[其它技巧]02UML概述.ppt

软件工程与UML,Email：hou-QQ:24400035,软件工程与UML 侯宗浩,软件工程与UML,第2章 UML概述,软件工程与UML,回忆,面向对象是世界观这个世界观可以简化我们处理问题的复杂性这个世界观被我们长期的使用，但只是在直觉的层面在以后的学习中，要有意识的培养自己的面向对象的分析能力，提升我们处理事情的效率，增加我们对客观世界和身边业务的理解,软件工程与UML,沟通贯穿整个开发周期,项目管理、需求分析、质量保证、维护等形式非正式的大纲高度详细和结构化的功能说明程序员非正式的理解原型系统,软件工程与UML,面向对象的历史,1960年-70年代COBOL,FORTRAN,C结构化分析和设计技术1980年-1990年前Smalltalk,Ada,C+,Visual Basic早期面向对象生成（代码）方法1990年中晚期JavaUMLUnified Process,软件工程与UML,沟通文档,建筑行业建筑工程图纸，建筑设计师跟建筑工人沟通的文档。机械制造业机械零件制造及组装等图，设计师跟工人沟通的文档。软件制造业UML开发人员与用户，软件设计师跟程序员沟通的文档，但不是唯一形式。,软件工程与UML,UML概念,UML Unified Modeling Language.Unified组合了当前最好的面向对象软件建模方法Grady Booch,James Rumbaugh,and Ivor Jacobson，UML三位主要贡献者1.OMT(James Rumbaugh)2.The Booch method(Grady Booch)3.OOSE(Ivar Jacobson),软件工程与UML,软件工程与UML,软件工程与UML,UML概念,Modeling用于表达现实的简化视图，以便于面向对象软件系统的设计与实现LanguageUML主要是遵循精确语法的图形语言,软件工程与UML,UML概念,目标：提供全面的建模语言，便于开发组所有成员通信交流以及跟用户沟通。,软件工程与UML,UML概念,UML是一种语言遵循特定的规则允许创建各种模型并不告诉设计者需要创建哪些模型并不提供开发过程UML是可视化语言UML是图形化语言图形便于交流（一幅图抵上千文字）UML是用于构造系统或理解系统的语言UML既支持正向工程，又支持反向工程,软件工程与UML,UML概念,UML是文档化语言将所建造的系统记录下来便于新程序员跟进开发产品新版本时很有用处,软件工程与UML,UML图,结构建模：类图(Class Diagrams)对象图(Object Diagrams)行为建模：用例图(Use Case Diagrams)交互图时序图(Sequence Diagrams)协作图(Collaborations Diagrams)活动图(Active Diagrams)状态图(State Transition Diagrams)体系结构建模：构件图(Component Diagrams)实施图(Deployment Diagrams),软件工程与UML,基本构造块,软件工程与UML,软件工程与UML,依赖关系,软件工程与UML,实现关系,继承关系,联合关系,软件工程与UML,常用的UML元素分析,模型元素在UML中，图作为一种可视化的方式聚集了相关需要表达的事物，并且表达了这些事物之间的关系。事物是对模型中最具有代表性的成分的抽象，关系描述了事物之间如何彼此关联、相互依赖或作用的。正是关系把构成系统的诸多事物结合成一个有机的整体。,软件工程与UML,常用的UML元素分析,事务事物是UML模型中面向对象基本的模块，它们在模型中属于静态部分。事物作为对模型中最具有代表性的成分的抽象，在UML中，定义了四种基本的面向对象的事物，分别是结构事物、行为事物、分组事物和注释事物等。,软件工程与UML,常用的UML元素分析,关系UML模型是由各种事物以及这些事物之间的各种关系构成的。关系是指支配、协调各种模型元素存在并相互使用的规则。UML中主要包含四种关系，分别是依赖、关联、泛化和实现。