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통합 모델링 언어

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목차

1. 개요

통합 모델링 언어(UML)는 소프트웨어 시스템의 구조와 행위를 시각적으로 표현하기 위해 개발된 표준 모델링 언어이다. 1990년대 중반, 그래디 부치, 제임스 럼버, 이바 야콥슨 ("쓰리 아미고")의 객체 지향 방법론을 통합하여 개발되었으며, 1997년 객체 관리 그룹(OMG)에 의해 UML 1.1이 표준으로 채택되었다. UML은 이후 여러 버전으로 발전하며, 현재 UML 2.x가 OMG 표준으로 사용되고 있다. UML은 시스템의 아키텍처를 다이어그램으로 표현하며, 구조 다이어그램, 행위 다이어그램, 상호 작용 다이어그램 등 다양한 구성 요소를 포함한다. UML은 소프트웨어 개발 방법론은 아니지만, 객체 지향 프로그래밍 시대의 주요 방법론과 호환되도록 설계되었으며, 시스템 공학, 비즈니스 프로세스 모델링, 데이터베이스 모델링 등 다양한 분야에서 활용된다. 그러나 언어의 복잡성, 코드와의 동기화 문제, 그리고 과도한 사용에 대한 비판도 존재한다.

2. 역사

UML은 1980년대 전반부터 1990년대 초반까지 객체 지향 분석 및 설계 분야에서 각자 활발히 활동하던 그래디 부치, 제임스 럼버, 이바 야콥슨에 의해 시작되었다. 이들은 '쓰리 아미고스(Three Amigos)'라고도 불리며, 각자의 방법론을 발전시켜왔다.[66] 1990년대 중반, 이들은 서로의 아이디어를 교환하며 각자의 방법론을 하나로 통합하려는 움직임을 보였다.

1994년, 제임스 럼버는 그래디 부치가 설립한 래셔널 소프트웨어(Rational Software Corporation)에 합류했고, 1년 뒤인 1995년에는 이바 야콥슨도 래셔널에 합류했다.[6] 이로써 당시 가장 널리 알려진 객체 지향 모델링 방법론인 객체 모델링 기법(OMT, 럼버), 부치 방법, 객체 지향 소프트웨어 공학(OOSE, 야콥슨)의 창시자들이 한자리에 모이게 되었다.[5][6]

객체 지향 방법론 및 표기법의 역사


1996년, 여러 모델링 언어의 난립이 객체 기술 도입을 지연시킨다고 판단한 래셔널 소프트웨어는 쓰리 아미고스의 주도 하에 공개적인 통합 모델링 언어 개발로 방향을 전환했다. 같은 해, UML 파트너스라는 컨소시엄이 결성되었는데, 여기에는 래셔널 소프트웨어 외에도 디지털 이큅먼트 코퍼레이션(DEC), 휴렛 팩커드(HP), IBM, 마이크로소프트, 오라클, 텍사스 인스트루먼트, 인텔리캅 등 여러 주요 기업들이 참여했다.[66][49] 이 컨소시엄은 통합 모델링 언어(UML) 사양을 완성하여 객체 관리 그룹(OMG)에 표준으로 제안하는 것을 목표로 삼았다.

UML 파트너스는 1997년 1월, UML 1.0 초안을 OMG에 제출했다. 이후 언어의 의미를 명확히 하고 다른 표준과의 통합 작업을 거쳐 UML 1.1 버전이 같은 해 8월 OMG에 다시 제출되었고, 1997년 11월에 OMG의 표준 모델링 언어로 공식 채택되었다.[6][7][51] OMG는 이후 UML의 관리를 맡아 지속적으로 발전시켜 나가게 된다.

2. 1. UML 1.x

UML은 1990년대 후반부터 발전해 왔으며, 그 뿌리는 1980년대 후반과 1990년대 초반에 개발된 객체 지향 프로그래밍 방법들에 있다. UML은 원래 부치 방법, 객체 모델링 기법(OMT), 객체 지향 소프트웨어 공학(OOSE)의 표기법을 기반으로 하여 이들을 하나의 언어로 통합한 것이다.[21]

래셔널 소프트웨어 코퍼레이션은 1994년 제너럴 일렉트릭에서 제임스 럼바우를 영입했다. 이로써 회사는 당시 가장 인기 있던 두 가지 객체 지향 모델링 접근 방식, 즉 럼바우의 객체 모델링 기법(OMT)과 그래디 부치의 방법을 모두 보유하게 되었다.[5] 얼마 지나지 않아 1995년, 이바 야콥슨이 자신의 회사 Objectory AB가 래셔널에 인수되면서 합류했다. 그는 객체 지향 소프트웨어 공학(OOSE) 방법의 창시자였다.[6] 이 세 명의 방법론자, 럼바우, 부치, 야콥슨은 이후 '쓰리 아미고스'로 불리게 되었다.

