Kamis, 23 Desember 2010

UML

Pendahuluan

Saat ini piranti lunak semakin luas dan besar lingkupnya, sehingga tidak bisa lagi dibuat asal-asalan. Piranti lunak saat ini seharusnya dirancang dengan memperhatikan hal-hal seperti scalability , security , dan eksekusi yang robust walaupun dalam kondisi yang sulit. Selain itu arsitekturnya harus didefinisikan dengan jelas, agar bug mudah ditemukan dan diperbaiki, bahkan oleh orang lain selain programmer aslinya. Keuntungan lain dari perencanaan arsitektur yang matang adalah dimungkinkannya penggunaan kembali modul atau komponen untuk aplikasi piranti lunak lain yang membutuhkan fungsionalitas yang sama. Pemodelan ( modeling ) adalah proses merancang piranti lunak sebelum melakukan pengkodean ( coding ). Model piranti lunak dapat dianalogikan seperti pembuatan blueprint pada pembangunan gedung. Membuat model dari sebuah sistem yang kompleks sangatlah penting karena kita tidak dapat memahami sistem semacam itu secara menyeluruh. Semakin komplek sebuah sistem, semakin penting pula penggunaan teknik pemodelan yang baik. Dengan menggunakan model, diharapkan pengembangan piranti lunak dapat memenuhi semua kebutuhan pengguna dengan lengkap dan tepat, termasuk faktor-faktor seperti scalability, robustness, security , dan sebagainya. Kesuksesan suatu pemodelan piranti lunak ditentukan oleh tiga unsur, yang kemudian terkenal dengan sebuan segitiga sukses ( the triangle for success ). Ketiga unsur tersebut adalah metode pemodelan ( notation ), proses ( process ) dan tool yang digunakan.

Memahami notasi pemodelan tanpa mengetahui cara pemakaian yang sebenarnya (proses) akan membuat proyek gagal. Dan pemahaman terhadap metode pemodelan dan proses disempurnakan dengan penggunaan tool yang tepat.

Apa itu UML

Unified Modelling Language (UML) adalah sebuah “bahasa” yg telah menjadi standar dalam industri untuk visualisasi, merancang dan mendokumentasikan sistem piranti lunak. UML menawarkan sebuah standar untuk merancang model sebuah sistem. Dengan menggunakan UML kita dapat membuat model untuk semua jenis aplikasi piranti lunak, dimana aplikasi tersebut dapat berjalan pada piranti keras, sistem operasi dan jaringan apapun, serta ditulis dalam bahasa pemrograman apapun. Tetapi karena UML juga menggunakan class dan operation dalam konsep dasarnya, maka ia lebih cocok untuk penulisan piranti lunak dalam bahasa bahasa berorientasi objek seperti C++, Java, C# atau VB.NET. Walaupun demikian, UML tetap dapat digunakan untuk modeling aplikasi prosedural dalam VB atau C. Seperti bahasa-bahasa lainnya, UML mendefinisikan notasi dan syntax /semantik. Notasi UML merupakan sekumpulan bentuk khusus untuk menggambarkan berbagai diagram piranti lunak. Setiap bentuk memiliki makna tertentu, dan UML syntax mendefinisikan bagaimana bentuk-bentuk tersebut dapat dikombinasikan. Notasi UML terutama diturunkan dari 3 notasi yang telah ada sebelumnya: Grady Booch OOD (Object-Oriented Design), Jim Rumbaugh OMT (Object Modeling Technique), dan Ivar Jacobson OOSE (Object-Oriented Software Engineering). Sejarah UML sendiri cukup panjang. Sampai era tahun 1990 seperti kita ketahui puluhan metodologi pemodelan berorientasi objek telah bermunculan di dunia. Diantaranya adalah: metodologi booch [1], metodologi coad [2], metodologi OOSE [3], metodologi OMT [4], metodologi shlaer-mellor [5], metodologi wirfs-brock [6], dsb. Masa itu terkenal dengan masa perang metodologi ( method war ) dalam pendesainan berorientasi objek. Masing-masing metodologi membawa notasi sendiri-sendiri, yang mengakibatkan timbul masalah baru apabila kita bekerjasama dengan group/perusahaan lain yang menggunakan metodologi yang berlainan.



Dimulai pada bulan Oktober 1994 Booch, Rumbaugh dan Jacobson, yang merupakan tiga tokoh yang boleh dikata metodologinya banyak digunakan mempelopori usaha untuk penyatuan metodologi pendesainan berorientasi objek. Pada tahun 1995 direlease draft pertama dari UML (versi 0.8). Sejak tahun 1996 pengembangan tersebut dikoordinasikan oleh Object Management Group (OMG – http://www.omg.org). Tahun 1997 UML versi 1.1 muncul, dan saat ini versi terbaru adalah versi 1.5 yang dirilis bulan Maret 2003. Booch, Rumbaugh dan Jacobson menyusun tiga buku serial tentang UML pada tahun 1999 [7] [8] [9]. Sejak saat itulah UML telah menjelma menjadi standar bahasa pemodelan untuk aplikasi berorientasi objek.

