زبان برنامه نویسی UML چیست؟

در یک خط می توان گفت UML، یک زبان مدل سازی است که برای تحلیل و طراحی سیستم های شی گرا به کار می رود.

هر مهندس نرم افزار یا برنامه نویس یا حتی توسعه دهندگان، نیازمند تحلیل و ساخت نقشه راه برای شروع کار بر روی پروژه خود می باشند، UML در این کار، برنامه نویسان را یاری می کند و با ساخت نقشه راه، قدم بزرگی را برای کد نویس در سرعت و دقت کد نوشتن به وجود می آورد.

همچنین با داشتن قابلیت پشتیبانی از Pattern ها، Framework ها، Component ها و … به دلیل وارد شدن به عرصه های دیگر در همان قالب، گستره بزرگتری از نیازهای یک برنامه نویس را  در آن واحد برطرف می کند.

تاریخچة UML:

دیدگاه شی گرایی (Object Oriented) از اواسط دهه 1970 تا اواخر دهه 1980 در حال مطرح شدن بود. در این دوران تلاش های زیادی برای ایجاد روش های تحلیل و طراحی شی گرا صورت پذیرفت. در نتیجه این تلاش ها بود که در طول 5 سال یعنی 1989 تا 1994، تعداد متدولوژی های شی گرا از کمتر از 10 متدولوژی به بیش از 50 متدولوژی رسید. تکثر متدولوژی ها و زبانهای شی گرایی و رقابت بین اینها به حدی بود که این دوران به عنوان “دوران جنگ متدولوژیها” لقب گرفت.

از جمله متدولوژی های پرکاربرد آن زمان می توان ازBooch، OOSE، OMT، Fusion، Coad-Yourdan، Shlayer-Mellor و غیره نام برد. فراوانی و اشباع متدولوژیها و روشهای شی گرایی و نیز نبودن یک زبان مدلسازی استاندارد، باعث مشکلات فراوانی شده بود. از یک طرف کاربران از متدولوژیهای موجود خسته شده بودند، زیرا مجبور بودند از میان روشهای مختلف شبیه به هم که تفاوت کمی در قدرت و قابلیت داشتند یکی را انتخاب کنند. بسیاری از این روشها، مفاهیم مشترک شی گرایی را در قالب های مختلف بیان می کردند که این واگرایی و نبودن توافق میان این زبانها، کاربران تازه کار را از دنیای شی گرایی زده می‌ کرد و آنها را از این حیطه دور می‌ساخت. عدم وجود یک زبان استاندارد، برای فروشندگان محصولات نرم افزاری نیز مشکلات زیادی ایجاد کرده بود.

اولین تلاشهای استانداردسازی از اکتبر 1994 آغاز شد، زمانی که آقای Rumbaurgh صاحب متدولوژی OMT به آقای Booch در شرکت Rational پیوست و این دو با ترکیب متدولوژیهای خود، اولین محصول ترکیبی خود به نام “روش یکنواخت” را ارائه دادند. در سال 1995 بود که با اضافه شدن آقای Jacobson به این دو، روش یکنواخت ارائه شده با روش OOSE نیز ترکیب شد و این خود سبب ارائه UML نسخة 0.9 در سال 1996 گردید. سپس این محصول به شرکتهای مختلفی در سراسر جهان به صورت رایگان ارائه شد و استقبال شدید شرکت ها از این محصول و تبلیغات گسترده شرکت Rational، سبب آن شد که گروه OMG، نسخة 1.0 UML را به عنوان زبان مدلسازی استاندارد خود بپذیرد. تلاشهای تکمیلی UML استاندارد ادامه پیدا کرد و نسخة 1.1 آن در سال 1997 و نسخه 1.3 آن در سال 1999 ارائه گردید.

