Rose建模实践指南.ppt

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1、1,第2章Rational Rose建模实践指南,2,本章导读,Rational Rose是面向对象分析与设计建模最好的工具，它的应用领域宽，应用时间长，也较为成熟，但是在国内普及面不广。当前，它是IT企业常用的CASE工具之一，计算机及软件专业方向的大学生、研究生和软件工程师必须学会它，掌握它，并用它来解决面向对象分析与设计建模的实际问题。Rational Rose的理论基础是统一建模语言UML，在学习Rational Rose之前，必须对UML有所了解。由于UML本身也较为复杂，所以学习Rational Rose比学习PowerDesigne要困难得多。但是，天下无难事，只要肯攀登！,3,

2、本章对读者的要求,4,Rational Rose概述,解决面向对象问题的核心是建模，即建立系统的Rose模型。软件系统内部的高内聚、低耦合程度以及维护成本是软件设计的所关注的问题，Rational Rose是基于UML而产生的，是软件开发过程中的不可或缺的一个建模工具。,5,Rational Rose主要特点,支持多种语言,如Ada、CORBA、Visual Basic、Java等；支持模型的Internet发布；可以生成简单、清晰且定制灵活的文档；双向工程保证了模型和代码高度一致；支持逆向工程，建立代码框架；支持多种关系型数据库的建模；从需求分析到测试，在整个软件生命周期中，都为团队开发提供

3、强有力的支持。,6,Rational Rose的作用,整个开发团队可以使用用况图，来获得一个系统高层次的视图，并且可以协商项目的范畴；项目经理可以使用用况图和文档，把项目分解成便于管理的多个模块；系统分析员和客户在看到用况规格描述文档的时候，就可以明白系统将会提供什么样的功能；技术编写者在看到用况规格描述文档时，就可以着手编写用户手册和培训计划；系统分析员和软件开发者在看到时序图和协作图时，就可以明白整个系统的逻辑流程、对象以及对象之间的消息；,7,Rational Rose的作用,质量检测员可以使用用况文档、时序图、协作图获得测试脚本所需要的信息；软件开发人员使用类图和状态图，可以获得系统模

4、块的详细视图以及模块之间的关系；部署人员在使用组件图和部署图时，就可以明白哪些是可执行文件或DLL文件，以及其他的一些组件是如何创建的，这些组件该部署在网络中哪些地方；整个团队使用Rose模型，就可以确定从需求到编码的整个过程，并且从编码到需求这个逆过程也是可以追踪的。,8,安装Rational Rose,(1)双击Rational Rose 2003的安装程序，进入安装界面，如图2-1所示；(2)单击【下一步】按钮，进入如图2-2所示界面，此时用户可以选择要安装的产品，一般选择“Rational Rose Enterprise Edition”；(3)单击【下一步】按钮，进入如图2-3所示界

5、面，在图2-3中选择“Desktop installation from CD”选项，表示创建一个本地的应用程序而不是网络的；(4)单击【下一步】按钮，进入安装向导界面，如图2-4所示；(5)单击【Next】按钮，进入产品声明界面，如图2-5所示；(6)单击【Next】按钮，进入协议许可界面，如图2-6所示；(7)单击【Next】按钮，进入安装路径设置界面，如图2-7所示，单击“Change”按钮设置安装路径；(8)单击【Next】按钮，进入安装设置界面，如图2-8所示；(9)单击【Next】按钮，进入开始安装界面，如图2-9所示；(10)单击【Install】按钮，开始拷贝文件到安装目录，如

6、图2-10所示；(11)安装完毕，将自动弹出如图2-11所示对话框，用户必须对该软件进行注册方能使用该软件；(12)安装成功，进入Rational Rose界面，如图2-12所示。,9,安装界面,10,Rational Rose的使用,Rose 是菜单驱动式的CASE工具，可以通过工具栏使用其常用功能，如图2-13所示。Rose支持8种不同类型的UML图：用况图（Use Case Diagram）活动图(Activity Diagram)时序图（Sequence Diagram）协作图(Collaboration Diagram)类图(Class Diagram)状态图(Statechart

