Diagram-diagram dalam UML (Unified Modeling Language)

A.                SEJARAH UML

Pada Oktober 1994, Dr. James Rumbaugh bergabung dengan Perusahaan Rational sotware, dimana Grady Booch sudah bekerja disana sebelumnya. Grady Booch mengembangkan Object Oriented Design (OOD) dan Dr. James Rumbaugh mengembangkan Object Modeling Technique (OMT). Duet Mereka pada Oktober 1995 menghasilkan Unified Method versi 0.8. Musim gugur 1995 Dr. Ivar Jacobson ikut pula bergabung dengan duet Rumbaugh-Booch, dengan memperkenalkan tool use case. Trio tersebut pada bulan Juni 1996 menghasilkan Unified Modeling Language (UML) versi 0.9. Sebelumnya Dr. Ivar Jacobson mengembangkan Object Oriented Software Engineering (OOSE). Trio ini mengembangkan Ratinal Unified Process (RUP) Banyak perusahaan software merasakan bagaimana pentingnya UML dalam tujuan strategis mereka, sehingga beberapa perusahaan membentuk sebuah konsorsium yang terdiri dari perusahaan-perusahaan seperti :

• Microsoft

• Oracle

• IBM

• Hewlett-Packard

• Intellicorp

• I-Logix

• DEC, Digital Equipment Corp

• Texas instrument

Dari konsorsium tersebut pada bulan Januari 1997 lahirlah UML versi 1.0

 

Pada bulan September 1997 lahirlah UML versi 1.1, dengan 8 buah diagram, yaitu :

     1.      Use case diagram

     2.      Activity diagram

     3.      Sequence diagram

     4.      Collaboration diagram

     5.      Class diagram

     6.      Statechart diagram

     7.      Component diagram

     8.      Deployment diagram

Pada bulan November 1997 sebuah organisasi non profit standarisasi Object Management Group (OMG) mengakui UML sebagai sebuah bahasa pemodelan standar untuk aplikasi object oriented.

OMG didirikan pada bulan April 1989 oleh sebelas perusahaan software, dengan kantor pusat di Needham, MA, USA. (www.omg.org) Pada tahun 1999 lahirlah UML versi 1.3, menjadi 9 buah diagram, dengan penambahan :
 

-         Business use case Diagram.

Pada May 2001 lahirlah UML versi 1.4, menjadi 10 buah diagram, dengan penambahan :

-         Object Diagram

Pada tahun 2002 lahirlah UML versi 2.0, menjadi 13 buah diagram, dengan penambahan dan penggantian yaitu :

     1.      Use Case Diagram

     2.      Activity Diagram

     3.      Sequence Diagram

     4.      Communication Diagram (Collaboration diagram in versi 1.x)

     5.      Class Diagram

     6.      State Machine Diagram (Statechart diagram in versi 1.x)

     7.      Component Diagram

     8.      Deployment Diagram

     9.      Composite Structure Diagram

    10.  Interaction Overview Diagram

    11.  Object Diagram

    12.  Package Diagram

    13.  Timing Diagram

B.             B.          DEFINISI UML (Unified Modeling Language)

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 tidak hanya merupakan sebuah bahasa pemograman visual saja, namun juga dapat secara langsung dihubungkan ke berbagai bahasa pemograman, seperti JAVA, C++, Visual Basic, atau bahkan dihubungkan secara langsung ke dalam sebuah object-oriented database.

 

C.                BAGIAN-BAGIAN UML

Bagian-bagian utama dari UML adalah view, diagram, model element, dan general mechanism.

            

            1. View

View digunakan untuk melihat sistem yang dimodelkan dari beberapa aspek yang berbeda. View bukan melihat grafik, tapi merupakan suatu abstraksi yang berisi sejumlah diagram. Beberapa jenis view dalam UML antara lain : use case view, logical view, component view, concurrency view, dan deployment view.

            2. Use case View

Mendeskripsikan fungsionalitas sistem yang seharusnya dilakukan sesuai yang diinginkan external actors. Actor yang berinteraksi dengan sistem dapat berupa user atau sistem lainnya. View ini digambarkan dalam use case diagrams dan kadang-kadang dengan activity diagrams. View ini digunakan terutama untuk pelanggan, perancang (designer), pengembang (developer), dan penguji sistem (tester).

