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初心者が押さえておくべきのUML入門知識

若手のエンジニアやプログラマーはシステムやソフトウェア開発を上手にするには、統一モデリング言語、UMLということをしっかり理解するのは重要です。ここでは、UML図の9種類の目的や用途から、システム開発の初心者が押さえておくべきのUML入門知識を紹介します。

UMLとは何か?

UMLとは、英語のUnified Modeling Language(統一モデリング言語)の略語です。分析から設計、実装まで、オブジェクト指向開発に一貫して用いられるモデリング手法です。UML図とは、ソフトウェアシステムの成果物を記述、視覚化、構築、文書化するために使用される国際的な業界標準のグラフィカル表記法です。UMLが登場する前に、モデリング手法が雑多で、情報交換などコミュニケーションにおける問題を起こしがちであるから、様々な手法を統一して、UMLを開発しました。その統一ということは、設計書の読みやすさ、交流の効率などにかなり役に立ちます。

UMLを使って何をするか?

UML図には何の種類があるか?

表現内容と用途などに応じて、UML図は以下のように9種類のダイアグラムに分類されています。

分類
種類
表現内容
構造図
クラス図
各クラスの構造、クラス間の関係
コンポーネント図
ソフトウェアを構成するコンポーネント、及びその間の依存関係
配置図
システムの物理的なレイアウト(配置)
パッケージ図
クラスなどモデル要素のグルーピング及びグループ ( パッケージ ) 間の関係
振る舞い図
ユースケース図
システムが提供する機能、及び利用者や他システムなどの外部との関係
相互作用図
シーケンス図
時間軸に沿ったオブジェクトの相互作用
コラボレーション図
オブジェクト間の相互作用
ステートチャート
オブジェクトの生成から消滅までの状態の遷移と変化
アクティビティ図
システム動作の流れ

UMLクラス図

概要

UMLクラス図は、分析、設計、実装などシステム開発の全段階に使用され、UMLの基本とされます。クラス図はアプリケーションのオブジェクト及び情報構造だけでなく、ユーザーとの通信も記述しています。UMLクラス図では、クラス、オブジェクト、集合、依存関係、合成、汎化などの要素が含まれています。

UMLクラス図の要素

UMLクラス図テンプレート

UMLクラス図サンプル

UMLクラス図について詳しくはこちら:UMLクラス図

UMLコンポーネント図

概要

UMLコンポーネント図は、システムの実装に用いられるダイアグラムです。システムを構成するコンポーネント、及び各コンポーネント間の関係を記述します。

UMLコンポーネント図要素

UMLコンポーネント図テンプレート

UMLコンポーネント図

UMLコンポーネント図について詳しくはこちら:UMLコンポーネント図

UML配置図

概要

UML配置図は、システム実装で使用されるシステム物理構造の図式表現です。これは、ハードウェアトポロジシステムを視覚化し、物理ハードウェア要素とそれらの間の通信関係をモデル化し、システムのアーキテクチャを計画するために使用されます。それにはノード、コンポーネント、依存関係などを含まれます。

UML配置図要素

UML配置図 例

システムUML配置図

UML配置図について詳しくはこちら:UML配置図

UMLパッケージ図

概要

パッケージ図は、モデルの要素をグループ化するために使用されます。パッケージ図は、サブシステムまたはモジュール間の構造と依存関係を示すことができます。パッケージはファイルフォルダの形で表します。

UMLパッケージ図要素

UMLパッケージ図テンプレート

UMLパッケージ図テンプレート

UMLユースケース図

概要

ユースケース図は、システムの機能を分析するためにプロジェクトの分析段階で使用されます。設計中のシステムと利用者や外部システムとのやりとりを記述します。詳細は示されていませんが、ユースケース、アクター、システム間の関係の一部が含まれています。基本的に、ユースケース図には4つの要素を含める必要があります。アクター、システム、ユースケース、そして関係です。アクターは、システムを操作、利用する方を表します。

UMLユースケース図の要素

UMLユースケース図 例

図書館システム ユースケー図

UMLユースケース図について詳しくはこちら:UMLユースケース図

UMLシーケンス図

概要

シーケンス図は、分析及び設計段階で使用されます。これは、操作がどのように実行されるかを詳述する相互作用図です。シーケンス図は、ユースケースを経て時系列的に構造化されたイベントフローを表すためによく使用されます。オブジェクト間の通信関係を表示することを助けます。シーケンス図には、ライフライン、メッセージ、活性化、オブジェクトなどの要素が含まれています。

シーケンス図の要素

UMLシーケンス図 例

UMLシーケンス図 管理者登録

UMLシーケンス図について詳しくはこちら:UMLシーケンス図

UMLコラボレーション図

概要

UMLコラボレーション図は、ソフトウェアオブジェクト間の関係と相互作用を記述します。特定のタスクを実行するために共同作業するオブジェクト間の関係を視覚化し、複雑な操作のための実装のロジックをモデル化するシステム機能のモデルに使用されます。コラボレーション図は、相互作用図の1つで、コミュニケーションとも呼ばれます。オブジェクト、マルチオブジェクト、アクター、アソシエーションの役割、委任、自己へのリンク、制約とノートで構成されています。

UMLコラボレーション図要素

UMLコラボレーション図 例

ATM UMLコミュニケーション図

UMLコラボレーション図について詳しくはこちら:UMLコラボレーション図

UMLアクティビティ図

概要

アクティビティ図の目的は、より大きなアクティビティの一部としてのアクションの手順フローを記述することです。これは、サービスを提供するためのアクティビティの調整方法をモデル化したり、いくつかの操作を達成するために必要なイベントを表示したり、単一のユースケースのイベントがどのように相互に関連しているかを示したりするために使用されます。アクティビティ図は、アクティビティ、状態、アクティビティと状態間の遷移から構成されます。

UMLアクティビティ図の要素

UMLアクティビティ図 例

入学 UMLアクティビティ図

UMLアクティビティ図について詳しくはこちら:UMLアクティビティ図

UMLステートチャート図

目的

ステートチャート図は、システムの動的性質をモデル化するために使用されます。イベントが発生したときにオブジェクトのすべての可能な状態を記述します。そのため、ステートチャート図の最も重要な目的は、オブジェクト動作の開始から終了までのライフタイムをモデル化することです。ステートチャート図には状態、初期状態、最終状態、遷移など要素が含まれています。

UMLステートチャート図要素

UMLステートチャート図 例

UML状態遷移図 サンプル

UMLステートチャートについて詳しくはこちら:UMLステートチャート

終わりに

前述の通りに、モデリングツールとして、UMLには様々な目的を達成するそれぞれのダイアグラムが含まれています。システム開発設計書を書く前には、そのモデリングの目的を考えて、その目標に応じて、適切なUML図を選択することはお勧めです。

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