Neste artigo apresentaremos os 14 diagramas UML da versão 2.5, explicando de forma breve e objetiva a função de cada um, qual e quando utilizar cada um dos diagramas.
Você vai ler nesse artigo:
O que são diagramas UML, e para que servem?
Se você esta iniciando sua carreira no desenvolvimento de software, ou então é um estudante de graduação em Engenharia da Software, Ciência da Computação, Sistemas para Internet entre outros cursos, com certeza você já ouviu ou ouvirá falar muito em UML.
O nome UML é o acrônimo do termo ‘Unified Modeling Language’, que em tradução literal corresponde à ‘Linguagem de Modelagem Unificada’.
Podemos resumir a UML como uma linguagem de modelagem orientada à objetos (diagramação e notação técnica), que permite através do uso de diagramas, representar todas as faces de um sistema, seus componentes, classes, objetos, comportamentos e interações.
A UML permite ainda a normatização da documentação do sistema, facilitando no futuro a manutenção corretiva e evolutiva do mesmo.
Um dos principais benefícios que seu uso proporciona é a facilidade em documentar de forma clara e precisa cenários, comportamentos complexos, reduzindo erros na interpretação da documentação de requisitos do sistema.
Por quem, e Quando foi criada a UML?
Com sua primeira versão lançada em junho de 1996, o modelo nasceu do esforço inicial de Grady Booch e James Rumbaugh, que durante os primeiros anos da década de 1990 dedicaram-se em um projeto para criar uma nova linguagem de modelagem, unificando o Object Modeling Language e o método Boock.
Na sequência, Ivar Jacobson integrou o projeto. Jacobson trouxe consigo toda a experiência e conhecimento que adquiriu enquanto desenvolvia o Objectory, na época uma revolucionária metodologia orientada a objeto, criado por ele.
Mesmo que os esforços para a criação da UML tenham iniciado em 1994, foi apenas 6 anos depois, no ano 2000, que a linguagem foi reconhecida oficialmente pelo OMG como uma linguagem padrão para orientação a objetos.
James Rumbaugh
James Rumbaugh, nascido em 1947, é um cientista da computação norte-americano, reconhecido pela participação no desenvolvimento do Unified Modeling Language (UML) e na Engenharia de Software Orientada a Objetos (OOSE).
Rumbaugh também trabalhou em projetos práticos, como o desenvolvimento de ferramentas para auxiliar na modelagem e design de software.
Seu legado no campo da engenharia de software continua a influenciar a forma como profissionais abordam e desenvolvem sistemas complexos de software.
Grady Booch
Grady Booch, nascido em 1955, é um cientista da computação americano, amplamente reconhecido por seu papel pioneiro no desenvolvimento da Engenharia de Software Orientada a Objetos.
Coautor do Unified Modeling Language (UML), Booch contribuiu significativamente para a modelagem de sistemas complexos de software.
Sua expertise e influência no campo da engenharia de software são refletidas em suas contribuições acadêmicas e práticas, consolidando-o como uma figura chave na evolução dessa disciplina.
Além de sua participação na criação da UML, Grady também deu contribuições memoráveis para a área, como a normatização de arquiteturas de software com design patterns, e publicações sobre orientação a objetos com a linguagem Ada.
Ivar Jacobson
Grady Booch, nascido em 1955, é um renomado cientista da computação americano, amplamente reconhecido por seu papel pioneiro no desenvolvimento da Engenharia de Software Orientada a Objetos.
Coautor do Unified Modeling Language (UML), Booch contribuiu significativamente para a modelagem de sistemas complexos de software.
Sua expertise e influência no campo da engenharia de software são refletidas em suas contribuições acadêmicas e práticas, consolidando-o como uma figura chave na evolução dessa disciplina.
É conhecido internacionalmente por sua brilhante contribuição na definição de processos e metodologias da engenharia de software. Por anos colaborou em empresas e projetos importantes como SDL e RUP. Foi também responsável pelo desenvolvimento
da metodologia OOSE, ainda na Objectory.
