Qu'est-ce que le langage UML (langage de modélisation unifié) ?

Le langage UML (Unified Modeling Language, ou langage de modélisation unifié) a été pensé pour être un langage de modélisation visuelle commun, et riche sémantiquement et syntaxiquement. Il est destiné à l'architecture, la conception et la mise en œuvre de systèmes logiciels complexes par leur structure aussi bien que leur comportement. L'UML a des applications qui vont au-delà du développement logiciel, notamment pour les flux de processus dans l'industrie.

Il ressemble aux plans utilisés dans d'autres domaines et se compose de différents types de diagrammes. Dans l'ensemble, les diagrammes UML décrivent la limite, la structure et le comportement du système et des objets qui s'y trouvent.

L'UML n'est pas un langage de programmation, mais il existe des outils qui peuvent être utilisés pour générer du code en plusieurs langages à partir de diagrammes UML. L'UML a une relation directe avec l'analyse et la conception orientées objet.

Il existe de nombreux modèles et paradigmes de résolution de problèmes en science informatique, qui est l'étude des algorithmes et des données. On dénombre quatre catégories de modèles de résolution de problèmes : les langages impératifs, fonctionnels, déclaratifs et orientés objet (LOO). Dans le cas des langages orientés objet, les algorithmes sont exprimés en définissant des objets et en les faisant interagir les uns avec les autres. Ces objets sont des éléments que l'on peut manipuler et qui existent dans le monde réel. Il peut s'agir d'immeubles, de widgets sur un ordinateur ou encore d'êtres humains. 

Les langages orientés objet dominent le monde de la programmation parce qu'ils modélisent des objets du monde réel. L'UML combine plusieurs notations orientées objet : Object-Oriented Design (conception orientée objet), Object Modeling Technique (technique de modélisation objet) et Object-Oriented Software Engineering (génie logiciel orienté objet).

L'UML utilise les points forts de ces trois approches pour présenter une méthodologie plus cohérente et plus facile à utiliser. Il représente les meilleures pratiques de création et de documentation des différents aspects de la modélisation des systèmes logiciels et d'entreprise.

Les Three Amigos du génie logiciel, comme on les appelait alors, avaient élaboré d'autres méthodologies. Ils se sont associés pour apporter plus de clarté aux programmeurs en créant de nouvelles normes. La collaboration entre Grady, Booch et Rumbaugh a renforcé les trois méthodes et a amélioré le produit final.

Les efforts de ces penseurs ont abouti à la publication des documents UML 0.9 et 0.91 en 1996. Il est rapidement devenu évident que des sociétés comme Microsoft, Oracle et IBM voyaient l'UML comme un élément critique pour leur développement futur. Elles ont donc mis en place des ressources, accompagnées en cela par de nombreuses autres sociétés et personnes, permettant de développer un langage de modélisation complet. Les Three Amigos ont publié The Unified Modeling Language User Guide en 1999, qui fut suivi d'une mise à jour comportant des informations sur l'UML 2.0 en 2005.

Selon son site Web, l'Object Management Group® (OMG®) est un consortium de normes technologiques international, ouvert à tous et sans but lucratif créé en 1989. Les normes de l'OMG sont appliquées par les entreprises, les utilisateurs, le monde universitaire et les agences gouvernementales. Les groupes de travail de l'OMG développent des normes d'intégration aux entreprises pour un grand nombre de technologies et de secteurs industriels. Les normes de modélisation de l'OMG, dont l'UML et le Model Driven Architecture® (MDA®), permettent la conception, l'exécution et la maintenance de logiciels et d'autres processus d'une façon visuellement efficace.

L'OMG (Object Management Group) supervise la définition et la maintenance des spécifications UML. Cette surveillance donne aux ingénieurs et aux programmeurs la possibilité d'utiliser un langage à des fins multiples pendant toutes les phases du cycle de vie du logiciel, quelle que soit la taille du système concerné.