Konsepsi Dasar UML

Dari berbagai penjelasan rumit yang terdapat di dokumen dan buku-buku UML. Sebenarnya konsepsi dasar UML bisa kita rangkumkan dalam gambar dibawah.

Major Area


View


Diagrams


Main Concepts

structural


static view


class diagram


class, association, generalization, dependency, realization, interface


use case view


use case diagram


use case, actor, association, extend, include, use case generalization


implementation view


component diagram


component, interface, dependency, realization

dynamic


state machine view


statechart diagram


state, event, transition, action


actifity view


activity diagram


state, activity, completion transition, fork, join


interaction view


sequence diagram


interaction, object, message, activation


colaborating diagram


collaborating, interaction, collaboration rule, message

model management


model management view


class diagram


package, subsystem, model

extensibility


all


all


constraint, stereotype, tagged values

Abstraksi konsep dasar UML yang terdiri dari structural classification , dynamic behavior , dan model management , bisa kita pahami dengan mudah apabila kita melihat gambar diatas dari Diagrams . Main concepts bisa kita pandang sebagai term yang akan muncul pada saat kita membuat diagram. Dan view adalah kategori dari diagaram tersebut. Lalu darimana kita mulai ? Untuk menguasai UML, sebenarnya cukup dua hal yang harus kita perhatikan:

1. Menguasai pembuatan diagram UML

2. Menguasai langkah-langkah dalam analisa dan pengembangan dengan UML

Tulisan ini pada intinya akan mengupas kedua hal tersebut.

Seperti juga tercantum pada gambar diatas UML mendefinisikan diagram-diagram sebagai berikut:

• use case diagram

• class diagram

• statechart diagram

• activity diagram

• sequence diagram

• collaboration diagram

• component diagram

• deployment diagram

Use Case Diagram

Use case diagram menggambarkan fungsionalitas yang diharapkan dari sebuah sistem. Yang ditekankan adalah “apa” yang diperbuat sistem, dan bukan “bagaimana”. Sebuah use case merepresentasikan sebuah interaksi antara aktor dengan sistem. Use case merupakan sebuah pekerjaan tertentu, misalnya login ke sistem, meng- create sebuah daftar belanja, dan sebagainya. Seorang/sebuah aktor adalah sebuah entitas manusia atau mesin yang berinteraksi dengan sistem untuk melakukan pekerjaan-pekerjaan tertentu. Use case diagram dapat sangat membantu bila kita sedang menyusun requirement sebuah sistem, mengkomunikasikan rancangan dengan klien, dan merancang test case untuk semua feature yang ada pada sistem. Sebuah use case dapat meng- include fungsionalitas use case lain sebagai bagian dari proses dalam dirinya. Secara umum diasumsikan bahwa use case yang di- include akan dipanggil setiap kali use case yang meng- include dieksekusi secara normal. Sebuah use case dapat di- include oleh lebih dari satu use case lain, sehingga duplikasi fungsionalitas dapat dihindari dengan cara menarik keluar fungsionalitas yang common . Sebuah use case juga dapat meng- extend use case lain dengan behaviour -nya sendiri. Sementara hubungan generalisasi antar use case menunjukkan bahwa use case yang satu merupakan spesialisasi dari yang lain.

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 .



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 m enunjukkan 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.

Statechart Diagram

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.



Activity Diagram

Activity diagrams menggambarkan berbagai alir aktivitas dalam sistem yang sedang dirancang, bagaimana masing-masing alir berawal, decision yang mungkin terjadi, dan bagaimana mereka berakhir. Activity diagram juga dapat menggambarkan proses paralel yang mungkin terjadi pada beberapa eksekusi. Activity diagram merupakan state diagram khusus, di mana sebagian besar state adalah action dan sebagian besar transisi di- trigger oleh selesainya state sebelumnya ( internal processing ). Oleh karena itu activity diagram tidak menggambarkan behaviour internal sebuah sistem (dan interaksi antar subsistem) secara eksak, tetapi lebih menggambarkan proses-proses dan jalur-jalur aktivitas dari level atas secara umum. Sebuah aktivitas dapat direalisasikan oleh satu use case atau lebih. Aktivitas menggambarkan proses yang berjalan, sementara use case menggambarkan bagaimana aktor menggunakan sistem untuk melakukan aktivitas. Sama seperti state , standar UML menggunakan segiempat dengan sudut membulat untuk menggambarkan aktivitas. Decision digunakan untuk menggambarkan behaviour pada kondisi tertentu. Untuk mengilustrasikan proses-proses paralel ( fork dan join ) digunakan titik sinkronisasi yang dapat berupa titik, garis horizontal atau vertikal. Activity diagram dapat dibagi menjadi beberapa object swimlane untuk menggambarkan objek mana yang bertanggung jawab untuk aktivitas tertentu.

