Découvrez tout sur les 14 types de diagrammes UML

diagrammes uml, également appelés diagrammes du langage de modélisation unifié, regroupent différents schémas conçus pour illustrer visuellement la conception, l'architecture et l'exécution d'un système logiciel. Pour faire simple, ces diagrammes servent de plan au système et documentent sa structure aussi bien statique que dynamique.

Un diagramme UML bien réalisé met en avant une structure de classe précise, des relations claires et le comportement des acteurs. Il utilise un langage de modélisation standard, universel pour tous les langages de programmation. C'est pour cela qu’ils sont très utiles pour les développeurs et ingénieurs logiciels, qui souhaitent comprendre le fonctionnement général du système.

Aujourd’hui, ces diagrammes sont couramment utilisés dans l’informatique, l’éducation et le monde des affaires. Mais ce n’est pas tout ! Il existe plusieurs types de diagrammes UML selon leur objectif. Vous voulez en savoir plus sur les types de diagrammes UML ? Continuez la lecture.

Diagramme de classe

A le diagramme de classeest la base de toute solution orientée objet. Il affiche les classes d’un système, avec leurs propriétés, opérations et relations entre chaque classe.

Éléments clés dans un diagramme de classe

Voici la liste principale des composants du diagramme de classe. Ensemble, ils forment un diagramme de classe efficace. Ces composants comprennent :

• Classes
• Attributs
• Méthodes
• Notations de visibilité
• Associations
• Agrégation et composition
• Héritage
• Dépendance
• Classe d’association
• Multiplicité et noms de rôles

Symboles du diagramme de classe

Les symboles de visibilité permettent d’indiquer l’accessibilité des informations dans les classes. Pour rappel, "+" indique des activités publiques, tandis que "-" représente celles qui sont privées. Les opérations protégées utilisent le préfixe "#". Comme mentionné plus haut, les diagrammes de classe affichent aussi les liens entre plusieurs classes.

Cas d'utilisation des diagrammes de classe

Les diagrammes de classe offrent plusieurs usages. Voici quelques exemples d’aide qu’ils apportent aux entreprises et aux développeurs :

• Élaborer une stratégie de développement logiciel grâce à un diagramme de classe
• Faciliter la génération du code

Les diagrammes de classe servent également pour l’analyse des besoins, en identifiant les processus métiers soutenus par l’application.

Diagramme de cas d'utilisation

A le diagramme de cas d’utilisation propose une vue d’ensemble des acteurs du processus, des différentes fonctions requises, et des interactions entre elles.

Acteurs et leurs relations

Le diagramme de cas d’utilisation montre l’interaction entre le système logiciel et les entités extérieures, appelées "acteurs". Ce rôle peut être un matériel externe, un autre système ou un utilisateur humain.

Les cas d’utilisation sont représentés par des ovales étiquetés. Les acteurs sont figurés par des bonshommes bâtons, reliés aux cas d’utilisation par une ligne symbolisant leur implication. Un encadré autour des cas d’utilisation représente la frontière du système.

Applications des diagrammes de cas d’utilisation

Pour chaque phase d’un logiciel ou d’une plateforme, il peut y avoir plusieurs cas d’utilisation et un index. Par exemple :

• Rapports distincts pour l’ajout d’un article au panier
• Choisir un mode de paiement
• Sélectionner une option de livraison

On retrouve ces usages notamment dans les cas liés aux achats sur les sites e-commerce.

Diagramme de séquence

Le flux de communication et la structure de contrôle entre les objets sont illustrés dans un diagramme de séquence. Par exemple, dans un diagramme de séquence pour une situation bancaire, les "lifelines" peuvent représenter un client, un guichetier ou un responsable d’agence.

Lignes de vie, messages et rectangles d’activation dans les diagrammes de séquence

La boîte d’activation indique la durée pendant laquelle un objet ou un acteur réalise une action dans le diagramme de séquence. Le rectangle d'activation est placé sur la ligne de vie de l’objet. Le début est en haut du rectangle, la fin en bas.

Un message symbolise une interaction entre des objets ou entre un élément et son environnement. Il peut s’agir d’un événement, d’une activité déclenchée ou d’une simple opération. Un message décrit une forme précise de communication dans le métamodèle.

