10. UI 설계를 위한 UML

y55n·2022년 3월 24일

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[UML]

1. UML(Unified Modeling Language)의 개념

UML은 객체 지향 소프트웨어 개발 과정에서 산출물을 명세화, 시각화, 문서화할 때 사용되는 모델링 기술과 방법론을 통합해서 만든 표준화된 범용 모델링 언어이다

2. UML의 특징

UML은 방법론을 통합한 것으로, 표준화된 모델링 기법을 제공한다

가시화 언어

개념 모델 작성 시 오류가 적고 의사소통이 용이

구축 언어

다양한 프로그래밍 언어로 실행 시스템의 예측 가능
UML을 소스 코드로 변환하여 구축 가능, 역 변환하여 역공학 가능

명세화 언어

정확한 모델 제시, 완전한 모델 작성 가능

문서화 언어

시스템에 대한 평가 및 의사소통의 문서

3. UML의 구성요소

사물(Things)

추상적인 개념으로, 주제를 나타내는 요소
단어 관점에서 '명사' 또는 '동사'를 의미

관계(Relationships)

사물의 의미를 확장하고 명확히 하는 요소
사물과 사물을 연결하여 관계를 표현하는 요소
단어 관점에서 '형용사' 또는 '부사'를 의미

다이어그램(Diagrams)

사물과 관계를 모아 그림으로 표현한 형태
형식과 목적에 따라 9가지로 정의

4. UML 다이어그램

UML 다이어그램은 구분에 따라 구조적(정적) 다이어그램, 행위적(동적) 다이어그램으로 구분된다
컴포넌트, 배치 다이어그램은 구현 단계에서 사용되는 다이어그램이다

구조적 다이어그램(Structural Diagram) / 정적 다이어그램(Static Diagram)

클래스(Class)
- 클래스 다이어그램은 객체 지향 모델링 시 클래스의 속성 및 연산과 클래스 간 정적인 관계를 표현한 다이어그램
객체(Object)
- 객체 다이어그램은 클래스에 속한 사물(객체)들, 즉 인스턴스(Instance)를 특정 시점의 객체와 객체 사이의 관계로 표현한 다이어그램
- 연관된 모든 인스턴스를 표현
컴포넌트(Component)
- 컴포넌트 다이어그램은 시스템을 구성하는 물리적인 컴포넌트와 그들 사이의 의존 관계를 나타내는 다이어그램
배치(Deployment)
- 배치 다이어그램은 컴포넌트 사이의 종속성을 표현하고, 결과물, 프로세스, 컴포넌트 등 물리적인 요소들의 위치를 표현하는 다이어그램
복합체 구조(Composite Structure)
- 복합체 구조 다이어그램은 클래스나 컴포넌트가 복합 구조를 갖는 경우 그 내부 구조를 표현하는 다이어그램
패키지(Package)
- 패키지 다이어그램은 유스케이스나 클래스 등의 모델 요소들을 그룹화한 패키지들의 관계를 표현한 다이어그램

행위적 다이어그램(Behavioral Diagram, 동적 다이어그램(Dynamic Diagram)

유스케이스(Usecase)
- 유스케이스 다이어그램은 시스템이 제공하고 있는 기능 및 그와 관련된 외부 요소를 사용자의 관점에서 표현하는 다이어그램
시퀀스(Sequence)
- 시퀀스 다이어그램은 객체 간 동적 상호 작용을 시간적 개념을 중심으로 메시지 흐름으로 표현한 다이어그램
커뮤니케이션(Communication)
- 커뮤니케이션 다이어그램은 동작에 참여하는 객체들이 주고받는 메시지를 표현하고, 메시지뿐만 아니라 객체 간의 연관까지 표현하는 다이어그램
상태(State)
- 상태 다이어그램은 하나의 객체가 자신이 속한 클래스의 상태 변화 혹은 다른 객체와의 상호 작용에 따라 상태가 어떻게 변화하는지 표현하는 다이어그램
활동(Activity)
- 활동 다이어그램은 시스템이 어떤 기능을 수행하는지를 객체의 처리 로직이나 조건에 따른 처리의 흐름을 순서대로 표현하는 다이어그램
타이밍(Timing)
- 타이밍 다이어그램은 객체 상태 변화와 시간 제약을 명시적으로 표현하는 다이어그램

5. UML 확장 모델의 스테레오 타입(Stereotype)

UML의 스테레오 타입은 UML의 기본적 요소 이외의 새로운 요소를 만들어내기 위한 확장 메커니즘이다
형태는 기존의 UML의 요소를 그대로 사용하지만 내부 의미는 다른 목적으로 사용하도록 확장한다
UML의 스테레오 타입은 ' ≪≫ ' (길러멧; Guillemet) 기호를 사용하여 표현한다

