ANALYSE ET CONCEPTION ORIENTÉES OBJET (Unified Modeling Language (UML))

Objectifs de module 

ACOO-II2 

➢Apprendre la modélisation objet 

➢Comprendre les différents diagrammes UML2.5 

➢Connaître et utiliser les patrons de conception 

2 

Ecole Nationale des Sciences de l’Informatique 

28/09/20171 

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ANALYSE ET CONCEPTION ORIENTÉES OBJET 

II2-ENSI 

28/09/20171 

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RÉFÉRENCES 

ACOO-II2 

▪ Fowler Martin, UML Distilled: A Brief Guide to the Standard Object Modeling Language (3rd ed. ed.). Addison- Wesley. ISBN 0-321-19368-7. 

▪ Hugues BERSINI, « L’orienté objet Cours et exercices en UML2 avec Phyton, Java, C# et C++ », EYROLLES, 2004, Bibliothèque ENSI ( A-824.3). 

▪ Craig Larman, UML 2 et les Design Patterns – (3ème édition) (ISBN 2-7440-7090-4) 

▪ Internet 

▪ Cours sur le web : http://uml.free.fr 

▪ Site : www.uml.org (OMG) 

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28/09/20172 

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PLAN DU MODULE 

ACOO-II2 

Introduction à UML 

Les diagrammes d’analyse 

Les diagrammes de conception architecturale 

Diagrammes de conception détaillée 

Les patrons de conception 

Etude de cas récapitulatifs 

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PLAN DU COURS 

ACOO-II2 

1. Sensibilisation à la modélisation objet 

▪ Importance de la modélisation 

▪ La notion d’objet 

▪ Principes de la modélisation objet 

▪ Avantages du modèle objet 

2. UML 
3. Définition 2. Historique 3. Objectifs d’UML 4. Les outils d’UML 5. Les préoccupations en UML 6. Diagrammes d’UML 2.5 

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École Nationale des Sciences de l’Informatique ACOO 

CHAPITRE 1 

II2-ENSI 

28/09/20173 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Importance de la modélisation 

Sensibilisation à la modélisation 

▪ Modèle : 

• Abstraction de la réalité 
• Description de tout ou partie d’un système dans un langage bien défini. 
• Ensemble de concepts, règles, un formalisme 
• Vue subjective mais pertinente de la réalité 

▪ Le modèle est important pour : 

▪ Comprendre un problème 

▪ Supporter un travail coopératif d’ingénierie 

▪ Prévoir et simuler la réalisation d’un développement 

▪ Identifier et suivre les lots de travaux 

▪ Guider, contrôler, automatiser la production 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Importance de la modélisation 

Sensibilisation à la modélisation 

Modèle = représentation simplifiée d’une réalité sur laquelle on veut être renseigné 

Réalité 

Modèle 

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Autant de modèles que de buts, de lecteurs, de notations … de modélisateurs (une vue subjective) . 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Importance de la modélisation 

Système réel 

Modèle pour touriste 

Modèle pour technicien 

représente 

Sensibilisation à la modélisation 

Plusieurs modèles possibles 

même réalité 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Importance de la modélisation 

Sensibilisation à la modélisation 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Sensibilisation à la modélisation 

C’est quoi un objet ? 

▪ OBJET 

▪ Une abstraction informatique d’une entité du monde réel => quelque chose du domaine du problème dont on parle en lui attribuant des propriétés, ou qui doit être manipulé 

▪ Une chose qui existe dans le temps et l’espace 

▪ Un élément individuel identifiable, soit réel, soit abstrait, avec un rôle bien défini dans le domaine du problème 

▪ Il peut être une chose physique, relation, événement, situation, idée, règle, tâche, rôle joué, … 

▪ RQ : ne pas confondre objet et attributs de l’objet => ce qui caractérise l’objet : taille, position, valeur, adresse, état de l’objet, … 12 

Caractéristiques du modèle objet 

▪ Abstraction : Faire ressortir les caractéristiques externes essentielles d’une entité pour la distinguer des autres. 

▪ Encapsulation : Cacher les détails qui ne font pas partie des caractéristiques essentielles d’une entité intéressantes d’une entité. 

▪ Modularité : Décomposer un programme/système en un ensemble de modules cohérents et faiblement couplés pouvant être compilés/considérés séparément. 