7、Diagram)组件图（Component Diagram）部署图(Deployment Diagram)。,11,Rose界面简介,Rose主界面如图2-13所示，它由5个部分组成：(1)Browser窗口:浏览器窗口，用于快速启动模型；(2)Documentation窗口：文档窗口，用于快速访问通用命令；(3)Diagram窗口：编辑区，用于显示和编辑多个UML图；(4)日志窗口：用于观看错误和各种各样命令的结果报告；(5)工具栏窗口：显示有关工具图标。,12,图2-13 Rose的主界面,13,Rose建模简介,Rose创建的模型文件后缀名为.mdl，模型的创建的一般步骤:(1)创建模型

8、点击菜单栏中【File】项，选择【New】选项，或者直接点击标准菜单栏中的【Create New Model or File】按钮；弹出如图2-13所示的对话框，选择要用到的框架，单击【OK】按钮，或者【Cancel】按钮。(2)保存模型保存模型是创建模型的逆过程，点击菜单栏中【File】项，选择【Save】选项，或者直接点击标准菜单栏中的【Save Model,File,or Script】按钮；(3)发布模型点击菜单栏中的【Tools】项，选择【Web Publisher.】项，跳出如图2-14所示对话框；在图2-14中，选择要发布到web页面上的内容和HTML页面要保存的位置，单击【Pu

9、blish】按钮，Rose模型就发布到web页面上，打开所保存的.html文件，就可以看到Rose模型，如图2-15所示。,14,发布模型和保存.html文件的窗口,15,用Rational Rose设计用况模型,用况模型(Use Case Model)又称为用例模型，它是所有用况、参与者以及相关关系的集合，是关于系统功能和环境的模型。一个用况就是系统要实现的一项功能，即使用用况来描述系统要做什么。用况模型是软件需求分析结果的可视化表示。另外，参考文献1中所讲的“业务模型、功能模型、数据模型”这三个模型的建模思想与建模方法论，也可以用建模工具Rational Rose来加以实现。,16,理解用

10、况模型中的元素,1用况图(Use Case Diagram)确定系统中所包含的参与者、用况和两者之间或其自身的关系，用况图是基于系统要实现的功能的一个可视化描述。(1)参与者(Actor)(2)用况(Use Case)用况是用来描述参与者使用系统，以达到某个目标时所涉及到的一系列的场景的集合。一个用况的核心并不是上述的图标，而是一个规格化的叙述型文档，它描述了参与者要实现某项功能的事件流程，展示和体现了其所描述的过程中的需求情况。用况名称一般以“做什么”即“动宾词组”形式来命名。(3)用况和参与者及自身的关系泛化关系(generalization)包含关系(include)扩展关系(exten

11、d),17,理解用况模型中的元素,2.用况规约(Use Case Specification)所谓规约，就是业务规则的规格说明。针对每一个用况，都应该有一个用况规约文档与之相对应，以描述该用况的细节内容。每一个用况的用况规约，都应该包含以下内容：(1)用况名称(Use Case Name).用况的名称一般由“动词+名词”构成，简单说明“做什么”。(2)简要说明(Brief Description).简要介绍该用况的作用和目的。(3)前置条件(Previous Condition).系统在执行该用况前必须处在的状态。(4)事件流(Flow of Event)(5)用况场景(Use Case Sc

12、enario).包括成功场景和失败场景，场景主要由基本流和备选流组合而成。(6)特殊需求(Special Requirement).描述与该用况相关的非功能性需求(性能、可靠性、可用性和可扩展性等)以及涉及约束(所使用的操作系统、开发工具等)。(7)后置条件(Post Condition).系统在执行完该用况之后应该处在的状态。,18,用况建模,1创建用况图(1)选定浏览器窗口中的【Use Case View】;(2)单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【New】;(3)在菜单【New】产生的下级菜单中选择要新建的图【Use Case Diagram】。以上步骤如图2-19所示，生成的用况图，

13、如图2-20所示。,19,用况图,20,用况建模,2设定编辑区工具栏用户可以根据自己的需要，往当前编辑区工具栏中添加按钮，用户可以根据以下两种方法打开“自定义工具栏”：(1)选定编辑区工具栏，单击鼠标右键，选择【Customize.】,即跳出如图2-21的对话框；(2)选择菜单【View】,单击【Toolbars】,在出现的下级菜单中选择【Configure.】,弹出如图2-21所示对话框。3创建参与者、用况参与者、用况、以及两者的关系，是用况图的主要组成元素。下面有两种方式创建用况图所需的元素：(1)单击编辑区工具栏的图标，然后在编辑区单击鼠标左键；(2)在浏览器窗口中创建所需要的元素，将浏