L'OMG définit les objectifs de l'UML comme suit :

• Fournir aux concepteurs de systèmes, ingénieurs logiciels et développeurs de logiciels des outils pour l'analyse, la conception et la mise en œuvre de systèmes logiciels, ainsi que pour la modélisation de processus métier et d'autres processus similaires.
• Faire progresser l'industrie en permettant l'interopérabilité des outils de modélisation visuelle orientés objet. Toutefois, pour permettre un échange significatif d'informations de modèles entre outils, il est nécessaire de trouver un accord sur la sémantique et la notation.

UML répond aux exigences suivantes :

• Fixer une définition formelle d'un métamodèle basé sur une norme Meta-Object Facility (MOF) commune qui spécifie la syntaxe abstraite de l'UML. La syntaxe abstraite définit l'ensemble des concepts de modélisation UML, leurs attributs et leurs relations, ainsi que les règles permettant d'associer ces concepts afin de créer des modèles UML partiels ou complets.
• Fournir une explication détaillée de la sémantique de chaque concept de modélisation UML. La sémantique définit, d'une façon indépendante de la technologie, comment les concepts UML doivent être mis en œuvre par les ordinateurs.
• Spécifier des éléments de notation lisibles par l'homme pour représenter chaque concept de modélisation UML, ainsi que les règles pour les combiner au sein d'une grande variété de diagrammes correspondant à différents aspects des systèmes modélisés.
• Définir des moyens grâce auxquels les outils UML peuvent être mis en conformité avec cette spécification. Ceci est pris en charge (dans une spécification distincte) par une spécification XML des formats d'échange de modèles correspondants (XMI) qui doivent être réalisés par des outils conformes.

L'UML est prisé par les programmeurs, mais n'est généralement pas utilisé par les développeurs de bases de données. Cela s'explique notamment par le fait que les créateurs de l'UML ne se sont tout simplement pas intéressés aux bases de données. Malgré cela, l'UML est efficace pour la modélisation générale de données et peut être utilisé dans différents types de diagrammes UML. Vous trouverez des informations sur l'application d'un modèle de classe orienté objet sur une base de données relationnelle dans cet article sur la modélisation de bases de données en UML.

L'UML fait l'objet d'améliorations continues. Sa version 2.0 étend ses spécifications pour couvrir davantage d'aspects du développement, y compris le développement agile. L'objectif était ici de restructurer et de perfectionner l'UML afin que son utilisabilité, sa mise en œuvre et son adaptation soient simplifiées. Voici quelques-unes des mises à jour apportées aux diagrammes UML :

• Une plus grande intégration entre les modèles structurels et comportementaux.
• La possibilité de définir une hiérarchie et de décomposer un système logiciel en éléments et sous-éléments.
• UML 2.0 augmente le nombre de diagrammes, qui passe de 9 à 13.

Familiarisez-vous avec la terminologie UML grâce à cette liste tirée du document UML 2.4.1, destiné à aider les personnes non membres d'OMG à comprendre des termes couramment utilisés.

• Conformité à la syntaxe abstraite

  Les utilisateurs peuvent transférer des modèles à travers différents outils, même s'ils utilisent des notations différentes

• Common Warehouse Metamodel (CWM)

  Interfaces standard utilisées pour permettre l'échange de métadonnées d'entrepôt et de BI entre des outils d'entrepôt de données, des plateformes d'entrepôt de données et des référentiels de métadonnées d'entrepôt dans des environnements hétérogènes distribués

• Conformité à la syntaxe concrète

  Les utilisateurs peuvent continuer à utiliser une notation qu'ils connaissent dans différents outils

• Noyau (Core)

  Dans le contexte d'UML, le noyau fait généralement référence au package central, qui est un métamodèle complet tout particulièrement conçu pour pouvoir être réutilisé à grande échelle

• Unité de langage

  Consiste en une série de concepts de modélisation associés entre eux qui donnent aux utilisateurs la possibilité de représenter les aspects du système étudié selon un paradigme ou un format particulier

• Niveau 0

  Le niveau minimal de conformité pour une infrastructure UML - un langage unique qui fournit les types de structures de classes que l'on trouve dans les langages de programmation orientés objet les plus courants

• Meta Object Facility (MOF)

  Une spécification de modélisation OMG qui fournit la base pour les définitions de métamodèles dans la famille de langages MDA d'OMG

• Métamodèle

  Définit le langage et les processus à partir desquels former un modèle

• Constructions de métamodèles

   Deuxième niveau de conformité dans l'infrastructure UML. Il s'agit d'une unité de langage supplémentaire pour des structures de classes plus poussées, utilisées pour créer des métamodèles tels que l'UML lui-même. L'UML n'a que deux niveaux de conformité.