Sequence Diagram

Sequence diagram menggambarkan interaksi antar objek di dalam dan di sekitar sistem (termasuk pengguna, display , dan sebagainya) berupa message yang digambarkan terhadap waktu. Sequence diagram terdiri atar dimensi vertikal (waktu) dan dimensi horizontal (objek-objek yang terkait). Sequence diagram biasa digunakan untuk menggambarkan skenario atau rangkaian langkah-langkah yang dilakukan sebagai respons dari sebuah event untuk menghasilkan output tertentu. Diawali dari apa yang men- trigger aktivitas tersebut, proses dan perubahan apa saja yang terjadi secara internal dan output apa yang dihasilkan. Masing-masing objek, termasuk aktor, memiliki lifeline vertikal. Message digambarkan sebagai garis berpanah dari satu objek ke objek lainnya. Pada fase desain berikutnya, message akan dipetakan menjadi operasi/metoda dari class . Activation bar menunjukkan lamanya eksekusi sebuah proses, biasanya diawali dengan diterimanya sebuah message.

Untuk objek-objek yang memiliki sifat khusus, standar UML mendefinisikan icon khusus untuk objek boundary, controller dan persistent entity .

Collaboration Diagram

Collaboration diagram juga menggambarkan interaksi antar objek seperti sequence diagram , tetapi lebih menekankan pada peran masing-masing objek dan bukan pada waktu penyampaian message . Setiap message memiliki sequence number , di mana message dari level tertinggi memiliki nomor 1. Messages dari level yang sama memiliki prefiks yang sama.

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.

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.

Langkah-Langkah Penggunaan UML

Berikut ini adalah tips pengembangan piranti lunak dengan menggunakan UML:

1. Buatlah daftar business process dari level tertinggi untuk mendefinisikan aktivitas dan proses yang mungkin muncul.
2. Petakan use case untuk tiap business process untuk mendefinisikan dengan tepat fungsionalitas yang harus disediakan oleh sistem. Kemudian perhalus use case diagram dan lengkapi dengan requirement, constraints dan catatan-catatan lain.
3. Buatlah deployment diagram secara kasar untuk mendefinisikan arsitektur fisik sistem.
4. Definisikan requirement lain (non-fungsional, security dan sebagainya) yang juga harus disediakan oleh sistem.
5. Berdasarkan use case diagram , mulailah membuat activity diagram .
6. Definisikan objek-objek level atas ( package atau domain ) dan buatlah sequence dan/atau collaboration diagram untuk tiap alir pekerjaan. Jika sebuah use case memiliki kemungkinan alir normal dan error, buatlah satu diagram untuk masing-masing alir.
7. Buarlah rancangan user interface model yang menyediakan antarmuka bagi pengguna untuk menjalankan skenario use case .
8. Berdasarkan model-model yang sudah ada, buatlah class diagram . Setiap package atau domain d ipecah menjadi hirarki class lengkap dengan atribut dan metodanya. Akan lebih baik jika untuk setiap class dibuat unit test untuk menguji fungsionalitas class dan interaksi dengan class lain.
9. Setelah class diagram dibuat, kita dapat melihat kemungkinan pengelompokan class menjadi komponen-komponen. Karena itu buatlah component diagram pada tahap ini. Juga, definisikan tes integrasi untuk setiap komponen meyakinkan ia berinteraksi dengan baik.
10. Perhalus deployment diagram yang sudah dibuat. Detilkan kemampuan dan requirement piranti lunak, sistem operasi, jaringan, dan sebagainya. Petakan komponen ke dalam node.
11. Mulailah membangun sistem. Ada dua pendekatan yang dapat digunakan :
* Pendekatan use case , dengan meng- assign setiap use case kepada tim pengembang tertentu untuk mengembangkan unit code yang lengkap dengan tes.
* Pendekatan komponen, yaitu meng- assign setiap komponen kepada tim pengembang tertentu.

• Lakukan uji modul dan uji integrasi serta perbaiki model berserta code nya. Model harus selalu sesuai dengan code yang aktual.

• Piranti lunak siap dirilis.

Tool Yang Mendukung UML

Saat ini banyak sekali tool pendesainan yang mendukung UML, baik itu tool komersial maupun opensource. Beberapa diantaranya adalah:

* Rational Rose (www.rational.com)
* Together (www.togethersoft.com)
* Object Domain (www.objectdomain.com)
* Jvision (www.object-insight.com)
* Objecteering (www.objecteering.com)
* MagicDraw (www.nomagic.com/magicdrawuml)
* Visual Object Modeller (www.visualobject.com)

Data seluruh tool yang mendukung UML, lengkap beserta harganya (dalam US dolar) bisa dipelajari di situs http://www.objectsbydesign.com/tools/umltools_byCompany.html . Disamping itu, daftar tool UML berikut fungsi dan perbangingan kemampuannya juga dapat dilihat di http://www.jeckle.de/umltools.htm .