Applications des diagrammes de séquence

Les diagrammes de séquence expliquent le comportement d’un système aux parties prenantes — utilisateurs, développeurs, managers — afin que chacun comprenne son fonctionnement global.

Diagramme d'activités

An le diagramme d’activitésreprésente le déroulement d’une activité dans un système ou un processus. Aussi appelé "diagramme de comportement", il indique ce qui doit se passer dans le système modélisé et sert à illustrer les différents aspects dynamiques d’un système.

Il montre concrètement la logique de l’algorithme. Il détaille également les différentes actions d’un cas d’utilisation UML. Par exemple :

• Dessiner un workflow ou un processus entre les utilisateurs et le système.
• Clarifier des cas d’utilisation complexes pour optimiser un workflow.

Nœuds, arêtes et flux de contrôle dans les diagrammes d’activité

Pour simuler le flux des activités, vous pouvez utiliser deux types d’arêtes :

• Les arêtes de flux de contrôle modélisent le transfert du contrôle d’un nœud à l’autre.
• Les arêtes de flux d’objet modélisent le mouvement des objets ou des données d’un nœud à l’autre.

Applications des diagrammes d’activité

Un organigramme d’activité peut servir à représenter le processus de création d’un compte de blog.

• Les diagrammes d’activité sont tout particulièrement adaptés à la modélisation des processus métier.
• Une séquence organisée de tâches, telle que l’envoi des commandes clients, est un exemple de processus métier.

Diagrammes d’états

Le diagramme d’états décrit la série d’événements vécus par un objet tout au long de sa vie en fonction des événements rencontrés. Il décrit le comportement d’un seul objet. À titre d’exemple, les états traversés par une porte tout au long de son cycle de vie sont illustrés dans le diagramme d’états ci-dessous.

La porte connaît trois états possibles : "Ouverte", "Fermée" ou "Verrouillée". Les événements Ouvrir, Fermer, Verrouiller et Déverrouiller déclenchent des réponses correspondant à ces états.

Le but principal du diagramme d’états est de décrire le comportement dépendant de l’état de chaque objet. Selon son état, un objet réagit différemment à un même événement.

Cas d’utilisation du diagramme d’états

Les diagrammes d’états possèdent une variété de cas d’utilisation. Voici les applications principales :

• Illustrer des systèmes réactifs avec des composants pilotés par événement
• Présenter des exemples de cas d’utilisation dans un contexte professionnel
• Décrire les différents états traversés par un objet pendant toute sa vie
• Afficher le comportement global d’une machine à états ou d’un groupe de machines similaires

Diagramme de composants

Les diagrammes de composants sont essentiellement des diagrammes de classe axés sur les composants du système. On les utilise souvent pour décrire l’implémentation statique interne d’un système ; ce sont donc une sous-catégorie des diagrammes de classe. Leur but est de représenter les relations entre les différents composants du système.

Les diagrammes de composants UML montrent l’architecture du logiciel, avec les interfaces de chaque composant et leurs relations. Ils servent à modéliser les systèmes à un niveau global ou à afficher les composants à un niveau plus détaillé (par package).

Cela donne un aperçu des éléments essentiels qui composent un système. Un composant matériel comme :

• Circuit
• Microprocesseur
• Appareil

Tous ces éléments peuvent être considérés comme des composants.

Diagramme de déploiement

A le diagramme de déploiement indique où se situent les composants et les artefacts dans le système déployé. Il présente la disposition des éléments matériels et logiciels du système.

Le but du diagramme de déploiement est de visualiser les composants matériels du système, les chemins de communication et les emplacements des fichiers qui fonctionnent sur ce matériel.

Nœuds, artefacts et connexions dans les diagrammes de déploiement

Dans ce type de diagramme UML, les nœuds sont des ressources matérielles ou virtuelles. Les connexions visualisent le déploiement des objets sur les nœuds, tandis que les artefacts représentent les éléments logiciels. Il existe deux types de nœuds :

• Nœud de contexte d’exécution
• Nœud machine

Cas d’utilisation des diagrammes de déploiement

Les paramètres de déploiement du système sont exprimés dans un diagramme de déploiement. Exemples :

• Affichage du déploiement de microservices dans un environnement cloud
• Cartographie de la distribution des objets connectés dans un réseau
• Visualisation de la répartition des composants d’une application web sur différents serveurs

Ces diagrammes facilitent l’allocation des ressources, la supervision et la conception des systèmes.