▪ Hiérarchisation : ranger ou ordonnancer les abstractions 

▪ héritage => généralisation / spécialisation (« genre de ») 

▪ agrégation => composition par regroupement (« partie de ») 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Sensibilisation à la modélisation 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Sensibilisation à la modélisation 

Avantages du modèle objet 

▪ Exploiter la puissance des langages de programmation orientés objet 

▪ Favoriser la réutilisation de composants logiciels et même d’architectures complexes 

▪ Produire des systèmes basés sur des formes stables qui résistent mieux aux changements 

▪ Penser plus près des modèles « naturels » 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Sensibilisation à la modélisation 

Avantages du modèle objet 

▪ L’approche objet gère plus efficacement la complexité 

▪Modèles basés sur le monde réel → stabilité 

▪Structure indépendante des fonctions → évolutivité 

▪Approche modulaire → maintenabilité, réutilisabilité 

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PLAN DU COURS 

ACOO-II2 

1. Sensibilisation à la modélisation objet 

▪ Importance de la modélisation 

▪ La notion d’objet 

▪ Principes de la modélisation objet 

▪ Avantages du modèle objet 

2. UML 
3. Définition 2. Historique 3. Objectifs d’UML 4. Les outils d’UML 5. Les préoccupations en UML 6. Diagrammes d’UML 2.5 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Section 2 UML 

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Définition 

UML = Unified Modeling Language 

=Langage unifié pour la modélisation objet 

▪ Un langage de modélisation des applications construites à l’aide d’objets, indépendamment de la méthode utilisée 

▪ C’est : 

▪ Une notation 

▪ Une description complète, évolutive, publique 

▪ Un standard 

▪ Ce n’est pas : 

▪ Une méthode 

▪ Une méthodologie 

▪ Un processus de modélisation 

▪ Une démarche de modélisation 

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Booch 

OMT (Rumbaugh et al.) 

OMT 

Booch 

OOSE 

Classe-Relation 

Fin 1990 

Chapitre 1 Introduction à UML 

Section 2 UML 

Fonctionnalités courantes 

▪ Edition des modèles et diagrammes UML 

▪ Génération de code C++, Java,… 

▪ Rétro-conception à partir de code existant 

▪ … 

Quelques exemples 

▪ Rational Rose de Rational Software (www.rational.com) 

▪ Software Through Pictures d’AONIX (www.ide.com) 

▪ Cayenne Class Designer de Cayenne Software (www.cayennesoft.com) 

▪ AMC Designer, Poseidon, Visual Design, Spark (www.cayennesoft.com) 

▪ …Les outils UML 

19 

etc… 

HOOD 

ROOM 

Fusion 

Chapitre 1 Introduction à UML 

Genèse d’UML 

▪ Au départ, plus de 150 méthodes !! 

▪ Unification progressive de plusieurs méthodes, de remarques des utilisateurs, des partenaires 

▪ Standardisation : par l’OMG (Object Management group) ; groupe créé à l’initiative de grandes sociétés informatiques américaines pour normaliser les systèmes à objets ; 

OOSE (Jacobson et al.) 

18 

Catalysis 

Unified Method Unified Method 0.8 

1995 

ROOM 

Rational Rational 

UML UML 0.91996 

etc. 

UML UML 1.1 

Nov. Nov. 1997 1997 

OMG OMG 

UML UML 2.5 

Juin Juin 1999 1999 

Mars Mars 2015 2015 

Fin Fin 200 2001UML UML 1.3 

Section 2 UML 

UML UML 1.4 

28/09/20179 

Chapitre 1 Introduction à UML 

Section 2 UML 

Objectifs d’UML 

• Représenter des systèmes entiers (plusieurs vues) 
• Prendre en compte les facteurs d’échelle 
• Créer un langage de modélisation 

✓Utilisable par les hommes & machines ✓ Compatible avec toutes les techniques de réalisation ✓ Adapté à toutes les phases du développement ✓Sans rejeter les méthodes existantes ✓Indépendant des langages de programmation 

• Créer un langage de méta-modélisation 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Section 2 UML 

Objectifs d’UML 

• Visualiser 
• Chaque symbole graphique a une sémantique 
• Spécifier 
• d’une manière complète et la moins ambiguë possible 
• Construire / Modéliser / Méta-Modéliser 
• les entités, les classes, les relations, … 
• Documenter 
• les diagrammes, notes, contraintes, exigences 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Section 2 UML 

La méta-modélisation 

▪ UML permet aussi la méta-modélisation 

▪ Un méta-modèle UML 

▪définit la structure des modèles UML 

▪permet la description du modèle concerné par l’application. 

