UML (Unified Modeling Language)

UML

Pendahuluan

Saat ini piranti lunak semakin luas dan besar lingkupnya, sehingga tidak bisa lagi dibuat asal-asalan.

Piranti lunak saat ini seharusnya dirancang dengan memperhatikan hal-hal seperti scalability,

security, dan eksekusi yang robust walaupun dalam kondisi yang sulit. Selain itu arsitekturnya harus

didefinisikan dengan jelas, agar bug mudah ditemukan dan diperbaiki, bahkan oleh orang lain selain

programmer aslinya. Keuntungan lain dari perencanaan arsitektur yang matang adalah

dimungkinkannya penggunaan kembali modul atau komponen untuk aplikasi piranti lunak lain yang

membutuhkan fungsionalitas yang sama.

Pemodelan (modeling) adalah proses merancang piranti lunak sebelum melakukan pengkodean

(coding). Model piranti lunak dapat dianalogikan seperti pembuatan blueprint pada pembangunan

gedung. Membuat model dari sebuah sistem yang kompleks sangatlah penting karena kita tidak

dapat memahami sistem semacam itu secara menyeluruh. Semakin komplek sebuah sistem, semakin

penting pula penggunaan teknik pemodelan yang baik.

Dengan menggunakan model, diharapkan pengembangan piranti lunak dapat memenuhi semua

kebutuhan pengguna dengan lengkap dan tepat, termasuk faktor-faktor seperti scalability, robustness,

security, dan sebagainya.

Kesuksesan suatu pemodelan piranti lunak ditentukan oleh tiga unsur, yang kemudian terkenal

dengan sebuan segitiga sukses (the triangle for success). Ketiga unsur tersebut adalah metode

pemodelan (notation), proses (process) dan tool yang digunakan.

Pengenalan

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Apa itu UML?

Unified Modelling Language (UML) adalah sebuah "bahasa" yg telah menjadi standar dalam industri untuk visualisasi, merancang dan mendokumentasikan sistem piranti lunak. UML menawarkan sebuah standar untuk merancang model sebuah sistem.

Dengan menggunakan UML kita dapat membuat model untuk semua jenis aplikasi piranti lunak, dimana aplikasi tersebut dapat berjalan pada piranti keras, sistem operasi dan jaringan apapun, serta di itulis dalam bahasa pemrograman apapun. Tetapi karena UML juga menggunakan class dan operation dalam konsep dasarnya, maka ia lebih cocok untuk penulisan piranti lunak dalam bahasa-bahasa berorientasi objek seperti C++, Java, C# atau VB.NET. Walaupun demikian, UML tetap dapat digunakan untuk modeling aplikasi prosedural dalam VB atau C.

Seperti bahasa-bahasa lainnya, UML mendefinisikan notasi dan syntax/semantik. Notasi UML merupakan sekumpulan bentuk khusus untuk menggambarkan berbagai diagram piranti lunak.
Setiap bentuk memiliki makna tertentu, dan UML syntax mendefinisikan bagaimana bentuk-bentuk tersebut dapat dikombinasikan. Notasi UML terutama diturunkan dari 3 notasi yang telah ada sebelumnya: Grady Booch OOD (Object-Oriented Design), Jim Rumbaugh OMT (Object Modeling
Technique), dan Ivar Jacobson OOSE (Object-Oriented Software Engineering).

Unified Modeling Language (UML) adalah alat bantu (tool) untuk pemodelan sistem, “UML adalah bahasa yang dapat digunakan untuk spesifikasi, visualisasi, dan dokumentasi sistem objek-oriented software pada fase pengembangan. UML merupakan unifikasi dari metode Booch, OMT, dan notasi Objectory, serta ide-ide terbaik metodologi lainnya seperti terlihat pada Gambar 1. Dengan menyatukan notasi metode-metode objek oriented tersebut, UML merupakan standar dasar dalam bidang analisis dan desain berorientasi-objek” (Quatrani, 1998).