• Model Driven Architecture (MDA)

  Approche et plan permettant de créer un ensemble cohésif de spécifications technologiques définies par un modèle

• Object Constraint Language (OCL)

  Langage déclaratif permettant de décrire des règles qui s'appliquent au langage de modélisation unifié (UML). OCL complète l'UML en fournissant des termes et des symboles d'organigramme qui sont plus précis que le langage naturel, mais moins difficiles à maîtriser que les mathématiques

• Object Management Group (OMG)

  Consortium à but non lucratif de spécifications pour le secteur informatique dont les membres définissent et maintiennent la spécification UML

• UML 1

  Première version du langage de modélisation unifié

• Langage de modélisation unifié (UML)

  Langage visuel permettant spécifier, créer et documenter les artefacts des systèmes

• XMI

  Spécification XML des formats d'échange de modèles correspondants

Voir le document MOF complet

Télécharger l'intégralité du document sur l'infrastructure UML 2.4.1.

Le développement d'un système est axé sur trois modèles de systèmes globaux :

• Fonctionnel :

  ce sont des diagrammes de cas d'utilisation, qui décrivent la fonctionnalité du système du point de vue de l'utilisateur.

• Objet :

  ce sont des diagrammes de classes qui décrivent la structure d'un système en termes d'objets, attributs, associations et opérations.

• Dynamique :

  ce sont des diagrammes d'interaction, diagrammes états-transitions et diagrammes d'activités utilisés pour décrire le comportement interne du système.

On visualise ces modèles de système grâce à deux types distincts de diagrammes : structurel et comportemental.

Les objets dans UML sont des entités du monde réel qui existent autour de nous. Dans le développement de logiciels, les objets peuvent être utilisés pour décrire – ou modéliser – le système en cours de création sous un angle pertinent. Les objets permettent également la décomposition de systèmes complexes en éléments compréhensibles qui permettent de construire les pièces une par une.

Voici quelques concepts fondamentaux d'un monde orienté objet :

• Objets

  Représentent une entité et le module de base

• Classe

  Plan d'un objet

• Abstraction

  Comportement d'une entité du monde réel

• Encapsulation

  Mécanisme qui consiste à relier les données et à les cacher du monde extérieur

• Héritage

  Mécanisme par lequel de nouvelles classes sont créées à partir d'une classe existante

• Polymorphisme

  Définit le mécanisme sous différentes formes.

L'UML utilise des éléments et les associe de différentes manières pour former des diagrammes qui représentent les aspects statiques ou structurels d'un système, ainsi que des diagrammes comportementaux qui capturent les aspects dynamiques d'un système.

Diagrammes UML structurels

• Diagramme de classes Diagramme UML le plus couramment utilisé et fondement de toute solution orientée objet. Classes d'un système, attributs et opérations, et relations entre chaque classe. Les classes sont regroupées pour créer des diagrammes de classe lors de la modélisation de systèmes de grande taille.

• Diagramme de composants

  Représente
  la relation structurelle entre les éléments d'un système logiciel, le plus souvent utilisé avec des systèmes complexes disposant de multiples composants. Les composants communiquent à l'aide d'interfaces.

• Diagramme de structure composite

  Les diagrammes de structure composite sont utilisés pour présenter la structure interne d'une classe.

• Diagramme de déploiement

  Illustre les infrastructures physique et logicielle d'un système. Ils sont utiles lorsqu'une solution logicielle est déployée sur de nombreuses machines avec des configurations uniques.
• Diagramme d'objets Montre les relations entre des objets à travers des exemples tirés du monde réel et permet de voir l'apparence d'un système à n'importe quel instant donné. Les données sont disponibles à l'intérieur des objets, elles peuvent donc être utilisées pour clarifier les relations entre des objets.

