UMLの基礎知識.pptx

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1 UML の基礎知識 UML によるシステム設計入門 Novice Class Seminar - Java Programmer directed co.,ltd.

2 UML の概要 UML Unified Modeling Language 統一モデル化言語 OMG が標準として採用 モデリング言語の標準 ソフトウエア設計の記述言語として標準 ISO/IEC 19501:2005 à UML OMG Object Management Group オブジェクト指向技術の標準化団体 CORBA や MDA UML など オブジェクト指向技術の標準化を行う団体 NCSJ2018 UML の基礎知識 1

3 UML の目標 モデル化言語 わかりやすい図式化されたモデル化言語 ユーザーと開発者とのコミュニケーションを助ける 主概念を提供するための機構 拡張機構 既存の主概念では扱えない部分を拡張機構によりサポートする 特化機構 特定のアプリケーション領域に合わせて概念 記法 制約を特化できる 言語 / 手法への非依存 特定のプログラミング言語に依存しない 開発手法に依存しない 表記法の統一 方法論による異なる表記法を統一する OMG : UML 1.1 ISO : UML NCSJ2018 UML の基礎知識 2

4 オブジェクト指向の方法論 OMT Object Modeloing Technique ( オブジェクトモデル化技法 ) James E Rumbaugh (General Electric) モデル図の記法は UML へ取り込まれる Booch Grady Booch (Rational Software) モデル図のコンセプトは UML に反映される OOSE Object Oriented Software Engineering ( オブジェクト指向ソフトウエア工学 ) Ivar Jacobson (Objectory) ユースケース主導によるソフトウエアの設計 Shlaer/Mellor Sally Shlaer, Stephen J Mellor (Project Technology) 構造化分析 設計の弱点を克服するために提案された NCSJ2018 UML の基礎知識 3

5 UML の開発経緯 スリー アミーゴ : UML の開発者 Grady Booch Booch James Rumbaugh OMT Ivar Jacobson OOSE 1994 年 UML の開発開始 Rational Software 社により作業開始 1997 年 UML 1.1 が OMG に採用される 2005 年 ISO/IEC に採用される ISO/IEC 19501:2005 Information Technology --- Open Distributed Processing --- Unified Modeling Language (UML) Version 年 UML 2.0 が OMG に採用される NCSJ2018 UML の基礎知識 4

6 UML の内容 ビュー 目的に応じたシステムの説明 厳密にはUMLの仕様に含まれていない 複数のダイアグラムにより構成される システムの 4+1ビュー 設計ビュー Design View 配置ビュー Deployment View 実装ビュー Implementation View プロセスビュー Process View ユースケースビュー Use case View ダイアグラム モデリングのための図 UML 2.0では ダイアグラムを2つに分類している 構造図 Structural Diagram 振る舞い図 Behavioral Diagram ノート ダイアグラムに追加する情報を記述するための機構 コメント 分類子と修飾 分類子 (Classifier) 基本的なモデル要素 修飾 (adornment) 分類子に関連付ける追加情報 NCSJ2018 UML の基礎知識 5

7 ダイアグラム 構造図 ( Structural Diagram ) クラス図 Class Diagram コンポーネント図 Component Diagram コンポジット構造図 Composite Structure Diagram 配置図 Deployment Diagram パッケージ図 Package Diagram オブジェクト図 Object Diagram 振る舞い図 ( Behavioral Diagram ) アクティビティ図 Activity Diagram コミュニケーション図 Communication Diagram 相互作用概要図 Interaction Overview Diagram シーケンス図 Sequence Diagram 状態マシン図 State Machine Diagram タイミング図 Timing Diagram ユースケース図 Use Case Diagram NCSJ2018 UML の基礎知識 6

8 クラス図 Structural Diagrams Behavioral Diagrams Class Diagram Component Diagram Composite Structure Diagram Deployment Diagram Package Diagram Object Diagram Activity Diagram Communication Diagram Interaction Overview Diagram Sequence Diagram State Machine Diagram Timing Diagram Use Case Diagram クラス図の目的 クラスの詳細の記述 クラスおよびインターフェースの詳細を記述 記述する内容 名称 属性 操作 ステレオタイプ クラス同士の関係 クラス同士の関係を記述 所有の関係 関連 集約の関係 継承の関係 汎化 実現の関係 NCSJ2018 UML の基礎知識 7

9 クラス図 クラス 関連 関連 クラス図の構成要素クラス属性操作ステレオタイプインターフェーステンプレートクラスネスティドクラス関連多重度誘導可能性限定子集約コンポジット汎化多重継承実現 pkg クラス図の例 Window MyWindow <<interface>> WindowListener MyWindowListener TextField TextArea TextComponent NCSJ2018 UML の基礎知識 8

10 クラス図 クラス 関連 関連 クラス図の構成要素クラス属性操作ステレオタイプインターフェーステンプレートクラスネスティドクラス関連多重度誘導可能性限定子集約コンポジット汎化多重継承実現 - id : int - name : String - address : String - tel : String <<entity>> Member + set(id : int, name : String, address : String, tel : String) : void + getid() : int + get(field : String) : String クラスは矩形の図形で表現する クラスではクラス名の他 以下の物を定義する 属性 : 保持する情報 操作 : 機能の名称 ステレオタイプ : クラスの役割を表わすもの NCSJ2018 UML の基礎知識 9

11 クラス図 クラス 関連 関連 クラス図の構成要素クラス属性操作ステレオタイプインターフェーステンプレートクラスネスティドクラス関連多重度誘導可能性限定子集約コンポジット汎化多重継承実現 - id : int - name : String - address : String - tel : String <<entity>> Member + set(id : int, name : String, address : String, tel : String) : void + getid() : int + get(field : String) : String 属性 : 保持する情報の定義 名称 : 属性の名称 型 : 属性の型 可視性 : 属性のアクセス属性 初期値 : 属性の初期値 詳細は次頁 NCSJ2018 UML の基礎知識 10

12 クラス図 属性の詳細 (1) 名称 属性に付ける名称 プログラミング言語では変数名になる 型 属性のタイプ プログラミング言語では 組み込み型またはクラスを含むユーザ定義型 可視性 属性のアクセス属性を表わす + : public - : private # : protected ~ : package 初期値 属性の初期値 静的属性 (static) static と指定された属性は インスタンス属性ではなく クラス属性となる NCSJ2018 UML の基礎知識 11

13 クラス図 属性の詳細 (2) 多重度 属性の多重度 配列を表現する場合などに使用する 派生 派生属性を表わす 属性名の先頭に / を付加して表現する 派生属性は オプショナルな属性 プロパティ 追加情報を記入するためのもの readonly union subsets redefines composite 制約 属性に対する制約 ブール式で評価されるものでなければならない コレクション型 特定の制約 ( 順序付け 一意性 ) をコレクション型にマップすることができる UML に用意されているコレクション型 Bag, OrderedSet, Set, Sequence NCSJ2018 UML の基礎知識 12

14 クラス図 クラス 関連 関連 クラス図の構成要素クラス属性操作ステレオタイプインターフェーステンプレートクラスネスティドクラス関連多重度誘導可能性限定子集約コンポジット汎化多重継承実現 - id : int - name : String - address : String - tel : String <<entity>> Member + set(id : int, name : String, address : String, tel : String) : void + getid() : int + get(field : String) : String 操作 : クラスが備える機能機能の呼び出し方を定義する 主な設定項目名称 : 操作の名称型 : 操作の型 終了時の戻り値パラメタ : 操作の実行時に与えるパラメータ可視性 : 操作のアクセス属性 NCSJ2018 UML の基礎知識 13

15 クラス図 操作 (1) 戻り値の型 操作が返す情報の型を指定する 型は組み込み型 またはユーザー定義型 ( クラス ) を指定できる 何も情報を返さない場合は void を指定する 静的操作 指定されれば クラスの振る舞い として機能する 指定がなければ インスタンスの機能 通常は 静的操作 ではない 下線を使って静的操作であることを示すことがある パラメータ 操作へ渡す引数の定義 型と名称を指定する 多重度を指定することもできる パラメータに関するプロパティを指定できる プロパティは { から } の間に記述する ordered, readonly, unique など NCSJ2018 UML の基礎知識 14