1996년, 래셔널은 다양한 모델링 언어의 난립이 객체 기술 채택을 저해한다고 판단하고, 이들의 통합 작업을 공개적인 통합 모델링 언어(UML) 개발로 전환했다. 같은 해 OOPSLA '96에서는 여러 객체 기술 관련 기업들이 모여 UML에 대해 논의했으며, 이 과정에서 럼바우의 OMT 표기법에서 사용되던 사각형 클래스 표기가 부치의 구름 모양 표기법을 대체하기로 결정되었다.[48]

쓰리 아미고스의 기술적 리더십 아래, 휴렛 팩커드, 디지털 이큅먼트 코퍼레이션, IBM, 마이크로소프트 등 여러 이해 관계자들이 참여한 국제 컨소시엄인 UML 파트너스[49]가 1996년에 결성되었다. 이 컨소시엄은 Unified Modeling Language|통합 모델링 언어영어(UML) 사양을 완성하고, 이를 객체 관리 그룹(OMG)에 표준화를 제안했다. UML 파트너스의 UML 1.0 초안은 1997년 1월 OMG에 제출되었다. 같은 달, 언어 구조의 정확한 의미를 정의하고 다른 표준화 노력과 통합하기 위해 크리스 코브린이 의장을 맡고 에드 아이크홀트가 관리하는 시맨틱스 태스크 포스[50]가 결성되었다. 이 작업의 결과물인 UML 1.1은 1997년 8월 OMG에 제출되었고, 1997년 11월 OMG 표준으로 채택되었다.[6][7][51]

UML 1.1은 여러 객체 지향 방법론의 표기법과 개념을 통합했다. 모델링 표기법 측면에서는 OMT의 표기법(예: 클래스나 객체를 사각형으로 표현)이 주로 채택되었고, 부치의 "구름" 표기법은 제외되었다. 하지만 부치 방법 특유의 상세 설계 기술 기능은 포함되었다. 야콥슨의 Objectory에서 유래한 유스케이스 다이어그램과 부치의 컴포넌트 다이어그램도 UML에 통합되었다. 또한, CRC 카드(켄트 백과 워드 커닝햄 고안), 객체 지향 역할 분석법(OORam)[52], 토니 바서먼[53]과 페터 필처[54]의 "객체 지향 구조 설계 (OOSD)[55]" 표기법, 레이 부어의 "Ada|에이다영어를 이용한 시스템 설계[56]", 아치 보웬[57]의 유스케이스 및 타이밍 분석, 폴 워드의 데이터 분석, 데이비드 하렐의 "상태도"[58] 등 다양한 당시의 객체 지향 기법들이 UML 형성에 기여했다. 이 과정에서 실시간 시스템 영역까지 포괄하려는 노력이 이루어졌다. 결과적으로 UML은 단일 프로세스 애플리케이션부터 분산 시스템까지 다양한 공학 문제에 사용할 수 있는 도구가 되었고, 거대한 사양을 가지게 되었다.

첫 번째 표준 릴리스 이후, 언어 개선을 위한 태스크 포스가 결성되어[6] UML 1.3, 1.4, 1.5와 같은 여러 소규모 개정판을 발표했다.[8] 그러나 UML 1.x 버전들은 의미론적 통합 측면에서 다소 약했으며, 표준 자체가 모호하고 일관성이 부족하다는 지적도 있었다.[9] 이러한 문제점들은 이후 UML 2.0에서 크게 개선되었다.

2. 2. UML 2.x

UML 2.0은 2005년에 버전 1.5를 대체하는 주요 개정판으로 발표되었다. 이는 언어의 기능을 개선하고 사용자 경험을 반영하기 위해 확장된 컨소시엄을 통해 개발되었다.[16]

이후 여러 버전이 발표되었으며, 주요 내용은 다음과 같다.

  • UML 2.1: 공식 사양으로 출시되지는 않았으나, 2007년에 버전 2.1.1과 2.1.2가 발표되었다.
  • UML 2.2: 2009년 2월에 출시되었다.
  • UML 2.3: 2010년 5월에 공식 출시되었다.[17]
  • UML 2.4.1: 2011년 8월에 공식 출시되었다.[17]
  • UML 2.5: 2012년 10월에 "진행 중" 버전으로 공개되었고, 2015년 6월에 공식 출시되었다.[17]
  • UML 2.5.1: 2017년 12월에 공식 채택되었다.[1]


UML 2.x 사양은 크게 네 부분으로 구성된다.

  • 슈퍼스트럭처(Superstructure): 다이어그램과 해당 모델 요소의 표기법 및 의미를 정의한다.
  • 인프라스트럭처(Infrastructure): 슈퍼스트럭처의 기반이 되는 핵심 메타모델을 정의한다.
  • 객체 제약 언어(OCL): 모델 요소에 대한 규칙을 정의하기 위한 언어이다.
  • UML 다이어그램 교환(UML Diagram Interchange): UML 2 다이어그램 레이아웃의 교환 방식을 정의한다.


UML 2.4.1 버전까지 각 표준의 최신 버전은 다음과 같았다.[18]

  • UML 슈퍼스트럭처 버전 2.4.1
  • UML 인프라스트럭처 버전 2.4.1
  • OCL 버전 2.3.1
  • UML 다이어그램 교환 버전 1.0


버전 2.5부터는 UML 사양이 단순화되어 슈퍼스트럭처와 인프라스트럭처 구분이 없어졌다. 현재 최신 표준 버전은 다음과 같다.[19]

  • UML 사양 2.5.1
  • OCL 버전 2.4


이러한 표준들은 개정 태스크 포스(Revision Task Force)를 통해 지속적으로 업데이트 및 개선되며 언어와 관련된 문제들을 해결해나가고 있다.[20]