≪include≫ : 하나의 유스케이스가 어떤 시점에 반드시 다른 유스케이스를 실행하는 포함 관계

≪extend≫ : 하나의 유스케이스가 어떤 시점에 다른 유스케이스를 실행할 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있는 확장 관계

≪interface≫ : 모든 메서드가 추상 메서드이며 바로 인스턴스를 만들 수 없는 클래스로 추상 메소드와 상수만으로 구성된 클래스

≪entity≫ : 일반적으로 정보 또는 오래 지속되는 연관된 행위를 형상화하는 클래스로 유스케이스 처리 흐름이 수행되는 과정에서 기억 장치에 저장되어야 할 정보를 표현하는 클래스

≪boundary≫ : 시스템과 외부 액터와의 상호 작용을 담당하는 클래스

≪control≫ : 시스템이 제공하는 기능의 로직 및 제어를 담당하는 클래스

[UML의 유형]

1. 클래스 다이어그램

①클래스 다이어그램(Class Diagram) 개념

클래스 다이어그램은 객체지향 모델링 시 클래스의 속성 및 연산과 클래스 간 정적인 관계를 표현한 다이어그램이다

②클래스 다이어그램 구성요소

클래스 다이어그램의 구성요소는 클래스 이름, 속성, 연산, 접근 제어자, 관계가 있다

클래스(Class)

공통의 속성, 연산(메소드) 관계, 의미를 공유하는 객체들의 집합

속성(Attribute)

클래스의 구조적 특성에 이름을 붙인 것으로 특성에 해당하는 인스턴스가 보유할 수 있는 값의 범위를 기술

연산(Operation), 메소드

이름, 타입, 매개변수들과 연관된 행위를 호출하는데 요구되는 제약사항들을 명시하는 클래스의 행위적 특징
객체에 요청하여 행동에 영향을 줄 수 있는 서비스

접근 제어자(Access Modifier)

클래스에 접근할 수 있는 정도를 표현
- : 클래스 내부 접근만 허용(private)
+ : 클래스 외부 접근을 허용(public)
# : 동일 패키지/파생 클래스에서 접근 가능(protected)
~ : 동일 패키지 클래스에서 접근 가능(default)

③클래스 간의 관계(Relationships)

클래스의 관계는 연관 관계, 집합 관계, 포함 관계(복합 관계), 일반화 관계, 의존 관계, 실체화 관계가 있다

연관(Association)

연관 관계는 클래스가 서로 개념적으로 연결된 선
연관 관계는 2개 이상의 사물이 서로 관련되어 있는 상태를 표현
사물 사이를 실선으로 연결하여 표현하며, 방향성은 화살표로 표현
서로에게 영향을 주는 양방향 관계의 경우 화살표를 생략하고 실선으로만 연결

의존(Dependency) 관계

하나의 클래스가 또 다른 클래스를 사용하는 관계
다른 클래스의 멤버 함수 사용
의존 관계는 사물 사이에 서로 연관은 있으나 필요에 따라 서로에게 영향을 주는 짧은 시간 동안만 연관을 유지하는 관계를 표현
하나의 클래스에 있는 멤버 함수의 인자가 변함에 따라 다른 클래스에 영향을 미칠 때의 관계
영향을 주는 사물이 영향을 받는 사물 쪽으로 점선 화살표를 연결하여 표현

일반화(Generalization) 관계

일반화 관계는 하나의 사물이 다른 사물에 비해 더 일반적인지 구체적인지를 표현
일반적인 개념을 부모(상위)라고 하고, 구체적인 개념을 자식(하위)이라 함
구체적(하위)인 사물에서 일반적(상위)인 사물 쪽으로 속이 빈 화살표를 연결하여 표현
일반화 관계는 다른 의미로 상속 관계라고 함

실체화(Realization) 관계

추상 클래스나 인터페이스를 상속받아 자식클래스가 추상 메소드를 구현할 때 사용
사물이 할 수 있거나, 해야 하는 기능(행위, 인터페이스)으로 서로를 그룹화할 수 있는 관계를 표현

포함(Composition) 관계(=복합 관계)

영구적이고, 집합 관계보다 더 강한 관계로 구성
포함되는 쪽(Part; 부분)에서 포함하는 쪽(Whole; 전체)으로 속이 채워진 마름모를 연결하여 표현
포함 관계는 집합 관계의 특수한 형태로, 포함하는 사물의 변화가 포함되는 사물에게 영향을 미치는 관계를 표현
포함 관계는 복합 관계라고도 함

