UML:統一塑模語言精華開發圖與流程圖_UML 2.5 新發展與限制 ...

UML統一塑模語言適合各種物件導向軟體開發應用。

本文以最精簡的方式 ... 連結各種圖形的方式，稱為核心圖示(UML core elements)，在介紹各種塑模圖前，應優先認識。

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並隨時更新最新發展，如UML,NoSQL資料庫,決策支援, 決策參數庫, 知識管理,與大數據數位分析...等。

MIS發展到今日，已不限於狹義的管理-即進銷存，而可廣泛應用於各領域，也可簡稱為IS。

本系列文章使用MIS一詞，是取知識歷史承傳的意義，各項討論可適用於廣義的資訊系統IS。

在資訊系統愈來愈往大規模化，複雜化的發展趨勢下，促成了統一塑模語言（UML,UnifiedModeling Language）的誕生。

「塑模」的意思就是以圖形的方式，先將系統的功能與結構畫成「模型」與藍圖，然後再依據藍圖進行實體開發。

「塑模」的目標與精神，和早期系統分析強調先畫「流程圖、E-R模式」是一樣的。

UML是基於物件導向設計、與非專利開放式精神的塑模規約語言，適合各種物件導向軟體開發應用，由1996年開始，在ObjectManagementGroup, OMG的主持和資助下，UML正在逐漸成為工業標準，目前為UML2.x版。

UML2.x定義的的塑模圖形(UML2.xDiagrams)下分2大類組：結構圖形組（Structurediagrams）、行為圖形組（Behavior diagrams），原始版本以下再分14種圖示（diagrams），2.4版後又擴充到16個圖。

UML2.5已於2012年底發布，UML2.5.1則在2017年底發布，語言本身基本保持不變。

然而圖表調整為「官方（即確認）圖」15個，與「非官方圖」若干個，亦即尚待應用與回饋後確認。

結構圖形組，即「TX.SA1-2-3-4簡則」中的「資料流與資料庫分析」，類同傳統系統分析中的「後端分析」，強調的是系統中出現的實體物件。

行為圖形組支援商業模式整合 行為圖形組，即「TX.SA1-2-3-4簡則」中的「作業流程分析」或「前端分析」，強調系統模型中觸發的事件或相關行動。

因應SA擴大發展為 SolutionArchitecture，UML的行為圖形組特別能夠支援資訊系統與商業模式的整合，以提供最適與最完整的服務。

有些文獻在介述時，都以結構性圖形組為先，這可能是基於資工的觀點：假設系統需求與前端分析都已經完成了，就從需求直接著手塑建後端系統模型。

但統雄老師基於「使用者導向」的系統開發觀點，建議還是先從前端分析-行為圖形組-「作業流程分析」-開始塑模。

當前的UML，定義如下，黑色是「官方（即確認）圖」，藍色是「非官方圖」： UML2.5新發展與限制 UML最新版是在2017年底發布的UML2.5.1，語言本身基本保持不變。

然而圖表增加了「非官方圖」若干個，亦即尚待應用與回饋後確認。

其中可能會較快發展為官方圖的分別是： 模型圖（Model） 這是結構圖中的一個特例（類似於自由形式的架構圖）。

表現形式圖（Manifestation） 是部署圖或者組件圖的一個特例，展示了組件在物理解決方案中是如何體現的。

網絡架構圖（NetworkArchitecture） 這實際上是一個高層次的部署圖。

實用性爭議 但是，UML2.5 在開發社區中引起了不少正反爭議，正方是整體而言，UML已成為相對最被採用的工具。

而反方則認為新增部分其實際的存在價值和意義並不是很高。

同時，強調總體，忽略個體，沒有特定用於開發使用者介面、或資料庫應用介面的圖。

  因為UML 規畫的是適用於超整合、亦即超大型、鉅細靡遺的系統設計需求。

而在現實生活中，這樣的系統極稀少，對眾多中小型系統而言，根本用不到。

根據UML的專家ScottW.Ambler說，根據調查在2013年底，已經有超過半數的系統分析採用UML，但沒有見過有人用過複合結構圖(Compositestructurediagram) 、交互概述圖(Interactionoverviewdiagram)或者通信圖（communicationdiagram）。

國際各系統開發網站，對UML都有激烈的討論，OMG已經非常成功的推廣了UML。

迄2021底，很有代表性的評論就是「愛恨交織Love-HateRelationship」而其理由卻是相同，UML 具備所有系統分析工具需求的優勢，也因此龐大複雜，要用它變成先要有相當學習時間。

尤其對極端派的「Agile敏捷系」，作中小型系統分析與設計的SoftwareLab而言，認為傳統工具，如作業結構流程圖(WorkflowChart,WFC) 等，已足以適用了。

但中立派的「Agile敏捷系」，認為不能完全拋棄開發程序文件、模型圖等，而UML 仍具備標準化、易結構化的優勢。

BPMN商業流程模型和標記法 由於UML的龐大，OMG於2005年再與其他組織合作，推出「商業流程模型和標記法BPMN(BusinessProcessModelandNotation)」，是作業結構流程圖(WorkflowChart,WFC) 的擴充與更新，也等同是UML眾多模型圖中的一個。