3. UML 구성 요소

통합 모델링 언어(UML)는 객체 지향 프로그래밍을 사용하는 소프트웨어 집약 시스템을 개발할 때, 산출물을 명세화, 시각화, 문서화하기 위해 사용하는 표준 모델링 언어이다.[64] UML은 시스템의 구조적 청사진을 시각화하는 표준안을 제공하며, 행위자, 비즈니스 프로세스, 컴포넌트, 활동 등 다양한 모델 요소를 포함하여 시스템을 표현한다.[64][21]

UML은 데이터 모델링(개체-관계 모델), 비즈니스 모델링(업무 흐름), 객체 모델링, 컴포넌트 모델링 등 기존의 다양한 모델링 기법들의 장점을 통합하여 만들어졌다. 이는 Booch 방법론, 객체 모델링 기법(OMT), 객체 지향 소프트웨어 공학(OOSE) 등 여러 객체 지향 방법론에서 사용되던 표기법을 하나로 통합하려는 노력의 결과물이다.[64] UML의 개발과 표준화는 객체 관리 그룹(OMG)이 주도하고 있으며, 산업계의 실질적인 표준으로 자리 잡았다.[64]

UML은 시스템을 바라보는 두 가지 주요 관점, 즉 시스템의 정적 구조를 강조하는 정적(구조적) 관점과 시스템의 동적 행위를 강조하는 동적(행위적) 관점을 제공한다. 이러한 관점들은 다양한 종류의 다이어그램을 통해 시각적으로 표현된다. 시스템의 전체적인 모델은 이러한 다이어그램들과 모델 요소, 관련 문서 등을 포함한다. UML 자체의 구조는 메타모델링 기법인 메타 객체 시설(MOF)을 기반으로 정의된다.

UML 모델은 XMI 형식을 사용하여 서로 다른 UML 도구 간에 교환될 수 있으며, QVT와 같은 변환 언어를 통해 Java와 같은 다른 표현으로 자동 변환될 수도 있다. 또한, UML은 프로파일이나 스테레오타입과 같은 메커니즘을 통해 특정 목적에 맞게 확장하거나 커스터마이징할 수 있다.[65]

중요한 점은 UML은 통일된 모델링 '언어'이지, 통일된 개발 '방법론'은 아니라는 것이다. UML은 다양한 소프트웨어 개발 방법론과 함께 사용될 수 있는 유연한 표현 도구를 제공한다.

3. 1. 다이어그램

통합 모델링 언어(UML)는 소프트웨어를 중심으로 하는 시스템의 명세화, 시각화, 구축, 문서화에 사용되는 표준 언어이다.[64] UML 다이어그램은 이러한 시스템의 구조적 또는 행위적 측면을 시각적으로 표현하는 방법이다. UML은 그 자체로 개발 방법론은 아니지만,[24] 객체 지향 프로그래밍 시대의 주요 소프트웨어 개발 방법론과 호환되도록 설계되었다.

UML 다이어그램은 시스템 모델을 정적(구조적) 관점과 동적(행위적) 관점이라는 두 가지 다른 시각에서 나타낸다. 정적 관점은 시스템의 구조를, 동적 관점은 시스템의 동작과 상호작용을 강조한다. 상세한 내용은 각각 구조 다이어그램과 행위 다이어그램 섹션에서 다룬다.

UML 모델과 실제 다이어그램 집합은 구별된다. 다이어그램은 모델의 일부를 시각적으로 표현한 것이며, 모든 다이어그램을 합쳐도 모델 전체를 나타내지 않을 수 있다. 또한 다이어그램을 삭제해도 모델 자체는 변경되지 않는다.

UML 2.2 다이어그램의 계층 구조, 클래스 다이어그램으로 표시


UML 2 버전에서는 다이어그램을 크게 구조 다이어그램과 행위 다이어그램으로 나눈다.[21] 행위 다이어그램 중 일부는 객체 간의 상호작용을 특히 강조하는 상호 작용 다이어그램으로 세분화된다. 각 다이어그램에는 사용법, 제약 조건 등을 설명하는 주석을 추가할 수 있다. UML 모델은 XMI 형식을 사용하여 UML 도구 간에 교환될 수 있다.

3. 1. 1. 구조 다이어그램

UML 다이어그램은 시스템의 정적인 구조를 묘사하는 '''구조 다이어그램'''과 시스템의 동작을 묘사하는 '''행위 다이어그램'''으로 나뉜다. 행위 다이어그램은 다시 시스템 내의 각각의 동작을 묘사하는 것과 각각의 상호 작용을 묘사하는 '''상호 작용 다이어그램'''으로 세분화된다.

구조 다이어그램은 시스템의 정적 측면을 나타낸다.[21] 모델링 중인 시스템에 반드시 존재해야 하는 요소들을 강조하며, 시스템의 소프트웨어 아키텍처를 문서화하는 데 널리 사용된다. 예를 들어, 컴포넌트 다이어그램은 소프트웨어 시스템이 어떻게 컴포넌트로 분할되는지 설명하고 컴포넌트 간의 의존성을 보여준다.