Pointer Penting UML

Sebagai referensi dalam mempelajari dan menggunakan UML, situs-situs yang merupakan pointer penting adalah:

* http://www.cetus-links.org/oo_uml.html
* http://www.omg.org
* http://www.omg.org/technology/uml/
* http://www.rational.com/uml
* http://www.uml.org/

Dan juga buku-buku yang terdapat di daftar pustaka.

Daftar Pustaka

1. Grady Booch, Object-Oriented Analysis and Design with Application, Benjamin/Cummings, 1991.
2. Peter Coad and Edward Yourdon, Object-Oriented Analysis, Yourdon Press, 1991.
3. Ivar Jacobson, Magnus Christerson, Patrik Jonson, and Gunnar Overgaard, Object-Oriented Software Engineering: A Use Case Driven Approach, Addison-Wesley, 1992.
4. James Rumbaugh, Michael Blaha, William Premerlani, Frederick Eddy, and William Lorenson, Object-Oriented Modeling and Design, Prentice Hall, 1991.
5. Sally Shlaer and Stephen J. Mellor, Object-Oriented System Analysis: Modeling the World in Data, Yourdon Press, 1988.
6. Rebecca Wirfs-Brock, Brian Wilkerson, and Lauren Wiener, Designing Object-Oriented Software, Prentice Hall, 1990.
7. Grady Booch, James Rumbaugh, and Ivar Jacobson, The Unified Modeling Language User Guide, Addison-Wesley, 1999.
8. Ivar Jacobson, Grady Booch, and James Rumbaugh, The Unified Software Development Process, Addison-Wesley, 1999.
9. James Rumbaugh, Ivar Jacobson, and Grady Booch, The Unified Modeling Language Reference Manual, Addison-Wesley, 1999.
10. Unified Modeling Language Specification, Object Management Group, www.omg.org, 1999.
11. Introduction to OMG UML [http://www.omg.org/gettingstarted/what_is_uml.htm]
12. UML Tutorial [http://www.sparxsystems.com.au/UML_Tutorial.htm]
13. Embarcadero Tech Support [http://www.embarcadero.com/support/uml_central.asp]
14. Practical UML A Hands-On Introduction for Developers, http://www.togethersoft.com/services/practical_guides/umlonlinecourse/index.html]
15. Architecture and Design: Unified Modeling Language (UML), [http://www.cetuslinks. org/oo_uml.html]

OBJECT ORIENTED ANALYSIS AND DESIGN (OOAD)

I. Pengertian dan Konsep OOAD
Analisis dan disain berorientasi objek adalah cara baru dalam memikirkan suatu masalah dengan menggunakan model yang dibuat menurut konsep sekitar dunia nyata. Dasar pembuatan adalah objek, yang merupakan kombinasi antara struktur data dan perilaku dalam satu entitas.
Pengertian "berorientasi objek" berarti bahwa kita mengorganisasi perangkat lunak sebagai kumpulan dari objek tertentu yang memiliki struktur data dan perilakunya.
Konsep OOAD mencakup analisis dan desain sebuah sistem dengan pendekatan objek, yaiut analisis berorientasi objek (OOA) dan desain berorientasi objek (OOD). OOA adalah metode analisis yang memerika requirement (syarat/keperluan) yang harus dipenuhi sebuah sistem) dari sudut pandang kelas-kelas dan objek-objek yang ditemui dalam ruang lingkup perusahaan. Sedangkan OOD adalah metode untuk mengarahkan arsitektur software yang didasarkan pada manipulasi objek-objek sistem atau subsistem.

OOA (Object Oriented Analysis)
OOA mempelajari permasalahan dengan menspesifikasikannya atau mengobservasi permasalahn tersebut dengan menggunakan metode berorientasi objek. Biasanya analisa sistem dimulai dengan adanya dokumen permintaan (requirement) yang diperoleh dari semua pihak yang berkepentingan. (Misal: klien,developer, pakar, dan lain-lain).

Dokumen permintaan memiliki 2 fungsi yaitu : memformulasikan kebutuhan klien dan membuat suatu daftar tugas. Analisis berorientasi obyek (OOA) melihat pada domain masalah, dengan tujuan untuk memproduksi sebuah model konseptual informasi yang ada di daerah yang sedang dianalisis. Model analisis tidak mempertimbangkan kendala-kendala pelaksanaan apapun yang mungkin ada, seperti konkurensi, distribusi, ketekunan, atau bagaimana sistem harus dibangun. Kendala pelaksanaan ditangani selama desain berorientasi objek (OOD).
Sumber-sumber untuk analisis dapat persyaratan tertulis pernyataan, dokumen visi yang formal, wawancara dengan stakeholder atau pihak yang berkepentingan lainnya. Sebuah sistem dapat dibagi menjadi beberapa domain, yang mewakili bisnis yang berbeda, teknologi, atau bidang yang diminati, masing-masing dianalisis secara terpisah.
Hasil analisis berorientasi objek adalah deskripsi dari apa sistem secara fungsional diperlukan untuk melakukan, dalam bentuk sebuah model konseptual. Itu biasanya akan disajikan sebagai seperangkat menggunakan kasus, satu atau lebih UML diagram kelas, dan sejumlah diagram interaksi. Tujuan dari analisis berorientasi objek adalah untuk mengembangkan model yang menggambarkan perangkat lunak komputer karena bekerja untuk memenuhi seperangkat persyaratan yang ditentukan pelanggan.