            3. Logical View

Mendeskripsikan bagaimana fungsionalitas dari sistem, struktur statis (class, object, dan relationship ) dan kolaborasi dinamis yang terjadi ketika object mengirim pesan ke object lain dalam suatu fungsi tertentu. View ini digambarkan dalam class diagrams untuk struktur statis dan dalam state, sequence, collaboration, dan activity diagram untuk model dinamisnya. View ini digunakan untuk perancang (designer) dan pengembang (developer).

            4. Component View

Mendeskripsikan implementasi dan ketergantungan modul. Komponen yang merupakan tipe lainnya dari code module diperlihatkan dengan struktur dan ketergantungannya juga alokasi sumber daya komponen dan informasi administrative lainnya. View ini digambarkan dalam component view dan digunakan untuk pengembang (developer). 

            5. Concurrency View

Membagi sistem ke dalam proses dan prosesor. View ini digambarkan dalam diagram dinamis (state, sequence, collaboration, dan activity diagrams) dan diagram implementasi (component dan deployment diagrams) serta digunakan untuk pengembang (developer), pengintegrasi (integrator), dan penguji (tester).

            6. Deployment View

Mendeskripsikan fisik dari sistem seperti komputer dan perangkat (nodes) dan bagaimana hubungannya dengan yang lain. View ini digambarkan dalam deployment diagrams dan digunakan untuk pengembang (developer), pengintegrasi (integrator), dan penguji (tester).

D.                DIAGRAM

1.         Use Case Diagram

2.         Activity Diagram

3.         Sequence Diagram

4.         Communication Diagram (Collaboration diagram in versi 1.x)

5.         Class Diagram

6.         State Machine Diagram (Statechart diagram in versi 1.x)

7.         Component Diagram

8.         Deployment Diagram

9.         Composite Structure Diagram

10.     Interaction Overview Diagram

11.     Object Diagram

12.     Package Diagram

13.     Timing Diagram

Berikut ini saya akan menjelaskan tentang diagram-diagram tersebut :

1.        Use Case Diagram

Use case adalah abstraksi dari interaksi antara system dan actor. Use case bekerja dengan cara mendeskripsikan tipe interaksi antara user sebuah system dengan sistemnya sendiri melalui sebuah cerita bagaimana sebuah system dipakai. Use case merupakan konstruksi untuk mendeskripsikan bagaimana system akan terlihat di mata user. Sedangkan use case diagram memfasilitasi komunikasi diantara analis dan pengguna serta antara analis dan client.

              Gambar Use Case Diagram

Diagram Use Case berguna dalam tiga hal :

-      Menjelaskan fasilitas yang ada (requirements)

-          Use Case baru selalu menghasilkan fasilitas baru ketika sistem di analisa, dan design menjadi lebih jelas.

-      Komunikas dengan klien

-          Penggunaan notasi dan simbol dalam diagram Use Case membuat pengembang lebih mudah berkomunikasi dengan klien-kliennya.

-      Membuat test dari kasus-kasus secara umum

-          Kumpulan dari kejadian-kejadian untuk Use Case bisa dilakukan test kasus layak untuk kejadian-kejadian tersebut.

2.        Activity Diagram

Pada dasarnya diagram Activity sering digunakan oleh flowchart. Diagram ini berhubungan dengan diagram Statechart. Diagram Statechart berfokus pada obyek yang dalam suatu proses (atau proses menjadi suatu obyek), diagram Activity berfokus pada aktifitas-aktifitas yang terjadi yang terkait dalam suatu proses tunggal. Jadi dengan kata lain, diagram ini menunjukkan bagaimana aktifitas-aktifitas tersebut bergantung satu sama lain. Sebagai contoh, perhatikan proses yang terjadi. “Pengambilan uang dari bank melalui ATM.” Ada tiga aktifitas kelas (orang, dan lainnya) yang terkait yaitu : Customer, ATM, and Bank. Proses berawal dari lingkaran start hitam pada bagian atas dan berakhir di pusat lingkaran stop hitam/putih pada bagian bawah. Aktivitas digambarkan dalam bentuk kotak persegi. Lihat gambar di bawah ini, agar lebih jelas :

Contoh Diagram Activity ‘Pengambilan Uang melalui ATM’.