구조 다이어그램[42][43]
다이어그램설명사용 빈도
클래스 다이어그램클래스, 형식, 그 내용, 그 관계성과 같은 정적 모델 요소의 집합을 도식화한다.높음
컴포넌트 다이어그램애플리케이션이나 시스템을 구성하는 컴포넌트를 도식화한다. 이들의 상호 관계, 상호 작용, 공개 인터페이스도 기술한다.중간
배포 다이어그램시스템의 실행 아키텍처를 도식화한다. 하드웨어 및 소프트웨어의 실행 환경 각각을 노드로 나타내고, 이들을 결합하는 미들웨어도 기술한다.중간
복합 구조 다이어그램클래스, 컴포넌트, 유스케이스와 같은 분류자의 내부 구조를 도식화한다. 분류자와 시스템 내 파트의 상호 작용 포인트도 함께 기술한다.낮음
패키지 다이어그램모델 요소의 패키지 분할 구성을 도식화한다. 패키지 간의 의존 관계도 기술한다.낮음
객체 다이어그램특정 시점에서의 객체와 그 관계성을 도식화한다. 클래스 다이어그램 또는 커뮤니케이션 다이어그램의 특별한 경우를 기술한다.낮음
프로파일 다이어그램프로토타입 기반의 객체 디자인을 나타낸다.낮음



클래스 다이어그램

3. 1. 2. 행위 다이어그램

행위 다이어그램은 시스템의 동적인 측면을 나타낸다. 이는 모델링되는 시스템에서 무엇이 일어나야 하는지를 강조하며, 시스템의 행위를 묘사하므로 소프트웨어 시스템의 기능을 설명하는 데 광범위하게 사용된다. 예를 들어, 액티비티 다이어그램은 시스템 구성 요소에 대한 비즈니스 및 운영 단계별 활동을 설명한다.[21]

UML 다이어그램은 시스템의 정적인 구조를 묘사하는 '''구조 다이어그램'''과 시스템의 동작을 묘사하는 '''행위 다이어그램'''으로 나뉜다. 행위 다이어그램은 다시 시스템 내의 각각의 동작을 묘사하는 것과 각각의 상호 작용을 묘사하는 '''상호 작용 다이어그램'''으로 세분화된다.

행위 다이어그램의 주요 종류는 다음과 같다.

행위 다이어그램[44][45]
다이어그램설명사용 빈도
액티비티 다이어그램고수준 업무 프로세스를 도식화한다. 시스템 내 데이터 흐름, 복합 로직의 로직을 모형화한다.높음
상태 머신 다이어그램객체 또는 상호 작용을 내포한 상태와 상태 전이의 도식화. 상태도, 상태 차트도, 상태 전이도라고도 불린다.중간
유스케이스 다이어그램유스케이스, 액터, 이들의 상호 관계를 도식화한다.중간



=== 상호 작용 다이어그램 ===

상호 작용 다이어그램은 행위 다이어그램의 하위 집합으로, 시스템의 여러 부분 간의 제어 흐름과 데이터 흐름을 강조한다.

상호 작용 다이어그램[46][47]
다이어그램설명사용 빈도
시퀀스 다이어그램분류자 간의 메시지 교환에서의 시계열 효과를 묘사하는 순차 논리의 모델 다이어그램이다.높음
상호작용 개요 다이어그램시스템이나 업무 프로세스 내의 제어 흐름 개요를 도식화한다. 각 노드/액티비티를 다른 상호 작용 개요 다이어그램 표기로 하여 중첩 구도를 만들 수 있다. 액티비티 다이어그램의 파생으로 여겨진다.낮음
타이밍 다이어그램분류자 인스턴스나 역할자의 상태 또는 조건의 변화를 도식화한다. 응답이나 외부 이벤트에 의한 객체의 상태 변화를 묘사한다.낮음
커뮤니케이션 다이어그램클래스의 인스턴스, 상호 관계, 메시지 흐름을 도식화한다. 메시지를 송수신하는 객체의 구조적 구성에 주목한다. 이전에는 협업 다이어그램(Collaboration Diagram)으로 불렸다.낮음



시퀀스 다이어그램


상호 작용 개요 다이어그램

3. 2. 모델 요소

통합 모델링 언어(UML)는 시스템의 구조적 청사진을 시각화하는 표준안을 제공하며, 다음과 같은 모델 요소들을 포함한다:[64][21]

여행 예약 시스템의 컴포넌트 예시


UML에서 '''아티팩트'''(Artifacteng)[27]는 "소프트웨어 개발 프로세스 또는 시스템의 배포 및 운영에 사용되거나 생성되는 물리적 정보 조각의 명세"로 정의된다.[1] 아티팩트의 예시로는 모델 파일, 소스 파일, 스크립트, 이진 실행 파일, 데이터베이스 시스템의 테이블, 개발 결과물, 워드 프로세싱 문서, 또는 메일 메시지 등이 있다.[1]

아티팩트는 노드 (장치 및 실행 환경)에 배포되는 물리적 실체를 의미한다.[1] 클래스나 컴포넌트와 같은 다른 UML 요소는 먼저 아티팩트로 구체화된 후, 이 아티팩트의 인스턴스가 시스템에 배포된다. 아티팩트는 다른 아티팩트로 구성될 수도 있다.

3. 3. 모델

모델은 이학 및 공학 분야에서 유용하게 쓰이는 개념이다. 가장 일반적인 의미에서 "모델을 만든다"는 것은, 잘 모르는 대상을 이해하기 위해 도움이 될 만한 다른 어떤 것을 사용하는 것을 뜻한다. 어떤 분야에서는 이 모델이 일련의 수식(방정식) 집합으로 정의되기도 하며, 다른 분야에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 모델로 삼기도 한다.