Diagramme de packages

En UML, le diagramme de package sert de représentation structurelle et propose une vue synthétique de la manière dont les éléments du modèle sont organisés dans les différents packages. Les packages jouent un rôle de regroupement et permettent d’organiser les éléments du modèle, tout en jouant le rôle d’espace de nommage. Cette structuration facilite la gestion d’un système complexe.

L’avantage des diagrammes de package réside dans leur capacité à donner une vue globale de la structure du système. Ils sont particulièrement utiles pour les systèmes étendus et complexes, car le classement en packages simplifie la gestion et la compréhension de l’architecture globale. Ces diagrammes ne détaillent pas les éléments internes, mais se concentrent sur l’organisation et les relations entre packages.

Éléments clés des diagrammes de package

Les diagrammes de package comportent les éléments suivants pour détailler les informations sur chaque package :

• Package
• Nom du package
• Contenu du package
• Dépendances
• Stéréotypes
• Visibilité
• Fusion de package

Dans un diagramme de package, un package est symbolisé par un rectangle muni d’un onglet. Un package peut aussi dépendre d’autres packages ; cette dépendance est indiquée par une flèche en pointillés. Les packages sont soit publics, soit privés. La visibilité est représentée par "+" et "-".

Cas d’utilisation des diagrammes de package

Retrouvez ci-dessous quelques cas d’utilisation où les diagrammes de package sont particulièrement utiles :

• Organisation globale du système : Créez une représentation visuelle qui illustre la structure d’un système complexe en organisant les composants connexes au sein de modules cohérents. Cette approche simplifie la compréhension des grands projets en les divisant en segments accessibles, tout en montrant les interdépendances clés.
• Évaluation de la complexité : Les diagrammes de package simplifient la complexité du système grâce à une organisation hiérarchique de ses composants, mettant en avant les dépendances. Ils offrent une vue synthétique et facilitent la communication entre acteurs du projet. Bref, ces diagrammes sont des outils efficaces pour gérer et évaluer la complexité d’un système.
• Gestion des dépendances : Les diagrammes de package permettent de visualiser les dépendances entre les modules, ce qui facilite la compréhension rapide et les prises de décision lors d’un développement de projet. Ils constituent un outil parfait pour une gestion efficace des dépendances.
• Documentation et communication : Les diagrammes de package facilitent la documentation grâce à une synthèse visuelle de la structure du système, ce qui aide à communiquer des informations complexes de façon concise et claire.

Diagrammes de structure composite

Le diagramme de structure composite permet d’illustrer la structure interne d’une classe, d’un composant ou d’une collaboration. Il met l’accent sur la manière dont ces structures sont constituées de sous-éléments et comment ils interagissent lors de l’exécution.

En résumé, les diagrammes de structure composite offrent une vue détaillée sur la façon dont les composants ou classes sont structurés en interne et comment ils coopèrent pour assurer le fonctionnement du système.

Éléments clés du diagramme de structure composite

• Classificateurs : Représentés par des rectangles, il s'agit des entités comme les classes, les composants ou les collaborations.
• Ports : Les ports sont dessinés en petits carrés sur les bords d’un classificateur et symbolisent les points d’interaction avec l’environnement extérieur.
• Connecteurs : Les lignes relient les différents éléments pour illustrer les relations et les interactions au sein du diagramme. Les connecteurs jouent le rôle de guide pour le flux d’informations.
• Parties : Représentées par des rectangles imbriqués dans un classificateur, elles montrent comment celui-ci se compose d’autres classificateurs ou parties.
• Usage des collaborations : Montre comment plusieurs classificateurs coopèrent pour atteindre un objectif commun, permettant de visualiser les interactions dans le système.

