【教学课件】第2讲UML概述.ppt

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1、上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系第第2讲讲 UML概述概述1/9/20231上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系内容内容wUML历史史w什么是什么是UMLwUML与与软件体系件体系结构构wUML构成构成1/9/20232上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系1.UML历史历史上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系1.1 UML产生与发展产生与发展w面向面向对象的分析与象的分析与设计(OOAD)方法的方法的发展在展在80年代末至年代末至90年代中出年代中出现了一个高潮了一个高潮.wUML是是这个高潮的个高潮的产物。它不物。它不仅统一了一了Booch、Rumbaugh和和Jacob

2、son的表示方法，而且的表示方法，而且对其其作了作了进一步的一步的发展，并最展，并最终统一一为大众所接受的大众所接受的标准建模准建模语言言。1/9/20234上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系w70年代中期，公年代中期，公认的面向的面向对象象设计语言出言出现。w从从1989年到年到1994年，其数量从不到十种增加到年，其数量从不到十种增加到了五十多种。了五十多种。nBooch86,GOOD(Booch86,GOOD(通用面向通用面向对象的开象的开发），），HOOD(HOOD(层次式次式面向面向对象的象的设计）、）、OOSDOOSD（面向（面向对象的象的结构构设计）等）等一批一批OODOO

3、D（面向（面向对象的象的设计或面向或面向对象的开象的开发的的缩写）写）n截至截至1994年，公开年，公开发表并具有一定影响的表并具有一定影响的OOA&D方方法已达法已达50多种。多种。1/9/20235上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系wRational公司的公司的G.Booch和和J.Rumbaugh决定将他决定将他们各各自的方法自的方法结合起来成合起来成为一种方法。一种方法。1995年年10月月发布了布了第一个版本，称作第一个版本，称作统一方法（一方法（UnifiedMethod0.8）wOOSE的作者的作者I.Jacobson也加入了公司，于是也加入了也加入了公司，于是也加入了统一

4、行一行动，发布了第二个版本布了第二个版本UML0.9w鉴于于统一行一行动的的产物是一种建模物是一种建模语言，而不是一种建模言，而不是一种建模方法，因此称方法，因此称为统一建模一建模语言言w在此在此过程中，程中，Rational公司公司发起成立了起成立了UML伙伴伙伴组织，开始开始时有有12家参加，共同推出了家参加，共同推出了UML1.0版，并在版，并在1997年年1月提交月提交给OMGw把其他几家分把其他几家分头向向OMG提交提案的公司提交提案的公司纳入入进来，推出来，推出了了UML1.1版，在版，在1997年年11月月4日被日被OMG采采纳1/9/20236上海交通大学计算机系上海交通大学计

5、算机系2.什么是什么是UML？上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系2.1 概述概述wUML(统一建模一建模语言言)是是为软件系件系统的制品的制品进行行描描述述（specifying）、）、可可视化化（visualizing）、）、构构造造（constructing）、）、文档化文档化（documenting）的）的一种一种语言。言。w它同它同样适用于商适用于商业模模块和其他非和其他非软件系件系统。在大。在大型和复型和复杂系系统的建模中，的建模中，UML成功地描述一些成功地描述一些优秀秀的工程的工程实施。施。1/9/20238上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系曹操孙权Environme

6、ntEnvironment 话说三国演义OOADOOAD 适用于社会组织法分析适用于社会组织法分析(Domain)西蜀1/9/20239上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系曹操孙权EnvironmentEnvironment刘备关羽孔明张飞赤壁之战其它流程(Domain)西蜀曹操进兵引发西蜀的流程谁来执行流程呢?1/9/202310上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系 OOAD OOAD 最关心最关心流程流程与元素与元素 1.描述流程(剧情)-分析 赤壁之战其它流程2.安排主/配角(元素)演出-设计刘备关羽孔明张飞1/9/202311上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系 OOAD

7、OOAD 最主要的工具最主要的工具 UML(Unified Modeling Language)OMG 认可的世界标准 199719971/9/202312上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系 为什么需要 UML 呢?贝多芬作曲时使用五线谱您设计软件时使用UML1/9/202313上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系 为什么需要 UML 呢?五线谱有多种音符UML也有多种符号刘备孔明关羽曹操赤壁之战其它流程空城計退敵 Use Case 图 Sequence 图1/9/202314上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系 Use Case 叙述 曹操举兵南下,西蜀就拟定策略,展开部署並联

