2. UML의 구성

심원도
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플라스틱 소프트웨어
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앞회에서 UML이 무엇이며 UML이 어떻게 만들어졌는지 대략적으로 알아보았다. 이번 호에서는 UML의 전반적인 구성에 대해서 알아보도록 하겠다.

1. UML과 방법론의 차이

UML의 구성을 알아보기에 앞서 먼저 UML과 방법론의 차이를 알아야 한다. 필자는 UML을 공부하는 초기에 UML을 하나의 방법론으로 착각하는 오류를 하였다. 물론 똑똑한 독자는 이러한 오류를 범하지 않으리라 생각하지만 혹시나 하는 마음에 먼저 언급하려고 한다.

방법론이란 말그대로 어떠한 작업을 할 때 이러저러한 절차를 가지고 작업을 하면 된다라고 하는 것을 이론적으로 정립을 하여놓은 것이다. 소프트웨어공학에서 많은 방법론이 있어왔고 현재도 수많은 방법론이 존재한다. 사실 프로그램을 하는 모든 사람은 나름대로의 방법론을 가지고 있다. 그러한 나름의 방법론이 작업을 얼마만큼 효과적으로 만드는지에 따라 좋은 방법론인지 아닌지 결정 날 것이다.

그럼 UML은 무엇인가?  UML은 이러한 방법론을 적용할 때의 결과물을 나타내기 위한 도구이다.  예를 들면 모든 소프트웨어를 설계 할 때 어떠한 표준적인 규칙을 가지고 설계도를 그려야한다. 이때 설계의 표준이 되는 것이 UML이다.  건축도면에서 나오는 건물 내부의 여러가지 표준적인 표기라 보면 될 것이다.  즉 각자 다양한 방법론을 자기의 프로젝트에 적용하더라도 UML을 공통적으로 적용할 수 있다.

2. UML의 구성

이제 UML이 어떻게 구성되어있는지 알아보도록 하겠다.  전체 UML은 8가지 다이어그램으로 나타난다. 시스템의 정적인 면을 나타내는 클래스 다이어그램(Class Diagram)이 있고 동적인 면을 나타내는 콜레버레이션 다이어그램(Collaboration Diagram), 시퀸스 다이어그램(Sequence Diagram), 상태 다이어그램(Statechart Diagram), 액티비티 다이어그램(Activity Diagram), 디플로이먼트 다이어그램(Deployment Diagram), 컴포넌트 다이어그램(Component Diagram)으로 구성되어져 있다.

이외로 유스케이스 다이어그램(Usecase Diagram)이 존재한다. 유스케이스 다이어그램을 두 부류로 나누지 않은 이유는 다른 모든 다이어그램을 그리기 위해 기반이 되는 다이어그램이기 때문이다.이제 각 다이어그램이 시스템의 어떠한 면을 반영하는지 간단하게 알아보도록 하자.

(1) 유스케이스 다이어그램 (Usecase Diagram)

유스케이스 다이어그램은 유스케이스를 그려놓은 다이어그램이다. 여기서 유스케이스란 말 그대로 컴퓨터 시스템과 사용자가 상호작용을 하는 하나의 경우이다. 예를들어 보험처리 프로그램의 경우에 "고객이 보험증권에 sign한다.",  "보험 판매원이 판매통계량을 종합한다." 등이 use case가 된다. 이러한 유스케이스 다이어그램은 시스템 구축의 초기에 이 시스템이 어떠한 일을 하는지에 대한 부분을 사용자 입장에서 이해할 수 있을 정도로 기술을 하여야 한다. 이러한 유스케이스 다이어그램은 사용자와의 대화수단으로 그리고 앞으로 구축해 나갈 때의 밑바탕이 되는 것이다.

그림 1 - 유스케이스 다이어그램

(2) 클래스 다이어그램 (Class Diagram)

클래스 다이어그램의 경우 시스템 내부에 존재하는 클래스들을 선별하여 나타내고 각 클래스들의 속성(Attribute)과 행위(Behavior)를 기입한다. 여기서 클래스들 사이에 여러가지 관계(Relationship)를 가질수 있다. 예를 들어 연관관계(Association)은 클래스와 클래스가 어떠한 연관을 가지고 있음을 나타내고 여기서 세부적으로 복합연관(Composition)과 집합 연관관계 (Aggregation) 등으로 나뉘어 질 수 있다. 이외에 상속관계(Generalization), 의존관계(Dependency)가 나타날 수 있다. 클래스 다이어그램을 그리고자 할 때 항상 추상화 단계를 고려하여서 그리도록 하여야 할 것이다. 추상화의 단계가 높은 경우 대충의 속성과 행위를 기입하고 대충의 관계를 기입하여도 충분할 것이다. 이 단계에서 너무 상세한 내용을 찾고 기입하다 보면 클래스 다이어그램 내부에서 구현의 단계에서 이루어져야 할 일이 이루어지는 오류를 범하게 된다. 이러한 오류는 실제 구현 단계에서 커다란 위험의 요소를 내재하게 된다.

