Kompletny przewodnik po diagramach działań UML

Diagram działania pomaga opisać przepływ sterowania systemu docelowego, np. badanie złożonych reguł i operacji biznesowych, opisywanie przypadków użycia oraz modelowanie procesów biznesowych.

Wprowadzenie

Diagramy działań są podstawowym elementem języka modelowania zintegrowanego (UML), używanym do modelowania aspektów dynamicznych systemu. Skupiają się na kolejności i warunkach koordynowania zachowań niższego poziomu, a nie na tym, które klasyfikatory posiadają te zachowania. Nazywa się je powszechnie przepływ sterowania i modele przepływu obiektów.

Zachowania koordynowane przez te modele mogą zostać rozpoczęte, ponieważ:

Inne zachowania zakończyły wykonywanie
Obiekty i dane stają się dostępne
Zdarzenia występują poza przepływem

Narzędzie do diagramów działań visual Paradigm

Cel i zastosowania

Diagramy działań spełniają wiele celów modelowania:

🔹 Obliczenia proceduralne: Działania działają jak metody odpowiadające operacjom na klasach w modelach obiektowych.

🔹 Inżynieria procesów biznesowych: Stosowane do modelowania organizacyjnego w celu projektowania przepływów pracy, gdzie zdarzenia mogą pochodzić z wnętrza systemu (ukończenie zadania) lub z zewnątrz (interakcje z klientem).

🔹 Modelowanie systemów informacyjnych: Wykorzystywane do określenia procesów na poziomie systemu i koordynacji złożonych reguł biznesowych.

🔹 Uściślenie przypadków użycia: Pomagają opisać wewnętrzny przepływ operacji w scenariuszu przypadku użycia.

Przykładowy diagram działań

Przykład typowego diagramu działań pokazującego przepływ sterowania, punkty decyzyjne oraz przetwarzanie równoległe.

Pełny przewodnik notacji

Poniżej znajduje się kompletny przewodnik wszystkich oznaczeń diagramu działań, w tym ikon wizualnych, definicji i kluczowych właściwości.

Podstawowe elementy

Działanie

Definicja: Działanie określa koordynację wykonania zachowań podrzędnych, wykorzystując model przepływu sterowania i danych. Przepływ wykonania jest modelowany jako węzły działania połączone krawędziami działania.

Kluczowe właściwości:

Właściwość	Opis
Nazwa	Nazwa działania
Język modelowania używany	Język modelowania używany
Wstępne warunki	Ograniczenia, które muszą zostać spełnione podczas wywołania
Warunki końcowe	Ograniczenia spełnione po zakończeniu wykonania
Jedno wykonanie	Jeśli prawda, wszystkie wywołania obsługiwane przez to samo wykonanie
Tylko do odczytu	Jeśli prawda, działanie nie może dokonywać zmian nie lokalnych
Wielokrotnie wywoływane	Czy zachowanie może być wywoływane podczas jeszcze trwającego wykonania
Parametry	Kolejność i typ argumentów wywołania

Węzeł parametru działania

Definicja: Węzły obiektów na początku i końcu przepływów, które zapewniają sposób przyjmowania danych wejściowych do działania i dostarczania danych wyjściowych z działania poprzez parametry działania.

Kluczowe właściwości:

Właściwość	Opis
Parametr	Parametr, dla którego węzeł akceptuje/dostarcza wartości
Górna granica	Maksymalna liczba tokenów dozwolonych w węźle
Rodzaj porządkowania	Sposób porządkowania tokenów do wyboru
Kierunek	Wskazuje, czy parametr jest wejściowy czy wyjściowy (domyślnie: wejściowy)
Typ	Typ węzła parametru działania
Muszą być izolowane	Jeśli prawda, działania wykonują się w izolacji (domyślnie: fałsz)

Działanie

Definicja: Reprezentuje pojedynczy krok w działaniu, który nie jest dalej rozkładany. Działanie nie rozpocznie wykonywania, dopóki wszystkie warunki wejściowe nie zostaną spełnione.