집합(Aggregation) 관계

하나의 객체에 여러 개의 독립적인 객체들이 구성되는 관계
집합 관계는 하나의 사물이 다른 사물에 포함되어 있는 관계 표현
포함되는 쪽(Part; 부분)에서 포함하는 쪽(Whole; 전체)으로 속이 빈 마름모를 연결하여 표현

2. 유스케이스 다이어그램

①유스케이스 다이어그램(Usecase Diagram) 개념

유스케이스 다이어그램은 시스템이 제공하고 있는 기능 및 그와 관련된 외부 요소를 사용자의 관점에서 표현하는 다이어그램이다

②유스케이스 다이어그램 구성요소

유스케이스 다이어그램 구성요소는 유스케이스, 액터, 시스템, 시나리오, 이벤트의 흐름이 있다

유스케이스(Usecase)

시스템이 제공해야 하는 서비스, 기능
액터가 시스템을 통해 수행하는 일련의 행위

액터(Actor)

사용자가 시스템에 대해 수행하는 역할
시스템과 상호 작용하는 사람 또는 사물
이벤트 흐름을 시작하게 하는 객체

시스템(System)

전체 시스템의 영역을 표현

시나리오

발생되는 이벤트의 흐름

이벤트의 흐름

사람, 시스템, 하드웨어, 시간의 흐름에 의해 시작

③유스케이스 다이어그램의 관계

관계는 액터와 유스케이스, 유스케이스와 유스케이스 사이에서 나타날 수 있다

포함(Include) 관계

유스케이스를 수행할 때 다른 유스케이스가 반드시 수행되는 관계
유스케이스 다이어그램에서는 다른 유스케이스가 나타내는 이벤트 흐름을 포함(Include)하는 관계를 유스케이스 간에 표현
여러 유스케이스에서 공통적으로 발견되는 기능 표현
2개 이상의 유스케이스 이벤트 흐름에서 중복적인 부분이 발생하는 경우 유스케이스 간 포함 관계를 설정하여 해결
≪include≫로 표현

확장(Extend) 관계

확장 관계의 유스케이스는 포함 관계처럼 여러 유스케이스에 걸쳐 중복적으로 사용되지 않고, 특정 조건에서 한 유스케이스로만 확장되는 관계
확장 유스케이스는 특정 조건이 만족되는 상황에서만 확장 유스케이스의 이벤트 흐름이 수행
한 유스케이스에서 추가되거나 확장된 기능 표현
≪extend≫로 표현

일반화(Generalization) 관계

추상적인 액터와 좀 더 구체적인 액터 사이에 맺어주는 관계
일반화 관계를 액터에 적용하면 유스케이스 다이어그램에서 사용되는 여러 액터들의 의미를 좀 더 명확하게 하고 다이어그램도 보다 간결하게 작성
하위 액터나 유스케이스에서 상위 액터, 유스케이스 쪽으로 속이 빈 삼각형 화살표를 실선으로 연결

3. 시퀀스 다이어그램

①시퀀스 다이어그램(Sequence Diagram) 개념

시퀀스 다이어그램은 객체 간 상호 작용을 메시지 흐름으로 표현한 다이어그램이다
객체 간의 동적 상호 작용을 시간적 개념을 중심으로 모델링하는 과정이다
시퀀스 다이어그램에서는 객체의 오퍼레이션과 속성을 상세히 정의해야 한다
시퀀스 다이어그램은 유스케이스를 실현(Realization) 한다

②시퀀스 다이어그램 구성요소

객체(Object)

객체는 위쪽에 표시되며 아래로 생명선을 가짐
객체는 사각형 안에 밑줄 친 이름으로 명시

생명선(Lifeline)

객체로부터 뻗어 나가는 점선
실제 시간이 흐름에 따라 객체의 생명주기 동안 발생하는 이벤트를 명시

실행(Activation)

직사각형은 오퍼레이션(함수)이 실행되는 시간을 의미
직사각형이 길어질수록 오퍼레이션 수행시간이 긺

메시지(Message)

객체 간의 상호 작용은 메시지 교환으로 이루어짐
한 객체에서 다른 객체로의 메시지를 전달하여 전달받은 객체의 오퍼레이션을 수행

4. 패키지 다이어그램

①패키지 다이어그램(Package Diagram) 개념

패키지 다이어그램은 시스템의 서로 다른 패키지들 사이의 의존 관계를 표현하기 위한 다이어그램이다

②패키지 다이어그램 구성요소

패키지

요소들을 그룹으로 조직하기 위한 요소

의존관계

하나의 패키지가 다른 패키지를 사용하는 관계
의존성의 성질을 나타내기 위해 스테레오 타입을 붙일 수 있음
스테레오 타입에는 ≪import≫, ≪access≫가 있음