▪une notation UML avec des éléments de la notation extensibles à condition d’en définir la sémantique 

22 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Section 2 UML 

La méta-modélisation 

Hiérarchie de modélisation à 4 niveaux 

▪L’OMG définit 4 niveaux de modélisation 

▪M0 : système réel, système modélisé 

▪M1 : modèle du système réel défini dans un certain langage 

▪M2 : méta-modèle définissant ce langage 

▪M3 : méta-méta-modèle définissant le méta- modèle 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Section 2 UML 

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Méta-méta-modèle 

Définit un langage pour spécifier un méta-modèle 

MOF 

MOF 

Méta-modèle 

Instance du méta-méta- modèle, définissant un langage 

UML 

UML 

Modèle 

Instance du méta-modèle : modélisant un domaine spécifique 

Diagramme de classe 

Diagramme de classe 

Monde Réel 

Instance du modèle 

Application 

Application 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Section 2 UML 

La méta-modélisation 

Hiérarchie à 4 niveaux existe en dehors du d’UML, dans d’autres espaces technologiques que celui de l’OMG 

▪Langage de programmation 

➢M0 : l’exécution d’un programme ➢M1 : le programme ➢M2 : la grammaire du langage dans lequel est écrit le programme ➢M3 : le concept de grammaire 

▪XML 

➢M0 : données du système ➢M1 : données modélisées en XML ➢M2 : DTD / Schema XML ➢M3 : le langage XML 

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La méta-modélisation 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Exemple 1 

Métamodèle -> Classe, Attribut, Opération 

Modèle -> Personne 

Identification, nomFournisseur Ajouter() 

Objet -> « PersonneAli » 

« 40222 », « Ali » Ajouter(40222, Ali) 

Section 2 UML 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Exemple 2 

▪ Exemple d’un système réel à modéliser (niveau M0) 

▪ Une pièce possède 4 murs, 2 fenêtres et une porte 

▪ Un mur possède une porte ou une fenêtre mais pas les 2 à la fois 

▪ Deux actions sont associées à une porte ou une fenêtre : ouvrir et fermer 

▪ Si on ouvre une porte ou une fenêtre fermée, elle devient ouverte 

▪ Si on ferme une porte ou une fenêtre ouverte, elle devient fermée 

La méta-modélisation 

La méta-modélisation 

Section 2 UML 

26 

27 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

La méta-modélisation 

Exemple 2 

▪ Pour modéliser ce système, il faut définir 2 diagrammes UML : niveau M1 

▪ Un diagramme de classe pour représenter les relations entre les éléments (portes, murs, pièce) 

▪ Un diagramme d’état pour spécifier le comportement d’une porte ou d’une fenêtre (ouverte, fermée) 

La méta-modélisation 

Section 2 UML 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

niveau M1 

Section 2 UML 

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niveau M2 

La méta-modélisation 

Chapitre 1 Introduction à UML 

Section 2 UML 

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30 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Section 2 UML 

Les préoccupations en UML 

▪il n’existe pas une seule manière de regarder un système informatique (le point de vue de l’analyste, du concepteur, d’architecte…). 

▪Il n’existe pas un seul axe d’intérêt pour représenter un système informatique (sa vue fonctionnelle, structurelle et comportementale). 

▪ UML permet de représenter les systèmes informatiques selon plusieurs préoccupations partielles et complémentaires. 

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28/09/201716 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

→ Tous les diagrammes d’UML vont être catégorisés selon ces classifications 

Section 2 UML 

Les préoccupations en UML 

▪Les préoccupations (facettes) de modélisation d’UML peuvent être catégorisées selon plusieurs classifications : 

▪Classification selon le point de vue de l’acteur qui va modéliser (analyste, architecte, concepteur, développeur..) 

▪Classification selon l’axe de modélisation (fonctionnel, structurel ou comportemental) 

▪Classification selon le modèle des 4+1 vues 

33 

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Les préoccupations en UML 

Classification selon l’axe de modélisation 

du système 

Chapitre 1 Introduction à UML 

Les préoccupations en UML 

Classification selon le point de vue Algorithme du logiciel (scénario)Objets du 

monde réel 

De quoi parle-t-on ? 

Comment ‘physique’ ? Analyse 

Code 

Modèle conceptuel Modèle logique Modèle physique 

Chapitre 1 Introduction à UML 

Structurel (ce que le système EST) 

Comportemental (comment le système EVOLUE) 

Fonctionnel (ce que le système FAIT) 

Algorithme du monde réel 

(scénario)Comment ‘logique’ ? Conception 

Objets du logiciel 

Objets du langage 

Section 2 UML 

Section 2 UML 

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28/09/201717 

Les préoccupations en UML 

Classification selon le modèle des 4+1 vues 

Chapitre 1 Introduction à UML 

Section 2 UML 

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36 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Les préoccupations en UML 

Le modèle des 4+1 vues a pour objectif de : 

▪ Représenter un système sous différents angles (selon que l’on considère les aspects statique/dynamique et logique/ physique). 