16 クラス図 操作 (2) プロパティ 操作に関するプロパティを指定できる プロパティは { から } の間に記述する 制約 操作の実装が満たさなければならない制約の規定 事前条件 操作が呼び出される前のシステムの条件を規定する 事後条件 操作が完了したのちのシステムの状態の定義 本件条件 戻り値を制約する条件 オーバーライドされた操作は 本件条件が異なる場合がある クエリ操作 属性を一切変更しない操作 例外 操作によってスローされる例外 スローする例外の明細は ノートに記述することがある 例外となるクラスへの依存を示すことがある NCSJ2018 UML の基礎知識 15

17 クラス図 クラス 関連 関連 クラス図の構成要素クラス属性操作ステレオタイプインターフェーステンプレートクラスネスティドクラス関連多重度誘導可能性限定子集約コンポジット汎化多重継承実現 - id : int - name : String - address : String - tel : String <<entity>> Member + set(id : int, name : String, address : String, tel : String) : void + getid() : int + get(field : String) : String ステレオタイプクラスのステレオタイプ ( 通念 ) エンティティ名は << から >> の間に記述する ステレオタイプの例 boundary, control, entity NCSJ2018 UML の基礎知識 16

18 クラス図 クラス 関連 関連 クラス図の構成要素クラス属性操作ステレオタイプインターフェーステンプレートクラスネスティドクラス関連多重度誘導可能性限定子集約コンポジット汎化多重継承実現 標準の表記 <<interface>> LoadManager + load(cname : String) : Class + list() : Enumeration + count() : int アイコンでの表記 LoadManager インターフェースアイコンとして表記する場合もある実装を持たない属性と操作の定義はできる実装する言語によってサポートが異なるので注意が必要 NCSJ2018 UML の基礎知識 17

19 クラス図 クラス 関連 関連 クラス図の構成要素クラス属性操作ステレオタイプインターフェーステンプレートクラスネスティドクラス関連多重度誘導可能性限定子集約コンポジット汎化多重継承実現 - count : int value:int=0 Counter + set(count : int) : void + get() : int + inccrease() : int テンプレートクラスパラメータが与えられることで 別のクラスを生成するクラスパラメータが与えられない限り クラスとしては成立しない パラメータはクラスの右上の点線で描かれた矩形の中に記述される NCSJ2018 UML の基礎知識 18

20 クラス図 クラス 関連 関連 クラス図の構成要素クラス属性操作ステレオタイプインターフェーステンプレートクラスネスティドクラス関連多重度誘導可能性限定子集約コンポジット汎化多重継承実現 A ネスティッドクラス ( 内部クラス 入れ子クラス ) クラスの中で定義されるクラス スコープは クラスを定義しているクラス内に限定される 上の図では クラス A の中でクラス B が定義されていることを表わしている B NCSJ2018 UML の基礎知識 19

21 クラス図 クラス 関連 関連 クラス図の構成要素クラス属性操作ステレオタイプインターフェーステンプレートクラスネスティドクラス関連多重度誘導可能性限定子集約コンポジット汎化多重継承実現 X 関連クラスとクラスとの関連は クラス同士を実線で結びつけて表現する 関連には 2 つのクラスが関連する 2 項関連と 複数のクラスが関連する N 項関連がある 関連に 関連名 として名称を付加することもできる Y NCSJ2018 UML の基礎知識 20

22 クラス同士の関連 2 項の関連 2 項の関連は クラス同士を実線で結びつけて表わす X y 1..* Y 関連では 名称と関連の方向を表わすことができる 関連の多重度を定義することもできる 再帰的な関連 M 再帰的な関連は 同じクラスを実線で結びつけて表わす 再帰的な関連でも 名称と関連の方向を表わすことができる 関連の多重度を定義することもできる NCSJ2018 UML の基礎知識 21

23 クラス同士の関連 関連クラス (N 項の関連 ) Player Team Team League 関連クラス 2 つのクラスの関係が 単純な直接的関係ではない場合がある あるクラスを通して 2 つのクラスが関係する場合 関係クラスを用いて表現することができる 左の図では Player と League が Team を通して関係していることを表現している ここでは Team が関連クラスとして定義されている NCSJ2018 UML の基礎知識 22

24 クラス同士の関係 クラス間の依存 依存 は クラス間の関係としては関連よりも弱い関係である あるクラスが 他のクラスを利用しているだけの場合 依存の関係といえる 依存の関係 Frame WindowEvent 依存の表現方法依存の関係は 破線と矢印により表現される 上の図の例は Frame クラスが WindowEvent クラスに依存している様子を表わしている 依存として表現される関係ある操作を実行するときだけ関係し クラスのインスタンスのライフサイクル全体を通して関係を保持するわけではない場合は この依存の関係として表わされる NCSJ2018 UML の基礎知識 23

25 ユーティリティクラス ユーティリティクラス TotalCounter <<utility>> Calc + plus(x : int, y : int) : int + minus(x : int, y : int) : int + multiple(x : int, y : int) : int + divide(x : int, y : int) : int ユーティリティとしての役割を果たすクラスインスタンスとして存在することがないクラスで 操作のみを提供するクラス 操作は 静的 なものだけが定義される 使用するクラスからは 特定の操作の中から一時的に使うだけである 使用するクラスからは 依存 の関係として記述される NCSJ2018 UML の基礎知識 24

26 クラス図 クラス 関連 関連 クラス図の構成要素クラス属性操作ステレオタイプインターフェーステンプレートクラスネスティドクラス関連多重度誘導可能性限定子集約コンポジット汎化多重継承実現 X 多重度の設定クラス間の量的な関係を示す y 1..* そのクラスのインスタンスが どれだけの範囲で所有されるのかを表わす 関連の線で 所有される側の端にて 量的範囲が示される Y NCSJ2018 UML の基礎知識 25

27 クラス図 多重度の表現 1. 固定 X y 1 Y 多重度の種類多重度の種類は以下のものがある 2. 範囲 3. 複数 X X y y 1..* * Y Y 1. 固定 1 や 10 などの固定値を 1 つ示す 2. 範囲 * などの範囲を示す 3. 複数範囲の定めがない場合は * で表現する 双方向の多重度 X 1 - x - y * Y 所有側 :X X が Y を y で所有している多重度多重度は * 所有側 :Y Y が X を x で所有している多重度多重度は 1 NCSJ2018 UML の基礎知識 26

28 クラス図 クラス 関連 関連 クラス図の構成要素クラス属性操作ステレオタイプインターフェーステンプレートクラスネスティドクラス関連多重度誘導可能性限定子集約コンポジット汎化多重継承実現 誘導可能性 (navigability) クラス間の関係の一方向性を誘導可能性という 誘導可能性は 関連を示す実践の端に矢印 ( ) を記すことで表わす X X Y 上記の図は X から Y への誘導可能性を示している Y 上記の図は X から Y への誘導可能性と Y から X への誘導はないことを示している NCSJ2018 UML の基礎知識 27

29 クラス図 クラス 関連 関連 クラス図の構成要素クラス属性操作ステレオタイプインターフェーステンプレートクラスネスティドクラス関連多重度誘導可能性限定子集約コンポジット汎化多重継承実現 Employee - id : int - name : int 1 id : int Company 限定子 (qualifier) 限定子は キーによってクラス間の関係が特定されることを表わす 上記の図では Company が Employee を id によって 1 つに特定 (= 限定 ) していることを表わしている NCSJ2018 UML の基礎知識 28

30 クラス図 クラス 関連 関連 クラス図の構成要素クラス属性操作ステレオタイプインターフェーステンプレートクラスネスティドクラス関連多重度誘導可能性限定子集約コンポジット汎化多重継承実現 Wallet Money 集約 (aggregation) 基本的には関連であり 関連よりも強い関係がある場合に集約という 集約には 集約する側と集約されるとの方向がある 上図では Wallet が Money を集約していることを示している NCSJ2018 UML の基礎知識 29

