Unified Modeling Language -UML-
Business Analysis

© Franck Barbier

Modélisation ⤳ grands principes

• Abstraction (face à la complexité…) : mise en exergue de propriétés au détriment d'autres délibérément omises
• Séparation des préoccupations : métier, exigences… puis techno.
• Toutefois, programmer c'est modéliser !
• Champ d'action des langages de modélisation : BPMN, SysML, ArchiMate ou encore UML
• Naissance de la « modélisation orientée objet »

« Modélisation orientée objet » ⤳ une démarche d'ingénierie…

• Analyse et conception « fonctionnelle » (“structured”) de Descartes : les objets (données) n'existent que par ce qu'en font les fonctions…
• Analyse et conception « objet » : les types d'objets pré-existent (objets « métier » stables) ; ils assurent des (micro-)fonctions
• Système (existe ou à construire) « objet » : assemblage d'objets (« métier » et applicatifs) en interaction → états, événements, messages…
• Δ Système (changement, réorganisation…) : ré-architecturation de l'assemblage
• Approche « objet » : meilleure capture des besoins ?

Langages et/ou méthodes de modélisation

La préhistoire : Structured Analysis and Design Technique -SADT-, Yourdon's structured method, Information Engineering -IE-, Axial, Merise, GRAI…

Années 80 : apparition et prise de leadership des « langages orientés objet » (C++…) imposant les « méthodes orientées objet » : Object Modeling Technique -OMT-, Object-Oriented Analysis and Design -OOAD-, Objectory (a.k.a. Object Oriented Software Engineering -OOSE-) et beaucoup d'autres (ROOM, OOSA, OOA/OOD, Syntropy, Specification and Description Language -SDL-…)

Le passé récent : Unified Method 0.8 (Booch + Rumbaugh), UML 0.9 and 1.0 (+ Jacobson), UML 1.1 (OMG, 1997), UML 2.0 (2003) -Structure, Behavior, Object Constraint Language -OCL- 2.0, XML Model Interchange -XMI-, UML 2.1.1 (Feb. 2007) et finalement UML 2.5.1 (Dec. 2017 -PDF-)

Le présent : BPMN, SysML (ingénierie « système »), ArchiMate (“Enterprise Architecture Modeling”) et toujours UML

L'exigence : modélisation avec agilité

UML langage de modélisation ⤳ fondements

• Langage de modélisation graphique (« syntaxe concrète »)
• Vocabulaire « typé » (e.g., Class, Attribute, Operation, State, Actor, Collaboration, Activity)
• Phrases (« modèles ») : assemblages autorisés (« sémantique ») du vocabulaire « typé »
• Assemblages autorisés découlent d'une « syntaxe abstraite », i.e., méta-modèle (a.k.a. UML Superstructure)
• UML Infrastructure : “bootstrap” d'UML et d'autres techno.

Model Driven Software Development -MDSD- ⤳ principle

UML ⤳ diagram types

Diagram type ranking^* (UML 1.1)

1. Class Diagram
2. Use Case Diagram (4^th rank for safety-critical software)
3. Sequence Diagram
4. Statechart Diagram^** (2^nd rank for safety-critical software)

^*Nebraska-Lincoln university report

^**State Machine Diagram in UML 2.x

UML Structure

UML Class, UML Note

UML Attribute, UML Stereotype^*

^*Annotation on element with built-in stereotypes («class», «interface», «instanceOf», «enumeration»…) or possibility of defining new ones

UML Object, UML Dependency

UML Association, UML Link

Constraint on UML Attribute

UML Class Attribute

UML Operation (as instance operation), UML Class Operation

Multiplicity, UML Role, Navigability, Constraint on UML Association^*

^*{unique} and {unordered} are default constraints on association ends; {nonunique} and {ordered} are counterparts when default constraints do not apply

Multiplicity (i.e., cardinality)

• 0..1
• 1 (≡ 1..1)
• 0..* (≡ *)
• 1..*
• 1..6
• 2,4,6,8,10..* (custom)
• even (custom)
• prime (custom)