Cas d’utilisation des diagrammes de structure composite

• Structure interne de classe : Exemple : Illustrer l’architecture interne d’une classe complexe.
• Systèmes basés sur les composants : Exemple : Afficher l’organisation interne et les interactions entre les composants.
• Composants imbriqués : Exemple : Représenter la hiérarchie et les relations des composants imbriqués.
• Systèmes matériels : Exemple : Modéliser la structure interne de dispositifs matériels.
• Collaboration et interactions : Exemple : Visualiser la collaboration entre différentes classes ou composants.
• Modélisation de systèmes physiques : Exemple : Représenter la structure logicielle et physique dans les systèmes embarqués.
• Systèmes en réseau : Exemple : Montrer la structure interne et les canaux de communication des systèmes distribués.
• Documentation de l'architecture système : Cas d’utilisation : Documenter la structure d’un système et communiquer cette information aux parties prenantes.
• Conception de classes complexes : Cas d’utilisation : Faciliter la conception de classes avec une structure interne riche.
• Intégration de composants logiciels : Cas d’utilisation : Comprendre l’intégration entre différents composants logiciels.

Diagramme temporel

Le diagramme temporel est un diagramme UML qui illustre le comportement des objets d’un système sur une période précise. Il se concentre principalement sur le timing et la séquence des interactions entre les composants ou objets.

Les diagrammes temporels sont très utiles pour visualiser les aspects temporels d’un système, notamment dans les systèmes temps réel ou embarqués, où la précision des timings est essentielle. Ils permettent de comprendre l’ordre chronologique des événements, la synchronisation et la coordination entre les différents éléments du système.

Principales fonctionnalités des diagrammes temporels

• Lignes de vie : Représentées par des lignes verticales, chaque ligne identifie un objet ou un composant du système. La position indique le passage du temps.
• Messages : Les flèches horizontales entre les lignes de vie indiquent les messages ou interactions entre objets. Elles montrent le sens de la communication et la durée de l’interaction.
• Contraintes de durée : Les diagrammes temporels incluent souvent des contraintes pour spécifier la durée d’une opération ou d’un message.
• Spécifications d’occurrence : Points sur la ligne de vie indiquant des événements précis, comme le début ou la fin d’une opération.
• Axe du temps : L’axe horizontal représente le temps et facilite la visualisation des liens temporels entre les différents événements.

Cas d’utilisation des diagrammes temporels

Pensez à créer un diagramme temporel si votre application est concernée par l’un des cas suivants :

• Systèmes temps réel : Les diagrammes temporels sont idéaux pour modéliser et analyser les systèmes où le timing des interactions et des événements est primordial.
• Concurrence : Ils aident à visualiser et comprendre la concurrence et le parallélisme des activités, en montrant comment les éléments fonctionnent en simultané.
• Communication : Ils servent à représenter le timing et la durée des messages entre objets et fournissent une vue précise de la séquence des événements.
• Analyse des performances : Les diagrammes temporels aident à analyser la performance en illustrant le temps nécessaire à l’exécution de processus ou composants.
• Systèmes critiques : Dans les secteurs où la précision du timing est essentielle, comme l’aérospatiale ou le médical, les diagrammes temporels garantissent un comportement fiable et prévisible du système.

Diagramme de communication

Un diagramme de communication, aussi connu sous le nom de diagramme de collaboration UML, est un diagramme comportemental qui montre les interactions entre objets ou instances sur une période donnée. Il met l’accent sur l’organisation structurelle des objets qui participent à l’interaction et sur les messages échangés.

Les diagrammes de communication sont particulièrement utiles lors de la conception et de l’analyse logiciels, afin de modéliser et anticiper le comportement dynamique du système.

Éléments clés du diagramme de communication

Pour concevoir un diagramme de communication efficace, gardez en tête les éléments suivants :

• Objets : Représentent les instances de classes ou composants impliqués dans les interactions.
• Lignes de vie : Montrent l’existence des objets au fil du temps, représentés par des lignes verticales en pointillés.
• Messages : Indiquent les interactions entre objets, grâce à des flèches annotées qui précisent l’ordre et le contenu de la communication.
• Liens : Représentent les relations ou associations entre des objets, illustrées par des lignes reliant les lignes de vie.
• Numéros de séquence : Indiquent l’ordre des messages et montrent le déroulement des interactions dans le temps.