UML은 객체 지향 프로그래밍 소프트웨어 집약 시스템을 개발할 때 산출물을 명세화, 시각화, 문서화할 때 사용한다.[64] UML 모델은 시스템의 구조적 청사진을 시각화하는 표준안을 제공하며[64], 다음과 같은 요소를 포함하여 시스템 아키텍처의 청사진을 다이어그램으로 시각화하는 방법을 제공한다:[21]

UML은 데이터 모델링(개체-관계 모델), 비즈니스 모델링(업무 흐름), 객체 모델링, 부품 모델링의 최선의 기술을 조합한다. UML의 목표는 동시적 분산 시스템을 모델링 하는 표준 언어다.[64] UML 모델은 시스템 자체의 목적 행동을 설명하는 언어이며, 시스템의 구현 방법을 설명하는 수단은 아니다.

UML 모델과 시스템의 다이어그램 집합을 구별하는 것이 중요하다. 다이어그램은 시스템 모델의 부분적인 그래픽 표현이다. 다이어그램의 목적은 시스템을 여러 가지 시각에서 볼 수 있는 뷰(View)를 제공하는 것이며, 이러한 뷰의 집합을 모델(Model)이라고 한다. 다이어그램 집합이 모델을 완전히 커버할 필요는 없으며, 다이어그램을 삭제해도 모델은 변경되지 않는다. 모델은 모델 요소와 다이어그램을 구동하는 문서(예: 작성된 유스 케이스)를 포함할 수도 있다.

UML 다이어그램은 시스템 모델의 두 가지 다른 관점을 나타낸다.

  • '''정적'''(또는 ''구조적'') 관점: 객체, 속성, 연산 및 관계를 사용하여 시스템의 정적 구조를 강조한다. 여기에는 클래스 다이어그램과 복합 구조 다이어그램이 포함된다.
  • '''동적'''(또는 ''행위적'') 관점: 객체 간의 협업과 객체의 내부 상태 변화를 보여줌으로써 시스템의 동적 동작을 강조한다. 이 관점에는 시퀀스 다이어그램, 활동 다이어그램 및 상태 머신 다이어그램이 포함된다.


UML 모델은 OMG가 지원하는 QVT와 같은 변환 언어 등을 이용해 다른 표현(예: Java)으로 자동 변환될 수 있다. 또한 XMI 형식을 사용하여 UML 도구 간에 교환될 수 있다. UML은 확장할 수 있으며 커스터마이제이션을 위한 메커니즘인 프로파일 (UML), 스테레오타입 (UML)을 제공한다.[65] 프로파일을 이용한 확장의 의미는 UML 2.0에서 개선되었다.

UML에서 행위 모델링의 핵심 도구 중 하나는 OOSE에서 비롯된 유스 케이스 모델이다. 유스 케이스는 시스템의 필요한 사용을 지정하는 방법이다. 일반적으로 시스템의 요구 사항, 즉 시스템이 수행해야 하는 작업을 캡처하는 데 사용된다.

UML에서 '''아티팩트'''[27]는 소프트웨어 개발 프로세스 또는 시스템의 배포 및 운영에 사용되거나 생성되는 물리적 정보 조각의 명세이다.[1] 아티팩트의 예로는 모델 파일, 소스 파일, 스크립트, 이진 실행 파일, 데이터베이스 시스템의 테이블, 개발 결과물, 워드 프로세싱 문서, 또는 메일 메시지가 있다.[1] 아티팩트는 노드[1](즉, 장치 및 실행 환경)에 배포되는 물리적 실체이다. 클래스 및 컴포넌트와 같은 다른 UML 요소는 먼저 아티팩트로 구체화되고, 이러한 아티팩트의 인스턴스가 배포된다. 아티팩트는 다른 아티팩트로 구성될 수도 있다.

UML은 모델 중심 공학 (MDE)이나 모델 중심 아키텍처 (MDA)와 같은 모델 중심의 기술이 발전하는 계기가 되었다. 클래스, 컴포넌트, 일반화, 집약과 같은 개념의 시각적인 표기법에 대한 업계의 합의를 얻게 됨으로써, 소프트웨어 개발자는 설계나 구조(아키텍처)에 집중할 수 있게 되었다. UML은 소프트웨어의 모델링에만 이용되는 것은 아니다. 비즈니스 프로세스의 모델링이나 시스템 공학적 모델링에도 사용되며, 조직의 구조도를 표현하는 데에도 사용할 수 있다. Systems Modeling Language|시스템 모델링 언어영어(SysML)는 UML 2.0 프로파일로 정의된 시스템 공학용 도메인 특화 모델링 언어이다.

3. 4. 메타모델링

객체 관리 그룹(OMG)은 통합 모델링 언어(UML)를 정의하기 위해 메타 모델링 아키텍처인 메타 객체 시설(MOF)을 개발했다.[28] UML의 공식적인 정의는 이 MOF의 메타 모델을 사용하여 수행된다.

메타 객체 시설(MOF)의 4계층 아키텍처


MOF는 그림과 같이 4개의 계층으로 구성된 아키텍처를 가진다.