UML Role

{subsets} constraint on UML Association^*

^*OCL

context Company inv: employee->includesAll(manager)

{xor} constraint on UML Association^*

^*OCL

context Criminal case inv: witness->intersection(accused individual)->isEmpty()

Solution

UML Qualifier^*

^*OCL

context Juridiction inv: -- this constraint is redundant with the qualifier
    affaire[n_affaire]->size() <= 1

context Affaire inv: id.
   self->isUnique(juridiction.nom_juridiction.concat(n_affaire))

UML Association Class

UML Association Class ⤳ multiplicity

UML Association Class ⤳ solution

UML N-ary Association

From UML N-ary Association to binary association

Derived association^*

^*OCL

context Family inv: self.wealth = self.member.wealth

Straight line

Solution

Solution ⤳ OCL

context Segment inv:
    1st end.x = 2nd end.x implies 1st end.y <> 2nd end.y

context Segment inv: A1
    straight line = Straight line.allInstances()->select(sl | sl.a = (2nd end.y – 1st end.y) /
        (2nd end.x – 1st end.x) and sl.b = 2nd end.y - sl.a * 2nd end.x)

context Segment crossing inv: A2
    segment = Segment.allInstances()->select(s | location.y =
        s.straight line.a * location.x + s.straight line.b)

context Point inv: A3
    straight line = Straight line.allInstances()->select(sl | y = sl.a * x + sl.b)

context Segment crossing inv:
    segment.straight line.point->includes(location)

UML Package Diagram

UML Aggregation (white diamond)

UML Composition (black diamond)

UML Generalization ⤳ Inheritance

Constraint^* on UML Generalization

Alternatives to default: {complete, disjoint}, {disjoint}, and {complete}

{redefines} constraint on UML Association

Exercise

---

Plat, Légume, Fruit, Branche, Pomme, Golden, Pommier, Légume-fruit (Tomate, Aubergine…), Légume-racine (Navet…), Feuille, Légume-feuille (Salade…), Laitue…

UML Requirements engineering

UML Use Case ⤳ relationship types

UML Actor ⤳ UML Boundary

UML Use Case ⤳ extension points

UML Activity ⤳ use case (owned) behavior

Exercise

---

Restaurant ☛

UML Behavior

UML Active Class

Behavior^* of UML Active Class ⤳ UML State Machine Diagram

^*«ownedBehavior» meta-association

UML Activity

Behavior^* of UML Active Class ⤳ UML Activity Diagram

^*«ownedBehavior» meta-association

UML Activity Diagram ⤳ action versus activity, interruption flow

UML Activity Diagram ⤳ event emission and reception

UML Activity as business process ⤳ parallelism

Exercise

---

New York City Museum Of Modern Art -MOMA- ☛

UML State Machine

UML State Machine Diagram ⤳ state, event

Exercise

---

Les transitions d'état de l'eau sont plus complexes que celles du modèle précédent.

---

• Fusion : passage de l’état solide à l’état liquide
• Vaporisation : passage de l’état liquide à l’état gazeux
• Liquéfaction : passage de l’état gazeux à l’état liquide
• Solidification : passage de l’état liquide à l’état solide
• Sublimation : passage de l’état solide à l’état gazeux
• Condensation : passage de l’état gazeux à l’état condensé (solide ou liquide)

UML State Machine Diagram ⤳ entry, do, exit, internal transition

UML State Machine Diagram ⤳ nesting, reaction factorization principle

UML State Machine Diagram ⤳ orthogonality guard (in operator)

Exercise

---

Storage robot ☛

Simulation

---

My device ☛

UML State Machine Diagram ⤳ history^*

^*See also ☛ for execution

UML Interaction

UML Sequence Diagram ⤳ life lines, behavior fragments^*

^*alt, opt, par, seq, break, critical, neg & strict

UML Sequence Diagram ⤳ message types

UML Communication Diagram

UML Sequence Diagram ⤳ timing issue

UML Sequence Diagram ⤳ timing issue cont'd

UML Interaction Overview Diagram