그림 2 - 클래스 다이어그램

(3) 시퀸스 다이어그램 (Sequence Diagram)

시퀸스 다이어그램은 콜레버레이션 다이어그램과 함께 시스템의 동적인 면을 나타내는 대표적인 다이어그램이다. 시스템이 실행시 생성되고 소멸되는 객체를 표기하고 객체들 사이에 주고 받는 메시지를 나타내게 된다. 콜레버레이션 다이어그램 또한 메시지의 흐름을 나타내지만 시퀸스 다이어그램 만의 특징이라면 횡축을 시간축으로 하여 시간의 흐름을 나타내어 메시지의 순서에 역점을 두고있다.

그림 3 - 시퀀스 다이어그램

(4) 콜레버레이션 다이어그램 (Collaboration Diagram)

콜레버레이션 다이어그램 또한 시퀸스 다이어그램과 함께 메시지의 흐름을 나타낸다. 하지만 콜레버레이션 다어그램은 객체와 객체들 사이의 관계 또한 표기하게 된다. 실제 UML에서 클래스의 인스턴스인 객체를 표기하는 다이어그램이 명시적으로 존재하지 않는다. 이러한 객체들 사이의 관계를 나타내기 위해 별도로 오브젝트 다이어그램(Object Diagram)을 사용하여도 되지만 오브젝트 다이어그램은 클래스 다이어그램과 크게 차이점이 없는 관계로 UML의 표준에는 포함되어있지 않다. 갑자기 이러한 오브젝트 다이어그램을 여기서 언급하는 이유는 객체들 사이의 관계를 표기하기 위해 클래스 다이어그램과 거의 동일한 오브젝트 다이어그램을 그리기 보다는 특별히 클래스 다이어그램과 차이점이 되는 부분을 여기 콜레버레이션 다이어그램에 기입하는 것이 좋을 것이다.

그림 4 - 콜레버레이션 다이어그램

(5) 상태 다이어그램 (Statechart Diagram)

상태 다이어그램은 한 객체의 상태 변화를 다이어그램으로 나타낸 것이다. 시스템의 실행시 객체의 상태는 메시지를 주고 받음으로써 또한 어떠한 이벤트를 받음으로써 많은 변화가 있을 수 있다.  실제 시스템에서 실행시 많은 객체가 생성되고 소멸된다. 이렇게 무수한 객체의 상태 전부를 모두 다이어그램으로 나타내는 것은 불가능하다.  결국 상태 다이어그램은 특별히 관심을 가져야 할 객체에 관하여 그리고 특정 조건에 만족하는 기간동안의 상태를 표시하여야 한다.

그림 5 - 상태 다이어그램

(6) 액티비티 다이어그램 (Activity Diagram)

액티비티 다이어그램은 플로우챠트가 UML에 접목이 되었다면 가장 이해가 빠를 것이다.  시스템 내부에 존재하는 여러가지 행위들 그리고 각 행위의 분기, 분기되는 조건 등을 모두 포함 하게 된다. 이러한 액티비티 다이어그램에서 기존 플로우 챠트와 다른 점은 어떠한 행위에 따라 객체의 상태를 표기할 수 있다는 것이다. 이러한 점을 제외하고 기존 플로우챠트와 표기법과 의미가 약간씩 달라질 뿐 크게 다르지 않다라고 보아도 좋다.

그림 6 - 액티비티 다이어그램

(7) 디플로이먼트 다이어그램 (Deployment Diagram) 과 컴포넌트 다이어그램 (Component Diagram)

이 두 다이어그램은 시스템의 물리적인 부분의 구성을 나타낸다. 디플로이먼트 다이어그램은 실제 하드웨어적인 배치와 연결상태를 나타낸다. 그리고 컴포넌트 다이어그램은 소프트웨어의 물리적 단위(Exe, dll 등 기타 library)의 구성과 연결상태를 나타내게 된다.

그림 7 - 디플로이먼트 다이어그램

그림 8 - 컴포넌트 다이어그램

3. 이외의 사항들

지금까지 UML의 다이어그램적인 구성에 대하여 알아보았다. 하지만 UML은 이러한 다이어그램적인 사항이 아닌 확장을 위한 여러가지 도구들을 준비되어있다. 예를들어 스테레오타입(Stereotype)이나 컨스트레인트(Constraint) 등의 의미적 변환을 위한 도구가 있다. 그리고 UML은 의미적인 무결성을 위해 메타모델을 위해 준비해 두었다. 이제 전체적인 UML의 구성이 어떻게 되어있는지 알수 있을 것이다.  다음 회부터 본격적으로 UML의 세부적 사항을 요목조목 알아보도록 하겠다.