統一モデリング言語（UML）とは

編集者： Edraw

統一モデリング言語（UML）は、ソフトウェアシステムをモデリングするための標準的な表記法で、関係者間のコミュニケーションと理解を促進します。UMLはソフトウェア開発者、アーキテクト、ビジネスアナリストによって使用され、複雑なシステムを表現・設計するための共通言語として機能します。

クラス図やシーケンス図などの多様な図により、ソフトウェアのアーキテクチャ、動作、構造を視覚化できます。UMLを採用することでチームはコラボレーションを強化し、誤解を最小限に抑え、ソフトウェア開発プロセスを合理化できます。

標準化されたアプローチによってシステム設計が明確になり、ソフトウェア開発のライフサイクル全体を通じて効率的なコミュニケーションが促進されます。この記事ではUML図の進化をご紹介します。さまざまなUML図の種類と、それらの図がどこで役立つかを見ていきましょう。

1.統一モデリング言語（UML）とは

統一モデリング言語（UML）は、ソフトウェアエンジニアリングでシステムの設計を視覚的に表現するために使用される標準的なモデリング言語です。開発者、アーキテクト、関係者がシステムのさまざまな側面を理解・伝達・文書化するのに役立つ一連のグラフィカルな表記とツールを提供します。 UML図は、システムの概念化・実装・保守に至るまで、ソフトウェア開発プロセス全体で使用されます。UML図は複雑なシステムを伝達するための標準的な方法を視覚化し、開発チームと関係者間の理解やコラボレーションを促進します。

UML 図には、目的によっていくつかの種類があります。

ユースケース図	システムによって提供される機能をユーザーの観点から説明する図
シーケンス図	時間の経過に伴うオブジェクトまたはコンポーネント間の対話を表し、メッセージが交換される順序を示す図
アクティビティ図	システム内のアクティビティの流れを表し、ビジネスプロセスのモデル化に使用される図
状態遷移図	オブジェクトが存在できるさまざまな状態と、オブジェクトがそれらの状態間をどのように遷移するかを表す図
コンポーネント図	システム内のコンポーネントの構成と依存関係を示す図
配置図	ハードウェア環境におけるソフトウェアコンポーネントの物理的な配置を示す図

2.統一モデリング言語（UML）の歴史

統一モデリング言語（UML）は、ソフトウェア業界のリーダーたちの協力的な取り組みによって生まれました。UMLの豊かな歴史を簡単にご紹介します。

1990年代初頭	ソフトウェア開発の複雑さが増すにつれて、標準化されたモデリング言語の必要性が明らかになりました。グラディ・ブーチ、ジェームズ・ランボー、イヴァー・ヤコブソンらによって、独自のモデリング手法が開発されました。
1994-1995年	３人はコラボレーションの利点を認識し、それぞれのアプローチを統合することにしました。このコラボレーションにより、統一モデリング言語（UML）が作成されました。
1997年	UMLはObject Management Group（OMG）の基準として正式に採用されました。バージョン1.1がリリースされ、UMLを事実上のモデリング言語として確立する上で重要なマイルストーンとなりました。
2000-2005年	UMLは実践者や業界の専門家からのフィードバックを取り入れて、後続のバージョンで進化を続けました。標準化プロセスにより、ソフトウェア開発の動的なニーズを確実に満たすことができました。
2005年以降	UMLの人気は高まり、ソフトウェアエンジニアリングと設計の実践に不可欠な部分になりました。 OMGは更新バージョンをリリースし続け、言語を改良・拡張しました。

今日、UMLは広く利用されているモデリング言語で、世界中のソフトウェア開発方法論において極めて重要な役割を果たしています。その歴史は、コミュニケーションを合理化し、複雑なソフトウェアシステムの理解を高めるための共同的な取り組みを反映しています。

３.UML図が必要な理由

専門家はUML図を頻繁に使用します。これらの図は、大規模なプロジェクトを計画し、簡単に実行できる小さなチャンクとして視覚化するのに役立ちます。これらの図が必要な理由は、以下のとおりです。