Kluczowe właściwości:

Właściwość	Opis
Nazwa	Nazwa działania
Widoczność	Dostępność w przestrzeniach nazw
Typ	Wywołanie działania zachowania lub wywołanie działania operacji
Efekt	Skutki zakończenia działania
Muszą być izolowane	Izoluje skutki działań poza grupą

Działania obsługi zdarzeń

Działanie akceptacji zdarzenia

Definicja: Działanie oczekujące na wystąpienie zdarzenia spełniającego określone warunki.

Działanie akceptacji zdarzenia czasowego

Definicja: Jeśli wystąpienie jest zdarzeniem czasowym, wartość wynikowa zawiera czas, w którym zdarzenie miało miejsce. Nieformalnie nazywane „działaniem oczekiwania na czas”.

Działanie wysyłania sygnału

Definicja: Tworzy instancję sygnału na podstawie danych wejściowych i przesyła ją do obiektu docelowego, co może spowodować przejście maszyny stanów lub wykonanie aktywności. Wysyłający kontynuuje natychmiast; odpowiedzi są ignorowane.

Węzły sterujące

Początkowy węzeł

Definicja: Węzeł sterujący, w którym rozpoczyna się przepływ, gdy aktywność jest wywoływana. Aktywność może mieć więcej niż jeden węzeł początkowy.

Ostateczny węzeł aktywności

Definicja: Aktywność może mieć więcej niż jeden ostateczny węzeł aktywności. Pierwszy osiągnięty zatrzymuje wszystkie przepływy w aktywności.

Ostateczny węzeł przepływu

Definicja: Ostateczny węzeł przepływu niszczy wszystkie tokeny, które do niego docierają. Nie ma wpływu na inne przepływy w aktywności.

Węzeł decyzyjny

Definicja: Akceptuje tokeny na krawędzi przychodzącej i prezentuje je na wielu krawędziach wychodzących. Którą krawędź przejść zależy od oceny warunków (guardów) na krawędziach wychodzących.

Węzeł scalający

Definicja: Połączenie wielu alternatywnych przebiegów. Nie służy do synchronizacji równoległych przebiegów, ale do akceptowania jednego z wielu alternatywnych przebiegów.

Węzeł rozgałęziający

Definicja: Węzeł sterujący, który dzieli przebieg na wiele równoległych przebiegów. Ma jedną krawędź wejściową i wiele krawędzi wyjściowych.

Węzeł łączący

Definicja: Węzeł sterujący, który synchronizuje wiele przebiegów. Ma wiele krawędzi wejściowych i jedną krawędź wyjściową.

Węzły obiektów i przebiegi

Węzeł obiektu

Definicja: Wskazuje wystąpienie określonego klasyfikatora, być może w określonym stanie, które może być dostępne w konkretnym punkcie aktywności.

Pin wejściowy

Definicja: Węzły obiektów, które otrzymują wartości z innych działań poprzez przepływy obiektów.

Pin wyjściowy

Definicja: Węzły obiektów, które dostarczają wartości do innych działań poprzez przepływy obiektów.

Pin wartości

Definicja: Pin wejściowy, który dostarcza wartość do działania, które nie niepochodzi z krawędzi wejściowej przepływu obiektów.

Węzeł buforowy centralny

Definicja: Przyjmuje tokeny z węzłów obiektów górnych i przekazuje je dalej do węzłów obiektów dolnych. Działa jako bufor dla wielu przepływów wejściowych/wyjściowych. Nie łączy się bezpośrednio z działaniami.

Węzeł magazynu danych

Definicja: Reprezentuje trwałe miejsce przechowywania obiektów w przepływie aktywności.

Przepływ sterowania

Definicja: Krawędź, która uruchamia węzeł aktywności po zakończeniu poprzedniego.

Kluczowe właściwości:

Właściwość	Opis
Źródło/Docelowy	Węzły połączone przepływem
Waga	Minimalna liczba tokenów, które muszą przejść jednocześnie
Warunek	Specyfikacja czasu wykonania do ustalenia przejrzystości

Przepływ obiektów

Definicja: Krawędź aktywności, po której mogą przepływać obiekty lub dane.

Kluczowe właściwości:

Właściwość	Opis
Wybór	Wybiera tokeny z węzła źródłowego obiektu
Transformacja	Zmienia lub zastępuje tokeny danych przepływające wzdłuż krawędzi
Multicast/Odbiór wielokierunkowy	Kontroluje metodologię przekazywania obiektów

Zaawansowane węzły działania

Specyfikacja węzła warunkowego

Definicja: Węzeł działania strukturalnego reprezentujący wyłączna opcja między alternatywami.