14、览器中的元素拖动编辑区,21,图2-21 定义工具栏,22,网上求职招聘系统用况建模案例分析1.对系统的求职者模块进行用况建模,23,2.对系统的招聘者模块进行用况建模,24,3.对系统的管理员模块进行用况建模,25,4.对系统总体功能进行建模,26,5.建立用况规约(Use Case Specification),下面以求职者模块中的“修改密码”用况为例，创建它的用况规约：在用况“修改密码”上单击鼠标右键，选择菜单【Open Specification.】,从而打开如图2-26所示对话框。用户可以在用况属性设置标签中对一些属性进行设置。Name(名称)：设置用况的名称；Stereotype(

15、类型)：用况的类型；Rank(级别)：对用况进行层次划分；在图2-26所示的用况属性设置窗口中，我们通常将用况规约写在【Documentation】对象窗口中，用况“修改密码”的用况规约如表2-3所示。,27,图2-26用况属性设置窗口,28,6.创建活动图描述用况,29,用Rational Rose设计领域模型,领域模型是什么？它是某行业领域内现实世界概念类的一种表示，而不是软件组件的一种表示。领域模型不是描述软件类的图集，也不是有着职责的软件对象。通俗地说，领域模型是某行业领域相关的实体的集合，是某行业领域中的任何事物或者是人的可视化的表示，它关注的是实体本身，而不在于它们的属性和操作。领

16、域模型是概念类或者系统相关的对象的可视化表示。领域模型一般包含的元素有：概念类、概念类之间的关联、概念类的基本属性。由此可见，领域模型有点类似于概念数据模型，即有点类似于实体关系图(或E-R模型)。创建领域模型，实际上就是在建立类图(Class Diagram)，操作方法如下：选定浏览器窗口中的用况视图，单击鼠标右键，选择菜单【New】,在下级菜单中选择【Class Diagram】菜单项,30,使用Rational Rose建立领域模型,打开新建的领域模型，即类图，在编辑区工具栏中单击【Class】按钮，在编辑区单击任何位置。如果要对类进行划分，可以在浏览器窗口中创建类所在的包，然后在包中创

17、建相关的类。类图如图2-28所示。类之间的最为常见的关系有4种：关联、泛化、聚合、依赖。关联是描述相关的两个事物之间进行通信的一种关系。类之间的关联(Association)关系具有一些属性，用户可以根据需要，在图2-29所示的关联关系属性设置对话框中进行设置。,31,领域模型窗口,32,网上求职招聘系统的领域模型案例分析 1创建求职者领域模型,33,2添加属性，完整的求职者领域模型如图2-31所示,34,用Rational Rose设计类模型和包图,建立类模型和包图，是静态角度来分析系统的。因此，类图和包图实际上都属于系统的静态模型。这一节我们将讨论如何在Rational Rose的逻辑视图

18、中，创建类以及如何将类组织成包。类图(Class Diagram)是面向对象系统的核心，它的主要元素包括类、对象、接口以及它们之间的关系。对一个复杂的面向对象的系统进行建模，我们需要建立大量的类、接口、关联以及UML图，以达到确定系统需求以及系统设计的目的。如果将这些元素凌乱、分散地放在用况视图(Use Case View)、逻辑视图(Logical View)、组件视图(Component View)中，就会对维护和控制系统的需求和总体结构造成很大的麻烦。设计一些良好的包，将建模过程中的元素有效地组织起来，就可以保证高内聚和低耦合。同时通过控制包的可见性，就能有效地控制对包中的内容的访问。包

19、图的元素包括包、包与包之间的联系，包图实际上是通过类图(Class Diagram)来实现。,35,创建类图,36,创建包图,37,网上求职招聘系统类图和包图案例分析,该类图有7个实体类：UserBean(用户实体)PersonBean(求职者实体)CompanyBean(企业实体)AdminBean(管理员实体)ApplyInfoBean(求职信息实体)NewsBean(新闻实体)JobInfoBean(招聘信息实体)图中只展示了它们之间存在的主要关系：对于PersonBean、CompanyBean、AdminBean而言，他们首先都是用户，因此他们与UserBean之间存在泛化关系。Pe