Diagramas UML ainda são utilizados?
Há não muito tempo atrás, antes das metodologias de gerenciamento ágil como o Scrum dominarem as empresas de desenvolvimento de software, qualquer analista, arquiteto e desenvolvedor saberia dizer quais são os diagramas da UML, e para quê cada um deles serve.
Em empresas de desenvolvimento de sistemas de médio e grande porte, a linguagem e os diagramas da UML são utilizados frequentemente durante todo o ciclo de vida, permitindo seja, uma visão ampla de todo o sistema, quando o detalhamento de recursos, interações ou comportamentos específicos do software, ou da aplicação.
A utilização de artefatos da UML permite documentar e especificar de forma detalhada todos os aspectos de um sistema, o que à torna extremamente útil durante processos de adequação e obtenção de certificações voltadas à segurança da informação como a ISO 9001, ISO 27001, e também em certificações direcionadas à maturidade do processo de desenvolvimento de software como o MPS.BR e CMMI.
O uso dessa linguagem é também muito comum comum em cenários específicos (bancário, governamental, segurança, ferro-aero-portuário, hospitalar e energético), principalmente em projetos críticos ou de alta complexidade, que exigem toda a “liturgia da velha-guarda” e segurança que somente a UML pode proporcionar.
Quais são os 14 diagramas UML?
A linguagem de modelagem UML possui 14 diagramas, que permitem modelar as atividades e aspectos técnicos envolvidos no desenvolvimento de um software, como a especificação de requisitos de sistema, casos de uso, sequências de atividades, estrutura e relacionamento de objetos, classes e componentes.
- Diagrama de classes
- Diagrama de componentes
- Diagrama de implantação
- Diagrama de objetos
- Diagrama de pacotes
- Diagrama de perfil
- Diagrama de estrutura composta
- Diagrama de casos de uso UML
- Diagrama de atividades
- Diagrama de máquina de estado
- Diagrama de sequência
- Diagrama de comunicação
- Diagrama de visão geral da interação
- Diagrama de tempo ou diagrama temporal
Os modelos de diagramas da UML são artefatos de valor em todas as etapas de um projeto de desenvolvimento de sistema, como por exemplo na concepção e declaração de escopo do projeto, análise de negócio, levantamento de requisitos, arquitetura da solução e validação e aceite da entrega do projeto.
Nesse artigo explicaremos cada um dos 14 diagramas da UML versão 2.5, para qual finalidade e objetivo são indicados, como saber qual deles devemos utilizar durante as fases do ciclo de vida de desenvolvimento de software, e como fazer cada um deles.
Diagrama de classes UML
No desenvolvimento utilizando qualquer linguagem orientada a objetos, o entendimento e definição das classes do sistema, as operações individuais de cada classe, seus atributos e o relacionamento entre elas é fundamental.
O diagrama de classes é destinado justamente para realizar documentação referentes às classes existentes no sistema, com suas respectivas características e relacionamentos com outras classes.
Diagrama de componentes UML
Dentro da Unified Modeling Language, o diagrama de componentes (component diagram) tem como objetivo principal representar a composição estrutural de um software e a forma como ocorrem as interações entre os componentes do sistema.
No contexto desse diagrama, devemos considerar como “componente” qualquer componente de software que tenha função, identidade e interface (comunicação e execução) claramente definidas.
A utilização desse diagrama é mais comum em projetos e sistemas de grande complexidade, que possuem um legado de código volumoso e de difícil manutenção.
Diagrama de implantação UML
O desenvolvimento de um sistema não se limita apenas ao levantamento de requisitos e codificação do software. Existem outras áreas que estão diretamente relacionadas ao processo de desenvolvimento, como a forma de entrega e disponibilização, o gerenciamento de configuração, o comportamento e interação com o hardware e com a rede.
Para ilustrar e evidenciar as ocorrências nesse contexto, a UML disponibiliza o diagrama de implantação, também chamado de diagrama de instalação.
