UML est un langage fondamental en ingénierie logicielle, car il permet de capturer, concevoir et documenter différentes formes de logiciels. Il offre un moyen simple aux ingénieurs pour décrire les exigences et caractéristiques d’un système, afin de garantir que chacun partage la même vision claire du fonctionnement.
En ce qui concerne les diagrammes UML, les diagrammes de timing font partie des types de schémas qui illustrent comment un système se comporte dans l’espace-temps. Vous utilisez des diagrammes de timing UML dans les situations où il faut mettre en place des systèmes en temps réel et où la notion de temps est essentielle. Ils assurent le bon fonctionnement du système. Bref, ils sont vraiment incontournables !
Dans cet article
Qu’est-ce qu’un diagramme de timing ?
En ingénierie logicielle, les diagrammes de timing s’intéressent au fonctionnement global d’un système sous l’angle temporel. La durée et l’état temporel de chaque élément facilitent la compréhension du comportement des différentes parties du système dans le temps.
L’emploi des diagrammes de timing dans uml vise justement à représenter tous les aspects qui méritent l’attention d’un ingénieur temps réel, ou dans toute situation où le temps ne doit pas être négligé. En schématisant les cycles d’horloge, le diagramme de timing garantit un système non seulement fonctionnel mais aussi performant.
Maintenant que nous avons vu le principe général des diagrammes de timing UML, voyons de plus près les différents éléments qui les composent et les bonnes pratiques à appliquer. Les diagrammes de timing UML mettent en avant les aspects temporels du fonctionnement d’un logiciel, en s’appuyant notamment sur :
- Contraintes temporelles
- Durée des événements
- États des éléments du système
- Séquences d’interactions
- Transferts de messages
- Temps d’exécution des fonctions
Ainsi, à la différence d’autres types de documentation, les des diagrammes de timing UML diagrammes de timing couvrent tous ces aspects et offrent une vue globale du système en un coup d’œil, ce qui facilite la validation et l’optimisation des performances.
Notions clés des diagrammes de timing
Dans cette section, nous allons décrire certains concepts de base utilisés dans un diagramme de timing UML. Ce sont les éléments fondamentaux qui servent à modéliser et dessiner les aspects temporels d’un système logiciel.
En assimilant ces éléments, il devient bien plus simple de créer et d’interpréter des diagrammes de timing. Voici un aperçu de ces notions :
Lifeline (ligne de vie)
Montre qu’un élément du système existe pendant un certain intervalle de temps seulement. Une ligne verticale surmontée d’un rectangle symbolise une ligne de vie.
Par exemple, des éléments comme « navigateur web » et « serveur web » sont considérés comme des lignes de vie sur le diagramme.
Échelle d’état
Permet de représenter visuellement les différents états par lesquels passe un élément au fil du temps. Elle se traduit par des bandes horizontales à l’intérieur de la ligne de vie.
Dans cet exemple, les transitions d’état sont annotées comme « demande de connexion », l’état « authentification » ou encore l’état « déconnexion », etc., sur les lignes de vie.
Compartiments multiples
Facilitent l’organisation et la séparation de plusieurs éléments ou caractéristiques dans un même schéma. Chaque compartiment est divisé par une ligne pointillée qui s’étend de haut en bas.
Par exemple, dans l’exemple ci-dessus, le compartiment supérieur symbolise les transitions d’état du premier serveur web. Le compartiment inférieur, les changements d’état du second serveur web.
Timeline et contraintes
Met en évidence le moment où chaque activité du système doit avoir lieu vis-à-vis des autres.
Ici, vous pouvez voir la chronologie de gauche à droite, et des contraintes telles que inactif puis authentification avant communication.
Ligne d’état
La composante « ligne d’état » est essentielle pour représenter les différents états et transitions d’un élément à travers le temps dans un système. Elle présente la séquence des étapes traversées par un élément lors du passage d’un état à un autre, illustrant ainsi la dynamique du système.
Ligne de valeur
La ligne de valeur s’avère très utile dans l’utilisation des diagrammes de timing car elle permet de visualiser l’évolution d’un élément sous l’influence d’entrées ou d’événements au fil du temps. C’est un peu comme voir un visage ou une silhouette changer pour exprimer les émotions d’un personnage dans un film.