                                                                          Gambar

Diagram Activity dapat dibagi menjadi beberapa jalur kelompok yang menunjukkan obyek mana yang bertanggung jawab untuk suatu aktifitas. Peralihan tunggal (single transition) timbul dari setiap adanya activity (aktifitas), yang saling menghubungi pada aktifitas berikutnya. Sebuah transition (transisi) dapat membuat cabang ke dua atau lebih percabangan exclusive transition (transisi eksklusif). Label Guard Expression (ada didalam [ ]) yang menerangkan output (keluaran) dari percabangan. Percabangan akan menghasilkan bentuk menyerupai bentuk intan. Transition bisa bercabang menjadi beberapa aktifitas paralel yang disebut Fork. Fork beserta join (gabungan dari hasil output fork) dalam diagram berbentuk solid bar (batang penuh).

3.        Sequence Diagram

Diagram Class dan diagram Object merupakan suatu gambaran model statis. Namun ada juga yang bersifat dinamis, seperti Diagram Interaction. Diagram sequence merupakan salah satu diagram Interaction yang menjelaskan bagaimana suatu operasi itu dilakukan; message (pesan) apa yang dikirim dan kapan pelaksanaannya. Diagram ini diatur berdasarkan waktu. Obyek-obyek yang berkaitan dengan proses berjalannya operasi diurutkan dari kiri ke kanan berdasarkan waktu terjadinya dalam pesan yang terurut. Di bawah ini adalah diagram Sequence untuk pembuatan Hotel Reservation. Obyek yang mengawali urutan message adalah ‘aReservation Window’.

Contoh Diagram Sequence ‘Pemesanan kamar di Hotel’.

Gambar

‘Reservation window’ mengirim pesan makeReservation() ke ‘HotelChain’. Kemudian ‘HotelChain’ mengirim pesan yang sama ke ‘Hotel’. Bila ‘Hotel’ punya kamar kosong, maka dibuat ‘Reservation’ dan ‘Confirmation’. Lifeline adalah garis dot (putus-putus) vertikal pada gambar, menerangkan waktu terjadinya suatu obyek. Setiap panah yang ada adalah pemanggilan suatu pesan. Panah berasal dari pengirim ke bagian paling atas dari batang kegiatan (activation bar) dari suatu pesan pada lifeline penerima. Activation bar menerangkan lamanya suatu pesan diproses. Pada gambar diagram , terlihat bahwa ‘Hotel’ telah melakukan pemanggilan diri sendiri untuk pemeriksaan jika ada kamar kosong. Bila benar, maka ‘Hotel’membuat ‘Reservation’ dan ‘Confirmation’. Pemanggilan diri sendiri disebut dengan iterasi. Expression yeng dikurung dengan “[ ]”, adalah condition (keadaan kondisi). Pada diagram dapat dibuat note (catatan). Pada gambar, terlihat seperti selembar kertas yang berisikan teks. Note bisa diletakan dimana saja pada diagram UML.

4.    Communication Diagram (Collaboration diagram in versi 1.x)

Collaboration diagram menggambarkan interaksi antar objek seperti sequence diagram, tetapi lebih menekankan pada peran masing-masing objek. Setiap message memiliki sequence number, di mana message dari level tertinggi memiliki nomor 1. Messages dari level yang sama memiliki prefiks yang sama. Diagram Collaboration juga merupakan diagram interaction. Diagram membawa informasi yang sama dengan diagram Sequence, tetapi lebih memusatkan atau memfokuskan pada kegiatan obyek dari waktu pesan itu dikirimkan.

Contoh Diagram Collaboration ‘Pemesanan kamar di Hotel’.

Gambar

Kotak kegiatan obyek diberi label dengan nama kelas atau obyek (atau keduanya). Nama kelas dibatasi dengan colons / titik dua ( : ). Setiap pesan pada diagram Collaboration mempunyai angka yang terurut. Pesan yang tingkatannya tertinggi adalah angka 1. Pesan yang berada pada tingkat yang sama memiliki prefix yang sama, namun suffix berbeda bergantung pada posisinya; hanya untuk angka 1, 2, dan seterusnya.

5.    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. Sesuai dengan perkembangan class model, class dapat dikelompokkan menjadi package. Kita juga dapat membuat diagram yang terdiri atas package.

Gambar Class Diagram

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.