20、rsonBean与ApplyInfoBean之间存在“(release)发布”关联关系；AdminBean与NewBean之间存在“manage(管理)”关联关系；CompanyBean与JobInfoBean之间存在“发布(putout)”关联关系。,38,39,类与代码的对应关系,在Rational Rose中，上述的实体类可以使用正向工程生成与之对应的代码。操作过程如下：(1)选择类框图中需要生成代码的类；(2)单击【Tools】菜单，选择【Java/J2EE】菜单项，在其下级菜单中选择【Generate Code】,可以看到如图2-35所示对话框；(3)单击【Assign】按钮，将Ro

21、se中的类部署到类路径(该路径可以通过单击【Edit.】按钮来设置)；(4)单击【OK】按钮，生成代码框架；(5)代码生成完毕。网上求职招聘系统分为三个模块：求职者模块、招聘者模块、管理员模块。每个模块的设计都是按照MVC架构设计的：边界类包集合了表现层的所有类(边界类)；控制包集合了控制层的所有类(控制类)；实体包集合了所有业务逻辑层和数据的类(实体类)。,40,图 2-35 生成代码,41,用Rational Rose设计系统动态模型,系统的动态模型有点类似于“业务模型”，它描述了系统随时间变化的行为，这些行为是用从静态模型中抽取的系统的瞬间值的变化来描述的。在UML的表现上，动态模型主要

22、是建立系统的交互图(Interaction Diagram)和行为图。交互图包括时序图和协作图；行为图包括状态图和活动图。交互图描述了一个交互，它由一组对象和它们之间的关系组成，并且还包括在对象之间传递的消息。,42,动态模型,系统的动态模型有点类似于“业务模型”，它描述了系统随时间变化的行为，这些行为是用从静态模型中抽取的系统的瞬间值的变化来描述的。在UML的表现上，动态模型主要是建立系统的交互图(Interaction Diagram)和行为图。交互图包括时序图和协作图；行为图包括状态图和活动图。交互图描述了一个交互，它由一组对象和它们之间的关系组成，并且还包括在对象之间传递的消息。,43

23、,理解时序图,时序图又叫顺序图，它是强调消息时间顺序的交互图，描述了类以及类间相互交换以完成期望行为的消息。时序图一般包括如下元素：类角色、生命线、激活期和消息。(1)类角色(Class Role).类角色代表时序图中的对象在交互中所扮演的角色。类角色一般代表实际的对象。(2)生命线(Lifeline).生命线代表时序图中的对象在一段时期内的存在。每个对象底部中心都有一条垂直的虚线，这就是对象的生命线，对象间的消息存在于两条虚线间。(3)激活期(Actiation).激活期代表时序图中的对象执行一项操作的时期。每条生命线上的窄的矩形代表活动期。(4)消息(Message).消息是定义交互和协作

24、中交换信息的类，用于对实体间的通信内容建模。信息用于在实体间传递信息，允许实体请求其他的服务，类角色通过发送和接收信息进行通信。,44,网上求职招聘系统的登录操作时序图,45,时序图建模要点,(1)设置交互的语境，这些语境可以是系统、子系统、操作、类、用况和协作的一个脚本。(2)通过识别对象在交互中扮演的角色，根据对象的重要性，将其从左向右的方向放在时序图中。(3)设置每个对象的生命线。一般情况下，对象存在于交互的整个过程，但它也可以在交互过程中创建和撤销。(4)从引发某个交互的消息开始，在生命线之间按自上而下的顺序画出随后的消息。(5)设置对象的激活期，这可以可视化实际计算发生时的时间点、可

25、视化消息的嵌套。(6)如果需要设置时间或者空间的约束，可以为每个消息附上合适的时间和空间的约束。(7)给某控制流的每个消息附上前置条件或者后置条件，这可以更详细地说明这个控制流。,46,理解协作图,。协作图只对相互间有交互作用的对象和这些对象间的关系建模，而忽略了其他对象和关联。协作图一般包括如下元素：类角色、关联角色和消息流。(1)类角色(Class Role)类角色代表协作图中对象在交互中所扮演的角色，矩形中的对象代表类角色。类角色的代表参与交互的对象，它的命名方式和对象的命名方式一样。(2)关联角色(Association Role)关联角色代表协作图中连接在交互中所扮演的角色。连接(即

