التحليل والتصميم باستخدام UML 

إعداد :       خالد الشقروني    
     

كتاب كبير يشرح لغة الUML.

لغة النمذجة الموحّدة (بالإنجليزية: Unified Modelling Language اختصاراً UML)، هي لغة نمذجة رسومية تقدم صيغة لوصف العناصر الرئيسية للنظم البرمجية. (هذه العناصر تسمّى artifacts مشغولات في UML). تتّجه UML بطبيعتها نحو بناء البرمجيات كائنية المنحى object oriented.[1]

تستخدم هذه اللغة لعمل رسوم تخطيطية لوصف برامج الكمبيوتر من حيث العناصر المكونة لها أو خط سير العمليات الذي يقوم به البرنامج؛ تحديداً، نوعية البرامج البرمجة كائنية التوجه. لا يقتصر UML على هندسة البرمجيات، بل يستعمل أيضاً في هندسة النظم، وتمثيل الهياكل التنظيمية. يمكن بواسطة لغة النمذجة الموحدة إنشاء النماذج (UML) وإنشاء تصميم متكامل لمشروعك البرمجي. كما يمكن أيضاً عمل ذلك بواسطة الرسوم (diagrams) عن طريق أخراج كود مبدئي للبرنامج.

لمدة، كان مهندسو البرمجيات يفتقرون لمثل هذه الرموز. بين عامي 1989 و 1994، و هي الفترة التي يشار إليها بـ "حروب المناهج"، كان يوجد ما يزيد عن 50 لغة نمذجة برمجية قيد الاستعمال - كل منها تملك رموزها الخاصة! كل لغة تحتوي على قواعد تميزها، بينما في نفس الوقت، كل لغة لديها عناصر تتشابه مع تلك التي في اللغات الأخرى.

و لمزيد من الفوضى، لا توجد لغة متكاملة، بحيث نادرا ما يجد القائمون على البرمجيات ما يرضي كامل حاجتهم في لغة واحدة. في منتصف التسعينيات، برزت ثلاث منهجيات لكي تكون الأقوى. بدأت هذه المنهجيات الثلاث في التقارب، كل واحدة منها تحوي على عناصر من الأخريين. كل منهجية تملك نقاط قوة خاصة بها:

بوك Booch كانت ممتازة فيما يخص التصميم و التنفيذ. لقد عمل "قرادي بوك" Grady Booch بكثافة على لغة آدا Ada، و كان له دور رئيسي في تطوير تقنيات المنحى الكائني (object oriented) للغة. وبالرغم من قوة منهجية بوك إلا أن الرموز فيها لم تأخذ القبول الحسن (الكثير من الأشكال السحابية تغزو نماذجه).
OMT (تقنية النمذجة الكائنية Object Modelling Technique) كانت الأفضل في التحليل و في أنظمة المعلومات ذات البيانات الكثيفة.
OOSE (هندسة البرمجيات كائنية المنحى Object Oriented Software Engineering)و تتميز بنموذج يسمى وقائع الاستخدام (Use Cases). تعد وقائع الاستخدام أسلوب قوي من أجل فهم سلوك كامل النظام (و هو المجال الذي كان فيه المنحى الكائني ضعيفا).
في عام 1994، قام جيمس رامبوغ، مؤسس OMT، بمفاجأة عالم البرمجيات حين ترك العمل بشركة جنرال الكتريك General Electric و انضمّ إلى قرادي بوك للعمل في شركة راشيونال (Rational Corp). الغرض من المشاركة كانت من أجل دمج أفكارهما و صبّها في منهجية موحدة (و كان بالطبع عنوان العمل لهذه المنهجية هي "المنهجية الموحدة" Unified Method).مع عام 1995، انضم أيضا مبدع OOSE ايفار جاكوبسون Ivar Jacobson، إلى راشيونال، و تم ضم أفكاره (خاصة مفهوم "وقائع الاستخدام" Use Cases) في المنهجية الموحدة - الآن تدعى لغة النمذجة الموحدة (Unified Modelling Language).* وعُرف الفريق الذي يتكون من رامبخ و بوك و جاكوبسون بـ "الأصدقاء الثلاثة" (Three Amigos).

بغض النظر عن بعض الحروب و المشاحنات البسيطة، بدأت المنهجية الجديدة تجد استحبابا لدى أوساط صناعة البرمجيات، فتم تكوين لجنة مشتركة consortium خاصة بـ UML، شاركت فيها عدد من المؤسسات ثقيلة الوزن مثل هيولت-باكارد (Hewlett-Packard) و ميكروسوفت (Microsoft) و أوراكل (Oracle).

كما تم تبنّي UML من قبل منظمة (OMG) في 1997، و من حينها امتلكت (OMG) اللغة و دأبت على صيانتها. لذلك عمليا أصبحت لغة UML عامة وليست ملكية خاصة.

تصميم
أوّل ما يتم ملاحظته عن UML هو أنه يوجد العديد من المخطّطات المختلفة (نماذج). السبب في هذا التنوّع يعود إلى أن تطوير البرمجيات يشترك فيه عدد من الأفراد، و كل واحد له دور ، مثلا:

المحلّلون
المصمّمون
المبرمجون
القائمون بالاختبار
مراقبو الجودة
المستفيدون
الكتّاب التقنيون
لغة (UML) توفر وسيلة لتصور النظام في رسم تخطيطي، بما في ذلك بعض العناصر مثل:

أنشطة (وظائف)
المكونات الفردية للنظام
التفاعل مع مكونات البرامج الأخرى.
تشغيل النظام
تفاعل الكيانات مع الآخرين (مكونات واجهات)
واجهة المستخدم الخارجية
من المهم أن نميز بين نموذج UML ومجموعة من الرسوم البيانية للنظام. مخططات UML تمثل وجهات النظر المختلفة للنظام وتنقسم إلى قسمين:

(Static/structure) : تركز على البنية الثابتة للنظام باستخدام ( relationships ، operations ، attributes ، objects )
(Dynamic/behavior) : يركز على السلوك الديناميكي للنظام أي تغيراته مع الزمن ويشمل sequence diagrams ، activity diagrams ، state diagram