31 クラス図 クラス 関連 関連 クラス図の構成要素クラス属性操作ステレオタイプインターフェーステンプレートクラスネスティドクラス関連多重度誘導可能性限定子集約コンポジット汎化多重継承実現 Vehicle Engine コンポジション (Composition) コンポジション ( 包含 ) は 集約よりもさらに強い関連を示すものである コンポジションでは 所有される側は所有する側の一部分となっている 上図の例では Vehicle が Engine を包含 ( コンポジション ) していることが示されている NCSJ2018 UML の基礎知識 30

32 クラス図 クラス 関連 関連 クラス図の構成要素クラス属性操作ステレオタイプインターフェーステンプレートクラスネスティドクラス関連多重度誘導可能性限定子集約コンポジット汎化多重継承実現 Bus + transport() : void Transportation + transport() : void Train + transport() : void 汎化 (generalization) 複数のクラスから共通項を抽出して 新しいクラスを導き出すことを汎化という 汎化の関係は 実線と白抜きの三角形 ( の記号 ) で表わされる 導き出されたクラスは より一般的 抽象的なクラスとなる 汎化は 継承の関係も表わしている NCSJ2018 UML の基礎知識 31

33 クラス図 クラス 関連 関連 クラス図の構成要素クラス属性操作ステレオタイプインターフェーステンプレートクラスネスティドクラス関連多重度誘導可能性限定子集約コンポジット汎化多重継承実現 Vehicle + drive() : void Bus + transport() : void + drive() : void Transportation + transport() : void Train + transport() : void 多重継承汎化により 多重継承を表現することもできる 上図の例では Vehicle と Transportation の 2 つのクラスを多重に継承して Bus が定義されていることを表わしている 実装する言語によっては 多重継承は許されていないことに注意 NCSJ2018 UML の基礎知識 32

34 クラス図 クラス 関連 関連 クラス図の構成要素クラス属性操作ステレオタイプインターフェーステンプレートクラスネスティドクラス関連多重度誘導可能性限定子集約コンポジット汎化多重継承実現 <<interface>> Printer PrintingDevice <<interface>> Telephone <<interface>> Facsimile インターフェースと実現インターフェースを実現する場合は インターフェースと実現するクラスの間を破線で結び インターフェース側に白抜きの三角形 ( ) を記入し表わす 上記の例では PrintingDevice が Printer と Facsimile を実現していることを表わしている NCSJ2018 UML の基礎知識 33

35 コンポーネント図 Structural Diagrams Behavioral Diagrams Class Diagram Component Diagram Composite Structure Diagram Deployment Diagram Package Diagram Object Diagram Activity Diagram Communication Diagram Interaction Overview Diagram Sequence Diagram State Machine Diagram Timing Diagram Use Case Diagram コンポーネント図の目的 システムの構成を表現する 実装の構成 コンポーネント間の依存関係 システムの分割管理 大規模なシステムの分割管理 コンポーネント ビュー ブラックボックス ビュー ホワイトボックス ビュー NCSJ2018 UML の基礎知識 34

36 コンポーネント図 コンポーネント システムの構成要素 実行可能なパーツ 実装の詳細は公開されない <<component>> MemberList 提供インターフェース 提供する機能は 提供インターフェース として公開される 要求インターフェース コンポーネントが機能実現のために必要とするインターフェース NCSJ2018 UML の基礎知識 35

37 コンポーネント図 コンポーネントの依存 コンポーネント間の依存関係 <<component>> AuctionService コンポーネント間の依存関係は 破線と矢印で表わす 依存している側から 依存されている側が矢印の方向によって示される <<component>> SignInManager <<component>> AccountManager 左の例では AuctionService が SignInManager と AccountManager に依存していることが示されている NCSJ2018 UML の基礎知識 36

38 コンポーネント図 アセンブリ コネクター (assembly connector) コンポーネント同士を接続するインターフェースを表現する 提供インターフェース 提供インターフェースの表記には 丸型のボール アイコンを使用する LoginService <<component>> ServiceLoginForm 要求インターフェース 要求インターフェースの表記には 半球型のソケット アイコンを使用する <<component>> LogInManager LoginService NCSJ2018 UML の基礎知識 37

39 コンポーネント図 コンポーネントのビュー ブラックボックス ビュー <<component>> LogInManager LoginService LoginService <<component>> ServiceLoginForm ブラックボックスビューの例コンポーネントが 要求しているインターフェースを実現しているコンポーネントを使用していることを示している例 コンポーネントのブラックボックス ビューを表わす時には アセンブリ コネクター (assembly connector) を使い 要求インターフェースと提供インターフェースとを明記する 上記の例では LogInManager が LoginService インターフェースを要求し LoginService を実現している ServiceLoginForm が使用されていることを示している NCSJ2018 UML の基礎知識 38

40 コンポーネント図 インターフェースの依存の表現 コンポーネントが実現するインターフェースを記述する コンポーネントが依存 ( 要求 ) するインターフェースを明らかにする <<component>> MemberList <<interface>> DataBaseConnection 実現を表わす 依存関係を示す <<component>> DataBaseDriver NCSJ2018 UML の基礎知識 39

41 コンポーネント図 コンポーネントのビュー ホワイトボックス ビュー <<component>> AccountManager コンポーネントを構成している 3 つのクラスを示している例 Account OrderHistory Order コンポーネントの構造が複雑な場合は クラス図でもって表わすのが一般的である NCSJ2018 UML の基礎知識 40

42 コンポーネント図 <<component>> DataBaseManager DBA LogService SQLConsole DataBaseService ポート ポートコンポーネントに備わるポートは で表わされる UML2.0 で導入された概念 外部に公開される機能を明示的に識別するためのもの NCSJ2018 UML の基礎知識 41

43 コンポーネント図 コンポーネントのステレオタイプ (1) コンポーネントに適用されるステレオタイプが定義されている entity ビジネス上の概念を表わすコンポーネント 永続化されるユーザ定義型 process ステートフルなトランザクションに基づく 機能を実現 提供するコンポーネント 状態との関連付けがなされる realization specification を実現 (realization) するコンポーネント 独自の仕様は特には持たない NCSJ2018 UML の基礎知識 42

44 コンポーネント図 コンポーネントのステレオタイプ (2) service 機能を提供するステートレスなコンポーネント specification 提供 / 要求インターフェースは持つものの 実装は持たない 実装は realization のコンポーネントにて行われる subsystem システムの一部分となるような 比較的大きなコンポーネント 基本的には 自己完結したコンポーネントとなる NCSJ2018 UML の基礎知識 43

45 コンポジット構造図 Structural Diagrams Behavioral Diagrams Class Diagram Component Diagram Composite Structure Diagram Deployment Diagram Package Diagram Object Diagram Activity Diagram Communication Diagram Interaction Overview Diagram Sequence Diagram State Machine Diagram Timing Diagram Use Case Diagram コンポジット構造図とは UML 2.0 から導入 システムの複雑さに対応 コンポジット構造 ある機能を実現するために実行時に存在する相互接続された要素の集まり 要素間の複雑な関係を形式化 システム内の要素の組み合わせを表現する 機能の観点から システムを分解する クラス図とコンポーネント図をリンクする 設計の詳細に力点を置かない 実装には力点を置かない NCSJ2018 UML の基礎知識 44

46 コンポジット構造図 構造とコネクタ ペダル C : チェーン 車輪 構造機能を提供するために存在する相互接続された要素の集まりのことをいう オブジェクト同士の関係や 通信などが示される UML では 内部構造 (internal structure) という コネクタ (connector) コネクタは 関係しているオブジェクト間の通信を表わしている 上記の例では ペダルと車輪がチェーンでつながっていることを示している NCSJ2018 UML の基礎知識 45