Neste diagrama, é possível representar as interações do sistema com os chamados “nós”, que geralmente representam um hardware (equipamento físico), porém é possível também utilizá-los para representar features do próprio sistema, um sistema terceiro.
Diagrama de objetos UML
O diagrama de objetos é conhecido também como diagrama de instâncias. É muito comum confundir o diagrama de objetos com o diagrama de classes, já que estruturalmente os dois são muito similares, porém apesar da semelhança o uso de cada um tem objetivos diferentes.
Como o próprio nome sugere, o diagrama representa os objetos de uma ou mais classes com seus relacionamentos e interações durante momento ou período específico da execução do software.
Alguns especialistas em engenharia de software docentes das disciplinas relacionadas definem o diagrama de objetos como uma variação ou derivação do diagrama de classes, porém essa interpretação não encontra amparo ou justificativa nas documentações oficiais da linguagem, sendo assim interpretativas.
Diagrama de pacotes UML
Esse diagrama UML é também chamado de diagrama de módulos, sendo considerado um diagrama estrutural. Através do diagrama de pacotes ou de módulos, é possível representar e ilustrar a organização, relacionamento e dependências dos pacotes de um sistema.
Os elementos pertinentes são organizados em agrupamentos ou pastas (pacotes), e são organizados de maneira hierárquica. Seu uso é mais comum durante as atividades de arquitetura de software e solução.
Podemos considerar como “pacote”, um recurso específico, um conjunto de funcionalidades menores agrupadas por afinidade lógica de suas classes, ou ainda pode representar um módulo completo do sistema.
Diagrama de perfil UML
Em julho de 2005 foi publicada uma nova versão, a UML 2.0 foi oficializada e trouxe algumas novidades significativas em sua estrutura e artefatos, dentre eles está o diagrama de perfil.
O objetivo do diagrama de perfil possibilitar a diagramação de modelos contendo detalhes tangíveis e condizentes com o cenário real do perfil e o estereótipo. Sua composição é baseada na individualização dos estereótipos com suas respectivas caracterizações de metaclasses.
Ainda que a proposta para a qual esse diagrama foi idealizado, sua utilização não encontrou muitos simpatizantes, e raramente encontramos um projeto no qual ele foi utilizado.
Diagrama de estrutura composta UML
Esse é mais um dos diagramas estruturais UML. O propósito do diagrama de estrutura composta da UML é representar a totalidade de um sistema ou apenas uma parte específica dele.
No diagrama de estrutura composta é possível determinar e estabelecer atributos de pacotes, propriedades de classes, características de interfaces e atributos de configuração e implantação, e as interações e relacionamentos existentes entre eles.
Com essa parametrização, do diagrama de estrutura compostas, é possível “simular” um cenário de execução e criar uma visão do comportamento do sistema.
Assim como o diagrama de perfil, o diagrama de estrutura composta UML foi introduzido oficialmente na versão 2.0, em 2005.
Diagrama de casos de uso UML
De todos os diagramas da UML, sem dúvida alguma o diagrama de casos de uso é o mais conhecido e utilizado na comunidade de desenvolvimento de software.
O diagrama de casos de uso (use case diagram) permite ilustrar as interações e comportamentos de recursos e partes do sistema com os atores envolvidos, facilitando a visualização e controle das condições existentes e dos resultados possíveis provocados por cada interação.
Componentes do diagrama de caso de uso
A UML disponibiliza quatro tipos de componentes que podem ser utilizados na construção em um diagrama de caso de uso, eles permitem representar todas as interações e comportamentos possíveis em um sistema:
- Sistema: trata-se da representação da visão do processo, regra de negócio, aplicativo, software ou qualquer outro sistema que estejamos desenvolvendo, seja novo ou a manutenção de um já existente.
- Ator: podemos considerar como atores tudo aquilo que interage ativamente com o sistema, como por exemplo, um usuário humano, determinado módulo do próprio sistema ou até mesmo um sistema externo.