統雄老師的「UML雙對象解決方案」 以上現象其實在ScottW.Ambler開槍、各網站評估之前，統雄老師在1997開始介述UML1.0 時，就已經發現，並提出「UML雙對象解決方案」了，以調和 WaterfallModel，與Agile softwaredevelopment兩種系統開發思想的解決之道。

統雄老師建議：即使舊分析工具可以適用，還是以採用UML為優先。

但將所有的圖，再分為A,B兩組： A組：基本圖，適用所有中小型系統分析與設計。

亦即，並非所有的圖都要用到。

B組：進階圖，針對大型系統分析與設計，再使用。

因此，UML2.5新增的非官方圖，在本文中不再介紹，但有興趣者，可參考以下官方文件：塑模圖形(UML2.xDiagrams)。

核心圖示(UMLcoreelements) 連結各種圖形的方式，稱為核心圖示(UMLcoreelements)，在介紹各種塑模圖前，應優先認識。

總和與隸屬關係(Generalization) 一個總和分類器generalclassifier或superclass與隸屬其各分類器的關係，以空心箭頭表示。

如以下，帳戶包括3種：支存帳戶、儲存帳戶、信貸帳戶。

分開的線條也可以合併。

以上UML各種塑模圖的結構，也採用了此空心箭頭圖示。

導覽關係(Navigability) 能否在A頁面（或物件…）導覽到B，包括以下各種關係與圖示。

雙邊無定義。

A可導覽到B，B無定義。

B不可導覽到A，A無定義。

B譬如外部使用者物件。

A可導覽到B，B不可導覽到A。

A譬如管理員物件。

A,B可相互導覽。

A,B不可相互導覽。

全體/成分關聯(Whole/partrelationship) Relationship即物件的關聯，在一個或多個集合中，全體與成分可分為以下的多種關聯。

多重性Multiplicity 與基數 Cardinality 由於有全體與成分，就會出現多重性Multiplicity 與基數 Cardinality（注：也有文獻將其譯為「勢」）的問題。

基數 Cardinality就是1個集合中，具有元素的數量。

多重性Multiplicity 就是1個集合中，可能具有何種「基數 Cardinality」的範圍。

多重性Multiplicity 簡寫 基數 Cardinality 0..0  0 0，一定沒有。

0..1   0個或1個。

1..1 1 有，且只有1個。

0..* * 0或更多未知數量。

1..*    至少有1個。

9..9 9  有9個，且只有9個。

x..y   至少有x個，且最多有y個。

聚合關聯(Aggregation) 表示虛擬關聯，譬如以下的查詢關聯，查詢表所查詢的項目理論上隸屬於查詢資料庫服務之內，但可能資料庫內並沒有這個資料，仍無損兩者的虛擬集合關聯。

同時，此圖也表示「可抽換」的觀念。

組合關聯(Composition) 表示實體關聯，譬如以下的檔案儲存關聯，表示某檔案必須一定儲存在父資料夾內。

而成分物件必須與全體必須共存，故有多重性Multiplicity 與基數 Cardinality標示。

其中File的「*」號表示Multiplicity，即有多個檔案，數量可能0~n。

如果至少有1個檔案，表示應改為：「1..*」。

而Folder的1，表示只有1個檔案夾。

亦即如果刪除此資料夾，所有檔案均將被刪除。

  下例則為全體物件的"atmostone"表示法：「0..1」，即可能「無」或「最多1個」。

以下圖為：有許多員工，各自最多屬於一個部門，或直屬中央。

如果某1部門撤除，各員工是被釋出，但不會消失。

連結端的隸屬關聯(Associationendownership) 表示某個頁面（表單、物件…）的一部分，譬如以下的查詢項目(query)，隸屬於查詢表單(qbuilder)的一部分。

因為前者存在，後者才存在。

有查詢表單，才出現查詢的項目。

依存關聯(Dependency) 分為2類。

產生事件或物件 先有一個動作，再產生一個事件或物件。

為最常用之圖示之一。

以虛線、箭頭、加一個在雙角號內的《行動參數》，譬如以下圖形表示「搜尋機制（如表單）」要求《使用》搜尋引擎。

其他的參數包括：呼叫«include»、觸發«extend»…等。

產生介面 如果要產生(realize)另一個介面，則使用空心箭頭。

如以下圖形表示「搜尋服務（如表單）」要求《產生一個「站內搜尋」的介面》。

UML元素結構UMLElements 在巨大系統設計時，各種物件可能發生階層化，UML統稱為元素，並定義其元素結構如下。

其中最重要的就是分類器classifier，通常就是表單，其他都是大小不一的表單。

對中小型系統，可以不必太在意，而作為進階知識。

UML工具 UML圖的繪製，使用一般繪圖軟體也可以達成，實務上，許多設計師甚至會先用手繪構想的草稿。

不過，考慮到各圖形的定義、專用分類、與易組合性，使用專用UML工具還是較為方便。

UML工具包括收費的，與免費的。

收費UML工具，當前較流行的可能是PowerDesigner。

免費UML工具很多，常見的有：StarUML、ArgoUML、BOUML、UmbrelloUMLModeller、UMLet…等，由於差異並不太大，本講義在此不背書推薦。

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