26、连线或路径)代表关联角色。(3)消息流(Message Flow)消息流代表协作图中对象间通过连接发送的消息。,47,网上求职招聘系统的登录操作协作图,48,协作图建模要点,(1)设置交互的语境，语境可以是系统、子系统、操作、类、用况或用况的脚本。(2)通过识别对象在交互中所扮演的角色，开始绘制协作图，把这些对象作为图的顶点放在协作图中。(3)在识别了协作图对象之后，为每个对象设置初始值，如果某对象的属性值、标记值、状态或角色在交互期发生变化，则在图中放置一个复制对象，并用变化后的值更新它，然后通过构造型或的消息将两者连接。(4)设置了对象的初始值后，根据对象间的关系开始确定对象间链接。一般先

27、确定关联的链接，因为这是最主要的，它代表了结构的链接。(5)从引起交互的消息开始，按消息的顺序，把随后的消息附到适当的链接上，这描述了对象之间消息传递，可以用带小数点的编号来表达嵌套。(6)如果需要说明时间或空间的约束，可以用适当的时间或空间约束来修饰每个消息。(7)在建模中，如果想更详细地描述这个控制流，可以为交互过程的每个消息附上前置条件和后置条件。,49,理解状态图,状态图是UML中对系统动态方面建模的图之一。状态图是通过类对象的生命周期模型，来描述对象随时间变化的动态行为。状态图显示了一个状态机，它基本上是一个状态机中的元素的一个投影，这就意味着状态图包括状态机的所有特性。状态图和其他

28、图的区别在于它的内容。状态图通常包括如下内容：状态、转换。(1)状态状态定义对象在其生命周期中的条件或状况，在此期间，对象满足某些条件，执行某些操作或等待某些事件。状态用于对实体在其生命周期中的状况建模。(2)转换转换包括事件和动作。事件是发生在时间空间上的一点值得注意的事情。动作是原子性的，它通常表示一个简短的计算处理过程(如赋值操作或算术计算)。,50,使用Rational Rose建立用户登陆状态图,51,状态图建模要点,(1)识别一个要对其生命周期进行描述的参与行为的类；(2)对状态建模，即确定对象可能存在的状态；(3)对事件建模，即确定对象可能存在的事件；(4)对动作建模，即确定当转

29、变被激活时，相应被执行的动作；(5)对建模结果进行精化和细化。,52,理解活动图,活动图(Activity Diagram)主要描述操作(方法)实现中所完成的工作及用况实例或对象中的活动。它是状态图的一个变种，与状态图的区别是：活动图的主要目的是描述动作(执行的动作和活动)及对象改变的结果；活动图中的动作可以放在泳道中，泳道聚合一组活动，并指定负责人和所属组织。主要元素有：(1)泳道(Swimlane)(2)活动(Activity)(3)状态转移(State Transition)(4)决定(Decision),53,用Rational Rose建立求职者模块中的“搜索工作”活动图,54,活动

30、图建模要点,在建模的过程中，我们通常通过以下步骤实现：(1)识别要对其工作流进行描述的类；(2)对动态状态建模；(3)对动作流建模；(4)对对象建模；(5)对建模结果进行细化。系统的动态模型建模，有点类似于“业务模型”建模。在“功能模型、业务模式、数据模型”中，我们已经介绍了两个，剩下的数据模型建模，将在下一节中介绍。,55,用Rational Rose进行数据建模,Rational Rose不仅支持需求阶段对系统进行功能建模，支持设计阶段对系统进行详细设计，而且还支持持久层数据库建模，即“数据模型”建模。利用Rational Rose中的 Data Modeler，可以进行数据库建模，它允许

31、将UML对象模型用作逻辑模型，将数据模型用作物理模型，并协助用户保持这两者之间的同步。Rational Rose不仅支持需求阶段对系统进行功能建模，支持设计阶段对系统进行详细设计，而且还支持持久层数据库建模，即“数据模型”建模。利用Rational Rose中的 Data Modeler，可以进行数据库建模，它允许将UML对象模型用作逻辑模型，将数据模型用作物理模型，并协助用户保持这两者之间的同步。,56,创建数据模型的主要步骤,(1)创建一个数据库；(2)创建一个支持数据建模的schema，并且将该计划指派给数据库；(3)创建域包和域；(4)创建表；(5)在表中创建一些详细的要素(约束、触发