Kluczowe właściwości:

Właściwość	Opis
Zabezpieczone	Jeśli prawda, przynajmniej jedno testowanie zakończy się powodzeniem (domyślnie: fałsz)
Oznaczony	Jeśli prawda, co najwyżej jedno testowanie zakończy się powodzeniem (domyślnie: fałsz)
Warunki	Warunki składające się na warunek
Wynik	Wyjściowe złącza tworzące wyjścia przepływu danych

Węzeł pętli

Definicja: Reprezentuje pętlę z sekcjami ustawienia, testowania i ciała. Sekcja testowania może poprzedzać lub następować po sekcji ciała.

Kluczowe właściwości:

Właściwość	Opis
Decydujący	Wyjściowe złącze, którego wartość decyduje o kontynuacji pętli
Testowane najpierw	Jeśli prawda, test wykonany przed pierwszym wykonaniem ciała
Części ustawienia/testowania/ciała	Podregiony dla składników pętli
Zmienne pętli	Wartości utrzymywane między iteracjami

Region rozszerzenia

Definicja: Ściśle zagnieżdżony region z jawnymi wejściami/wyjściami (modelowany jako ExpansionNodes). Wykonywany raz dla każdego elementu w kolekcji wejściowej.

Tryby wykonania:

równoległy: Wszystkie interakcje są niezależne
iteracyjny: Interakcje zachodzą w kolejności elementów
strumieniowy: Strumień wartości przepływa do pojedynczego wykonania

Węzeł rozszerzenia

Definicja: Węzeł obiektu używany do wskazania przepływu przez granicę regionu rozszerzenia. Kolekcje wejściowe są dzielone na pojedyncze elementy wewnątrz; wyjścia łączą elementy z powrotem w kolekcje.

Węzeł sekwencji

Definicja: Strukturalny węzeł działania, który wykonuje swoje działania w kolejności.

Strukturalny węzeł działania

Definicja: Węzeł kontenera, który grupuje inne węzły działania z zdefiniowanymi semantykami wykonania.

Zaawansowane konstrukcje

Region działania przerwalny

Definicja: Grupa działań wspierająca zakończenie tokenów przepływających w częściach działania. Gdy token opuszcza przez przerywające krawędzie, wszystkie tokeny i zachowania w regionie są zakończone.

Obsługa wyjątków

Definicja: Określa ciało do wykonania, jeśli podczas wykonywania węzła chronionego wystąpi określony wyjątek.

Kluczowe właściwości:

Właściwość	Opis
Chroniony węzeł	Węzeł chroniony przez obsługę
Ciało obsługi	Węzeł wykonywany, jeśli obsługa złapie wyjątek
Wejście wyjątku	Węzeł obiektowy odbierający token wyjątku
Typy wyjątków	Klasyfikatory wyjątków, które obsługa przechwytuje

Elementy wspierające

Płyn

Definicja: Używane do podziału dzieci na diagramie działania, zazwyczaj w celu pokazania odpowiedzialności przez aktora, dział, lub składnik systemu.

Właściwości:

Podziały poziome
Podziały pionowe

Uwaga

Definicja: Uwaga umożliwiająca dołączanie uwag do elementów. Nie ma żadnego znaczenia semantycznego, ale może zawierać przydatne informacje modelowania.

Ograniczenie

Definicja: Warunek lub ograniczenie wyrażone w języku naturalnym lub języku czytalnym przez maszynę w celu zadeklarowania znaczenia elementu.