Cas d’usage des diagrammes de communication

Les professionnels devraient envisager les diagrammes de communication si leur application concerne un ou plusieurs des cas d'usage suivants :

• Modéliser le comportement dynamique : Utilisé pour modéliser et comprendre le comportement dynamique d’un système en illustrant la façon dont les objets interagissent au fil du temps via des échanges de messages.
• Analyse système : Utile pendant la phase d’analyse du développement logiciel pour visualiser et analyser les interactions et dépendances entre différents composants ou objets.
• Phase de conception : Employé lors de la conception pour affiner et spécifier les interactions entre objets ou composants, afin de s’assurer que le système répond à ses exigences.
• Visualiser le flux des messages : Efficace pour visualiser le flux des messages et des interactions dans un système, ce qui permet de comprendre clairement la séquence et la structure de la communication.
• Collaboration et interactions : Utile pour représenter la collaboration et les interactions entre objets, et montrer comment ils travaillent ensemble pour atteindre un objectif ou une fonctionnalité spécifique.
• Documentation de l’architecture logicielle : Sert à documenter et communiquer l’architecture et la conception d’un système, facilitant ainsi sa compréhension et sa maintenance.
• Systèmes temps réel : Précieux pour la modélisation de systèmes temps réel où la chronologie et l’ordre des interactions sont essentiels au comportement et à la performance globale.

Diagramme d'objet

Un diagramme d’objet en Unified Modeling Language (UML) est un diagramme structurel fournissant un instantané d’un système à un moment donné. Il capture les instances de classes et leurs relations, montrant comment les objets collaborent et interagissent à un instant précis. Les diagrammes d’objets font partie des diagrammes de structure statique UML et se concentrent sur la structure statique d’un système.

Principaux éléments dans un diagramme d’objet

• Objets : Instances de classes ou instances de types de données, représentées par des rectangles sur le diagramme. Chaque objet possède un nom, et sa classe ou son type de données sont précisés.
• Liens/Associations : Lignes reliant les objets pour représenter les relations entre eux. Ces associations indiquent généralement que des objets sont reliés, par exemple via une association ou une agrégation.
• Multiplicité : Indique combien d’instances d’une classe sont associées à une instance d’une autre classe. Cela s’exprime souvent sous forme d’intervalle (ex. 0..1, 1..*, etc.).
• Attributs et valeurs : Les attributs d’objet et leurs valeurs correspondantes peuvent apparaître pour fournir des informations supplémentaires sur les objets.
• Visibilité : Précise la visibilité des attributs et opérations d’un objet (ex : public, privé).

Cas d’usage des diagrammes d’objet

• Concevoir et analyser un système : Utilisé lors de la conception du système pour visualiser et documenter les relations entre objets. De même, pendant la phase d’analyse, les diagrammes d’objet servent à modéliser et comprendre les relations entre objets du domaine métier.
• Comprendre les systèmes existants : Utile pour mieux appréhender la structure actuelle et les relations entre objets lorsqu’on travaille sur des systèmes existants.
• Conception détaillée et refactorisation : Apportent une représentation détaillée de la collaboration entre objets dans le système, utile lors de la conception détaillée des composants logiciels. Lors de la refonte du code, le diagramme d’objet aide à comprendre l’impact des modifications sur l’ensemble du système.
• Communication : Sert de support visuel pour faciliter la communication entre les parties prenantes — développeurs, designers, et clients — en montrant la structure du système d’un seul coup d’œil.
• Tests et documentation : Utilisé dans la phase de test pour comprendre les liens entre objets et vérifier que le système réagit comme attendu dans différents scénarios. Les diagrammes d’objet facilitent la documentation, rendant celle-ci claire et accessible pour tout le logiciel.

Diagramme vue d'ensemble des interactions

Un diagramme de vue d’ensemble des interactions est un type de diagramme UML (Unified Modeling Language) qui donne une vision globale du flux de contrôle entre les différentes interactions ou parties d’un système. Il combine des éléments des diagrammes d’activités et de séquence afin d’offrir une vue d’ensemble de la façon dont les différents composants collaborent pour réaliser une fonctionnalité ou un cas d’usage.

