Introduction à UML

Alexandre Brillant

UML est l'Unified Modeling Language standardisé par l'OMG (Object Management Group : http://www.omg.org). Ce n'est pas une méthode, il ne donne pas de solution pour la mise en œuvre d'un projet. C'est avant tout un formalisme graphique issu de notations employées dans différentes méthodes objets.

- Titre : Introduction à UML

- Auteur : Alexandre Brillant

- Parution : 9 novembre 2007

- Mise à jour : 1 juin 2020

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Sommaire

- I. Introduction à UML

- II. Concepts Objet

- III. Démarche d'un développement

- III-A. Les principaux cycles de vie

- IV. Phases d'analyse et de conception UML

- IV-A. Les uses cases

- IV-B. Le modèle statique (objet)

- IV-C. Le modèle dynamique

- IV-C-1. Le diagramme d'état

- IV-C-2. Le diagramme de séquence

- IV-D. La conception

- IV-D-1. La conception préliminaire

- IV-D-2. La conception détaillée

- V. Bibliographie

I - Introduction à UML

Cette documentation ne peut être employée dans le cadre d'un cours ou d'une formation sans mon accord.

Je suis formateur Java, XML tout niveau : plus de renseignements.

(c) 2005 - Alexandre Brillant

UML sert à :

- décomposer le processus de développement ;

- mettre en relation les experts métier et les analystes ;

- coordonner les équipes d'analyse et de conception ;

- séparer l'analyse de la réalisation ;

- prendre en compte l'évolution de l'analyse et du développement ;

- migrer facilement vers une architecture objet d'un point de vue statique et dynamique.

Plan :

- Concepts Objet

- Démarche

- Phase d'analyse et de conception UML

- Uses Cases

- Le modèle statique

- Le modèle dynamique

- La conception

II - Concepts Objet

La méthode Merise utilise deux types de modèles pour décrire une application :

- un modèle de données ;

- un modèle de traitement.

L'approche objet repose sur :

- l'association des données et des traitements dans une même entité ;

- l'encapsulation masquant les données et traitements internes ;

- un niveau abstrait de manipulation des entités à base de classe et un niveau concret à base d'instance ;

- l'identification de chaque instance ;

- des niveaux d'accès aux données et traitements (public, privé, implémentation) ;

- la séparation des interfaces de manipulation de l'implémentation des traitements ;

- un mécanisme d'héritage (généralisation et spécialisation) ;

- le polymorphisme.

III - Démarche d'un développement

Une démarche de développement repose sur :

- un formalisme ;

- une méthode ;

- un processus et un cycle de vie ;

- des buts.

Les étapes du cycle de vie d'une application :

- expression des besoins : il traduit l'apport du futur système ;

- spécifications : précision avec schémas, modèles et enchainements d'écrans ;

- analyse : détermination des éléments du système ;

- conception : comprend tous les choix techniques ;

- implémentation : génération des squelettes d'une application ;

- tests de vérification : tests unitaires et finals ;

- validation : utilisation d'un cahier de recettes ;

- maintenance et évolution : suivi du logiciel en production.

III-A - Les principaux cycles de vie

Inconvénients :

- pas de travail en parallèle ;

- validation tardive.

L'un des plus utilisés

Inconvénients :

- mise en œuvre tardive ;

- erreurs coûteuses.

Construction d'une série de prototypes.

IV - Phases d'analyse et de conception UML

Les étapes d'une construction d'application aboutissent sur l'émergence de modèles.

IV-A - Les uses cases

Ils sont issus de la méthode OOSE de Ivar Jacobson. Il s'agit d'une représentation orientée « fonctionnalité » du système résultant de la spécification.

Ils intègrent :

- des acteurs externes au système (primaires ou secondaires) ;

- des actions (cas d'utilisation) permises par le système.

Il est possible de simplifier les actions avec deux types de relations :

- la relation « extends » : Intégre les caractéristiques du use case pointé ;

- la relation « uses » : Indique qu'un use case fait partie d'un sous-ensemble.

IV-B - Le modèle statique (objet)

Il est utilisé en phase d'analyse sans rapport avec l'implémentation.

Il décrit les entités et leurs relations en termes objet.