- Caso de uso: muito chamado pelo termo original em inglês “use case”, representa um determinado recurso ou funcionalidade do sistema dentro do cenário especificado.
- Relacionamento: existem 4 tipos de relacionamentos dentro de um diagrama de caso de uso (associação, generalização, inclusão e extensão), eles tem a função de conectar os elementos, indicando o tipo e a função de seu relacionamento ou comportamento.
Utilizando esse diagrama UML, é possível representar facilmente ambientes, sistemas e processos complexos e com um grande número de interações e condições possíveis.
Como fazer um diagrama de casos de uso?
A utilização desse modelo é também muito comum durante as atividades de análise de requisitos e negócio, já que permite ao analista apresentar, discutir e validar os comportamentos do sistema com o time de desenvolvimento (seja um time tradicional ou um time ágil como o Scrum) de desenvolvimento e com os stakeholders do projeto.
No artigo Como fazer um diagrama de casos de uso? explicamos de maneira detalhada cada um de seus elementos e componentes, e como fazer um diagrama de casos de uso da maneira correta.
Diagrama de atividades UML
Assim como o diagrama de máquinas de estado, e de casos de uso, o diagrama de atividades é um diagrama comportamental da UML, já que ele representa ações na execução de um fluxo de processo ou funcionalidade do sistema que está sendo desenvolvido.
Nesse diagrama, são utilizados componentes que representam determinada operação ou comportamento de uma classe do sistema, a sequência de execução de cada atividade, e o resultado esperado dessas interações.
O diagrama de atividades é muito utilizado durante a identificação de processos, fluxos de atividades, e regras de negócio envolvidas no sistema.
É uma ótima ferramenta para a assimilação e validação dos requisitos de negócio, objetivos do produto definidos durante a concepção da solução, dos requisitos funcionais e não funcionais levantados, além da verificação e validação da viabilidade técnica.
Diagrama de máquina de estado UML
Era oficialmente chamado de “diagrama de gráfico de estados” até a publicação da versão 2.0 da UML, e atualmente também conhecido como diagrama de transição de estados.
O objetivo deste diagrama é representar e demonstrar o comportamento de um determinado elemento, utilizando para isso um uma série de transições de estado.
Pode ser utilizado para representar o comportamento de um inteiro sistema, ou apenas de uma parte específica dele, nesse último o diagrama é chamado de “máquina de estado comportamental”.
Quando utilizar o diagrama de máquina de estado
O diagrama de máquina de estado pode ser aplicado durante quase todas as fases do ciclo de vida de desenvolvimento de um software:
- Validar os estados na execução de processos e regras de negócio.
- Demonstrar os estados e transições de um objeto.
- Identificar comportamentos não esperados de um objeto.
- Modelar objetos orientados a eventos.
- Representar a execução de casos de uso e regras de negócio.
- Verificar a conformidade de requisitos funcionais no sistema.
Como dito, esse artefato é muito dinâmico, o que permite que ele seja utilizado sempre que necessário. A UML não restringe sua utilização à uma etapa ou atividade específica, sendo que a decisão de utilizá-lo ou não, é de responsabilidade exclusiva do gerente de projetos ou arquiteto de solução responsável.
Componentes do diagrama de máquina de estado
O diagrama de transição de estados (máquina de estado) possui uma grande quantidade de componentes e elementos que podem ser utilizados para representar os estados e suas transições. Os principais elementos previstos na versão 2.5 da UML que estão a disposição para uso são:
- Estado: objeto com determinada configuração, que realiza uma interação de condição, execução de uma tarefa, ou reage a um evento terceiro/externo.
- Evento: tem a função “gatilho”, que determinada uma ocorrência em um intervalo de tempo e cenário.
- Ação: provoca uma mudança de um estado para outro, não sendo possível interrompê-la uma vez que foi iniciada a execução.
- Transição: é a relação ou relacionamento existente entre dois estados, que mediante a execução de um evento ou de uma ação.