47 コンポジット構造図 ポート SignInService AuctionSystem BuyProcessor, SellProcessor AuctionService ポート (port) 機能の実現方法の詳細を公開することなく コンポジット構造から機能を提供するための方法 要求インターフェース (required interface) と提供インターフェース (provided interface) ポートは要求インターフェースと提供インターフェースとに関連付けられる 上記の例では AuctionSystem は AuctionService のポートを通じて BuyProcessor と SellProcessor との 2 つのインターフェースを提供し また匿名のポートが SignInService インターフェースを要求している NCSJ2018 UML の基礎知識 46

48 コンポジット構造図 ポートの実現 LogService LogServiceManager LoginCheck 振る舞いポートポートを所有する分類子がポートを実装しているとき そのポートを 振る舞いポート という この場合 ポートは内部の状態に コネクタにより結び付けられる LogService LogServiceImpl LogServiceManager FileIO 内部の分類子に接続されるポートポートが提供する機能を内部の分類子が実現している場合 ポートは内部の分類子に コネクタにより結び付けられる コンポーネントやサブシステムの構造を示すコンポジット構造図で使用される NCSJ2018 UML の基礎知識 47

49 コンポジット構造図 LogServiceManager LogService[10] ポートの多重度 ポートでは多重度を設定することができる 多重度は [ と ] で括られた中に数値を示すことで表わされる 相互作用点 ポートを所有する分類子がインスタンス化されるときに ポートもインスタンス化される 分類子は 多重化されたどのポートが使用されているのかを識別することができる NCSJ2018 UML の基礎知識 48

50 コンポジット構造図 コンポジット構造図 ポートの型定義 LogServiceManager LogService : ILogService[10] ポートの型定義を明確に示すこともできる 上図の例では LogService ポートが ILogService という型 ( クラス ) であることを示している クラスとして示すことで ポートのより複雑な振る舞いや構造を説明することができるようになる NCSJ2018 UML の基礎知識 49

51 コンポジット構造図 コンポジット構造図 プロパティ コンポジット構造にて 全体と部分 の関係での 部分 を示すためのもの Window DialogBox Button 2 左の例では Window と関連している DialogBox ダイアログボックスと DialogBox とコンポジションの関係にある Button が表現されている DialogBox は Window に所有されていないので 矩形の上部は破線で描かれる NCSJ2018 UML の基礎知識 50

52 配置図 Structural Diagrams Behavioral Diagrams Class Diagram Component Diagram Composite Structure Diagram Deployment Diagram Package Diagram Object Diagram Activity Diagram Communication Diagram Interaction Overview Diagram Sequence Diagram State Machine Diagram Timing Diagram Use Case Diagram 配置図の目的 ハードウエアのマッピング 実行するハードウエアの明確化 配置仕様の明確化 ハードウエア仕様の定義 コミュニケーションパス ノード間の通信を表現する ネットワーク構成を表現する NCSJ2018 UML の基礎知識 51

53 配置図の構成要素 配置図 HTTP SERVER ノードシステムを構成するハードウエア 成果物 成果物 (artifact) ソフトウエア開発プロセスにおける情報の物理的な要素 ソースファイルや実行ファイル ドキュメントや HTML ファイル XML ファイルなどがある ClientForm コンポーネントシステムを構成するソフトウエアコンポーネント NCSJ2018 UML の基礎知識 52

54 配置図 配置図の例 1 システム構成を示す配置図 HTTP この間の通信は HTTP である WebBrowser HTTP SERVER DATABASE SERVER JDBC Web サーバーとデータベースサーバーの間のコミュニケーションは JDBC を介して行われる NCSJ2018 UML の基礎知識 53

55 配置図の例 2 コンポーネントの配置 配置図 Server Client Logic1 DataBase Server Member DB ClientForm RMI Logic2 JDBC NCSJ2018 UML の基礎知識 54

56 パッケージ図 Structural Diagrams Behavioral Diagrams Class Diagram Component Diagram Composite Structure Diagram Deployment Diagram Package Diagram Object Diagram Activity Diagram Communication Diagram Interaction Overview Diagram Sequence Diagram State Machine Diagram Timing Diagram Use Case Diagram パッケージ図の目的 UML 要素同士のグループ化 クラス インターフェースなどをグループ ( パッケージ ) 化する パッケージに名前を付ける スコープの明確化 同じパッケージでは パッケージを明示せずに 要素を指定できる 異なるパッケージでは パッケージ名を明示して要素を指定する システム開発の管理 プロジェクトの構造化 クラスパッケージ 機能的な振る舞いの整理 ユースケースパッケージ プロジェクの各タスクの検証 有向依存グラフ NCSJ2018 UML の基礎知識 55

57 パッケージ図 パッケージ図の構成要素 パッケージ パッケージ クラス パッケージパッケージは クラスやインターフェースなどの要素を分類する方法を提供するものである パッケージには 名前を明記する パッケージとスコープパッケージに分類されると 分類された要素はスコープを規定される NCSJ2018 UML の基礎知識 56

58 パッケージ図 可視性 Utility + クラス - クラス パッケージ内部に存在するクラスには アクセス属性を指定し 可視性を設定することができる 指定できるアクセス属性は以下の 2 通りである + : (public) パッケージ外に公開される : (private) パッケージ内でのみ使用可能 可視性の指定は クラス名の前で + / - が表示される NCSJ2018 UML の基礎知識 57

59 パッケージ図 パッケージ間の関係 http <<import>> io インポートインポートの指定をすることで 他のパッケージに含まれるクラスを パッケージ名の指定をしなくとも利用できるようになる http <<access>> net アクセスアクセスの指定をすることで インポートの時と同様に 他のパッケージに含まれるクラスを パッケージ名の指定をしなくとも利用できるようになる ただし アクセスでは指定したパッケージのクラスを private として扱うようになる NCSJ2018 UML の基礎知識 58

60 パッケージ図 パッケージのマージ TechnicalSupport <<marge>> Support <<marge>> SalesSupport パッケージをマージすることで 別のパッケージで定義されている内容を利用することができるようになる マージされるパッケージに 同じ名称の要素 ( クラス ) が定義されている場合 マージするクラスでそれを拡張し定義することになる マージは マージする側からマージされる側への 破線と矢印によって示す NCSJ2018 UML の基礎知識 59

61 ユースケースとパッケージ パッケージ図 システム管理者 システム管理 ユーザー管理 システムの分析時に 機能的な振る舞いを整理するために ユースケースとパッケージとを利用することがある ユースケース パッケージは プロジェクト管理のツールとして利用されることがある データ登録 販売担当者 製品検索 利 者 積作成 NCSJ2018 UML の基礎知識 60

62 パッケージ図 依存関係 有向グラフを使用した依存関係の図示 io http Client Application net DB Connection 有向グラフを利用することで パッケージ間の依存関係を明確にすることができる NCSJ2018 UML の基礎知識 61

63 オブジェクト図 Structural Diagrams Behavioral Diagrams Class Diagram Component Diagram Composite Structure Diagram Deployment Diagram Package Diagram Object Diagram Activity Diagram Communication Diagram Interaction Overview Diagram Sequence Diagram State Machine Diagram Timing Diagram Use Case Diagram オブジェクト図の目的 実行時のオブジェクト同士の関係を表現 クラスの実行時の構造を明確化 クラス図と同じ構文を使用する NCSJ2018 UML の基礎知識 62

64 オブジェクト図 オブジェクト図の例 クラス図 オブジェクト図 Owner Car Michael:Owner 0..* Ferrari:Car Mercedes:Car オブジェクト図では 実行時のインスタンス同士の構造上の関係を示す NCSJ2018 UML の基礎知識 63

65 アクティビティ図 Structural Diagrams Behavioral Diagrams Class Diagram Component Diagram Composite Structure Diagram Deployment Diagram Package Diagram Object Diagram Activity Diagram Communication Diagram Interaction Overview Diagram Sequence Diagram State Machine Diagram Timing Diagram Use Case Diagram アクティビティ図の目的 振る舞い のフローを記述 ソフトウエアの機能が行う処理のフローを記述する オブジェクトフローの記述 アクション間のオブジェクトの受け渡しに伴うフローを記述 ソフトウエア以外のフローの記述 ビジネスプロセス ワークフロー アクティビティ 複数のアクションから構成される一連の処理フロー アクション 処理を行っている状態 他のアクティビティをアクションとして呼び出すこともある NCSJ2018 UML の基礎知識 64