• Diagramme de paquetages

  Il existe deux types de dépendances spéciales entre les paquetages : l'importation de paquetages et la fusion de paquetages. Les paquetages peuvent représenter les différents niveaux d'un système pour en révéler l'architecture. Les dépendances des paquetages peuvent être marquées pour mettre en avant le mécanisme de communication entre les différents niveaux.

Diagrammes UML comportementaux

• Diagrammes d'activités Flux de travail d'entreprise ou opérationnels représentés graphiquement pour montrer l'activité de chacune des composantes du système. Les diagrammes d'activités sont utilisés comme une alternative aux diagrammes états-transitions.
• Diagramme de communication Semblable à un diagramme de séquence, mais l'accent est mis sur les messages transmis entre les objets. La même information peut être représentée par un diagramme de séquence et différents objets.

• Diagramme global d'interaction

  Il existe sept types de diagrammes d'interaction, et ce diagramme montre l'ordre dans lequel ils agissent.

• Diagramme de séquence

  Montre comment les objets interagissent les uns avec les autres et dans quel ordre. Ils représentent les interactions d'un scénario particulier.
• Diagramme états-transitions Semblable à un diagramme d'activités, il décrit le comportement des objets qui se comportent de diverses manières dans leur état actuel.
• Diagramme de temps À l'instar d'un diagramme de séquence, le comportement des objets est représenté sur un laps de temps donné. S'il y a un seul objet, le schéma est simple. S'il y a plus d'un objet, les interactions des objets sont présentées sur ce laps de temps précis.
• Diagramme de cas d'utilisation Il représente une fonctionnalité spécifique dans un système et est créé pour illustrer comment différentes fonctionnalités sont interconnectées et montrer leurs contrôleurs (ou acteurs) internes et externes.

Reportez-vous à ces tutoriels pour dessiner aussi bien des diagrammes UML structurels que comportementaux.

Exemples de tutoriels sur les diagrammes structurels

Diagrammes de classes

Les diagrammes de classes représentent les structures statiques d'un système, y compris ses classes, attributs, opérations et objets. Un diagramme de classes peut afficher des données statistiques ou des données d'organisation, respectivement sous la forme de classes d'implémentation et de classes logiques. Il peut y avoir chevauchement entre ces deux groupes.

1. Les classes sont représentées par une forme rectangulaire qui est divisée en trois. La partie supérieure affiche le nom de la classe, tandis que la section du milieu contient les attributs de classe. La partie inférieure fait figurer les opérations de classe (également connues sous le nom de méthodes).
2. Ajoutez des formes de classe à votre diagramme de classes pour modéliser la relation entre ces objets. Vous devrez peut-être également ajouter des sous-classes.
3. Utilisez des lignes pour représenter l'association, l'héritage, la multiplicité et d'autres relations entre les classes et sous-classes. Votre style de notation préféré influencera la représentation de ces lignes.

 

Diagrammes de composants

Les diagrammes de composants montrent comment des composants se combinent pour former des composants plus grands ou des systèmes logiciels. Ces diagrammes ont pour but de modéliser l'interdépendance de chaque composant du système. Un composant est un élément qui est nécessaire à l'exécution d'une fonction stéréotypée. Un stéréotype de composant peut consister en des exécutables, des documents, des tables de base de données, des fichiers ou des fichiers de bibliothèques.

1. Représentez un composant par une forme rectangulaire. Il doit avoir deux petits rectangles sur un côté ou présenter une icône de cette forme.
2. Ajoutez des lignes entre les formes de composants pour représenter les relations pertinentes.

 

Diagrammes de dépIoiement

Un diagramme de déploiement modélise le déploiement et la structure physiques d'éléments d'infrastructure. Les diagrammes de déploiement montrent où et comment les composants d'un système fonctionneront les uns avec les autres.

1. Lors de l'élaboration d'un diagramme de déploiement, utilisez la même notation que celle que vous adoptez pour un diagramme de composants.
2. Utilisez un cube en 3D pour modéliser un nœud (qui représente une machine physique ou une machine virtuelle).
3. Marquez le nœud dans le même style que celui utilisé pour les diagrammes de séquence. Ajoutez d'autres nœuds si nécessaire, puis créez des connexions grâce à des lignes.