32、器、索引、主键)；(6)添加表之间的关系和外键；(7)创建视图(view)；(8)基于数据模型生成对象模型；(9)生成数据库；(10)在更新一些元素过程中保持数据库和数据模型的同步。上述步骤不是都是必须的，但创建数据库和计划是必须要做的。,57,对网上招聘系统的用户进行数据建模,58,数据模型和对象模型的转换,Rational Rose可以由一个数据模型自动生成一个对象模型，同时也可以由一个对象模型自动生成一个数据模型。Rational Rose的这一特性保证了数据的一致性。由数据模型生成对象模型的一步骤如下：(1)展开浏览器窗口中的逻辑视图，打开【Schemas】包，选定要进行转化的数据模型

33、所在的计划(schema)；(2)单击鼠标右键，选择【Data Modeler】选项，在下级菜单中选择【Transform to Object Model】选项,出现如图2-52所示对话框；(3)在对话框中输入目标对象模型包的名字以及它的前缀；(4)单击【OK】按钮，生成对象模型，如图2-53所示；由对象模型生成数据模型，是数据模型生成对象模型的逆过程，请读者自行练习一下。,59,图2-52 数据模型生成对象模型,60,由数据模型生成数据库,使用Rational Rose，可以在任何时候从数据模型中导出数据库或者是数据库定义语言DDL的脚本。由数据模型生成数据库的一般过程为：1展开浏览器窗口中

34、的逻辑视图，打开【Schemas】包，选定要进行转化的数据模型所在的计划(schema)；2单击鼠标右键，选择【Data Modeler】选项，在下级菜单中选择【Forward Engineer.】选项,出现如图2-54所示对话框；3单击【Next】按钮，进入如图2-55所示对话框；4.在对话框中选择所需要的数据库元素；5.单击【Next】按钮，进入图2-56对话框；6 单击【Browse】按钮,保存DDL脚本，单击【Next】按钮，进入如图2-57所示对话框(注：如果要立即执行脚本文件，选中【Execute】选项,填写所有数据库连接信息)；7.单击【Finish】按钮,保存成功。,61,从数

35、据模型中导出数据库的窗口,62,Rational Rose逆向工程,逆向工程(Reverse Engineer)是从现有系统的代码，逆向生成软件开发周期中原先的模型。其目的是通过生成的模型，可以了解系统原来的组织和结构，方便团队的讨论和进一步的改进，从而实现了通过Rational Rose可以得到系统代码所对应的UML框图(类图、数据模型图、组件图等)。Rational Rose所支持的逆向工程功能强大，它不仅可以支持多种高级语言(Java、C+、VB、VC、CORBA等)的逆向工程，而且还支持多种数据库(SQLServer、Oracle、DB2、Sybase等)数据库的逆向工程。,63,网上

36、求职招聘系统 Java代码逆向工程,(1)单击菜单栏上的【Tools】选项，选择子菜单【Java/J2EE】,在其子菜单中选择【Reverse Engineer.】选项，弹出如图2-58所示的对话框；(2)单击【Edit CLASSPATH.】按钮，弹出如图2-59所示对话框；添加需要进行逆向工程的代码的路径；(3)单击“Classpaths”栏上的“New(Insert)”，新建一个路径，如图2-60所示；(4)单击【】按钮，添加要进行逆向工程的代码所在的路径；(5)路径添加完毕，返回图2-58所示对话框，在“Classpaths”区的路径中选择进行逆向工程的代码；(6)点击【Add All】按钮，再点击【Select All】按钮，如图2-61所示；(7)点击【Reverse】按钮，开始进行逆向工程；(8)逆向工程结束，点击【Done】按钮，在浏览器窗口中可以看到如图2-62所示的树.,64,逆向工程操作窗口,65,设置全局选项,(1)设置字体在如图2-63所示的窗口中，单击【Font】按钮，弹出如图2-64所示对话框，可以设置字体。(2)设置颜色在如图2-63所示的窗口中，单击【Line Color】按钮，设置所选对象的边框的颜色，单击【Fill Color】按钮，可以在图2-65中选择要填充的颜色。,66,设置全局选项的窗口,