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 sendiri juga memberikan standar penulisan sebuah sistem blue print, yang meliputi konsep bisnis proses, penulisan kelas-kelas dalam bahasa program yang spesifik, skema database, dan komponen-komponen yang diperlukan dalam sistem software. Unified Model Language (UML) adalah bahasa universal untuk :

* memvisualisasikan grafis model yang tepat.
* menetapkan model yang tepat, lengkap, dan tidak ambigu untuk mengampil semua keputusan penting dalam analisis, desain dan implementasi.
* membangun model yang dapat dihubungkan langsung dengan bahasa pemrograman.
* mendokumentasikan semua informasi yang dikumpulkan oleh tim sehingga memungkinkan untuk berbagi informasi.


OOD (Object Oriented Design)
OOD mengubah model konseptual yang dihasilkan dalam analisis berorientasi objek memperhitungkan kendala yang dipaksakan oleh arsitektur yang dipilih dan setiap non-fungsional – teknologi atau lingkungan – kendala, seperti transaksi throughput, response time, run – waktu platform, lingkungan pengembangan, atau bahasa pemrograman.

A. Karakteristik dari Objek
1. Objek

* Objek adalah benda secara fisik dan konseptual yang ada di sekitar kita. Sebuah objek memiliki keadaan sesaat yang disebut state.
* Objek dapat kongkrit, seperti halnya arsip dalam sistem, atau konseptual seperti kebijakan penjadwalan dalam multiprocessing pada sistem operasi.
* Dua objek dapat berbeda walaupun bila semua nilai atributnya identik.


Gambar 1. Macam-macam Objek


2. Kelas Objek
Kelas merupakan gambaran sekumpulan Objek yang terbagi dalam atribut, operasi, metode, hubungan, dan makna yang sama.

* Suatu kegiatan mengumpulkan data (atribut) dan perilaku (operasi) yang mempunyai struktur data sama ke dalam satu grup.
* Kelas Objek merupakan wadah bagi Objek. Dapat digunakan untuk menciptakan Objek.
* Objek mewakili fakta/keterangan dari sebuah kelas.


Gambar 2. Kelas dan Objek
Istilah-istilah Objek

* Atribut : Data item yang menegaskan Objek.
* Operasi : Fungsi di dalam kelas yang dikombinasikan ke bentuk tingkah laku kelas.
* Metode : Pelaksanaan prosedur (badan dari kode yang mengeksekusi respon terhadap permintaan objek lain di dalam sistem).


B. Karakteritik Metodologi Berorientasi Objek

Metodologi pengembangan sistem berorientasi objek mempunyai tiga karakteristik utama :
1. Encapsulation (Pengkapsulan)

* Encapsulation merupakan dasar untuk pembatasan ruang lingkup program terhadap data yang diproses.
* Data dan prosedur atau fungsi dikemas bersama-sama dalam suatu objek, sehingga prosedur atau fungsi lain dari luar tidak dapat mengaksesnya.
* Data terlindung dari prosedur atau objek lain, kecuali prosedur yang berada dalam objek itu sendiri.

2. Inheritance (Pewarisan)

* Inheritance adalah teknik yang menyatakan bahwa anak dari objek akan mewarisi data/atribut dan metode dari induknya langsung.
* Atribut dan metode dari objek dari objek induk diturunkan kepada anak objek, demikian seterusnya.
* Inheritance mempunyai arti bahwa atribut dan operasi yang dimiliki bersama di anatara kelas yang mempunyai hubungan secara hirarki.
* Suatu kelas dapat ditentukan secara umum, kemudian ditentukan spesifik menjadi subkelas. Setiap subkelas mempunyai hubungan atau mewarisi semua sifat yang dimiliki oleh kelas induknya, dan ditambah dengan sifat unik yang dimilikinya.
* Kelas Objek dapat didefinisikan atribut dan service dari kelas Objek lainnya.
* Inheritance menggambarkan generalisasi sebuah kelas.

3. Polymorphism (Polimorfisme)

* Polimorfisme yaitu konsep yang menyatakan bahwa seuatu yang sama dapat mempunyai bentuk dan perilaku berbeda.
* Polimorfisme mempunyai arti bahwa operasi yang sama mungkin mempunyai perbedaan dalam kelas yang berbeda.
* Kemampuan objek-objek yang berbeda untuk melakukan metode yang pantas dalam merespon message yang sama.
* Seleksi dari metode yang sesuai bergantung pada kelas yang seharusnya menciptakan Objek.


II. Pemodelan Berorientasi Objek
A. Pemodelan Sebagai Teknik Desain

Teknik pemodelan objek menggunakan tiga macam model untuk menggambarkan sistem, diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Model Objek

* Model objek menggambarkan struktur statis dari suatu objek dalam sistem dan relasinya.
* Model objek berisi diagram objek. Diagram objek adalah graph dimana nodenya adalah kelas yang mempunyai relasi antar kelas.