  • M3 계층 (메타-메타 모델): 가장 상위 계층으로, MOF 자체를 정의하는 언어이다. 이 M3 모델을 사용하여 하위 계층의 메타 모델(M2 모델)을 구축한다.
  • M2 계층 (메타 모델): M3 언어로 기술되는 모델이다. 대표적인 예로 UML 자체의 구조를 정의하는 UML 메타 모델이 있다. M2 모델은 M1 계층의 모델을 만드는 규칙을 정의한다.
  • M1 계층 (모델): M2 메타 모델의 규칙에 따라 작성되는 사용자 모델이다. 예를 들어, 특정 시스템을 UML로 모델링한 결과물이 M1 모델에 해당한다.
  • M0 계층 (데이터/실행 인스턴스): 시스템이 실제로 실행될 때의 객체나 데이터 값 등, 런타임 인스턴스를 나타낸다. M1 모델의 인스턴스에 해당한다.[29]


UML 메타 모델과 같은 MOF 기반 모델들은 XML 메타데이터 교환(XMI) 형식을 사용하여 저장하거나 교환할 수 있다.

메타 모델은 스테레오타입이라는 메커니즘을 통해 확장될 수 있다. 그러나 이 메커니즘은 일부 전문가들로부터 특정 상황에서 불충분하거나 유지보수가 어렵다는 비판을 받기도 했다.[30]

UML은 소프트웨어 개발뿐만 아니라, 비즈니스 프로세스 모델링이나 시스템 공학적 모델링에도 활용된다. 예를 들어, 시스템 공학을 위한 도메인 특화 모델링 언어인 시스템 모델링 언어(SysML)는 UML 2.0 프로파일로 정의되었다. 이는 UML의 메타모델링 구조가 다양한 분야로 확장될 수 있음을 보여준다.

UML의 등장은 모델 중심 공학(MDE)이나 모델 중심 아키텍처(MDA)와 같은 모델 기반 개발 기술의 발전을 촉진하는 계기가 되었다. 클래스, 컴포넌트 등의 개념에 대한 시각적 표기법에 대한 산업 표준을 제공함으로써 개발자들이 소프트웨어 설계와 구조에 더 집중할 수 있게 되었다. 또한, UML 모델은 OMG가 지원하는 QVT와 같은 변환 언어를 사용하여 자바와 같은 다른 프로그래밍 언어 코드로 자동 변환될 수도 있다.

4. UML과 소프트웨어 개발



UML의 공식적인 정의는 OMG가 메타-오브젝트 시설|Meta-Object Facilityeng(MOF)이라는 메타 모델을 사용하여 이루어진다. 다른 MOF 기반 사양과 마찬가지로, UML 메타 모델과 UML 모델은 XMI 형식을 통해 저장하고 교환할 수 있다. UML은 본래 소프트웨어를 중심으로 하는 시스템의 사양을 기술하고, 시각화하며, 구축하고, 문서화하기 위해 설계되었다.

하지만 UML은 소프트웨어 모델링에만 국한되지 않는다. 비즈니스 프로세스 모델링이나 시스템 공학적 모델링에도 활용되며, 조직의 구조도를 표현하는 데에도 사용될 수 있다. 특히, 시스템 모델링 언어|Systems Modeling Languageeng(SysML)는 UML 2.0 프로파일을 기반으로 정의된 시스템 공학용 도메인 특화 모델링 언어이다.

UML은 모델 중심 공학(MDE)이나 모델 중심 아키텍처(MDA)와 같은 모델 중심 기술 발전에 기여했으며[24], 클래스, 컴포넌트 등 주요 개념의 시각적 표기법에 대한 업계 표준을 마련하여 개발자가 설계와 구조에 집중할 수 있도록 도왔다. UML 모델은 QVT와 같은 변환 언어를 통해 다른 표현(예: 자바 코드)으로 자동 변환될 수도 있다.

초기 UML은 클래스 기반의 객체 지향 개발에 주로 사용되었으나, UML 2.0부터는 프로파일 다이어그램이 도입되어 프로토타입 기반의 디자인 방식에도 대응할 수 있게 되었다.

UML은 특정 개발 방법론이라기보다는, OMT, 부치, OOSE/Objectory 등 당시 주요 객체 지향 방법론들에서 사용되던 표기법을 통합한 통합된 모델링 언어이다.[67][24] 14가지 종류의 다이어그램을 통해 UML은 다양한 소프트웨어 개발 방법론에 적용될 수 있는 풍부한 표현력을 제공한다.

4. 1. 소프트웨어 개발 방법론

UML 그 자체는 개발 방법이 아니다.[67][24] 하지만 UML은 그 당시 주도적이었던 객체 지향 프로그래밍 소프트웨어 개발 방법론과 잘 어울리도록 설계되었다. 예를 들어 Booch 방법론, 객체 모델링 기법(OMT), Objectory(OOSE) 등이 있다. UML이 발전함에 따라, 객체 모델링 기법과 같은 일부 기존 방법론들은 UML의 장점을 활용하기 위해 개선되기도 했다.

또한 UML을 기반으로 한 새로운 방법론들도 등장했다. 이 중 IBM 래셔널 통합 프로세스(RUP)가 가장 잘 알려져 있다. 이 외에도 추상 방법론(Abstraction Method), 동적 시스템 개발 방법론 등 특정 문제 해결이나 다른 목적을 위해 설계된 여러 UML 기반 방법론이 존재한다.

UML은 통합된 모델링 언어이지, 통합된 개발 방법론은 아니다. UML은 당시 주요 객체 지향 방법론이었던 OMT, Booch 방법론, OOSE/Objectory에서 사용되던 서로 다른 모델링 표기법을 하나로 통합한 것이다. 14가지 종류의 다이어그램을 통해 UML은 다양한 소프트웨어 개발 방법론에 적용될 수 있는 풍부한 표현력을 제공한다.