▪ Vérifier la cohérence entre les différentes vues 

▪ Valider les quatre vues par la vue centrale 

▪ permettre la gestion d’un projet de développement du début à la fin. 

▪ Bien couvrir tous les aspects d’un cycle de développement. 

Il s’agit d’un méta-modèle → il doit être spécialisé avant d’être utilisable . 

Section 2 UML 

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Vue logique 

Vue de Processus 

Vue de développement 

Vue des cas d’utilisation 

Vue physique 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Les préoccupations en UML 

▪Chaque vue ou facette utilise ses propres notations et modèles. 

➢Il en résulte donc une simplicité de modélisation (chaque vue isolant une seule facette du problème) et un meilleur travail en groupe (chaque spécialiste d’une facette d’un système concevant son modèle en utilisant des solutions adaptées). 

▪L’utilisation de toutes les vues n’est pas obligatoire (ex. pour un système centralisé, on utilise pas la vue physique) 

Section 2 UML 

28/09/201719 

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Chapitre 1 Introduction à UML 

Les préoccupations en UML 

1. La vue logique 

▪ découpage des services à rendre aux clients hors de tout contexte d’exécution 2. La vue de réalisation ou d’implémentation 

▪ découpage prenant en compte le contexte d’exécution et l’environnement de développement (l’organisation du code de l’application) 3. La vue des processus ou procédurale 

▪ Représentation du comportement et décomposition en flots d’exécution et synchronisation entre ces flots 4. La vue physique, de déploiement ou de distribution 

▪ Description des ressources matérielles et la distribution de la partie logicielle sur la partie matérielle 5. La vue des cas d’utilisation 

▪ Descriptions des fonctionnalités du systèmes (les cas d’utilisation) 

▪ La colle et le coordinateur entre les autres vues 

Section 2 UML 

38 

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28/09/201719 

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1) Diagramme de cas d’utilisation: montre les 

fonctionnalités à rendre aux acteurs du système. 2) Diagramme de classes: montre les briques statiques 

(classes, associations, opérations,…) 3) Diagramme d’objets: montre les instances des éléments 

structurels et leurs liens. 4) Diagramme de packages: montre l’organisation logique 

du modèle et les relations entre packages. 5) Diagramme de séquence: montre la séquence verticale des messages passés entre éléments au sein d’une interaction. 6) Diagramme de communication: montre la communication entre éléments dans le plan au sein d’une interaction. 7) Diagramme d’états: montre les différents états et transitions possibles des objets d’une classe à l’exécution. 41 

28/09/201720 

Chapitre 1 Introduction à UML 

Avec UML 2.5 (2015), on a 14 Diagrammes 

Section 2 UML 

Les diagrammes d’UML 2.5 

40 

28/09/201720 

28/09/201720 

8) Diagramme d’activité: montre l’enchainement des 

actions au sein d’une activité. 9) Diagramme de vue globale d’interaction: combine les diagramme d’activité et de séquence pour organiser des fragments d’interaction avec des décisions et des flots. 10)Diagramme de temps: combine les diagrammes d’états et de séquence pour montrer l’évolution de l’état d’une ligne de vie au cours du temps et les messages qui modifient cet état. 11)Diagramme de structure composite: montre l’organisation interne d’un élément structurel complexe. 12)Diagramme de composants: montre les composants du 

système avec leurs interfaces fournies et requises. 13)Diagramme de déploiement: montre le déploiement 

physique des artéfacts sur les ressources matérielles. 14)Diagramme de profil: définit un profil spécifique à un 

domaine. (SysMLest un exemple de profil UML2). 42 

Chapitre 1 

Section 2 Introduction à UML 

UML 

1 

Les diagrammes d’UML 2.5 Capture des exigences 

2 Analyse 

Exemple d’utilisation des diagrammes d’UML dans un processus de développement 

Modèle de déploiement Modèle de conception 

3 Consolidation des exigences Modèle d’analyse 

4 

Conception 5 

Réalisation 

Modèle d’exigences 

6 Tests Modèle de tests 

Modèle de réalisation 

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Les diagrammes d’UML 2.5 

Exemple d’utilisation des diagrammes d’UML dans un processus de développement 

28/09/201722 

28/09/201722 

Chapitre 1 Introduction à UML 

Section 2 UML 

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28/09/201722 

28/09/201722 

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