効果的なコンポーネント図を作成するには

UML（統一モデリング言語/Unified Modeling Language）は、技術的なダイアグラムを作成するための包括的で標準化されたアプローチです。UML 図は、ソフトウェア・システムのさまざまな要素をより効率的に視覚化、指定、および構築するために使用されま す。

UML 図には、構造図と動作図があります。前者はプロセスの構造を描写し、後者はシステムの振る舞いを視覚化します。システムのコンポーネントやソースコードをモデル化する必要がある場合は、コンポーネント図を使用して行うことになります。コンポーネント図は、システムを構成するソフトウェアの部品を視覚的に表現したものです。

システムの機能を記述する図は数多くありますが、コンポーネント図は、その機能を作りだすために使用されるコンポーネントを記述する点に特徴があります。ファイル、ライブラリ、実行可能ファイルなど、ノード内に存在するシステム・オブジェクトの物理的なビューをモデリングします。

この記事では、ビジネスにおけるコンポーネント図の重要性と、その基本的な記号や表記法について説明します。また、MindManager® でコンポーネント図を作成する方法を含め、効果的なコンポーネント図を作成するための手順も紹介します。

ビジネスでコンポーネント図を使用する理由

コンポーネント図では、システム・コンポーネントの組織、関係、依存関係などの概要を示すことができます。コンポーネント図は、システムの動作やアーキテクチャーの描写に使用される他の UML 構造図とは異なります。

コンポーネント図では、個々のコンポーネントがどのように連携して ひとつのシステムを構成しているかを記述します。これには、システム・プログラムの実行および実行中にコンポーネントがどのように動作するかが含まれます。これらの図は、システムの実装指向のビューを提供し、システムがどのように機能し、そのタスクと目的を満たしているかどうかにつ いて貴重な洞察を与えてくれます。

コンポーネントは、システムの分割された独立した部分であり、同等のコンポーネントと交換することができる。複数のコンポーネントをインターフェースで接続することで、ひとつのシステムになります。

各コンポーネントは自己完結しており、どんな複雑な要素でもカプセル化できます。これらの要素をカプセル化することで、コンポーネント図はシステムの内部データ構造への直接アクセスを防止します。これは、不正なアクセスを防止し、ユーザーが適切なデータ要素にのみアクセスすることを保証するのに役立ちます。

コンポーネント図を使用すると、ソフトウェア開発の複雑さが軽減され、顧客やその他の主要な関係者との間でプロジェクトや計画の伝達が容易になります。ダイアグラムは標準化されており、わかりやすく、理解しやすくなっています。プロジェクトが進行するにつれ、コンポーネント図はチーム間の協働を進め、新しい要求の出現や設計の変更に伴う変更を適切に議論し実行することができます。

プロジェクト管理においても、コンポーネント図はプロジェクトをより効率的かつ費用対効果の高いものにします。これは、ソフトウェアシステムを再利用可能なコンポーネントモデル化にして、構造化された機能関係を定義することができるためです。

例えば、異なるシステム設計のためにコンポーネントを再作成するよりも、コンポーネント図の標準的な記法により、構造と機能を簡単に視覚化し、各システムで効率的に相互作用するようにすることができます。

コンポーネント図には書かれているもの

開発者やプロジェクトチームは、システムの実行段階でコンポーネント図を使用して、システムのパフォーマンスを分析・追跡します。実行時にシステム・コンポーネント間の接続を視覚化することで、複雑なプロジェクトをより深く理解することができます。

UML では、コンポーネント図の要素を特定するための記号や表記が標準化されています。コンポーネント図で重要な要素に以下のようなものがあります。

コンポーネント

コンポーネントとは、共通の機能を持つ多数の要素を含む、システムの柔軟な部分です。コンポーネントは、キーワード「component」を含む長方形で表されます。キーワードの下には、特定のコンポーネントにラベルを付ける場所があります。

コンポーネント図の構成要素をよりよく理解するために、小さなコーヒーショップを例に構造と機能をモデル化します。この例では、次のようなコンポーネントが含まれます。

• バリスタ
• お客様
• メニュー

これだけでは、システムの機能を評価するのに十分な情報とは言えません。各コンポーネントは、必要とされる、あるいは提供されるインタフェースを通じて、他のコンポーネントとの特定の接続や依存関係を持ちます。

インターフェース

インターフェースは、コンポーネントによって使用または作成される操作または操作のグループを記述します。インターフェースは、長方形の形、キーワード「interface」、インターフェース名で表現されます。

提供インターフェースは、接続されたコンポーネントが他のコンポーネントと相互作用するための何らかの機能を提供していることを示します。これは、ロリポップ記号とも呼ばれ、インターフェースから出ている円棒表記で示されます。