Também existem outros componentes e artefatos importantes que representam estímulos ao sistema, especificação de parcialidade do sistema, operações lógicas de condição e outros.
Diagrama de sequência UML
Os diagramas de sequência devem ser utilizados para modelar representar as interações de um ou mais objetos em um ou mais casos de uso específicos.
Através do diagrama de sequência é possível detalhar de forma visual a ordem lógica e condicional de execução de atividades e funções de um caso de uso até a finalização de um fluxo de funcionalidade do sistema.
Esse diagrama permite realizar o detalhamento de um caso de uso e seus respectivos requisitos de negócio e também requisitos funcionais e não funcionais.
Diagrama de comunicação UML
Até a versão 1.5 da UML, era chamado de “diagrama de colaboração”, a partir da versão 2.0 foi adotado o nome de “diagrama de comunicação”.
É classificado pela UML como um diagrama de interação, de certa forma é intuitivo deduzir a sua função: representar detalhadamente a sequência do fluxo de mensagens entre os vários objetos de um sistema durante a execução de um determinado cenário ou ação.
O conceito de “mensagem” dentro de um diagrama de comunicação não está relacionado a mensagens textuais, e sim a forma de comunicação entre objetos relacionados.
A utilização dos diagramas de comunicação permite ter uma visão mais clara sobre a função e modo de interação dos objetos do sistema, e dos diferentes tipos de eventos que iniciam a comunicação entre cada objeto durante a execução de um ou mais casos de uso.
Diagrama de visão geral da interação UML
Frequentemente o diagrama de visão geral da interação é considerado como um artefato de especialização do diagrama de atividades.
Esse modelo de diagrama da UML representa o fluxo e sequência de interações entre as atividades do sistema ou de parte dele, fornecendo uma visão ampla e geral da interação entre as atividades representadas em diferentes diagramas de atividade.
Diagrama de tempo ou diagrama temporal UML
O diagrama de tempo é destinado a documentar e representar visualmente as interações ocorridas entre objetos ou atividades em um determinado ponto ou intervalo de tempo, e são indicados para ambientes que tenham uma necessidade de verificação e deploy em tempo real.
Através desse modelo UML é possível visualizar as ações e eventos que resultam em uma mudança de estado, quais são as condições necessárias para a início de eventos durante a execução de uma ou mais atividades de um sistema.
Os diagramas de tempo permitem realizar tarefas importantes dentro do ciclo de vida de um projeto de software, como por exemplo a identificação de gargalos de desempenho, verificar o estado de um objeto em um momento específico de tempo durante a execução, identificar comportamentos condicionados por fatores cronológicos.
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No artigo “UML 2 – Uma Abordagem Prática” você encontrará uma análise detalhada sobre o livro que leva o mesmo nome. Escrito por Gilleanes T. A. Guedes, esse livro oferece uma abordagem prática e completa para a linguagem de modelagem UML (Unified Modeling Language).
O artigo destaca os principais conceitos abordados na obra, desde os diagramas básicos até a modelagem de sistemas complexos, proporcionando aos leitores uma visão abrangente dessa linguagem amplamente utilizada na engenharia de software.
Acessar o artigo do livro “UML 2: Uma Abordagem Prática” de Gilleanes T. A. Guedes
No artigo você poderá acessar e baixar gratuitamente o PDF completo do livro, proporcionando a oportunidade de explorar de forma mais aprofundada os conceitos e técnicas de modelagem presentes na obra.
Como fazer Diagramas UML online e grátis
Acreditamos nossa breve explicação sobre os 14 diagramas da UML, você tenha entendido em qual momento aplicar cada um deles, e a importância da utilização dessa linguagem de modelagem.
Por algum tempo os diagramas UML podiam ser feitos apenas utilizando aplicações desktop pagas, como o Astah e StarUML, que possuíam porém versões gratuitas limitadas.
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No artigo Crie diagramas UML e BPMN com Visual Paradigm apresentamos dois dos principais aplicativos gratuitos para a criação de diagramas UML.