66 アクティビティ図 アクティビティ図の構成要素 (1) アクション実行される処理 開始ノード一連の手続きが開始されるところ 終了ノード一連の手続きが終了するところ 制御フロー手続きの流れを示す ディシジョンノード マージノード分岐および合流を示す ガード条件分岐したフローの条件 NCSJ2018 UML の基礎知識 65

67 アクティビティ図 アクティビティ図の構成要素 (2) <<signal sending>> <<signal receipt>> 振る舞い呼び出しアクション シグナル送信アクションシグナルを送信する イベント受理アクションイベントの発生を受けて実行される (UML2.0 の仕様では アイコンの向きが反対 ) オブジェクトノードアクティビティの中で受け渡されるデータを表わす フォークノード ジョインノード並列して実行されるフローの分岐点 結合点を示す 振る舞い呼び出しアクション外部で定義されているアクティビティ パーティション 1 パーティション 2 アクティビティパーティションロール毎にアクティビテイを分割するパーティション NCSJ2018 UML の基礎知識 66

68 アクティビティ図 基本的な制御フロー 単純なビデオカメラのアクティビティ 開始ノードここからアクティビティは開始される 初期設定 アクションアクションでは 処理の内容が示される 録画 保存 遷移処理の遷移と方向は 実践と矢印で示される 終了ノードアクションの終了は 終了ノードで示される NCSJ2018 UML の基礎知識 67

69 アクティビティ図 判断が入る制御フロー メディアの確認を行うビデオカメラの録画 ディシジョンノードとマージノードの使用例 初期設定 メディアの確認 ディシジョンノードここでメディアの確認で エラーがあった場合の分岐を示す マージノードここで分岐したフローが もとのフローに結合されることを示す [ エラーなし ] 録画 [ エラー ] エラー通知 ガード分岐したフローが対応する条件を示す 保存 NCSJ2018 UML の基礎知識 68

70 アクティビティ図 初期設定 判断が入る制御フロー メディアの確認と自動電源 OFF 行うビデオカメラの録画動作 シグナルの使用例 メディアの確認 [ エラーなし ] 録画 保存 <<signal sending>> メディア交換を促す <<signal receipt>> メディアの挿入を待つ 経過時間確認 [ 未挿入 ] [ 挿入確認 ] ディシジョンノードここでメディアの確認で エラーがあった場合の分岐を示す マージノードここで分岐したフローが もとのフローに結合されることを示す [2 分経過 ] [2 分未経過 ] メディア挿入確認 NCSJ2018 UML の基礎知識 69

71 アクティビティ図 同期バー 同期バーは 並行して動作する処理の起動と結合を表わすために使用する 並行して動作する処理の起動を フォーク という 並行して動作している処理が結合することを ジョイン という 印刷の指示 フォークノードフォークノードでは 並列処理の起動を表わす 印刷データの生成 作業画面の表示 印刷の実行 ジョインノードジョインノードでは 並列処理の結合を表わす 印刷完了の通知 NCSJ2018 UML の基礎知識 70

72 アクティビティ図 オブジェクトノードとオブジェクトフロー 顧客情報を登録するときのフロー アクションにて生成されるオブジェクトとその受け渡しを記述した例 顧客データの入力 顧客データの登録 顧客データ [ 未登録 ] 顧客一覧 オブジェクトノードオブジェクトノードでは アクション間で受け渡されるデータを表現することができる 顧客一覧の表示 NCSJ2018 UML の基礎知識 71

73 アクティビティ図 発注処理 Order Order 受注処理 入力ピン 出力ピン ピン ( pin ) オブジェクトノードの特別な表記法 アクションへの入出力を簡潔に表現する 長方形で表記する ピンの種類 入力ピン (input pin) アクションへの入力を示す 出力ピン (output pin) アクションからの出力を示す 例外ピン (exception pin) ピンがエラー状態 ( 例外 ) と関係している場合 値ピン (value pin) 入力データの仕様を明記するのに用いる NCSJ2018 UML の基礎知識 72

74 アクティビティ図 ワードプロセッサ 印刷指示 プリンタ アクティビティパーティション activity partition スイムレーン 通常処理 <<signal receipt>> 印刷完了待ち 印刷データ 印刷処理 <<signal sending>> 印刷完了通知 水平 または垂直に分ける アクションの実行主体によって分類する 完了メッセージ NCSJ2018 UML の基礎知識 73

75 アクティビティ図 例外処理 ファイルを指定 例外例外は例外ハンドラとなるアクションと結び付けて 例外が発生した時の処理を明記する 例外が発生すると その後の通常の処理には遷移せず 中断される ファイルを開く ファイルを読み込む FileNotFound エラーを通知する 例外ハンドラ例外ハンドラは アクションに小さい四角を付加して表記する 例外を処理するアクションと 例外の型を示す NCSJ2018 UML の基礎知識 74

76 アクティビティ図 録画を予約する 録画を予約する 録画を予約する 拡張領域拡張領域は コレクションであるデータを受け付け また出力するアクションを定義できる 拡張領域の表記は 拡張領域の中で実行されるアクションを破線で囲う コレクションの表記は ピンを 4 つ並べて示す 録画を予約する NCSJ2018 UML の基礎知識 75

77 アクティビティ図 セットアップ セットアップ [true] ボディ テスト 単一のノードでの表記 ボディ テスト [false] ループ ループノードによりループを表現することができる ループノード ループノードは 以下の3つのサブ領域から構成される セットアップ : ループに入る前に1 度だけ実行される ボディ : 繰り返し実行されるループの本体 テスト : ループを継続する条件 NCSJ2018 UML の基礎知識 76

78 アクティビティ図 バイトコード 文字 ファイル {stream} ファイルの読み込み {stream} 画面に表示 バイトコード 文字 ファイル ファイルの読み込み 画面に表示 ストリーム 入力を受け付けながら 出力も行う処理をストリームという ストリームの表現 アクティビティ図でのストリームの表現は 以下の 2 通り 入出力のピンに {stream} と表記する ピンを表現する四角形を で表記する NCSJ2018 UML の基礎知識 77

79 アクティビティ図 割り込み可能アクティビティ領域 処理の中断をサポートできる領域を示す ファイルの読み込み 妥当性のチェック 内容の表示 <<signal receipt>> キャンセル要求 キャンセル表示 割り込み可能アクティビティ領域破線で示す領域が 割り込み可能アクティビティ領域となる NCSJ2018 UML の基礎知識 78

80 アクティビティ図 特殊なノード <<centralbuffer>> PrintQueue 中央バッファノード ノードの一種 オブジェクト間で受け渡されるデータをキューイングするためのもの <<datastore>> DBManager データストアノード 特殊な中央バッファノード 通過するデータをすべてコピーする NCSJ2018 UML の基礎知識 79

81 コミュニケーション図 Structural Diagrams Behavioral Diagrams Class Diagram Component Diagram Composite Structure Diagram Deployment Diagram Package Diagram Object Diagram Activity Diagram Communication Diagram Interaction Overview Diagram Sequence Diagram State Machine Diagram Timing Diagram Use Case Diagram コミュニケーション図とは UML 2.0 以降 以前は コラボレーション図 と呼ばれていた 相互作用を記述する図の 1 つ コミュニケーション図の目的 オブジェクト間のコミュニケーションを明確にする メッセージの順序よりも オブジェクト自体に注目する コミュニケーションを行う実態となるオブジェクトを見出す NCSJ2018 UML の基礎知識 80

82 コミュニケーション図 コミュニケーション図の構成要素 1: データ入力 () 3: 登録依頼 () 利用者 : アクター <<boundary>> userform : Form <<control>> userproc : Processor 2: 設定 () <<entity>> userdata : Data 4: 取得 () アクター実現される機能を利用する外部の存在アクターは システムの外部から機能を利用する存在であり 必ずしも人である必要はない アクターは 通常ユースケースで定義される NCSJ2018 UML の基礎知識 81

