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Iningegneria del software,UML (Unified Modeling Language, "linguaggio di modellizzazione unificato") è unlinguaggio di modellazione edi specifica basato sulparadigma orientato agli oggetti. Il nucleo del linguaggio fu definito nel 1996 daGrady Booch,Jim Rumbaugh eIvar Jacobson (detti "i tre amigos") sotto l'egida dell'Object Management Group (OMG), consorzio che tuttora gestisce lo standard UML.
I linguaggi per la modellazione orientata agli oggetti iniziarono a svilupparsi in diversi contesti a partire daglianni ottanta. Si trattava di notazioni di varia natura, che consentivano di descrivere la struttura di un sistema software a oggetti, in termini diclassi e relazioni fra classi, ed eventualmente il suo comportamento dinamico. La proliferazione di queste notazioni diede luogo a quelle che furono poi battezzate "guerre dei metodi" (method wars), con diversi progettisti o organizzazioni che adottavano e sostenevano una particolare notazione a scapito di altre adottate altrove. Intorno alla metà deglianni novanta diversi metodi e linguaggi iniziarono a fondersi e si iniziò a delineare la possibilità di una integrazione dei principali formalismi in una notazione universalmente accettabile.
Fra i metodi e le notazioni più apprezzati e diffusi del periodo spiccavanoOMT (Object Modeling Technique) diJim Rumbaugh e il cosiddetto metodoBooch diGrady Booch, entrambi ricercatori pressoRational Software. Il lavoro di unificazione iniziò con loro; in seguito si unì a questo sforzo Jacobson con la suacasa di sviluppoObjectory. Il primo risultato congiunto di questoteam fuOOSE (Object Oriented Software Engineering).
Mentre "i tres amigos" operavano per unificare i propri approcci all'analisi e alla progettazione a oggetti, il progetto fu accolto sotto l'egida dell'OMG (Object Management Group), un consorzio fondato con l'obiettivo di creare e gestirestandard nel contesto dello sviluppo del software a oggetti. Nel 1995 l'OMG raccolse tutti i principali metodologisti del settore in un incontro internazionale per discutere della notazione unificata. Nel 1996 l'OMG emise unaRFP (Request for Proposal) per questa notazione. Nello stesso anno Booch, Rumbaugh e Jacobson misero a punto lerelease 0.9 e 0.91 di UML. Il progetto fu ben accolto dalla comunità internazionale e innumerevoli grandi organizzazioni si unirono a Rational per proseguirlo, per esempioDigital,Hewlett-Packard,IBM,Microsoft,Oracle eUnisys. Nel 1997 questo gruppo esteso realizzò UML 1.0 che fu sottoposto alla OMG come risposta alla RFP dell'anno precedente.
La release 1.1 di UML contribuì a consolidare la semantica del linguaggio e incluse elementi tratti da una proposta avanzata indipendentemente all'OMG da un gruppo composto daIBM,ObjectTime,Ptech e altre.
Il linguaggio nacque con l'intento di unificare approcci precedenti, dovuti ai tre padri di UML e altri, raccogliendo lemigliori prassi nel settore e definendo così unostandard industriale unificato. UML svolge un'importantissima funzione di "lingua franca" nella comunità della progettazione e programmazione a oggetti. Gran parte della letteratura di settore usa UML per descrivere soluzioni analitiche e progettuali in modo sintetico e comprensibile a un vasto pubblico.
La versione 2.0 è stata consolidata nel 2004 e ufficializzata da OMG nel 2005. UML 2.0 riorganizza molti degli elementi della versione precedente (1.5) in un quadro di riferimento ampliato e introduce molti nuovi strumenti, inclusi alcuni nuovi tipi di diagrammi. SebbeneOMG indichi UML 2.0 come la versione "corrente" del linguaggio, la transizione è di fatto ancora in corso; le stesse specifiche pubblicate da OMG sono ancora non completamente aggiornate e il supporto dei tool a UML 2.0 è, nella maggior parte dei casi, appena abbozzato. L'ultima versione è la 2.5, finalizzata nel 2013.
La notazione UML è semi-grafica esemi-formale; un modello UML è costituito da una collezione organizzata didiagrammi correlati, costruiti componendo elementi grafici con significato formalmente definito, elementi testuali formali, ed elementi di testo libero. Ha unasemantica molto precisa e un grande potere descrittivo.
Il linguaggio è stato progettato con l'obiettivo esplicito di facilitare il supporto software alla costruzione di modelli e l'integrazione di questo supporto con gliambienti integrati di sviluppo. In particolare, OMG gestisce una famiglia di standard correlata a UML, dettaModel Driven Architecture (MDA), che ha lo scopo di fornire le fondamenta concettuali e semantiche per lo sviluppo di ambienti evoluti diround-trip engineering in cui la modellazione UML possa sostituire di fatto la programmazione tradizionale in qualche misura. Sebbene questo obiettivo sia ancora da raggiungere, moltiIDE comprendono strumenti di modellazione in UML e forniscono meccanismi automatici di traduzione parziale dei diagrammi UML incodice e viceversa. Viceversa, molti ambienti software dedicati alla modellazione in UML consentono di generare codice in diversi linguaggi.
UML è un linguaggio di modellazione generale che fornisce concetti e strumenti applicabili in tutti i contesti. Poiché particolari domini applicativi o famiglie di applicazioni potrebbero aver bisogno di concetti ulteriori e specifici, UML fornisce un meccanismo standard che consente di estendere il linguaggio. Un'estensione di UML per un particolare contesto viene detta unprofilo UML.