4. 2. 모델 중심 개발(MDD)

UML은 모델 중심 공학(MDE)이나 모델 중심 아키텍처(MDA)와 같은 모델 중심 기술이 발전하는 데 중요한 역할을 했다. 클래스, 컴포넌트, 일반화, 집약 같은 핵심 개념들을 시각적으로 표현하는 방법에 대해 업계 표준을 마련함으로써, 소프트웨어 개발자들이 실제 코드 구현보다는 설계나 전체 구조(아키텍처)에 더 집중할 수 있는 환경을 만들었다.

또한, UML로 만들어진 모델은 OMG가 지원하는 QVT와 같은 변환 언어를 통해 자바 코드 등 다른 형태로 자동 변환될 수도 있다.

5. UML의 활용 분야

통합 모델링 언어(UML)는 주로 객체 지향 프로그래밍을 사용하는 소프트웨어 중심 시스템을 개발할 때, 그 결과물을 명확하게 정의하고(명세화), 눈으로 보기 쉽게 표현하며(시각화), 관련 내용을 기록(문서화)하는 데 사용되는 표준화된 언어이다.[64] UML은 시스템의 구조적인 설계도, 즉 청사진을 시각적으로 나타내는 표준 방법을 제공하며, 여기에는 다음과 같은 요소들이 포함될 수 있다:



UML은 데이터 모델링(특히 개체-관계 모델), 비즈니스 모델링(업무 흐름 모델링), 객체 모델링, 부품 모델링 등 기존의 다양한 모델링 기법에서 가장 좋은 부분들을 통합하여 만들어졌다.

UML의 활용 범위는 단순히 소프트웨어 개발 프로세스에만 국한되지 않는다. 소프트웨어 모델링 외에도 비즈니스 프로세스를 모델링하거나 시스템 공학 분야의 모델링 작업에도 사용될 수 있으며, 심지어 조직의 구조를 도식화하는 데에도 적용될 수 있다. 이처럼 다양한 분야에서의 활용 가능성은 UML이 모델 중심 공학 (MDE)이나 모델 중심 아키텍처 (MDA)와 같은 모델 기반 개발 기술이 발전하는 데 중요한 계기가 되었음을 보여준다. 개발자들은 UML을 통해 클래스, 컴포넌트, 일반화, 집약과 같은 복잡한 개념들을 시각적으로 표현하는 데 있어 업계 표준의 합의를 얻게 되었고, 이를 통해 소프트웨어의 설계나 전체 구조(아키텍처)에 더욱 집중할 수 있게 되었다.

또한, UML로 만들어진 모델은 객체 관리 그룹(OMG)에서 지원하는 QVT와 같은 변환 표준 언어를 사용하여 자바와 같은 다른 프로그래밍 언어나 표현 방식으로 자동 변환될 수도 있다.

중요한 점은 UML이 통일된 개발 '방법론'이 아니라, 통일된 '모델링 언어'라는 것이다. 즉, 특정 개발 방식을 강요하는 것이 아니라, 다양한 개발 방법론(예: OMT, 부치 법, OOSE/Objectory 등)에서 공통적으로 사용할 수 있는 표준 표기법을 제공하는 데 목적이 있다. UML은 14가지의 다양한 다이어그램을 제공하여 여러 종류의 소프트웨어 개발 상황과 요구사항에 맞춰 유연하게 사용될 수 있는 표현력을 갖추고 있다.

5. 1. 시스템 공학

UML은 소프트웨어 모델링 외에도 시스템 공학적 모델링에 사용된다. 시스템 모델링 언어|시스템 모델링 언어eng(SysML)는 UML 2.0 프로파일로 정의된 시스템 공학용 도메인 특화 모델링 언어이다.

5. 2. 비즈니스 프로세스 모델링

통합 모델링 언어(UML)는 본래 소프트웨어 중심 시스템의 명세화, 시각화, 구축, 문서화를 위해 설계되었지만, 그 활용 범위는 소프트웨어 모델링에만 국한되지 않는다.[64] UML은 데이터 모델링(개체-관계 모델), 비즈니스 모델링(업무 흐름), 객체 모델링, 부품 모델링 등 기존의 다양한 모델링 기법들의 장점을 통합하여 만들어졌다.

특히 UML은 비즈니스 프로세스를 모델링하는 데에도 유용하게 사용될 수 있다. 소프트웨어 개발뿐만 아니라 기업이나 조직의 업무 흐름을 분석하고 시각화하는 데 활용될 수 있으며, 더 나아가 시스템 공학적 모델링이나 조직의 구조도를 표현하는 데에도 적용 가능하다. 이는 UML이 특정 분야에 얽매이지 않고 다양한 영역에서 활용될 수 있는 유연하고 강력한 모델링 언어임을 보여준다.