 

Exemples de tutoriel sur les diagrammes comportementaux

Diagramme d'activités

Les diagrammes d'activités montrent la structure procédurale de contrôle entre les objets de classe, ainsi que les processus organisationnels tels que les flux de travail. Ces diagrammes sont composés de formes spécialisées, qui sont ensuite reliées par des flèches. La notation définie pour les diagrammes d'activités est similaire à celle des diagrammes états-transitions.

1. Démarrez votre diagramme d'activités avec un cercle plein.
2. Connectez le cercle à la première activité, qui est représentée par un rectangle aux bords arrondis.
3. À présent, connectez chaque activité à d'autres activités à l'aide de lignes illustrant la progression du processus global.
4. Vous pouvez également essayer d'utiliser des couloirs pour représenter les objets qui effectuent chaque activité.

 

Diagramme de cas d'utilisation

Un cas d'utilisation est une liste d'étapes qui définissent les interactions entre un acteur (un humain qui interagit avec le système ou un système externe) et le système lui-même. Les diagrammes de cas d'utilisation décrivent les spécifications d'un cas d'utilisation et modélisent les unités fonctionnelles d'un système. Ces diagrammes aident les équipes de développeurs à comprendre les besoins de leur système, notamment le rôle des interactions humaines et les différences entre plusieurs cas d'utilisation. Un diagramme d'utilisation peut illustrer tous les cas d'utilisation du système ou seulement un groupe de cas d'utilisation ayant des fonctionnalités similaires.

1. Pour commencer un diagramme de cas d'utilisation, ajoutez une forme ovale au centre du dessin.
2. Saisissez le nom du cas d'utilisation à l'intérieur de la forme ovale.
3. Représentez les acteurs par des bonshommes disposés près du diagramme, puis utilisez des lignes pour modéliser les relations entre acteurs et cas d'utilisation.

 

Diagramme de séquence

Les diagrammes de séquence, également appelés diagrammes d'événements, illustrent la façon dont des processus interagissent entre eux en montrant les appels entre différents objets dans une séquence. Ces diagrammes ont deux dimensions : verticale et horizontale. Les lignes verticales montrent la séquence de messages et d'appels dans l'ordre chronologique, et les éléments horizontaux montrent les instances d'objets où les messages sont relayés.

1. Pour créer un diagramme de séquence, écrivez le nom de l'instance de classe et le nom de la classe dans une case rectangulaire.
2. Dessinez des lignes entre les instances de classes pour représenter l'émetteur et le destinataire des messages.
3. Utilisez des pointes de flèches pleines pour symboliser les messages synchrones, des pointes de flèches ouvertes pour les messages asynchrones et des lignes en pointillés pour les messages de réponse.

Vous pouvez commencer à créer des diagrammes UML dès maintenant avec Lucidchart. Notre solution est simple, efficace et même amusante.

• Simplicité d'utilisation

  Si vous créez un diagramme UML, vous savez clairement ce que vous faites, mais nous voulons rendre votre travail aussi facile que possible. Vous gagnerez du temps grâce à l'interface impeccable et à l'éditeur intelligent doté de la fonction glisser-déposer de Lucidchart.

• Bibliothèque complète de formes

  Dessinez entre autres des diagrammes états-transitions, des diagrammes d'activités et des diagrammes de cas d'utilisation. Grâce à la bibliothèque complète de formes et de connecteurs, vous trouverez tout ce dont vous avez besoin.

• Intégration complète

  Lucidchart propose une intégration complète à G Suite. Lorsque vous aurez commencé à utiliser Lucidchart, vous pourrez retrouver le logiciel directement dans votre suite de productivité Google, avec Gmail et Google Drive. De plus, vous pourrez utiliser les mêmes identifiants de connexion que ceux que vous utilisez pour Google.

• Option de collaboration

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• Importation/exportation de fichiers Visio

  L'importation et l'exportation des fichiers Visio est facile et vous permet de préserver le travail déjà effectué. Le processus est simple et rapide.