Unified Modeling Language (UML) adalah sebuah bahasa pemodelan yang telah menjadi standar dalam industri software untuk visualisasi, merancang, dan mendokumentasikan sistem perangkat lunak (Henderi, 2007: 4). Bahasa Pemodelan UML lebih cocok untuk pembuatan perangkat lunak dalam bahasa pemrograman berorientasi objek (C , Java, VB.NET), namun demikian tetap dapat digunakan pada bahasa pemrograman prosedural (Ziga Turck, 2007).

 Konsep Objek
 
Obyek dalam ‘software analysis & design’ adalah sesuatu berupa konsep (concept), benda (thing), dan sesuatu yang membedakannya dengan lingkungannya. Secara sederhana obyek adalah mobil, manusia, alarm dan lainlainnya. Tapi obyek dapat pula merupakan sesuatu yang abstrak yang hidup
didalam sistem seperti tabel, database, event, system messages.
 
Obyek dikenali dari keadaannya dan juga operasinya. Sebagai contoh sebuah
mobil dikenali dari warnanya, bentuknya, sedangkan manusia dari suaranya. Ciriciri
ini yang akan membedakan obyek tersebut dari obyek lainnya.
 
Alasan mengapa saat ini pendekatan dalam pengembangan software dengan
object-oriented, pertama adalah scalability dimana obyek lebih mudah dipakai
untuk menggambarkan sistem yang besar dan komplek. Kedua dynamic
modeling, adalah dapat dipakai untuk permodelan sistem dinamis dan real time.

Sejarah Singkat UML

UML (Unified Modeling Language) adalah sebuah bahasa yang berdasarkan grafik/gambar untuk memvisualisasi, menspesifikasikan, membangun, dan pendokumentasian dari sebuah sistem pengembangan software berbasis OO (Object-Oriented). UML sendiri juga memberikan standar penulisan sebuah system blue print, yang meliputi konsep bisnis proses, penulisan kelas-kelas dalam bahasa program yang spesifik, skema database, dan komponen-komponen yang diperlukan dalam sistem software (http://www.omg.org).

 Pendekatan analisa & rancangan dengan menggunakan model OO mulai diperkenalkan sekitar pertengahan 1970 hingga akhir 1980 dikarenakan pada saat itu aplikasi software sudah meningkat dan mulai komplek. Jumlah yang menggunakaan metoda OO mulai diuji cobakandan diaplikasikan antara 1989
hingga 1994, seperti halnya oleh Grady Booch dari Rational Software Co., dikenal dengan OOSE (Object-Oriented Software Engineering), serta James Rumbaugh dari General Electric, dikenal dengan OMT (Object Modelling Technique).

 Kelemahan saat itu disadari oleh Booch maupun Rumbaugh adalah tidak adanya standar penggunaan model yang berbasis OO, ketika mereka bertemu ditemani rekan lainnya Ivar Jacobson dari Objectory mulai mendiskusikan untuk mengadopsi masing-masing pendekatan metoda OO untuk membuat suatu model
bahasa yang uniform / seragam yang disebut UML (Unified Modeling Language) dan dapat digunakan oleh seluruh dunia.

Secara resmi bahasa UML dimulai pada bulan oktober 1994, ketika Rumbaugh bergabung Booch untuk membuat sebuah project pendekatan metoda yang uniform/seragam dari masing-masing metoda mereka. Saat itu baru dikembangkan draft metoda UML version 0.8 dan diselesaikan serta di release
pada bulan oktober 1995. Bersamaan dengan saat itu, Jacobson bergabung dan UML tersebut diperkaya ruang lingkupnya dengan metoda OOSE sehingga muncul release version 0.9 pada bulan Juni 1996. Hingga saat ini sejak Juni 1998 UML version 1.3 telah diperkaya dan direspons oleh OMG (Object Management Group),
Anderson Consulting, Ericsson, Platinum Technology, ObjectTime Limited, dll
serta di pelihara oleh OMG yang dipimpin oleh Cris Kobryn. UML adalah standar dunia yang dibuat oleh Object Management Group (OMG), sebuah badan yang bertugas mengeluarkan standar-standar teknologi objectoriented dan software component.