2. Model Dinamik

* Model dinamik menggambarkan aspek dari sistem yang berubah setiap saat.
* Model dinamik dipergunakan untuk menyatakan aspek kontrol dari sistem.
* Model dinamik berisi state diagram. State diagram adalah graph dimana nodenya adalah state dan arc adalah tarnsisi antara state yang disebabkan oleh event.

3. Model Fungsional

* Model fungsional menggambrakan transformasi nilai data di dalam sistem.
* Model fungsional berisi data flow diagram. DFD adalah suatu graph dimana nodenya menyatakan proses dan arcnya adalah aliran data.


B. Model Berorientasi Objek

Sebuah model objek menangkap struktur statis dari sistem dengan menggambarkan objek dalam sistem, hubungan antara objek, serta atribut dan operasi yang merupakan karakteristik setiap kelas dan objek.

Model berorientasi objek lebih mendekati keadaan nyata, dan dilengkapi dengan penyajian grafis dari sistem yang sangat bermanfaat untuk komunikasi dengan user dan pembuatan dokumentasi struktur dari sistem.

1. Objek dan Kelas
> Objek

* Objek didefinisikan sebagai konsep, abstraksi atau benda dengan batasan dan arti untuk suatu masalah.
* Semua objek mempunyai identitas yang berbeda dengan lainnya.
* Istilah identitas berarti bahwa objek dibedakan oleh sifat yang melekat dan bukan dengan uraian sifat yang dimilikinya.
* Contohnya : kembar identik, walaupun mereka nampak seperti sama, tetapi merupakan dua orang yang berbeda.
* Kadang-kadang objek berarti suatu barang, maka digunakan istilah object instance, dan object class untuk menunjukkan satu grup dari barang yang sama.

> Kelas

* Suatu object class menggambarkan kumpulan dari objek yang mempunyai sifat (atribut), perilaku umum (operasi), relasi umum dengan objek lain dan semantik umum.
* Contoh : Orang, perusahaan , binatang, proses adalah objek.
* Setiap orang mempunyai umur, IQ, dan mungkin pekerjaan. Setiap proses mempunyai pemilik, prioritas, list dari sumber daya yang dibutuhkan.
* Objek dan object class sering sama sebagai benda dalam deskripsi masalah.

2. Diagram Objek
Diagram objek melengkapi notasi grafik untuk pemodelan objek, kelas dan relasinya dengan yang lain. Diagram objek bermanfaat untuk pemodelan abstrak dan membuat perancangan program.

> Kelas dan Objek

Konsep fundamental dalam analisis berorientasi objek adalah objek itu sendiri. Sebuah objek adalah sebuah entitas yang mencakup data dan metode.

Kelas merupakan satu atau lebih objek dengan persamaan atribut dan metode, sedangkan kelas-&-objek adalah kelas dengan satu atau lebih objek di dalamnya. Nama kelas adalah kata benda tunggal, atau kata sifat dan kata benda. Nama dari kelas-&-objek harus dapat menjelaskan objek tunggal dari suatu kelas.


Gambar 3. Notasi untuk kelas dan kelas-&-objek

> Struktur Objek dan Hirarki Kelas

- Struktur kelas dibagi dua macam, yaitu Whole-Part Structure dan Gen-Spec Structure.

* Whole-Part Structure memperlihatkan hirarki dari suatu kelas sebagai komponen dari kelas lain yang disebut juga sub objek. Contohnya, kelas Mobil adalah Whole dan komponennya Mesin, Rangka, dan lain-lain, merupakan Part1, Part 2, …, Part n.



Gambar 4. Notasi untuk whole-part structure


* Gen-Spec Structure memperlihatkan kelas sebagai spesialisasi dari kelas di atasnya. Kelas yang mempunyai sifat umum disebut Generalization, Superclass atau Topclass, sedangkan kelas yang mempunyai sifat khusus disebut Specialization.


Gambar 5. Notasi untuk gen-spec structure
Contohnya, kelas Mobil adalah Generalization, sedangkan Sedan, Truk, Minibus, dan lain-lain merupakan Specizlization1, Specialization2, …, Specialization n, yaitu kelas yang mempunyai sifat khusus.


- Atribut

Atribut menggambarkan data yang dapat memberikan informasi mengenai kelas atau objek dimana atribut tersebut berada.

Gambar 6. Notasi untuk atribut
- Metode
Metode (method) disebut juga service atau operator adalah prosedur atau fungsi seperti yang terdapat dalam bahasa Pascal pada umumnya, tetapi cara kerjanya agak berlainan. Metode adalah subprogram yang tergabung dalam objek bersama-sama dengan atribut. Metode dipergunakan untuk pengaksesan terhadap data yang terdapat dalam objek tersebut.