,软件工程与UML,常用的UML元素分析,依赖关系：依赖关系指的是两个事物之间的一种语义关系，当其中一个事物（独立事物）发生变化就会影响另外一个事物（依赖事物）的语义。,关联关系：关联关系是一种事物之间的结构关系，我们用它来描述一组链，链是对象之间的连接。,软件工程与UML,常用的UML元素分析,泛化关系：泛化关系是事物之间的一种特殊/一般关系，特殊元素（子元素）的对象可替代一般元素（父元素）的对象，也就是我们在面向对象学中常常提起的继承。,实现关系：实现关系也是UML元素之间的一种语义关系，它描述了一组操作的规约和一组对操作的具体实现之间的语义关系。,软件工程与UML,售票系统的类图,软件工程与UML,用例视图,用例视图是被称为参与者的外部用户所能观察到的系统功能的模型图。用例是系统中的一个功能单元，可以被描述为参与者与系统之间的一次交互作用。用例模型的用途是列出系统中的用例和参与者，并显示哪个参与者参与了哪个用例的执行。,软件工程与UML,用例视图,软件工程与UML,交互视图,交互视图描述了执行系统功能的各个角色之间相互传递消息的顺序关系。类元是对在系统内交互关系中起特定作用的一个对象的描述，这使它区别于同类的其他对象。交互视图显示了跨越多个对象的系统控制流程。交互视图可用两种图来表示：顺序图和协作图，它们各有不同的侧重点。,软件工程与UML,顺序图,顺序图表示了对象之间传送消息的时间顺序。每一个类元角色用一条生命线来表示即用垂直线代表整个交互过程中对象的生命期。生命线之间的箭头连线代表消息。顺序图可以用来进行一个场景说明即一个事务的历史过程。顺序图的一个用途是用来表示用例中的行为顺序。当执行一个用例行为时，顺序图中的每条消息对应了一个类操作或状态机中引起转换的触发事件。,软件工程与UML,顺序图,软件工程与UML,协作图,协作图对在一次交互中有意义的对象和对象间的链建模。对象和关系只有在交互的才有意义。类元角色描述了一个对象，关联角色描述了协作关系中的一个链。协作图用几何排列来表示交互作用中的各角色（如图3-4）。附在类元角色上的箭头代表消息。消息的发生顺序用消息箭头处的编号来说明。协作图的一个用途是表示一个类操作的实现。协作图可以说明类操作中用到的参数和局部变量以及操作中的永久链。当实现一个行为时，消息编号对应了程序中嵌套调用结构和信号传递过程。,软件工程与UML,协作图,软件工程与UML,状态机视图,状态机视图是一个类对象所可能经历的所有历程的模型图。状态机由对象的各个状态和连接这些状态的转换组成。每个状态对一个对象在其生命期中满足某种条件的一个时间段建模。当一个事件发生时，它会触发状态间的转换，导致对象从一种状态转化到另一新的状态。与转换相关的活动执行时，转换也同时发生。状态机用状态图来表达。,软件工程与UML,状态机视图,软件工程与UML,活动视图,活动图是状态机的一个变体，用来描述执行算法的工作流程中涉及的活动。活动状态代表了一个活动：一个工作流步骤或一个操作的执行。活动图描述了一组顺序的或并发的活动。活动视图用活动图来体现。单个用户案例？一个用户案例的一部分？一个包含多个用户案例的商务流程？一个类的单个方法？,软件工程与UML,活动视图,软件工程与UML,物理视图,前面介绍的视图模型按照逻辑观点对应用领域中的概念建模。物理视图对应用自身的实现结构建模，例如系统的构件组织和建立在运行节点上的配置。这类视图提供了将系统中的类映射成物理构件和节点的机制。物理视图有两种：实现视图和部署视图。,软件工程与UML,实现视图,实现视图为系统的构件建模型构件即构造应用的软件单元还包括各构件之间的依赖关系，以便通过这些依赖关系来估计对系统构件的修改给系统可能带来的影响。,软件工程与UML,实现视图,软件工程与UML,部署视图,部署视图描述位于节点实例上的运行构件实例的安排。节点是一组运行资源，如计算机、设备或存储器。这个视图允许评估分配结果和资源分配。,软件工程与UML,部署视图描述层,软件工程与UML,部署图 实例层,软件工程与UML,模型管理视图,模型管理视图对模型自身组织建模。