 Teknik Dasar OOA/D (Object-Oriented Analysis/Design)

 
Dalam dunia pemodelan, metodologi implementasi obyek walaupun terikat kaidah-kaidah standar, namun teknik pemilihan obyek tidak terlepas pada subyektifitas software analyst & designer. Beberapa obyek akan diabaikan dan beberapa obyek menjadi perhatian untuk diimplementasikan di dalam sistem. Hal ini sah-sah saja karena kenyataan bahwa suatu permasalahan sudah tentu memiliki lebih dari satu solusi. Ada 3 (tiga) teknik/konsep dasar dalam OOA/D, yaitu pemodulan (encapsulation), penurunan (inheritance) dan polymorphism.

 a. Pemodulan (Encapsulation)

 
Pada dunia nyata, seorang ibu rumah tangga menanak nasi dengan menggunakan rice cooker, ibu tersebut menggunakannya hanya dengan menekan tombol. Tanpa harus tahu bagaimana proses itu sebenarnya terjadi. Disini terdapat penyembunyian informasi milik rice cooker, sehingga tidak perlu diketahui seorang ibu. Dengan demikian menanak nasi oleh si ibu menjadi sesuatu yang menjadi dasar bagi konsep information hiding.
 

b. Penurunan (Inheritance)

 
Obyek-obyek memiliki banyak persamaan, namun ada sedikit perbedan. Contoh dengan beberapa buah mobil yang mempunyai kegunaan yang berbeda-beda. Ada mobil bak terbuka seperti truk, bak tertutup seperti sedan dan minibus. Walaupun demikian obyek-obyek ini memiliki kesamaan yaitu teridentifikasi sebagai obyek mobil, obyek ini dapat dikatakan sebagai obyek induk (parent). Sedangkan minibus dikatakan sebagai obyek anak (child), hal ini juga berarti semua operasi yang berlaku pada mobil berlaku juga pada minibus.

 c. Polymorphism
 
Pada obyek mobil, walaupun minibus dan truk merupakan jenis obyek mobil yang sama, namun memiliki juga perbedaan. Misalnya suara truk lebih keras dari pada minibus, hal ini juga berlaku pada obyek anak (child) melakukan metoda yang sama dengan algoritma berbeda dari obyek induknya. Hal ini yang disebut
polymorphism, teknik atau konsep dasar lainnya adalah ruang lingkup / pembatasan. Artinya setiap obyek mempunyai ruang lingkup kelas, atribut, dan metoda yang dibatasi.


Konsepsi Dasar UML

Dari berbagai penjelasan rumit yang terdapat di dokumen dan buku-buku UML.
Sebenarnya konsepsi dasar UML bisa kita rangkumkan:

• use case diagram
• class diagram
• statechart diagram
• activity diagram
• sequence diagram
• collaboration diagram
• component diagram
• deployment diagram

Use Case Diagram
Use case diagram menggambarkan fungsionalitas yang diharapkan dari sebuah sistem. Yang
ditekankan adalah “apa” yang diperbuat sistem, dan bukan “bagaimana”. Sebuah use case
merepresentasikan sebuah interaksi antara aktor dengan sistem. Use case merupakan sebuah
pekerjaan tertentu, misalnya login ke sistem, meng-create sebuah daftar belanja, dan sebagainya.
Seorang/sebuah aktor adalah sebuah entitas manusia atau mesin yang berinteraksi dengan sistem
untuk melakukan pekerjaan-pekerjaan tertentu.