Les attributs d'une entité n'ont pas de type en rapport avec un langage de programmation. Les cardinalités représentent le nombre d'instances impliquées dans l'association.

Quelques cardinalités :

- 0..1 : peut avoir aucune ou une instance ;

- * : peut avoir aucune ou plusieurs instances.

Les entités représentent des classes, il est possible de représenter des instances en les préfixant par

classe :: .

La spécialisation ajoute une relation de type « est une sorte de ».

Pour renforcer l'association, l'agrégation fait intervenir l'idée de dépendance pour une instance.

Elle introduit une relation de type « fait partie de ».

Exemple :

Les qualificateurs peuvent améliorer les domaines de valeur des attributs.

Exemple : pour une rangée d'avion il existe quatre sièges.

Un stéréotype sert à subdiviser les classes en grandes familles.

Exemple : « interface ».

Les packages décrivent les relations macroscopiques entre parties du système.

Un package peut aussi se représenter sans contenu en ne mettant en évidence que les relations importantes.

Le détail des entités peut être défini dans les modèles statiques en analyse. Cependant, seule la conception prendra en compte tous les impératifs du développement.

Syntaxe des attributs de classe :

[visibilité] nom [ [:type] [=valeur initial] [{propriété}]

Visiblité peut prendre les valeurs :

- - : champ privé ;

- + : champ public ;

- #: champ protected.

Propriété affine l'utilisation des attributs :

- changeable : attribut en lecture/écriture ;

- frozen : constante ;

- readOnly : attribut en lecture.

Syntaxe des méthodes de classe :

[visibilité] nom [(liste des paramètres)] [: type de la valeur de retour] [{propriété}]

Visiblité peut prendre les valeurs :

- - : champ privé ;

- + : champ public ;

- #: champ protected.

Une méthode soulignée désigne une méthode de classe.

Liste de paramètres sous la forme : paramètre1 : Type1, paramètre2 : Type2…

IV-C - Le modèle dynamique

Le modèle dynamique est une vision microscopique du fonctionnement du système. Il sert à mettre en évidence les relations temporelles interobjets et la représentation sous forme d'un automate du comportement de chaque objet.

Il intervient après la définition du modèle statique.

IV-C-1 - Le diagramme d'état

Il découpe un objet en un ensemble d'états. Le passage d'un état à un autre se fait par des événements.

Un événement est composé d'attributs et de gardiens. Un attribut est un paramètre alors qu'un gardien est une condition pour réaliser une transition.

Exemple :

Dans l'exemple ci-dessous, l'état initial est représenté par un rond noir, l'état final par un rond noir dans un cercle.

IV-C-2 - Le diagramme de séquence

Ce diagramme met en évidence les relations temporelles interobjet.

IV-D - La conception

Elle met en place les grands blocs applicatifs.

La conception reprend les modèles de l'analyse statique et dynamique et détaille l'organisation des classes dans un langage cible. Elle utilise les design-pattern.

IV-D-1 - La conception préliminaire

Les composants peuvent représenter n'importe quelle partie importante d'une architecture (Servlet, Base de données…). Les relations intercomposants sont garanties par des interfaces pour un diagramme plus proche de l'implémentation. Un stéréotype classe en grandes familles les composants :

- « SGBDR »

- « EXE »

- « Servlet »

- « WEB »

- …

IV-D-2 - La conception détaillée

Elle fait intervenir les étapes :

- conception des classes ;

- conception des associations ;

- conception des attributs ;

- conception des opérations ;

- validation du modèle.

Elle peut être réalisée en partie par des outils de génération de code pour les diagrammes de classes, d'états et de séquences.

Quelques outils UML pour Java :

Payants :

Magic Draw (http://www.nomagic.com)

TogetherJ (http://www.togethersoft.com)

Rational Rose 2000 (http://www.rational.com)

Gratuits :

ArgoUml (http://argouml.tigris.org)

V - Bibliographie

« UML en Action » de Pascal Roques et Franck Vallée chez Eyrolles

« Intégrer UML dans vos projets » de M.Lopez, E.Pichon et J.Migueis chez Eyrolles

Les schémas ont été réalisés avec dia (http://wwww.lysator.liu.se/~alla/dia) et starOffice 5.2 (http://www.staroffice.org).