5. 활동 다이어그램

①활동 다이어그램(Activity Diagram) 개념

활동 다이어그램은 시스템이 어떤 기능을 수행하는지를 객체의 처리 로직이나 조건에 따른 처리의 흐름을 순서대로 표현하는 다이어그램이다
오퍼레이션이나 처리과정이 수행되는 동안 일어나는 일들을 단계적으로 표현한다
활동 다이어그램은 하나의 유스케이스 안이나, 유스케이스 사이에서 발생하는 복잡한 처리의 흐름을 명확하게 표현할 수 있다

②활동 다이어그램 구성요소

시작점(Initial Node)

활동의 시작(액션이나 액티비티 시작)을 의미
하나의 다이어그램 안에는 하나의 시작점만 존재
검은색 동그라미로 표현

전이(Transition)

실행의 흐름을 나타냄
화살표로 표현

액션(Action) / 액티비티(Activity)

어떠한 일들의 처리와 실행을 의미
액션(Action)은 더 이상 분해할 수 없는 단일 작업이고, 액티비티(Activity)는 몇 개의 액션으로 분리될 수 있는 작업
모서리가 둥근 사각형으로 표현하고, 둥근 사각형 안에 액션이나 액티비티 명칭 기술

종료점(Final Node)

처리의 종료를 의미
하나의 다이어그램 안에는 여러 개의 종료 노드가 있을 수 있음
검은색 동그라미를 포함한 원으로 표현

조건(판단) 노드(Decision Node)

조건에 따른 제어 흐름의 분리를 표현
마름모로 표현하고 들어오는 제어 흐름은 한 개이고, 나가는 제어 흐름은 여러 개로 표현

병합 노드(Merge Node)

여러 경로의 흐름이 하나로 합쳐진 것을 표현
마름모로 표현하고 들어오는 제어 흐름은 여러 개이고, 나가는 제어 흐름은 한 개로 표현

포크 노드(Fork Node)

평행적으로 수행되는 흐름을 나누는 노드
굵은 가로선으로 표현하고 들어오는 액티비티 흐름은 한 개이고, 나가는 액티비티 흐름은 여러 개

조인 노드(Join Node)

Fork Node로 나눠진 흐름을 다시 하나로 합치는 노드
굵은 가로선으로 표현하고 들어오는 액티비티 흐름은 여러 개이고, 나가는 액티비티 흐름은 한 개

구획면(Swim Lane)

액티비티 수행을 담당하는 주체를 구분하는 면
가로 또는 세로 실선을 그어 구분

6. 상태 다이어그램

①상태 다이어그램(State Diagram) 개념

상태 다이어그램은 하나의 객체가 자신이 속한 클래스의 상태 변화 혹은 다른 객체와의 상호 작용에 따라 상태가 어떻게 변화하는지 표현하는 다이어그램이다
상태 다이어그램은 어떤 이벤트에 의해 객체 자신이 속한 클래스의 상태 변화나 객체 간 상호 작용하는 과정에서의 상태 변화를 표현한다
객체는 파악된 상태들 이외의 상태는 가질 수 없고, 특정 순간에는 오직 한 상태로만 존재할 수 있다
객체의 상태란 객체가 갖는 속성값의 변화이다

②상태 다이어그램 구성요소

상태(State)

객체가 존재할 수 있는 조건 중의 하나
둥근 사각형 안에 객체의 상태 기술

시작 상태

객체의 시작 상태
속이 채워진 원으로 표현

종료 상태

객체의 종료 상태
원 안에 속이 채워진 원으로 표현

전이

객체의 상태가 다른 상태로 변경되는 상태
상태의 사이의 흐름, 변화
화살표로 표현

이벤트(Event)

객체의 전이를 유발하는 자극
상태의 변화를 주는 현상
상태의 전이를 유발하는 이벤트는 전이 위에 이벤트 이름 표시
이벤트: 시간의 흐름, 조건, 외부 신호 등

전이 조건

특정 조건 만족 시 전이 발생하도록 하기 위해 사용되는 속성값의 불리언 식

7. 커뮤니케이션 다이어그램

①커뮤니케이션 다이어그램(Communication Diagram) 개념

커뮤니케이션 다이어그램은 시퀀스 다이어그램과 같이 동작에 참여하는 객체들이 주고받는 메시지를 표현하고, 메시지뿐만 아니라 객체 간의 연관까지 표현하는 다이어그램이다
커뮤니케이션 다이어그램은 시스템이나 객체들이 메시지를 주고받으며 시간의 흐름에 따라 상호 작용하는 과정을 표현한 다이어그램이다

②커뮤니케이션 다이어그램 구성요소