Właściwości:

Właściwość	Opis
Nazwa	Opcjonalna nazwa ograniczenia
Wyrażenie	Warunek, który musi być spełniony, aby spełnić wymagania

Powiązane diagramy UML

Diagramy aktywności działają najlepiej w połączeniu z innymi typami diagramów UML:

Typ diagramu	Cel	Link
Diagram przypadków użycia	Zapisz wymagania funkcjonalne i interakcje aktorów	Widok
Diagram klas	Modeluj strukturę statyczną i relacje	Widok
Diagram sekwencji	Pokaż interakcje obiektów w czasie	Widok
Diagram komunikacji	Podkreśl relacje między obiektami w interakcjach	Widok
Diagram maszyny stanów	Modeluj stany obiektów i przejścia	Widok
Diagram komponentów	Pokaż fizyczne komponenty i zależności	Widok
Diagram wdrażania	Modeluj topologię sprzętu i wdrażanie artefaktów	Widok
Diagram pakietów	Organizuj elementy modelu w przestrzeniach nazw	Widok
Diagram obiektów	Pokaż instancje i linki w danym momencie czasu	Widok
Diagram struktury złożonej	Pokaż wewnętrzną strukturę klasyfikatorów	Widok
Diagram czasu	Skup się na ograniczeniach czasowych i zmianach stanu	Widok
Diagram przeglądowy interakcji	Połącz diagramy aktywności i interakcji	Widok

Odwołania

Diagram aktywności – Galeria UML Visual Paradigm: Kompletna referencja dotycząca notacji, definicji i właściwości diagramów aktywności UML z oficjalnej dokumentacji Visual Paradigm.
Diagram przypadków użycia – Galeria UML Visual Paradigm: Przewodnik po modelowaniu wymagań funkcjonalnych oraz interakcji aktora z systemem przy użyciu diagramów przypadków użycia.
Diagram klas – Galeria UML Visual Paradigm: Referencja do modelowania struktury statycznej, klas, atrybutów, operacji i relacji.
Diagram sekwencji – Galeria UML Visual Paradigm: Dokumentacja dotycząca modelowania uporządkowanych według czasu interakcji między obiektami i liniami życia.
Diagram komunikacji – Galeria UML Visual Paradigm: Przewodnik po diagramach współpracy/diagramach komunikacji z naciskiem na łącza obiektów i przepływ komunikatów.
Diagram maszyny stanów – Galeria UML Visual Paradigm: Odwołanie do modelowania stanów, przejść, zdarzeń i działań pojedynczych obiektów.
Diagram składników – Galeria UML Visual Paradigm: Dokumentacja dotycząca modelowania komponentów fizycznych, interfejsów i zależności w systemie.
Diagram wdrażania – Galeria UML Visual Paradigm: Przewodnik dotyczący modelowania węzłów sprzętowych, artefaktów i konfiguracji wdrażania.
Diagram pakietu – Galeria UML Visual Paradigm: Odwołanie do organizowania elementów modelu w pakietach oraz zarządzania przestrzeniami nazw.
Diagram obiektu – Galeria UML Visual Paradigm: Przewodnik dotyczący modelowania instancji klas i ich połączeń w konkretnym momencie.
Diagram struktury złożonej – Galeria UML Visual Paradigm: Dokumentacja dotycząca przedstawiania struktury wewnętrznej, części, portów i łączy klasifikatorów.
Diagram czasu – Galeria UML Visual Paradigm: Odwołanie do modelowania ograniczeń opartych na czasie oraz zmian stanów wzdłuż linii życia.
Diagram przeglądowy interakcji – Galeria UML Visual Paradigm: Przewodnik dotyczący łączenia kontroli przepływu diagramu działań z fragmentami diagramu interakcji.
Obiektowa Grupa Zarządzająca – Specyfikacja UML: Oficjalne źródło standardów i specyfikacji języka Unified Modeling Language.
Język modelowania zintegrowanego (OMG UML) – Superstruktura wersja 2.2: Podstawowa specyfikacja definiująca semantykę notacji UML, cytowana jako źródło definicji notacji w tym przewodniku.

ℹ️ Definicja notacji pochodzi z Obiektowa Grupa Zarządzająca Język modelowania zintegrowanego (OMG UML) Superstruktura wersja 2.2 i wcześniejsze wersje (dla notacji, które już nie istnieją w najnowszej specyfikacji).

Ten przewodnik jest przeznaczony dla architektów oprogramowania, analityków biznesowych i projektantów systemów poszukujących sposobu modelowania złożonych przepływów pracy i procesów biznesowych przy użyciu diagramów działań UML. Wszystkie elementy wizualne i definicje pochodzą z oficjalnej galerii UML Visual Paradigm.