一系列由模型元素（如类、状态机和用例）构成的包组成了模型。一个包(package)可能包含其他的包，因此，整个模型实际上可看成一个根包，它间接包含了模型中的所有内容。包是操作模型内容、存取控制和配置控制的基本单元。每一个模型元素包含于包中或包含于其他模型元素中。模型是从某一观点以一定的精确程度对系统所进行的完整描述。从不同的视角出发，对同一系统可能会建立多个模型，例如有系统分析模型和系统设计模型之分。模型是一种特殊的包。子系统是另一种特殊的包。它代表了系统的一个部分，它有清晰的接口，这个接口可作为一个单独的构件来实现。,软件工程与UML,包,软件工程与UML,扩展组件,UML包含三种主要的扩展组件：约束、构造型和标记值。约束是用某种形式化语言或自然语言表达的语义关系的文字说明。构造型是由建模者设计的新的模型元素，但是这个模型元素的设计要建立在UML已定义的模型元素基础上。标记值是附加到任何模型元素上的命名的信息块。这些组件提供了扩展UML模型元素语义的方法，同时不改变UML定义的元模型自身的语义。使用这些扩展组件可以组建适用于某一具体应用领域的UML用户定制版本。,软件工程与UML,扩展组件,软件工程与UML,各种视图间的关系,软件工程与UML,UML的通用机制,1.规则说明,如果把模型元素当成一个对象来看待，那么模型元素本身也应该具有很多的属性，这些属性用于维护属于该模型元素的数据值。属性是使用名称和标记值（Tagged Value）的值来定义的。标记值指的是一种特定的类型，可以是布尔型、整型或字符型，也可以是某个类或接口的类型。,软件工程与UML,UML的通用机制,2.修饰在UML的图形表示中，每一个模型元素都有一个基本符号，这个基本符号可视化地表达了模型元素最重要的信息。用户也可以把各种修饰细节加到这个符号上以扩展其含义。这种添加修饰细节的做法可以为图中的模型元素在一些视觉上的效果上发生一些变化。,软件工程与UML,UML的通用机制,3.通用划分通用划分是一种保证不同抽象概念层次的机制。通常我们可以采用两种方式进行通用划分，一种是对类和对象的划分，另外一种是对接口和实现的分离。类和对象的划分是指类是一个抽象而对象是这种抽象的一个实例化。接口和实现的分离是指接口声明了一个操作接口，但是却不实现其内容，而实现则表示了对该操作接口的具体实现，它负责如实地实现接口的完整语义。类和对象的划分保证了实例及其抽象的划分，从而使得对一组实例对象的公共静态和动态特征无需一一管理和实现，只需要抽象成一个类，通过类的实例化实现对对象实体的管理。,软件工程与UML,UML的扩展机制,1.构造型简而言之，构造型扩展机制的目的就是基于一个已存在的模型元素再重新定义一个新的模型元素。构造型的一般表现形式为使用“”包含构造型的名称在里面，例如、等。,软件工程与UML,UML的扩展机制,2.标记值标记值是由一对字符串构成，这对字符串包含一个标记字符串和一个值字符串，用来存储着有关模型元素或表达元素的一些相关信息。标记值，可以被我们用来扩展UML构造块的特性，可以根据我们的需要来创建详述元素的新元素。标记值可以与任何独立元素相关，包括模型元素和表达元素。标记值是当我们需要对一些特性进行记录的时候而给定元素的值。,软件工程与UML,UML的扩展机制,3.约束约束机制用于扩展UML构造块的语义，允许建模者和设计人员可以增加新的规则和修改现有的规则。约束可以表示在 UML 的规范表示中不能表示的语义关系，特别是当陈述全局条件或影响许多元素的条件时，约束特别有用。约束使用大括号和大括号内的字符串表达式表示，即约束的表现形式为约束的内容。约束可以附加在表元素、依赖关系，或注释上。,软件工程与UML,主要工具,Rational Rose、Visual UML 和 Microsoft Visio 是创建部署图的主要工具。相对而言，Rational Rose 的使用更为广泛。Rational Rose 是完整的软件工程工具。,选用好的工具不等于能开发出好的产品！,软件工程与UML,