83 コミュニケーション図 コミュニケーション図の構成要素 1: データ入力 () 3: 登録依頼 () 利用者 : アクター <<boundary>> userform : Form <<control>> userproc : Processor 2: 設定 () <<entity>> userdata : Data 4: 取得 () ライフラインアクターあるいは他のライフラインとコミュニケーションする実体 ライフラインは クラスがインスタンス化されたものであり ライフラインを考案することで クラスの定義をすることができる NCSJ2018 UML の基礎知識 82

84 コミュニケーション図 コミュニケーション図の構成要素 1: データ入力 () 3: 登録依頼 () 利用者 : アクター <<boundary>> userform : Form <<control>> userproc : Processor 2: 設定 () <<entity>> userdata : Data 4: 取得 () メッセージライフライン間でやりとりされるメッセージメッセージではメッセージ名と方向を指定する その他 メッセージと同時に送る情報をパラメータとして定義することができる メッセージは そのメッセージを受けるライフラインを定義しているクラスが備えるべき操作を明確にする NCSJ2018 UML の基礎知識 83

85 コミュニケーション図 メッセージの種類 同期メッセージ 処理が完了するまで 次のメッセージには遷移しないタイプのメッセージ 通常 メッセージはこの同期メッセージである 非同期メッセージ 処理が終わるかどうかにかかわらず 次のメッセージに遷移する プロセスやスレッドなどを起動したときは この非同期メッセ時として実行される 戻りメッセージ 他のメッセージによて呼び出され 終了するタイミングを明記する場合に使用する NCSJ2018 UML の基礎知識 84

86 コミュニケーション図 メッセージの引数と戻り値 ライフライン間のメッセージの仕様は 引数と戻り値を定義することで 明確にできる 5: add(o:object) : int Manager list : MyList 引数型 :Object 引数名 :o 戻り値型 :int NCSJ2018 UML の基礎知識 85

87 相互作用概要図 Structural Diagrams Behavioral Diagrams Class Diagram Component Diagram Composite Structure Diagram Deployment Diagram Package Diagram Object Diagram Activity Diagram Communication Diagram Interaction Overview Diagram Sequence Diagram State Machine Diagram Timing Diagram Use Case Diagram 相互作用概要図の目的 複数のアクティビティの概要を表わす 相互作用間の関係を明確にする NCSJ2018 UML の基礎知識 86

88 相互作用概要図の例 相互作用概要図 sd 口座振り込みのシーケンス図 ATM 口座 振り込み先口座 取引履歴 : ユーザー 1: 振り込み () 1.1: 引き落とし () flag 1.2: [flag == treu] 払込 () 1.3: 取引内容の記録 () sd 新規ドキュメント作成のシーケンス図 : ユーザー ワードプロセッサー 1: 新規作成 () <<create>> 1.1: 新規ドキュメント () ドキュメント 2: 文書作成 () 2.1: 書き込み () 3: 終了 () 3.1: 保存 () <<destroy>> 3.2: 破棄 () NCSJ2018 UML の基礎知識 87

89 シーケンス図 Structural Diagrams Behavioral Diagrams Class Diagram Component Diagram Composite Structure Diagram Deployment Diagram Package Diagram Object Diagram Activity Diagram Communication Diagram Interaction Overview Diagram Sequence Diagram State Machine Diagram Timing Diagram Use Case Diagram シーケンス図の目的 オブジェクト間のメッセージのやりとりを明確化 メッセージの順序を明確化 相互作用図の 1 つ NCSJ2018 UML の基礎知識 88

90 シーケンス図の構成要素 アクター シーケンス図 チケットカウンター座席予約画面座席データベース : 観客 1: チケット要求 () 1.1: 空席確認 () 1.1.1: 座席状況一覧 () アクターの役割アクターは 一連のシーケンスを起動するシステムの外部に存在するものである 2: 支払い () 2.1: 座席確保 () 2.1.1: 登録 () シーケンス図の中では ライフラインの 1 つとしての役割を果たす NCSJ2018 UML の基礎知識 89

91 シーケンス図 シーケンス図の構成要素 ライフライン : 観客 チケットカウンター 1: チケット要求 () 1.1: 空席確認 () 座席予約画面 1.1.1: 座席状況一覧 () 座席データベース ライフラインライフラインは 相互作用に関係するオブジェクトである ライフラインは その名称が示している通り オブジェクトが生存している期間を示していることがある 2: 支払い () 2.1: 座席確保 () 2.1.1: 登録 () NCSJ2018 UML の基礎知識 90

92 シーケンス図の構成要素 メッセージ シーケンス図 チケットカウンター座席予約画面座席データベース : 観客 1: チケット要求 () 1.1: 空席確認 () 1.1.1: 座席状況一覧 () 2: 支払い () 2.1: 座席確保 () 2.1.1: 登録 () メッセージライフライン間で行われるコミュニケーションは メッセージによって表わされる シーケンス図では メッセージはより上に位置するものから実行される 通常は 左側のライフラインからより右に位置するライフラインへとメッセージが送られる メッセージでは 同時に送られる引数を記すこともできる 戻り値は 戻りメッセージ として記述される NCSJ2018 UML の基礎知識 91

93 シーケンス図 メッセージの種類 同期メッセージ 処理が完了しなければ 次のメッセージへ遷移しないものをいう 通常のメッセージは 同期メッセージである 同期メッセージは で表記する 非同期メッセージ 処理の完了を待たずに 次のメッセージの実行へ遷移するもの 非同期メッセージの表記は で行う 戻りメッセージ メッセージに戻り値がある場合は 戻りメッセージを使用する 戻りメッセージは破線と矢印で表記する NCSJ2018 UML の基礎知識 92

94 シーケンス図 シーケンス図の構成要素 実行指定 : 観客 チケットカウンター 1: チケット要求 () 1.1: 空席確認 () 座席予約画面 1.1.1: 座席状況一覧 () 座席データベース 実行指定メッセージを受けたライフラインが実行している処理とその期間を示すものを 実行指定という 2: 支払い () 2.1: 座席確保 () 2.1.1: 登録 () おなじライフライン上にいくつかの実行指定が存在する場合はある NCSJ2018 UML の基礎知識 93

95 シーケンス図 オブジェクトの生成と破棄 sd 新規ドキュメント作成のシーケンス図 : ユーザー ワードプロセッサー 1: 新規作成 () <<create>> 1.1: 新規ドキュメント () ドキュメント 生成メッセージ生成メッセージにより 新しいオブジェクト ( ライフライン ) が作られたことを示す 2: 文書作成 () 2.1: 書き込み () 3: 終了 () 3.1: 保存 () <<destroy>> 3.2: 破棄 () 破棄メッセージ破棄メッセージにより オブジェクト ( ライフライン ) が破棄され 終了したことを示す NCSJ2018 UML の基礎知識 94

96 シーケンス図 状態不変式 sd シーケンス図 0 チケットカウンター座席予約画面座席データベース : 観客 1: チケット要求 () 1.1: 空席確認 () t = now 1.1.1: 座席状況一覧 () 空席あり {t.. t + 3} 2: 支払い () 2.1: 座席確保 () 2.1.1: 登録 () 不変条件式ライフラインにラベルを付けて ライフラインの論理条件を示すことができる 不変条件式は 通常ブール式で表現するが 左図のようにステートマシン図で詳細を表現することもできる NCSJ2018 UML の基礎知識 95

97 相互作用フラグメント sd 口座振り込みのシーケンス図 シーケンス図 ATM 口座 振り込み先口座 取引履歴 : ユーザー 1: 振り込み () 1.1: 引き落とし () 1.2: 払込 () 1.3: 取引内容の記録 () 相互作用フラグメントは 不可分な一連の相互作用のことをいう 上記の図では 矩形で括られた部分の一連の処理は 1 つのトランザクションとして不可分な部分である NCSJ2018 UML の基礎知識 96