要求インターフェースは、コンポーネントがその機能を実行するためにシステム環境から何を必要とするかを記述します。これは、ボールアンドソケット表記で示され、半円（「ソケット」）を水平線に接続したものです。

同様にコーヒーショップを例に、顧客コンポーネントに存在するインターフェイスを指定することができます。

お客様は、ロリポップ記号で示されるバリスタに注文を与えます。そして、バリスタから注文の合計金額が提示され、支払いを行います。したがって、顧客はバリスタから小切手や合計金額を受け取るまで行動できないので、ボールアンドソケット表記で示す必須のインターフェースとなります。受け取ったお客さんは、次に支払うべき金額を支払うことができ、これも提供インタフェースとなります。

ポート

ポートとは、コンポーネントが必要とするサービスや振る舞いを指定するものです。コンポーネント図では、各ポートは、コンポーネントとその環境との間の相互作用点を表します。ポート は、コンポーネントの長方形の境界上に小さな四角形で表示されます。

ポートにインタフェースを付けると、そのポートがコンポーネントに提供される、またはコンポーネントが必要とするサービスのアクセスポイントを示すことになります。

コーヒーショップの例では、システム運用に必要なサードパーティサービスをポートで指定することができる。例えば、バリスタがPOSシステムを使って取引を管理したり、コーヒーショップが食料品店や他の流通業者から供給を受けているかもしれません。これらのサービスは明示的にシステムの一部ではありませんが、コンポーネント図の中では相互作用と依存関係があります。

接続と依存関係

システムを定義するのは、さまざまなコンポーネント間の接続と関係です。このため、接続と依存関係もコンポーネント図でモデル化されます。

コンポーネント図で使用される主な接続タイプは、アセンブリー関係です。このタイプの関係は、あるコンポーネントの提供するインターフェイスが、別のコンポーネントの要求するインターフェイスを満たす場合に生じます。

緊密に結合されたコンポーネントは容易に分離することができず、2つのコンポーネントの間に実線で表されます。例えば、顧客はメニューがなければコーヒーを注文することができません。従って、メニューと顧客のコンポーネントは緊密に結合しているといえます。

しかし、顧客とバリスタの関係はもっと緩やかなつながりです。バリスタのコンポーネントを抜いた場合、シフトマネージャーなどの同等のコンポーネントで置き換えることができます。シフトマネージャーは、バリスタと同じインターフェースを提供し、要求することができます。

この関係をコンポーネント図で表すと、2つのコンポーネントは接続インターフェースで接続されます。例えば、これは、顧客が注文をするときの、バリスタと顧客の間のアセンブリー関係です。

成功するコンポーネント図の作成方法

コンポーネント図は、システムの物理的な構成要素を視覚化して記述することができます。この図は、実装の詳細をモデル化するのに役立ち、システムの必要な機能のあらゆる側面が開発プロセスでカバーされることを確実にします。

以下の手順で実用的なコンポーネント図を作成します。

• システムまたはアプリケーションに含まれるすべての成果物（ファイル、ドキュメント、ライブラリ、実行可能ファイル、その他システムで必要なものなど）を指定します。これによって、必要な情報をすべて図に含めることができます。
• 標準的な記号や表記法を使用して、各要素のビジュアルを作成します。
• コンポーネント間の関係や依存関係を把握します。たとえば、必須インターフェイス、提供インターフェイス、またはその両方があるかどうかなど。

MindManager のカスタマイズ可能な一連のテンプレートにより、コンポーネント図の作成、共有、共同編集が簡単に行えます。まず、ニーズに最も適したテンプレートを選択します。次に、次の手順を実行します。

• 長方形のブロックを使用しコンポーネントを作成します。
• ポートやインターフェイスを追加して、システムコンポーネント間の関係を視覚化します。
• リレーションシップを使用して、システム内の依存関係を図示します。

コンポーネント図での協働と生産性を高めるには、MindManager の共同編集機能を使うと、ユーザ ーはリアルタイムで共同作業を行うことができます。このリアルタイムでの共同作業は、チーム メンバの場所や、MindManager へのアクセスに使用するプラットフォームやデバイスに関係なく行うことができます。

クロスプラットフォームの共同編集に加えて、システム要件など、コンポーネント図に他のプロジェクト文書にリンクすることができます。すべての関連情報に直接アクセスできるため、チーム メンバー全員が一元化された場所から必要な情報にアクセスできます。

MindManager を使用して、効果的なコンポーネント図を構築してみてください。30日間無料でお試しいただけます。

この記事は、The key steps towards creating an effective component diagram | JULY 13, 2022 を翻訳したものです。