Tout récapituler
Utilisées conjointement, les composantes ligne d’état et ligne de valeur offrent une vision d’ensemble des évolutions, à la fois des états et des valeurs, d’un élément dans tout système donné, à n’importe quel moment, en fonction de ses transitions d’état.
Dessiner un diagramme de timing UML : mode d’emploi
Étape 1 : Choisir le système
Commencez par bien comprendre l’organisation du système concerné, et clarifiez l’objectif du diagramme de timing : acteurs, interactions, contraintes ou comportements temporels.
Étape 2 : Sélectionner un outil UML
Choisissez un logiciel UML qui gère les diagrammes de timing. Des outils comme EdrawMax ou Visio sont des références sur ce marché.
Étape 3 : Définir les lignes de vie
Le premier composant d’un diagramme est la ligne de vie. Définissez les lignes de vie du système et attribuez leur un nom. Vous pouvez disposer celles de plusieurs objets les unes sous les autres dans un même diagramme de timing.
Étape 4 : Ajouter les messages et contraintes de temps
Dessinez des messages entre les lignes de vie pour illustrer les interactions échangées. Lors de l’étiquetage des flèches, précisez bien la direction du message. Ajoutez des marqueurs temporels pour indiquer la durée de chaque activité ou l’instant où elle se déroule.
Étape 5 : Spécifier les comportements temporels
Analysez à présent votre système et déterminez tout comportement temporel influant sur le fonctionnement. Parmi les plus importants :
- Repérez les points de synchronisation où plusieurs interactions doivent être alignées dans le temps.
- Montrez la survenue des événements dans le système et leur moment sur le diagramme de timing.
- Notez les contraintes temporelles ou échéances qui régissent le comportement du système.
Étape 6 : Relire et affiner le diagramme
Après avoir tracé votre diagramme, vérifiez sa clarté et les comportements temporels qu’il illustre. Modifiez les textes à corriger si besoin.
Exemples de diagrammes de timing
Découvrons à présent quelques exemples pratiques de diagrammes de timing.
1. Diagramme de timing pour un système de péage
Dans cet exemple, le diagramme de timing illustre les interactions et contraintes temporelles d’un système de péage pour véhicules. Les lignes de vie représentent les acteurs du système, comme la borne de péage, la voiture ou la machine à tickets.
La voiture arrive et la barrière est fermée. Quand l’utilisateur insère une pièce dans la machine, celle-ci la valide et relève la barrière. Après une durée de T 8s, la barrière redescend et la machine repasse en état inactif.
2. Diagramme de timing pour l’opération d’une porte AND
Le diagramme montre plusieurs transitions des valeurs d’entrées (A et B). À chaque changement, la sortie (Z) reflète la logique du circuit. Z n’est à « 1 » (niveau logique haut) que si les deux entrées A et B sont également à « 1 ».
Dès qu’une des entrées est à « 0 » (niveau logique bas), la sortie Z retombe à « 0 ». Le diagramme valide visuellement que la porte AND ne délivre une sortie « active » (haut) que si ses deux entrées sont actives (« hautes »).
3. Diagramme de timing pour un système d’ascenseur
Ce diagramme comprend deux files : l’une pour l’état de l’ascenseur, l’autre pour l’action utilisateur. Au départ, tout est inactif. L’utilisateur s’approche du lecteur de carte puis la passe en moins d’une seconde.
L’ascenseur met alors trois secondes à réagir et se dirige vers l’étage demandé. Après quatre secondes, les deux lignes reviennent à l’inactif, ce qui suggère que l’utilisateur est monté dans l’ascenseur et que la porte s’est probablement refermée.
Conclusion
Pour conclure, cet article a expliqué ce que sont les diagrammes de timing dans UML et pourquoi ils sont essentiels pour piloter les aspects temporels du comportement d’un système. Nous sommes partis des composants de base—lignes de vie, messages, événements, contraintes temporelles—pour montrer comment, associés, ils offrent une vision globale du système.
L’objectif principal de cet article était de présenter les concepts des diagrammes de timing uml ainsi que les outils et méthodes utilisés par les développeurs pour concevoir des systèmes. Grâce au diagramme de timing, les professionnels peuvent décrire, analyser et documenter les contraintes temporelles, ce qui améliore la performance des logiciels.
Simple. Intelligent. Des diagrammes étonnants pour chaque idée.