5. 3. 데이터베이스 모델링

통합 모델링 언어(UML)는 시스템의 구조적 청사진을 시각화하는 표준안을 제공하며, 이 과정에서 데이터베이스 스키마를 명세화하고 시각화하는 데에도 사용될 수 있다.[64] 또한 UML은 데이터 모델링, 특히 개체-관계 모델과 같은 기존의 모델링 기술들을 통합하여 활용한다.[65]

6. 비판 및 한계

UML은 모델링 표준으로 널리 인식되어 사용되고 있지만, 언어의 복잡성, 실제 코드와의 동기화 문제 등 여러 측면에서 비판을 받고 있다.[23][31][32][33][59][61][62]

6. 1. 복잡성

UML은 모델링 표준으로 널리 인식되어 사용되고 있지만, 여러 문제점이 지적된다. 2013년 OMG는 여러 분야에서 UML을 마케팅했지만, 주로 소프트웨어 개발에 초점을 맞추었고 그 성공은 제한적이었다.[23][31] MS 비주얼 스튜디오는 사용 부족을 이유로 2016년에 UML 지원을 중단했으며,[34] 구글 트렌드에 따르면 UML에 대한 관심은 2004년부터 꾸준히 감소하는 추세를 보이고 있다.[35]

UML이 설계의 은탄환처럼 여겨져 문제가 발생하는 경우도 있었다. 시스템의 모든 부분을 UML로 설계하는 과도한 사용이나, 초보자도 UML로 쉽게 설계할 수 있다고 가정하는 것은 UML 오용의 대표적인 사례이다.[32]

UML은 많은 구문을 가진 방대하고 복잡한 언어로 여겨진다. 이바 야콥슨을 포함한 일부 전문가들은 UML의 크기가 너무 커서 학습을 방해하고 결국 기술 채택을 저해한다고 지적한다.[33][61]

주요 비판점은 다음과 같다.

  • '''언어 비대화''': UML이 불필요하게 크고 복잡해지고 있다는 비판이 많다.[59] 수많은 다이어그램과 구성 요소 중 일부는 거의 사용되지 않거나 불필요하다는 지적이 있으며, 특히 UML 2.0 이후 위원회적 타협이 늘면서 이러한 비판이 증가했다. 예를 들어, SysML[60]은 UML 2.0의 13가지 다이어그램 중 7가지만 사용하고, 추가로 2가지 다이어그램(요구사항도, 파라메트릭도)과 할당 테이블을 도입했다.
  • '''학습 및 채택의 어려움''': 언어의 비대화와 맞물려 UML을 배우고 실제 개발에 적용하는 것이 점점 어려워지고 있다.[61]
  • '''코드와의 동기화 문제''': UML 모델은 실제 동작하는 시스템을 반영해야 하지만, 코드와 모델 간의 동기화를 유지하기 어렵다. 잭 리브스(Jack Reeves)는 "코드가 곧 설계"라고 표현하며[62], UML 모델링보다는 실제 코드 작성을 중시하는 관점을 제시했다. UML에서 소스 코드나 실행 코드를 생성하는 도구도 있지만, UML 2.0의 액션 시맨틱스(Action Semantics)가 튜링 완전한지에 대한 논란이 있어 완전한 코드 생성을 보장하기 어렵다.
  • '''임피던스 불일치''': UML은 다양한 프로그래밍 언어와의 호환성을 목표로 하지만, 특정 언어(특히 정통 객체 지향 언어가 아닌 경우)와 UML 사이에 공통점이 적어 모델과 실제 구현 간의 불일치가 발생할 수 있다. 개발자들은 UML과 프로그래밍 언어 모두에서 쉽게 표현 가능한 솔루션을 선호하는 경향이 있지만, 이러한 불일치는 문제가 될 수 있다.
  • '''겉모습의 불통일감''': 다양한 다이어그램들이 통합되는 과정에서 전체적인 통일성이 부족하다는 비판도 제기된다.
  • '''팔방미인 문제''': UML은 범용 모델링 언어이므로, 특정 프로젝트의 목표 달성을 위해서는 개발팀이 사용할 UML 기능을 선별해야 한다. 하지만 UML의 적용 범위를 특정 영역으로 제한하는 표준화된 방법이 부족하다는 점도 비판의 대상이다.


버트란드 마이어와 에드워드 요던은 잡지 "American Programmer"에 기고한 "UML: The Positive Spin"이라는 글에서 UML을 패러디 형식으로 비판하기도 했다.[59]

6. 2. 코드와의 동기화 문제

UML 모델링은 단순히 보기 좋은 모델을 만드는 것보다 실제로 작동하는 시스템을 정확히 반영해야 한다. 잭 리브스(Jack Reeves)는 "코드는 설계이다"라고 말하며 이 점을 강조했다.[62] 이러한 관점에서 볼 때, 소프트웨어 개발 방식의 개선이 필요하다는 지적이 나온다. UML 모델로부터 소스 코드나 실행 코드를 자동으로 생성하는 도구도 존재한다. 하지만 UML 2.0의 액션 시맨틱(Action Semantics)이 튜링 완전한지에 대한 명확한 결론이 없어, 이러한 코드 생성 기능만으로는 충분하지 않다는 한계가 있다.

6. 3. 임피던스 불일치

UML은 다른 표기법과 비교하여 시스템을 간결하고 효율적으로 표현할 수 있다. 이로 인해 개발자들은 UML과 프로그래밍 언어 모두로 기술하기 용이한 해결책을 선호하는 경향을 보인다. 그러나 사용하는 프로그래밍 언어가 정통 객체 지향 언어가 아닐 경우, UML과 해당 언어 간의 공통점이 줄어들어 표현 방식이나 개념상의 차이로 인한 문제가 커질 수 있다. 이러한 모델과 실제 구현 코드 사이의 불일치 또는 비호환성 문제를 '임피던스 불일치'라고 한다.

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