Gambar 7. Notasi untuk metode

- Pesan (Message)
Message merupakan cara untuk berhubungan antara satu objek dengan objek lain. Suatu pesan dikirimkan oleh suatu objek kepada objek tertentu dapat digambarkan dengan anak panah.


Gambar 8. Notasi untuk message


III. UML (Unified Modelling Language)
Unified Modelling Language (UML) adalah sebuah “bahasa” yg telah menjadi standar dalam industri untuk visualisasi, merancang dan mendokumentasikan sistem piranti lunak. UML menawarkan sebuah standar untuk merancang model sebuah sistem. Dengan menggunakan UML kita dapat membuat model untuk semua jenis aplikasi piranti lunak, dimana aplikasi tersebut dapat berjalan pada piranti keras, sistem operasi dan jaringan apapun, serta ditulis dalam bahasa pemrograman apapun. Tetapi karena UML juga menggunakan class dan operation dalam konsep dasarnya, maka ia lebih cocok untuk penulisan piranti lunak dalam bahasa bahasa berorientasi objek seperti C++, Java, C# atau VB.NET. Walaupun demikian, UML tetap dapat digunakan untuk modeling aplikasi prosedural dalam VB atau C. Seperti bahasa-bahasa lainnya, UML mendefinisikan notasi dan syntax /semantik. Notasi UML merupakan sekumpulan bentuk khusus untuk menggambarkan berbagai diagram piranti lunak. Setiap bentuk memiliki makna tertentu, dan UML syntax mendefinisikan bagaimana bentuk-bentuk tersebut dapat dikombinasikan. Notasi UML terutama diturunkan dari 3 notasi yang telah ada sebelumnya: Grady Booch OOD (Object-Oriented Design), Jim Rumbaugh OMT (Object Modeling Technique), dan Ivar Jacobson OOSE (Object-Oriented Software Engineering). Sejarah UML sendiri cukup panjang. Sampai era tahun 1990 seperti kita ketahui puluhan metodologi pemodelan berorientasi objek telah bermunculan di dunia. Diantaranya adalah: metodologi booch, metodologi coad, metodologi OOSE, metodologi OMT, metodologi shlaer-mellor, metodologi wirfs-brock, dsb. Masa itu terkenal dengan masa perang metodologi (method war) dalam pendesainan berorientasi objek. Masing-masing metodologi membawa notasi sendiri-sendiri, yang mengakibatkan timbul masalah baru apabila kita bekerjasama dengan group/perusahaan lain yang menggunakan metodologi yang berlainan.
Jenis-jenis Diagram UML :

A. Use Case Diagram

Use case diagram menggambarkan fungsionalitas yang diharapkan dari sebuah sistem. Yang ditekankan adalah “apa” yang diperbuat sistem, dan bukan “bagaimana”. Sebuah use case merepresentasikan sebuah interaksi antara aktor dengan sistem. Use case merupakan sebuah pekerjaan tertentu, misalnya login ke sistem, meng- create sebuah daftar belanja, dan sebagainya. Seorang/sebuah aktor adalah sebuah entitas manusia atau mesin yang berinteraksi dengan sistem untuk melakukan pekerjaan-pekerjaan tertentu. Use case diagram dapat sangat membantu bila kita sedang menyusun requirement sebuah sistem, mengkomunikasikan rancangan dengan klien, dan merancang test case untuk semua feature yang ada pada sistem. Sebuah use case dapat meng- include fungsionalitas use case lain sebagai bagian dari proses dalam dirinya. Secara umum diasumsikan bahwa use case yang di- include akan dipanggil setiap kali use case yang meng- include dieksekusi secara normal. Sebuah use case dapat di- include oleh lebih dari satu use case lain, sehingga duplikasi fungsionalitas dapat dihindari dengan cara menarik keluar fungsionalitas yang common . Sebuah use case juga dapat meng- extend use case lain dengan behaviour -nya sendiri. Sementara hubungan generalisasi antar use case menunjukkan bahwa use case yang satu merupakan spesialisasi dari yang lain.

B. 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.

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 m enunjukkan 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.

C. Statechart Diagram

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.

D. Activity Diagram

Activity diagrams menggambarkan berbagai alir aktivitas dalam sistem yang sedang dirancang, bagaimana masing-masing alir berawal, decision yang mungkin terjadi, dan bagaimana mereka berakhir. Activity diagram juga dapat menggambarkan proses paralel yang mungkin terjadi pada beberapa eksekusi. Activity diagram merupakan state diagram khusus, di mana sebagian besar state adalah action dan sebagian besar transisi di- trigger oleh selesainya state sebelumnya ( internal processing ). Oleh karena itu activity diagram tidak menggambarkan behaviour internal sebuah sistem (dan interaksi antar subsistem) secara eksak, tetapi lebih menggambarkan proses-proses dan jalur-jalur aktivitas dari level atas secara umum. Sebuah aktivitas dapat direalisasikan oleh satu use case atau lebih. Aktivitas menggambarkan proses yang berjalan, sementara use case menggambarkan bagaimana aktor menggunakan sistem untuk melakukan aktivitas. Sama seperti state , standar UML menggunakan segiempat dengan sudut membulat untuk menggambarkan aktivitas. Decision digunakan untuk menggambarkan behaviour pada kondisi tertentu. Untuk mengilustrasikan proses-proses paralel ( fork dan join ) digunakan titik sinkronisasi yang dapat berupa titik, garis horizontal atau vertikal. Activity diagram dapat dibagi menjadi beberapa object swimlane untuk menggambarkan objek mana yang bertanggung jawab untuk aktivitas tertentu.