98 複合フラグメント sd 口座振り込みのシーケンス図 シーケンス図 ATM 口座 振り込み先口座 取引履歴 : ユーザー 1: 振り込み () critical [ 支払 == true] 1.1: 引き落とし () 1.2: 払込 () 1.3: 取引内容の記録 () 複合フラグメントでは 関連する 1 つ以上の相互作用フラグメントを 1 つのまとまりとする機構を提供する これを相互作用オペランドという 複合フラグメントに収められた相互作用フラグメントがどのようなものなのかは 複合フラグメントの左上に示される 相互作用演算子 が表わす NCSJ2018 UML の基礎知識 97

99 シーケンス図 相互作用演算子の種類 (1) オルタナティブ (alternative) 複数の相互作用オペランドがあり 各オペランドにはガード条件が示されている このガード条件により 実行する処理が選択されるものをいう 表記 : alt オプション (option) ガード条件が真 (true) である場合に実行される相互作用フラグメントのこと 表記 : opt ブレイク (break) 関連する相互作用フラグメントのオペランドが終了すると それを含む相互作用が終了するもののこと 表記 : break パラレル (parallel) 関連する相互作用フラグメントがマージされ 並行して実行されるもの 表記 : par 弱シーケンス (weak sequence) 複数のオペランドのイベントを 交互に重ねて実行できる 表記 : seq 強シーケンス (strict sequence) 複数のオペランドのイベントの実行が 必ず上から下への順で実行される 表記 : strict NCSJ2018 UML の基礎知識 98

100 シーケンス図 相互作用演算子の種類 (2) 否定 (negative) 不正なオペランドを指定するのに用いる 実行されることはない 表記 : neg クリティカル領域 (critical region) 不可分な相互作用オペランドを指定する 表記 : critical 有効 (consider) 関係のあるメッセージを明示する 表記 : consider { message, message, } 無効 (ignore) 無視すべきメッセージを指定する 表記 : ignore { message, message, } アサーション (assertion) 唯一の妥当な実行パスであることを示す 表記 : assert ループ (loop) 指定された範囲で繰り返すオペランドであることを示す 表記 : loop ( min, max ) NCSJ2018 UML の基礎知識 99

101 シーケンス図 ガード条件 ATM 口座 振り込み先口座 取引履歴 : ユーザー 1: 振り込み () 1.1: 引き落とし () flag 1.2: [flag == treu] 払込 () 1.3: 取引内容の記録 () ガード条件は その処理がどのような条件の時に実行可能かを示す ガード条件はブール式で表記する NCSJ2018 UML の基礎知識 100

102 シーケンス図 時間指定 チケットカウンター座席予約画面座席データベース : 観客 1: チケット要求 () 1.1: 空席確認 () t = now 1.1.1: 座席状況一覧 () 時間制限の設定変数と ガード条件を利用することで 時間制限を設定することができる 2: 支払い () {t.. t + 3} 2.1: 座席確保 () 2.1.1: 登録 () NCSJ2018 UML の基礎知識 101

103 ステートマシン図 Structural Diagrams Behavioral Diagrams Class Diagram Component Diagram Composite Structure Diagram Deployment Diagram Package Diagram Object Diagram Activity Diagram Communication Diagram Interaction Overview Diagram Sequence Diagram State Machine Diagram Timing Diagram Use Case Diagram ステートマシン図とは UML2.0 以降 以前はステートチャート図 David Harel のステートチャートを拡張したもの ステートマシーン図の目的 オブジェクトの内部的な状態の遷移を表わす 外部エンティティとの通信をモデリングする UML のステートマシン 振る舞いステートマシン オブジェクトの振る舞いを示す プロトコル状態マシン プロトコルの振る舞いを示す 実装には結び付けられない NCSJ2018 UML の基礎知識 102

104 振る舞いステートマシン ステートマシン図 stm ビデオカメラ 初期化中 振る舞いステートマシンステート ( 状態 ) マシン図では システムの構成要素の振る舞いを図で示す 終了 待機中 初期化完了 録画開始 録画中録画完了保存中終了 状態マシンの名称は 図の左上に示されるが 省略することも可能である ステートマシンは他のクラスやサブシステムなどの分類子と関連付けられるが UML2.0 では関連付けのためのメカニズムを提供していない 関連を明確に表記するには ノートを使って記述することになる NCSJ2018 UML の基礎知識 103

105 ステートマシン図 状態 stm ビデオカメラ 初期化中初期化完了 状態状態は 分類子のインスタンスが動作中の特定の条件がなりたっている期間をモデル化したものである 待機中 録画開始 録画中 録画完了 もっとも簡単な状態の表記では 状態の名称を記す 名称のほかに 内部の区画でアクティビティや遷移を示すこともできる 終了 保存中 終了 NCSJ2018 UML の基礎知識 104

106 ステートマシン図 状態 状態の名称 entry / 入場時の動作 do / 実行活動 exit / 退場時の動作イベント1 [ 条件 1] / 動作 1 イベント2 [ 条件 2] / 動作 2 名前区画状態の名称を記入する区画 内部アクティビティ区画内部でのアクティビティを記入する区画 アクティビティには 以下の 3 つがある entry : 入場時動作 do : 実行活動 exit : 退場時動作 内部遷移区画内部での状態遷移とその契機となるイベントを表記する区画 イベントと条件 動作の名称を記入する NCSJ2018 UML の基礎知識 105

107 コンポジット状態 ステートマシン図 受け付け中 チケット販売 空席確認中 会計中 コンポジット状態の表現コンポジット状態とは その中に 1 つ以上の領域を持つ状態である 左図は 状態の中に 1 つの領域を持っている例である チケット販売 include / チケット販売 stm チケット販売 受け付け中 チケット販売 空席確認中 会計中 コンポジット状態の簡易表現コンポジット状態の簡易な表現方法も用意されている 左図のように コンポジット状態であることを示すアイコンを用いて 状態が領域を持っていることを示し 詳細は別のダイアグラムにて記述することもできる NCSJ2018 UML の基礎知識 106

108 コンポジット状態 ステートマシン図 受け付け中 チケット販売 空席確認中 会計中 複数の領域をもつコンポジット状態状態が複数の領域を持つ場合は 破線で領域を区切る 破線の向きは 縦でも横でも構わない 締め処理中 清算中 直交状態ここでの例のように 2 つ以上の領域をもつコンポジット状態を直交状態ともいう NCSJ2018 UML の基礎知識 107

109 コンポジット状態 ステートマシン図 受け付け中 チケット販売 空席確認中 会計中 サブ状態状態の中で定義される状態を サブ状態という 締め処理中 清算中 直接サブ状態他のサブ状態に含まれていないものを 直接サブ状態という 間接サブ状態他のサブ状態に含まれているサブ状態は 間接サブ状態という これは結果的に再帰することになる NCSJ2018 UML の基礎知識 108

110 サブマシン状態 ステートマシン図 チケット請求中 空席確認中 : 空席確認 SM チケット発行中 会計中 空席確認中 : 空席確認 SM 空席なし サブマシン状態を コンポジットアイコンを示した状態として表記することもできる サブマシン状態は 状態の中で他のステートマシンを参照することである UML ではサブマシン状態を 状態と遷移を再利用できるようにカプセル化したものとして定義している 参照されるステートマシンは 状態名の後の :( コロン ) に続けて 名称を指定する NCSJ2018 UML の基礎知識 109

111 ステートマシン図 疑似状態 pseudostate 開始や終点 フォークやジョインなど 遷移の動作を記述するための特殊な状態 UML2.0 では以下のものが用意されている 開始擬似状態 ステートマシンの開始点 選択ガード条件に基づいた分岐 深い履歴状態の領域内で使用される復帰点 浅い履歴直前の状態の復帰点 入場点コンポジット状態へ遷移するときの遷移先 退場点コンポジット状態へ遷移するときの遷移先 フォーク直交状態への分岐点 ジョイン直交状態からの合流点 ジャンクション 複数の遷移を1つに結合する 終点ノード ステートマシンを終了する 終了擬似状態 ステートマシンの終了 NCSJ2018 UML の基礎知識 110