6.    State Machine Diagram (Statechart diagram in versi 1.x)

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. Titik awal dan akhir digambarkan berbentuk lingkaran berwarna penuh dan berwarna setengah.

Gambar State Machine Diagram (Statechart diagram in versi 1.x)

7.    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.

Gambar Component Diagram

8.    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.

Gambar Deployment Diagram

9.    Composite Structure Diagram

Diagram struktur komposit adalah diagram yang menunjukkan struktur internal classifier, termasuk poin interaksinya ke bagian lain dari sistem. Hal ini menunjukkan konfigurasi dan hubungan bagian, yang bersama-sama melakukan perilaku classifie. Diagram struktur komposit merupakan jenis diagram struktur statis dalam Unified Modeling Language (UML), yang menggambarkan struktur internal kelas dan kolaborasi. 

Struktur komposit dapat digunakan untuk menjelaskan :

- Struktur dari bagian-bagian yang saling berkaitan

- Run-time struktur yang saling berhubungan

Contoh : Deskripsi dari bagian-bagian mesin yang saling berhubungan untuk melakukan fungsi mesin.

Gambar Composite Structure Diagram

10.    Interaction Overview Diagram

Interaction Overview Diagram adalah pencangkokan secara bersama antara activity diagram dengan sequence diagram. Interaction Overview Diagram dapat dianggap sebagai activity diagram dimana semua aktivitas diganti dengan sedikit sequence diagram, atau bisa juga dianggap sebagai sequence diagram yang dirincikan dengan notasi activity diagram yang digunakan untuk menunjukkan aliran pengawasan.

Gambar Interaction Overview Diagram

11.    Object Diagram

Object diagram merupakan sebuah gambaran tentang objek-objek dalam sebuah sistem pada satu titik waktu. Karena lebih menonjolkan perintah-perintah 29 daripada class, object diagram lebih sering disebut sebagai sebuah diagram perintah.

Gambar Object Diagram

12.    Package Diagram

Diagram objek melengkapi notasi grafik untuk pemodelan objek, kelas dan relasinya dengan yang lain. Diagram objek bermanfaat untuk pemodelan abstrak dan membuat perancangan program. Untuk mengatur pengorganisasian diagram Class yang kompleks, dapat dilakukan pengelompokan kelas-kelas berupa package (paket-paket). Package adalah kumpulan elemen-elemen logika UML. Gambar di bawah ini mengenai model bisnis dengan pengelompokan kelas-kelas dalam bentuk paket-paket :

Contoh Diagram Package.

Gambar Package Diagram

Ada jenis khusus dari diagram Class yaitu diagram Object. Kegunaannya untuk penjelasan yang sedikit dengan relasi yang sulit, khususnya relasi rekursif. Lihat gambar dibawah, diagram Class kecil menunjukkan bahwa ‘department’ dapat mengandung banyak ‘department’ yang lain.

Class yang relasinya rekursif.

Gambar

Setiap tingkatan pada diagram berpengaruh pada single instance (bagian tunggal). Nama bagian digarisbawahi dalam diagram UML. Untuk Class name (nama kelas) maupun instance name (nama bagian) bisa mengambil dari diagram Object selama arti diagram tersebut masih jelas.

Instance name memiliki huruf yang digarisbawahi.

Gambar

13.    Timing Diagram

Timing Diagram adalah bentuk lain dari interaction diagram, dimana fokus utamanya lebih ke waktu. Timing diagram sangat berdaya guna dalam menunjukkan faktor pembatas waktu diantara perubahan state pada objek yang berbeda.

Gambar Timing Diagram

Tujuan Penggunaan UML

1. Memberikan bahasa pemodelan yang bebas dari berbagai bahas pemrograman dan proses rekayasa.
2. Menyatukan praktek-praktek terbaik yang terdapat dalam pemodelan.
3. Memberikan model yang siap pakai, bahsa pemodelan visual yang ekspresif untuk mengembangkan dan saling menukar model dengan mudah dan dimengerti secara umum.
4. UML bisa juga berfungsi sebagai sebuah (blue print) cetak biru karena sangat lengkap dan detail. Dengan cetak biru ini maka akan bias diketahui informasi secara detail tentang coding program atau bahkan membaca program dan menginterpretasikan kembali ke dalam bentuk diagram (reserve enginering).