視覚化	UML図は複雑なシステムを視覚的に表現し、理解を助けます。
コミュニケーション	開発者、アーキテクト、関係者にとっての共通言語として機能し、明確で効果的なコミュニケーションを促進します。
明瞭さ	UMLはシステムのアーキテクチャ、動作、構造を標準化された理解しやすい形式で表現することで、明瞭さを高めます。
コラボレーション	チームはより効率的にコラボレーションできるため、誤解が減り、開発プロセス全体を通じて全員が同じ認識を保つことができます。
設計ドキュメント	UML図は包括的な設計ドキュメントとして機能し、プロジェクト管理や将来のシステムメンテナンスに役立ちます。
問題の特定	開発サイクルの早い段階で設計の潜在的な問題やギャップを特定し、コストのかかるエラーが発生する可能性を軽減します。
実装の青写真	UML図は開発者に青写真を提供し、明確に定義されたモデルに基づいてソフトウェアの実装をガイドします。
開発の合理化	UMLはシステムモデリングへの構造化されたアプローチを提供することで、より組織的で合理化されたソフトウェア開発プロセスに貢献します。
分析と計画	UML図はシステム要件の詳細な分析をサポートし、効果的な計画と意思決定を支援します。
ドキュメントの標準化	UMLは、ソフトウェア設計を文書化するための標準化された方法を提供し、プロジェクト間の一貫性を確保し、知識の伝達を促進します。
スケーラビリティ	小規模なアプリケーションから大規模なエンタープライズシステムまで、さまざまな複雑さのプロジェクトに対応できます。
テストのサポート	UML図はテストケースの生成と検証を支援し、ソフトウェアの品質と信頼性を向上させます。
適応性	UMLは、アジャイルなアプローチや反復的なアプローチなど、さまざまな開発手法に適応できます。
クライアントの理解	技術者以外の関係者にとって、UML図はソフトウェアの概念と機能の理解を簡単にします。
コード生成	一部のUMLツールはコード生成をサポートしており、ビジュアルモデルを実行可能コードに直接変換して開発を迅速にします。
プロジェクトメンテナンス	システムの構造と機能の全体像を示すことで、進行中のプロジェクトメンテナンスを支援します。
リスクの軽減	UML図は潜在的なリスクを早期に特定するのに役立ち、チームが軽減戦略を積極的に実行できるようになります。
グローバルコラボレーション	UML図はグローバルに分散された開発環境において、さまざまな場所やタイムゾーンにまたがって作業するチームにとって重要なツールとして機能します。

4.UML図の種類

UMLは、目的に応じてさまざまな図を提供します。プロジェクトがどのようなものであっても、UML標準図はプロジェクトを直観的に視覚化するのに役立ちます。

UML図は、大きく２種類に分けられます。

UML図の種類

構造図

構造図は、システムの不変のフレームワークを示し、その構成要素と相互接続を強調表示します。これらの視覚的表現は、システムのアーキテクチャの計画として機能し、ソフトウェア開発の設計および文書化の段階で頻繁に使用されます。

これらの構造図は、開発者やアーキテクトがシステムの配置と構成部品を理解するのに役立ち、開発段階全体でのコミュニケーションと設計の選択が容易になります。各図タイプはシステム構造の特定の側面に焦点を当てており、ソフトウェアアーキテクチャの不変要素が見通せるようになります。

「構造図」カテゴリに含まれる図は、以下のとおりです。

クラス図	クラスとその属性、メソッド、およびそれらの間の関係を示すことによって、システムの静的構造を表します。
オブジェクト図	クラス図に似ていますが、特定の時点でのクラスのインスタンスとその関係に焦点を当てています。
コンポーネント図	ライブラリや実行可能ファイルなど、システム内のコンポーネントの構成と依存関係を表します。
複合構造図	クラスの内部構造とその部分間のコラボレーションを描写し、部分がどのように相互作用して全体を形成するかを示します。
パッケージ図	システムの要素を関連するグループに編成・構造化し、さまざまなパッケージ間の依存関係を示します。