Use case diagram dapat sangat membantu bila kita sedang menyusun requirement sebuah sistem,
mengkomunikasikan rancangan dengan klien, dan merancang test case untuk semua feature yang
ada pada sistem.
Sebuah use case dapat meng-include fungsionalitas use case lain sebagai bagian dari proses dalam
dirinya. Secara umum diasumsikan bahwa use case yang di-include akan dipanggil setiap kali use
case yang meng-include dieksekusi secara normal.

Sebuah use case dapat di-include oleh lebih dari satu use case lain, sehingga duplikasi fungsionalitas
dapat dihindari dengan cara menarik keluar fungsionalitas yang common.
Sebuah use case juga dapat meng-extend use case lain dengan behaviour-nya sendiri.
Sementara hubungan generalisasi antar use case menunjukkan bahwa use case yang satu merupakan
spesialisasi dari yang lain.




Class Diagram
Class adalah sebuah spesifikasi yang jika diinstansiasi akan menghasilkan sebuah objek dan
merupakan inti dari pengembangan dan desain berorientasi objek. Class menggambarkan keadaan
(atribut/properti) suatu sistem, sekaligus menawarkan layanan untuk memanipulasi keadaan tersebut
(metoda/fungsi).

Class diagram menggambarkan struktur dan deskripsi class, package dan objek beserta hubungan
satu sama lain seperti containment, pewarisan, asosiasi, dan lain-lain.


Class memiliki tiga area pokok :
1. Nama (dan stereotype)
2. Atribut
3. Metoda

Atribut dan metoda dapat memiliki salah satu sifat berikut :
• Private, tidak dapat dipanggil dari luar class yang bersangkutan
• Protected, hanya dapat dipanggil oleh class yang bersangkutan dan anak-anak yang

mewarisinya
• Public, dapat dipanggil oleh siapa saja


Class dapat merupakan implementasi dari sebuah interface, yaitu class abstrak yang hanya memiliki
metoda. Interface tidak dapat langsung diinstansiasikan, tetapi harus diimplementasikan dahulu
menjadi sebuah class. Dengan demikian interface mendukung resolusi metoda pada saat run-time.

Hubungan Antar Class
1. Asosiasi, yaitu hubungan statis antar class. Umumnya menggambarkan class yang memiliki atribut berupa class lain, atau class yang harus mengetahui eksistensi class lain. Panah navigability menunjukkan arah query antar class.
2. Agregasi, yaitu hubungan yang menyatakan bagian (“terdiri atas..”).
3. Pewarisan, yaitu hubungan hirarkis antar class. Class dapat diturunkan dari class lain dan mewarisi semua atribut dan metoda class asalnya dan menambahkan fungsionalitas baru, sehingga ia disebut anak dari class yang diwarisinya. Kebalikan dari pewarisan adalah generalisasi.
4. Hubungan dinamis, yaitu rangkaian pesan (message) yang di-passing dari satu class kepada class lain. Hubungan dinamis dapat digambarkan dengan menggunakan sequence diagram yang akan dijelaskan kemudian.

Statechart Diagram
Statechart diagram menggambarkan transisi dan perubahan keadaan (dari satu state ke state lainnya)
suatu objek pada sistem sebagai akibat dari stimuli yang diterima. Pada umumnya statechart
diagram menggambarkan class tertentu (satu class dapat memiliki lebih dari satu statechart
diagram).
Dalam UML, state digambarkan berbentuk segiempat dengan sudut membulat dan memiliki nama
sesuai kondisinya saat itu. Transisi antar state umumnya memiliki kondisi guard yang merupakan
syarat terjadinya transisi yang bersangkutan, dituliskan dalam kurung siku. Action yang dilakukan
sebagai akibat dari event tertentu dituliskan dengan diawali garis miring.