UML consente di descrivere un sistema secondo tre aspetti principali, per ciascuno dei quali si utilizzano diagrammi specifici che possono poi essere messi in relazione fra loro:
La versione 2.0 di UML, ufficializzata da OMG nel 2005, presenta numerose novità rispetto alla precedente versione 1.5, che resta comunque quella più diffusamente supportata dagli strumenti di modellazione e citata nella letteratura.
Fra le principali novità di UML 2.0 vi sono:
Alcuni elementi di modello e diagrammi hanno cambiato nome; per esempio, icollaboration diagram si chiamano oracommunication diagram.
UML non definisce alcuno specifico metodo per la creazione di modelli. UML può quindi essere utilizzato nel contesto di diversi approcci. La OMG gestisce un metodo standard correlato a UML, ma proposto come specifica indipendente, dettoRUP.
UML consente di costruiremodelli object-oriented per rappresentaredomini di diverso genere. Nel contesto dell'ingegneria del software, viene usato soprattutto per descrivere il dominio applicativo di unsistema software e/o il comportamento e la struttura del sistema stesso. Il modello è strutturato secondo un insieme di viste che rappresentano diversi aspetti della cosa modellata (funzionamento, struttura, comportamento e così via), a scopo sia dianalisi sia diprogetto, mantenendo latracciabilità dei concetti impiegati nelle diverse viste. Oltre che per la modellazione di sistemi software, UML viene spesso impiegato per descrivere domini di altri tipi come sistemihardware, strutture organizzative aziendali,processi di business.
Lo standard UML, gestito da OMG, definisce una sintassi e delle regole di interpretazione; non si tratta quindi di un metodo di progettazione e per questo motivo può essere adottato con diversi metodi o in ambiti diversi da quello informatico.
Un modello UML è costituito da:
Lo strato più esterno dell'UML è costituito dalle seguentiviste:
Lo stesso argomento in dettaglio:Diagramma dei casi d'uso.I diagrammi dei casi d'uso (UCD) modellano ilcomportamento esterno di unsistema in termini dellefunzioni che esso mette a disposizione agliattori che interagiscono con essi (utenti, altri sistemi software, ecc.). Gli UCD sono il diagramma principale nellavista dei casi d'uso. In moltimodelli di sviluppo software basati su UML, i casi d'uso sono la vista principale del sistema (processi "use case driven").
Lo stesso argomento in dettaglio:Diagramma delle classi.Lo stesso argomento in dettaglio:Diagramma degli oggetti.Lo stesso argomento in dettaglio:Diagramma degli stati UML.Lo stesso argomento in dettaglio:Diagramma di attività.Lo stesso argomento in dettaglio:Diagramma di sequenza.Nota: questo tipo di diagramma si chiamava "diagramma di collaborazione" (collaboration diagram) in UML 1.x
Lo stesso argomento in dettaglio:Diagramma di comunicazione.Lo stesso argomento in dettaglio:Diagramma dei componenti.Lo stesso argomento in dettaglio:Diagramma di deployment.Il diagramma delle classi e i diagrammi di interazione vengono usati per modellare la realizzazione dei casi d'uso, mentre il diagramma dei componenti e quello dideployment permettono di specificare l'architettura di sistema che dovrà implementare i casi d'uso. Un ruolo specifico può essere svolto dai diagrammi di stato e di attività. È possibile utilizzare un diagramma di stato per rappresentare l'evoluzione degli stati, cioè delle condizioni in cui il sistema si può trovare durante l'esecuzione del caso d'uso. Inoltre è possibile rappresentare la sequenza dei passi e le condizioni che specificano uno o più scenari del caso d'uso con un diagramma di attività. I diagrammi UML permettono la modellazione della struttura statica e del comportamento dinamico di un sistema. Il sistema è rappresentato come un insieme di oggetti (moduli software) che collaborano e reagiscono a eventi esterni per eseguire attività a beneficio dei clienti (utilizzatori). Certi modelli UML enfatizzano alcuni aspetti del sistema e ne ignorano altri che possono essere evidenziati da altri modelli. Insieme, tutti i modelli forniscono una descrizione completa del sistema e possono essere classificati in tre gruppi:
Lo stesso argomento in dettaglio:Package Diagram.Lo stesso argomento in dettaglio:Composite Structure Diagram.Lo stesso argomento in dettaglio:Timing Diagram.Lo stesso argomento in dettaglio:Interaction Overview Diagram.UML include tre meccanismi che consentono l'estensione della suasintassi e della suasemantica da parte dell'utente:stereotipi,tagged value econstraint. Questi strumenti possono essere usati nel contesto di un modello per esprimere concetti altrimenti non rappresentabili in UML, o non rappresentabili in modo chiaro, sufficientemente astratto, e così via. Iprofili UML sono collezioni di stereotipi,tagged value econstraint che specializzano il linguaggio per particolaridomini applicativi o per l'uso di UML in congiunzione con particolare tecnologie. Fra i profili riconosciuti ufficialmente da OMG si trovano profili perCORBA, per isistemi distribuiti, per sistemi con vincoli diQoS e persistemi real-time.
Esistono moltissimi strumenti software per la modellazione in UML e moltissimiambienti integrati di sviluppo che includono funzioni di modellazione in UML.
Si riportano qui alcuni strumentiliberi ed open source per la modellazione in UML. Si veda anche ilsito ufficiale di UML per un elenco aggiornato. La maggior parte di questi strumenti supporta solo parzialmente o non supporta la versione 2.0 di UML.
Si riportanostrumenti proprietari per la modellazione UML.
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