E. Sequence Diagram

Sequence diagram menggambarkan interaksi antar objek di dalam dan di sekitar sistem (termasuk pengguna, display , dan sebagainya) berupa message yang digambarkan terhadap waktu. Sequence diagram terdiri atar dimensi vertikal (waktu) dan dimensi horizontal (objek-objek yang terkait). Sequence diagram biasa digunakan untuk menggambarkan skenario atau rangkaian langkah-langkah yang dilakukan sebagai respons dari sebuah event untuk menghasilkan output tertentu. Diawali dari apa yang men- trigger aktivitas tersebut, proses dan perubahan apa saja yang terjadi secara internal dan output apa yang dihasilkan. Masing-masing objek, termasuk aktor, memiliki lifeline vertikal. Message digambarkan sebagai garis berpanah dari satu objek ke objek lainnya. Pada fase desain berikutnya, message akan dipetakan menjadi operasi/metoda dari class. Activation bar menunjukkan lamanya eksekusi sebuah proses, biasanya diawali dengan diterimanya sebuah message.

Untuk objek-objek yang memiliki sifat khusus, standar UML mendefinisikan icon khusus untuk objek boundary, controller dan persistent entity .

F. Collaboration Diagram

Collaboration diagram juga menggambarkan interaksi antar objek seperti sequence diagram , tetapi lebih menekankan pada peran masing-masing objek dan bukan pada waktu penyampaian message . Setiap message memiliki sequence number , di mana message dari level tertinggi memiliki nomor 1. Messages dari level yang sama memiliki prefiks yang sama.

G. 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.

H. 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.


Langkah-Langkah Penggunaan UML

Berikut ini adalah tips pengembangan piranti lunak dengan menggunakan UML:

1. Buatlah daftar business process dari level tertinggi untuk mendefinisikan aktivitas dan proses yang mungkin muncul.
2. Petakan use case untuk tiap business process untuk mendefinisikan dengan tepat fungsionalitas yang harus disediakan oleh sistem. Kemudian perhalus use case diagram dan lengkapi dengan requirement, constraints dan catatan-catatan lain.
3. Buatlah deployment diagram secara kasar untuk mendefinisikan arsitektur fisik sistem.
4. Definisikan requirement lain (non-fungsional, security dan sebagainya) yang juga harus disediakan oleh sistem.
5. Berdasarkan use case diagram , mulailah membuat activity diagram .
6. Definisikan objek-objek level atas ( package atau domain ) dan buatlah sequence dan/atau collaboration diagram untuk tiap alir pekerjaan. Jika sebuah use case memiliki kemungkinan alir normal dan error, buatlah satu diagram untuk masing-masing alir.
7. Buarlah rancangan user interface model yang menyediakan antarmuka bagi pengguna untuk menjalankan skenario use case .
8. Berdasarkan model-model yang sudah ada, buatlah class diagram . Setiap package atau domain d ipecah menjadi hirarki class lengkap dengan atribut dan metodanya. Akan lebih baik jika untuk setiap class dibuat unit test untuk menguji fungsionalitas class dan interaksi dengan class lain.
9. Setelah class diagram dibuat, kita dapat melihat kemungkinan pengelompokan class menjadi komponen-komponen. Karena itu buatlah component diagram pada tahap ini. Juga, definisikan tes integrasi untuk setiap komponen meyakinkan ia berinteraksi dengan baik.
10. Perhalus deployment diagram yang sudah dibuat. Detilkan kemampuan dan requirement piranti lunak, sistem operasi, jaringan, dan sebagainya. Petakan komponen ke dalam node.
11.
Mulailah membangun sistem. Ada dua pendekatan yang dapat digunakan :
* Pendekatan use case , dengan meng- assign setiap use case kepada tim pengembang tertentu untuk mengembangkan unit code yang lengkap dengan tes.
* Pendekatan komponen, yaitu meng- assign setiap komponen kepada tim pengembang tertentu.

Tool Yang Mendukung UML

Saat ini banyak sekali tool pendesainan yang mendukung UML, baik itu tool komersial maupun opensource. Beberapa diantaranya adalah:

* Rational Rose (www.rational.com)
* Together (www.togethersoft.com)
* Object Domain (www.objectdomain.com)
* Jvision (www.object-insight.com)
* Objecteering (www.objecteering.com)
* MagicDraw (www.nomagic.com/magicdrawuml)
* Visual Object Modeller (www.visualobject.com)