Activity Diagram
Activity diagrams menggambarkan berbagai alir aktivitas dalam sistem yang sedang dirancang,
bagaimana masing-masing alir berawal, decision yang mungkin terjadi, dan bagaimana mereka
berakhir. Activity diagram juga dapat menggambarkan proses paralel yang mungkin terjadi pada
beberapa eksekusi.
Activity diagram merupakan state diagram khusus, di mana sebagian besar state adalah action dan
sebagian besar transisi di-trigger oleh selesainya state sebelumnya (internal processing). Oleh
karena itu activity diagram tidak menggambarkan behaviour internal sebuah sistem (dan interaksi
antar subsistem) secara eksak, tetapi lebih menggambarkan proses-proses dan jalur-jalur aktivitas
dari level atas secara umum.

Sebuah aktivitas dapat direalisasikan oleh satu use case atau lebih. Aktivitas menggambarkan proses
yang berjalan, sementara use case menggambarkan bagaimana aktor menggunakan sistem untuk
melakukan aktivitas.
Sama seperti state, standar UML menggunakan segiempat dengan sudut membulat untuk
menggambarkan aktivitas. Decision digunakan untuk menggambarkan behaviour pada kondisi
tertentu. Untuk mengilustrasikan proses-proses paralel (fork dan join) digunakan titik sinkronisasi
yang dapat berupa titik, garis horizontal atau vertikal.
Activity diagram dapat dibagi menjadi beberapa object swimlane untuk menggambarkan objek mana
yang bertanggung jawab untuk aktivitas tertentu.

Sequence Diagram
Sequence diagram menggambarkan interaksi antar objek di dalam dan di sekitar sistem (termasuk
pengguna, display, dan sebagainya) berupa message yang digambarkan terhadap waktu. Sequence
diagram terdiri atar dimensi vertikal (waktu) dan dimensi horizontal (objek-objek yang terkait).
Sequence diagram biasa digunakan untuk menggambarkan skenario atau rangkaian langkah-langkah
yang dilakukan sebagai respons dari sebuah event untuk menghasilkan output tertentu. Diawali dari
apa yang men-trigger aktivitas tersebut, proses dan perubahan apa saja yang terjadi secara internal
dan output apa yang dihasilkan.

Masing-masing objek, termasuk aktor, memiliki lifeline vertikal.
Message digambarkan sebagai garis berpanah dari satu objek ke objek lainnya. Pada fase desain
berikutnya, message akan dipetakan menjadi operasi/metoda dari class.
Activation bar menunjukkan lamanya eksekusi sebuah proses, biasanya diawali dengan diterimanya
sebuah message.

Untuk objek-objek yang memiliki sifat khusus, standar UML mendefinisikan icon khusus untuk
objek boundary, controller dan persistent entity.

Collaboration Diagram
Collaboration diagram juga menggambarkan interaksi antar objek seperti sequence diagram, tetapi
lebih menekankan pada peran masing-masing objek dan bukan pada waktu penyampaian message.
Setiap message memiliki sequence number, di mana message dari level tertinggi memiliki nomor 1.
Messages dari level yang sama memiliki prefiks yang sama.

Component Diagram
Component diagram menggambarkan struktur dan hubungan antar komponen piranti lunak,
termasuk ketergantungan (dependency) di antaranya.
Komponen piranti lunak adalah modul berisi code, baik berisi source code maupun binary code, baik
library maupun executable, baik yang muncul pada compile time, link time, maupun run time.
Umumnya komponen terbentuk dari beberapa class dan/atau package, tapi dapat juga dari
komponen-komponen yang lebih kecil.
Komponen dapat juga berupa interface, yaitu kumpulan layanan yang disediakan sebuah komponen
untuk komponen lain.