Principaux éléments d’un diagramme de vue d’ensemble des interactions

• Fragments d’interaction :
  • Représentés par des rectangles contenant des éléments de diagrammes d’activité, de séquence ou d’autres diagrammes d’interaction.
  • Ces fragments peuvent inclure différents types d’interactions, comme des messages, appels de méthode ou activités.
• Nœuds de décision : Représentés par des losanges, comme dans les diagrammes d’activité. Permettent de montrer des points de décision où le flux de contrôle peut prendre différentes directions selon les conditions.
• Nœuds de fusion : Indiquent les points de convergence du flux de contrôle après divers chemins empruntés.
• Nœuds initiaux : Symbolisés par un petit cercle plein. Indiquent le début de l’interaction.
• Nœuds finaux : Représentés par un cercle avec un point à l’intérieur. Indiquent la fin ou la complétion de l’interaction.
• Nœuds de fourche et de jonction : Similaires à ceux des diagrammes d’activité, ils représentent des flux parallèles et des points de synchronisation.

Cas d’usage du diagramme de vue d’ensemble des interactions

Les diagrammes de vue d’ensemble des interactions sont particulièrement utiles pour illustrer le flux de contrôle général du système, sans entrer dans le détail de la séquence précise des messages ou activités. Ils offrent une vue abstraite de la contribution des différents composants à l’ensemble du comportement système.

Ces diagrammes sont couramment utilisés au début de la conception système pour partager la structure globale des interactions et aider les parties prenantes à comprendre les principaux composants et leurs relations dans le système.

Diagramme de profil

Un diagramme de profil en UML sert à définir des stéréotypes personnalisés, des valeurs étiquetées et des contraintes, étendant les modèles UML standards pour les adapter à des domaines ou plateformes spécifiques. Cette personnalisation permet d’ajuster le modèle UML pour représenter plus précisément les spécificités et exigences métier, rendant la modélisation plus claire et précise.

Principaux composants des diagrammes de profil

Les diagrammes de profil contiennent plusieurs éléments essentiels qui permettent de personnaliser les modèles.

Stéréotypes : Ils sont issus des éléments UML de base, mais possèdent des propriétés additionnelles voire des contraintes particulières.

Valeurs étiquetées : Ce sont des attributs spécifiques liés au stéréotype et servant à apporter plus d’informations sur un élément.

Contraintes : Ce sont des règles à respecter pour préserver la cohérence et la logique du modèle.

Méta-classes : Il s’agit des éléments UML standards qui sont stéréotypés.

Ces composants permettent de définir des éléments de modélisation propres à un domaine pour enrichir les diagrammes UML et renforcer leur pertinence dans certains secteurs.

Application des diagrammes de profil

Les diagrammes de profil sont particulièrement utiles quand le standard UML ne suffit pas à modéliser certaines exigences métier. Ils permettent, en ingénierie logicielle, de définir des langages propres au secteur, donc d’adapter UML à des domaines comme la télécommunication ou la finance. En ingénierie système, ils aident à modéliser rigoureusement l’interaction hardware/software. De plus, les diagrammes de profil servent à étendre UML à diverses méthodes, comme Agile ou DevOps, rendant le langage adaptable à un workflow choisi et facilitant ainsi la communication et l’appropriation par l’ensemble des parties prenantes.

Conclusion

Dans cet article, nous avons présenté différents types de diagrammes UML, chacun remplissant un rôle clé dans le développement logiciel. Des diagrammes de classes, qui exposent la structure d’un système, aux diagrammes hauts-niveaux qui expliquent l’interaction entre le système et ses utilisateurs.

Choisir le bon diagramme UML est crucial pour chaque besoin de modélisation : cela favorise la collaboration, fluidifie la communication, enrichit la documentation et facilite la résolution de problèmes. Utiliser ces outils optimise la productivité et la gestion de la complexité logicielle.

Même si la création de ces diagrammes prend un peu de temps, recourir à un outil comme Edrawmax peut grandement simplifier le processus. Ces ressources stimulent la créativité et la collaboration technologique, permettant aux équipes de réussir chaque étape du développement logiciel.