振る舞い図

「振る舞い図」カテゴリに含まれる図は、以下のとおりです。

ユースケース図	構造図とみなされることが多いですが、ユースケース図は、ユーザー（アクター）とシステム間の対話をキャプチャ・視覚化し、ユーザーの観点からシステムの動作を示すために使用することもできます。
シーケンス図	時間の経過に伴うオブジェクト間の動的な相互作用を示し、交換されるメッセージのシーケンスを示します。
コラボレーション図	これらはコミュニケーション図とも呼ばれます。オブジェクトまたはロール間の相互作用をフローチャートとして表示し、関係するオブジェクトの構造的構成を強調します。
ステートチャート図	オブジェクトが取り得るさまざまな状態と、イベントに応じてある状態から別の状態にどのように遷移するかを示します。
アクティビティ図	アクティビティ、アクション、意思決定の流れをモデル化することで、システムの動的な側面を示します。
配置図	システム内のハードウェアとソフトウェアのコンポーネントの物理的な配置を示し、分布と関係を強調します。
タイミング図	メッセージやイベントの時系列を強調して、オブジェクトが特定の期間にわたってどのように相互作用するかを示します。
相互作用概要図	複数の相互作用図を組み込んで、システム内のさまざまな要素間の制御フローの概要を提供します。

5.用語集

クラス図	システム内のクラスの構造と関係を表す。
ユースケース図	システムの機能に焦点を当てて、アクターとシステム間の相互作用を示す。
シーケンス図	イベントの順序を強調して、時間の経過に伴うオブジェクト間の相互作用を表す。
アクティビティ図	システムまたは特定のユースケース内のアクティビティとアクションのフローを表す。
状態遷移図	オブジェクトが取り得るさまざまな状態と、それらの状態間の遷移を示す。
オブジェクト図	特定の時点におけるインスタンスとその関係のスナップショットを提供する。
関連	２つ以上のクラス間の関係を説明し、それらがどのように連携するかを示す。
継承	クラス間の「is-a」関係を表します。この関係では、あるクラスが別のクラスから属性と動作を継承する。
集約	あるクラスが別のクラスの一部である、クラス間の部分と全体の関係を示す。
複合集約	集約に似ていますが、より強い所有権があり、全体が部分のライフサイクルに対して責任があることを示す。
多重度	関係に参加しているインスタンスの数を指定する。
パッケージ	モデル要素を整理するためのグループ化メカニズム。
コラボレーション図	特定の目的を達成するために、オブジェクト間の相互作用を強調する。
コンポーネント図	コンポーネントとその依存関係に焦点を当てて、システムの高レベルの構造を示す。
配置図	ハードウェア環境におけるソフトウェアコンポーネントの物理的な展開を表す。
関連クラス	他のクラス間の関連を表すクラス（多くの場合、属性や操作を伴う）。
抽象クラス	単独ではインスタンス化できず、派生クラスの設計図として機能するクラス。
インターフェイス	クラスまたはコンポーネントが実装する必要がある一連の操作のコントラクトを指定する。
依存性	ある要素の変更が別の要素に影響を与える可能性があるが、それらが同じ構造の一部ではない関係を説明する。
実現	インターフェイスによって指定された操作をクラスが実装することを示す。
汎化	より一般的な要素（スーパークラス）とより具体的な要素（サブクラス）の関係を表す。
アソシエーションエンド	役割、多重性、ナビゲーション可能性を指定する関連付けのエンドポイント。
多重要素	アソシエーションの一端で可能なインスタンスの数を定義する。
ユースケース	特定の目標を達成するためのユーザーとシステム間の具体的な対話について説明する。
アクター	システムと対話する外部エンティティ。通常はユースケース図で表す。
コラボレーション	特定の相互作用に参加するオブジェクトによってそれぞれ果たされる役割の集合。
メッセージ	オブジェクト間の通信をシーケンス図で表す。
ガードコンディション	状態図で遷移が発生するために真でなければならない条件。
イベント	発生すると、多くの場合、状態遷移やアクティビティがトリガーされる。
アーティファクト	ファイルやデータベーステーブルなど、配置図内の物理的な情報を表す。
モデル	UML図を使用したシステムの表現。
プロファイル	モデルに適用して特定の目的に合わせてカスタマイズできる一連のUML拡張機能。
ステレオタイプ	追加のプロパティまたはセマンティクスを使用してUML要素を拡張するためのメカニズム。

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