چرا مدل و مدلسازی ؟

ایجاد یک مدل برای سیستمهای نرم افزاری قبل از ساخت یا بازساخت آن، به اندازه داشتن نقشه برای ساختن یک ساختمان ضروری و حیاتی است. بسیاری از شاخه های مهندسی، توصیف چگونگی محصولاتی که باید ساخته شوند را ترسیم می کنند و همچنین دقت زیادی می کنند که محصولاتشان طبق این مدلها و توصیفها ساخته شوند. مدلهای خوب و دقیق در برقراری یک ارتباط کامل بین افراد پروژه، نقش زیادی می توانند داشته باشند. شاید علت مدل کردن سیستمهای پیچیده این باشد که تمامی آن را نمی توان یک باره مجسم کرد، بنابراین برای فهم کامل سیستم و یافتن و نمایش ارتباط بین قسمتهای مختلف آن، به مدلسازی می‌پردازیم. UML زبانی است برای مدلسازی یا ایجاد نقشه تولید نرم افزار.

به عبارت دیگر، یک زبان، با ارائه یک فرهنگ لغات و یک مجموعه قواعد، امکان می دهد که با ترکیب کلمات این فرهنگ لغات و ساختن جملات، با یکدیگر ارتباط برقرار کنیم. یک زبان مدلسازی، زبانی است که فرهنگ لغات و قواعد آن بر نمایش فیزیکی و مفهومی آن سیستم متمرکزند. برای سیستمهای نرم افزاری نیاز به یک زبان مدلسازی داریم که بتواند دیدهای مختلف معماری سیستم را در طول چرخه تولید آن، مدل کند.

فرهنگ واژگان و قواعد زبانی مثل UML به شما می گویند که چگونه یک مدل را بسازید و یا چگونه یک مدل را بخوانید. اما به شما نمی گویند که در چه زمانی، چه مدلی را ایجاد کنید. یعنی UML فقط یک زبان نمادگذاری (Notation) است نه یک متدولوژی. (توضیحات بیشتر در سایر مقالات سایت میکرو رایانه) یک زبان نمادگذاری شامل نحوه ایجاد و نحوه خواندن یک مدل می باشد، اما یک متدولوژی بیان می کند که چه محصولاتی باید در چه زمانی تولید شوند و چه کارهایی با چه ترتیبی توسط چه کسانی، با چه هزینه‌ای، در چه مدتی و با چه ریسکی انجام شوند.
ویژگیهای UML
UML دارای ویژگیهای بارز فراوانی است که در این قسمت به آنها می پردازیم. UML یک زبان مدلسازی است اما چیزی فراتر از چند نماد گرافیکی است. به طوریکه در ورای این نمادها، یک سمانتیک (معناشناسی) قوی وجود دارد، به طوریکه یک تولیدکننده می‌تواند مدلهایی تولید کند که تولید‌کننده های دیگر و یا حتی یک ماشین آن را بخواند و بفهمد. بنابراین یکی دیگر از نقش های مهم UML “تسهیل ارتباط” بین اعضای پروژه و یا بین تولیدکنندگان مختلف می باشد. این ارتباط بسیار مهم است. شاید دلیل اصلی اینکه تولید نرم افزار به صورت فریبنده ای دشوار است، همین عدم ارتباط مناسب بین اعضای پروژه باشد و اگر در تولید نرم افزار، بین اعضای پروژه گزارشهای هفتگی و مداوم وجود داشته باشد، بسیاری از این دشواریها برطرف خواهد شد.

البته این را هم باید در نظر گرفت که UML کمی پیچیده است و این به خاطر آن است که سعی شده است نمودارهایی فراهم شود که در هر موقعیتی و با هر ترتیبی قابل استفاده باشند. دلیل دیگر پیچیدگی از آنجا ناشی می شود که UML ترکیبی است از زبانهای مختلف، که برای حفظ سازگاری و جمع کردن خصوصیات مثبت آنها، ناگزیر از پذیرش این پیچیدگی می باشد.

UML موفقیت طرح را تضمین نمی کند، اما در عین حال خیلی چیزها را بهبود می‌بخشد. به عنوان مثال استفاده از UML، تا حد زیادی، هزینه های ثابتی نظیر آموزش و استفاده مجدد از ابزارها را در هنگام ایجاد تغییر در سازمان و طرحها کاهش می دهد.