Deployment Diagram
Deployment/physical diagram menggambarkan detail bagaimana komponen di-deploy dalam
infrastruktur sistem, di mana komponen akan terletak (pada mesin, server atau piranti keras apa),
bagaimana kemampuan jaringan pada lokasi tersebut, spesifikasi server, dan hal-hal lain yang
bersifat fisikal
Sebuah node adalah server, workstation, atau piranti keras lain yang digunakan untuk men-deploy
komponen dalam lingkungan sebenarnya. Hubungan antar node (misalnya TCP/IP) dan requirement
dapat juga didefinisikan dalam diagram ini.



Langkah-Langkah Penggunaan UML

Berikut ini adalah tips pengembangan piranti lunak dengan menggunakan UML:
1. Buatlah daftar business process dari level tertinggi untuk mendefinisikan aktivitas dan proses yang mungkin muncul.
2. Petakan use case untuk tiap business process untuk mendefinisikan dengan tepat fungsionalitas yang harus disediakan oleh sistem. Kemudian perhalus use case diagram dan lengkapi dengan requirement, constraints dan catatan-catatan lain.
3. Buatlah deployment diagram secara kasar untuk mendefinisikan arsitektur fisik sistem.
4. Definisikan requirement lain (non-fungsional, security dan sebagainya) yang juga harus disediakan oleh sistem.
5. Berdasarkan use case diagram, mulailah membuat activity diagram.
6. Definisikan objek-objek level atas (package atau domain) dan buatlah sequence dan/atau
collaboration diagram untuk tiap alir pekerjaan. Jika sebuah use case memiliki
kemungkinan alir normal dan error, buatlah satu diagram untuk masing-masing alir.
7. Buarlah rancangan user interface model yang menyediakan antarmuka bagi pengguna untuk menjalankan skenario use case.
8. Berdasarkan model-model yang sudah ada, buatlah class diagram. Setiap package atau domain dipecah menjadi hirarki class lengkap dengan atribut dan metodanya. Akan lebih baik jika untuk setiap class dibuat unit test untuk menguji fungsionalitas class dan interaksi dengan class lain.
9. Setelah class diagram dibuat, kita dapat melihat kemungkinan pengelompokan class
menjadi komponen-komponen. Karena itu buatlah component diagram pada tahap ini. Juga,
definisikan tes integrasi untuk setiap komponen meyakinkan ia berinteraksi dengan baik.
10. Perhalus deployment diagram yang sudah dibuat. Detilkan kemampuan dan requirement piranti lunak, sistem operasi, jaringan, dan sebagainya. Petakan komponen ke dalam node.
11. Mulailah membangun sistem. Ada dua pendekatan yang dapat digunakan :
• Pendekatan use case, dengan meng-assign setiap use case kepada tim pengembang tertentu untuk mengembangkan unit code yang lengkap dengan tes.
• Pendekatan komponen, yaitu meng-assign setiap komponen kepada tim pengembang tertentu.
12. Lakukan uji modul dan uji integrasi serta perbaiki model berserta codenya. Model harus selalu sesuai dengan code yang aktual.
13. Piranti lunak siap dirilis.


Tool Yang Mendukung UML

Saat ini banyak sekali tool pendesainan yang mendukung UML, baik itu tool komersial maupun opensource. Beberapa diantaranya adalah:

• Rational Rose (www.rational.com)
• Together (www.togethersoft.com)
• Object Domain (www.objectdomain.com)
• Jvision (www.object-insight.com)
• Objecteering (www.objecteering.com)
• MagicDraw (www.nomagic.com/magicdrawuml)
• Visual Object Modeller (www.visualobject.com)

Pointer Penting UML
Sebagai referensi dalam mempelajari dan menggunakan UML, situs-situs yang merupakan pointer
penting adalah:
• http://www.cetus-links.org/oo_uml.html
• http://www.omg.org
• http://www.omg.org/technology/uml/
• http://www.rational.com/uml
• http://www.uml.org/
Dan juga buku-buku yang terdapat di daftar pustaka. 

Daftar Pustaka:

Kuliah Umum IlmuKomputer.Com

www.google.com

sumber : ahmad sotter