112 ステートマシン図 遷移 stm ビデオカメラ 初期化中初期化完了 遷移状態の遷移は で状態を接続することで表わす 状態の遷移が起こるイベントを遷移とともに記すこともできる 待機中 録画開始 録画中 遷移の種類遷移には以下の 4 つがあるが 表記上の差異は規定されていない 終了 録画完了保存中終了 複合遷移 上位遷移 内部遷移 完了遷移 NCSJ2018 UML の基礎知識 111

113 遷移の種類 複合遷移 ステートマシン図 ある状態から別の状態への遷移 上位遷移 コンポジット状態からの遷移 内部遷移 コンポジット状態内での遷移 完了遷移 明示的なトリガーを持たない状態からの遷移 NCSJ2018 UML の基礎知識 112

114 ステートマシン図 プロトコルステートマシン プロトコルの振る舞いを表現するためのもの プロトコルに則った通信における状態変化やイベントを定義する 通信の実装を定義するわけではない プロトコルステートマシンの特徴 アクティビティ (entry, exit, do) は使用できない 状態が状態不変式を持つ プロトコルステートマシンであることを明記するため {protocol} をダイアグラムのタイトルに記入する 遷移は 事前条件 トリガーイベント 事後条件を持つ 表記方法 : [ 事前条件 ] イベント / [ 事後条件 ] 各遷移は分類子の操作 (1 つ ) に関連付けることができる プロトコルの遷移について 作用アクティビティは指定されない NCSJ2018 UML の基礎知識 113

115 プロトコルステートマシン stm SMTP メール送信 {protocol} ステートマシン図 初期状態 接続要求 [OK] 接続状態 本文送信中 アドレス確認 [OK] 送信完了 [OK] 受信確認 NCSJ2018 UML の基礎知識 114

116 タイミング図 Structural Diagrams Behavioral Diagrams Class Diagram Component Diagram Composite Structure Diagram Deployment Diagram Package Diagram Object Diagram Activity Diagram Communication Diagram Interaction Overview Diagram Sequence Diagram State Machine Diagram Timing Diagram Use Case Diagram タイミング図 UML 2.0 以降 ライフラインの状態変化を時間軸にそって表現する メッセージのタイミングの詳細を表現する タイミング図の目的 リアルタイムシステムのモデリング メッセージの処理時間 応答時間 割り込み処理 NCSJ2018 UML の基礎知識 115

117 タイミング図 タイミング図の例 SMTP 送信 :MTA(Mail Transfer Agent) 受信確認本文送信中接続状態初期状態 送信 接続要求 接続解除 {t..t+100} t NCSJ2018 UML の基礎知識 116

118 タイミング図 タイミング図の例 SMTP 送信 :MTA(Mail Transfer Agent) 受信確認本文送信中接続状態初期状態 ライフライン状態送信接続要求 接続解除 {t..t+100} t NCSJ2018 UML の基礎知識 117

119 タイミング図 タイミング図の例 SMTP 送信 :MTA(Mail Transfer Agent) 受信確認 状態の変化を起こす本文送信中メッセージ 接続状態初期状態 送信 接続要求 接続解除 {t..t+100} t NCSJ2018 UML の基礎知識 118

120 タイミング図 タイミング図の例 SMTP 送信 :MTA(Mail Transfer Agent) 受信確認 ある時点でのライフライ本文送信中ンの状態を示す線 接続状態初期状態 送信 接続要求 接続解除 {t..t+100} t NCSJ2018 UML の基礎知識 119

121 タイミング図 タイミング図の例 SMTP 送信 :MTA(Mail Transfer Agent) 受信確認本文送信中接続状態初期状態 ティックマーク値 (tick mark value) 時間制限の表記送信接続要求接続解除 {t..t+100} t NCSJ2018 UML の基礎知識 120

122 ユースケース図 Structural Diagrams Behavioral Diagrams Class Diagram Component Diagram Composite Structure Diagram Deployment Diagram Package Diagram Object Diagram Activity Diagram Communication Diagram Interaction Overview Diagram Sequence Diagram State Machine Diagram Timing Diagram Use Case Diagram ユースケース図とは システムに関する機能的な要件を記述する ユースケースはアクターにより開始される ユースケース図の目的 システムの機能要件を記述 要件へ名称を付ける 要件とかかわる外部アクターを明確にする 高度なモデリング 実装に依存しないビューを提供する アクターとユースケースの汎化 ユースケースの包含 ユースケースの拡張 NCSJ2018 UML の基礎知識 121

123 ユースケース図 会員 レンタルビデオ 管理システム 会員情報を登録する 貸出の申請をする 返却をする アクターアクターは システムの外部からシステムが提供するユースケースを使用する存在である アクターは それぞれロールを表わしている アクターにより使用するユースケースが異なる 会計をする 店員 在庫を確認する NCSJ2018 UML の基礎知識 122

124 ユースケース図 アクターの記述方法 1. スティックマンを用いて アクターを記述する方法 店員 人型のアイコン ( スティックマン ) の下に アクターの名称を記述するユースケースを起動するユーザーを記述する具体的な名称を記述することが望ましい 2. 分類子を用いて記述する方法 <<actor>> 会計をする アクター名は記述子に記入するアクターであることを示すために テンプレートを記述しているアクターには詳細を記述する必要がないので 区画が必要ない そのため 通常アクターの記述に分類子は使われない NCSJ2018 UML の基礎知識 123

125 ユースケース図 会員 レンタルビデオ 管理システム 会員情報を登録する 貸出の申請をする 返却をする 会計をする ユースケースユースケースは システムが提供する機能により実現される外部へのサービスである ユースケース図では 機能の仕様や実現方法ではなく 機能とかかわる外部アクターやユースケースを明確にすることにフォーカスを当てている 店員 在庫を確認する NCSJ2018 UML の基礎知識 124

126 ユースケース図 ユースケースの記述方法 1. 楕円を用いて ユースケース名を記述する方法 会計をする 楕円の中央に 名称を記述する通常は要求される機能をあらわす語句を記述する する と表現するのが一般的 2. 分類子を用いて記述する方法 会計をする 拡張点明細を表示する ユースケース名は記述子の上部に記入する下部には 拡張点を記述している NCSJ2018 UML の基礎知識 125

127 ユースケース図 会員 レンタルビデオ 管理システム 会員情報を登録する 貸出の申請をする 返却をする システム境界システム境界は システムと外部との境界を明示し システムの外部に位置するものを明確にする 左の例では アクターがシステムの外部の存在であることが分かる 会計をする 店員 在庫を確認する NCSJ2018 UML の基礎知識 126

128 ユースケース図 アカウント Web ビデオレンタルシステム ログイン ログアウト アクターの汎化アクター同士の関係を汎化することもできる 複数のユースケースにて 同じ機能が利用できるなら 抽象的なアクターを導出することができる可能性がある メッセージを確認する 店員 会員 NCSJ2018 UML の基礎知識 127

129 ユースケース図 ビデオを検索する ユースケースの汎化ユースケースを抽象化して考える場合には 汎化を利用する 出演者で検索する シリーズで検索する 左の例では 出演者で ( ビデオを ) 検索する と シリーズで ( ビデオを ) 検索する との 2 つのユースケースを抽象化し ビデオを検索する というユースケースを導出している NCSJ2018 UML の基礎知識 128

130 ユースケース図 会計をする <<extend>> 貸出回数を表 する ユースケースの拡張ユースケースを拡張して 別のユースケースが提供する機能を追加することができる 左の例では 会計をする というユースケースにて 貸出回数を表示する というユースケースを利用することができることを表わしている 会計時に 貸出回数の表示ができるということである NCSJ2018 UML の基礎知識 129

131 ユースケース図 会計をする 在庫を確認する <<include>> <<include>> ログイン ユースケースの包含ユースケースを包含し ユースケースの実行時に共通に実行されるユースケースを表わすことができる 上図の例では 会計をする と 在庫を確認する との 2 つのユースケースにて ログイン というユースケースを共有していることを表わしている NCSJ2018 UML の基礎知識 130

132 Novice Class Seminar - Java Programmer ディレクテック株式会社