8、络孙权,鼎力对抗曹操大军.曹操赤壁之战孙权西蜀 把西蜀看成黑箱!准备打开西蜀黑箱1/9/202315上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系 Scenario 叙述 曹操赤壁之战孙权 把西蜀黑箱打开!刘备关羽孔明张飞1/9/202316上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系 Scenario 叙述 曹操赤壁之战孙权刘备关羽孔明张飞 曹操曹操举举兵南下兵南下,刘备刘备请请孔明孔明拟拟定策略定策略.派遣派遣关关羽羽和和张飞张飞防守荆州防守荆州,同同时时请请孔明孔明联络联络孙权孙权,共同共同对抗对抗曹操曹操.孔明孔明联合联合孙权孙权,借借东风东风,火火烧烧曹曹军于军于赤壁赤壁.1/9/202317

9、上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系 Scenario 叙述 使用UML 表示之1/9/202318上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系 Scenario 叙述 刘备孔明关羽求战请拟定策略张飞请防守荆州请防守荆州前线孙权曹操请联络孙权请孙权领兵相助借东风火攻火攻曹军1/9/202319上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系刘备的責任?刘备求战请拟定策略请防守荆州请联络孙权我必需 迎战曹操!1/9/202320上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系使用UML表示-类图 刘备求战刘备迎战曹操迎战曹操迎战曹操迎战曹操迎战曹操迎战曹操1/9/202321上海交通大学计算机系上海交通大学计算

10、机系使用UML表示 孔明请拟定策略请联络孙权请孙权领兵相助借东风火攻火攻曹军孔明拟定策略联合孙权借东风火攻1/9/202322上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系使用UML表示 关羽张飞请防守荆州请防守荆州前线关羽防守荆州张飞防守荆州前线1/9/202323上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系 关羽防守荆州张飞防守荆州前线刘备迎战曹操孔明拟定策略联合孙权借东风火攻UML的Class图 您已熟悉Use CaseSequence图Class 图现在准备进入OOP 阶段1/9/202324上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系3.认识 OOP OOP 阶段的任务 -衔接OOAD 的工作-从

11、UML 到 Visual Basic-从Visual Basic 到 COM 组件1/9/202325上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系 使用Visual Basic 刘备迎战曹操写VB程序Class 刘备Sub 迎战曹操()End Sub1/9/202326上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系 孔明拟定策略联合孙权借东风火攻使用Visual Basic 写VB程序Class 孔明Function 拟定策略()End FunctionSub 联合孙权()End SubSub 借东风火攻()End Sub1/9/202327上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系Class 刘备Sub

12、 迎战曹操()End Sub使用Visual BasicClass 孔明Function 拟定策略()End FunctionSub 联合孙权()End SubSub 借东风火攻()End SubClass 关羽Sub 防守荆州()End SubClass 张飞Sub 防守前线()End Sub依樣畫葫蘆准备填写 Sub內容1/9/202328上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系 写VB程序內容 刘备求战请拟定策略请防守荆州请联络孙权写VB程序Class 刘备Dim k As New 孔明Dim g as New 关羽Sub 迎战曹操()k.拟定策略 g.防守荆州 k.联合孙权End Su

13、b1/9/202329上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系写VB程序內容 孔明请拟定策略请联络孙权请孙权领兵相助借东风火攻借东风火攻写VB程序Class 孔明Dim s As 孙权Function 拟定策略()End FunctionSub 联合孙权()s.请领兵相助 s.借东风火攻End SubSub 借东风火攻()End Sub1/9/202330上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系 写VB代码 Class 刘备Dim k As New 孔明Dim g as New 关羽Sub 迎战曹操()k.拟定策略 g.防守荆州 k.联合孙权End SubClass 孔明Dim s As 孙权

14、Function 拟定策略()End FunctionSub 联合孙权()s.请领兵相助 s.借东风火攻End SubSub 借东风火攻()End Sub1/9/202331上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系 写VB代码 把VB类编译为COM组件1/9/202332上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系3.UML支持软件体系结构建模支持软件体系结构建模上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系3.1 软件体系结构软件体系结构w为了表达不同的了表达不同的软件开件开发相关人相关人员在在软件开件开发周期的不同周期的不同时期看待期看待软件件产品的不同品的不同侧重面重面,需要需要对模型模型进行分行

15、分层。UML根据根据软件件产品品的体系的体系结构（构（architecture）对软件件进行分行分层w软件体系件体系结构由一系列的决定构由一系列的决定组成，成，这些决定定些决定定义了如下内容：了如下内容：软件系件系统的的组织；构成构成软件系件系统的的结构元素的构元素的结构及它构及它们之之间的接口；的接口；结构元素的行构元素的行为及元素之及元素之间的的协同（同（collaboration）结构元素的不断构元素的不断组合以构成日合以构成日渐完完备的子系的子系统的的过程程指指导软件建造件建造过程的程的软件构筑件构筑风格（格（architecturalstyle）静静态和和动态元素之元素之间的接口、的

16、接口、协同、构成（同、构成（composition）。）。1/9/202334上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系w软件体系件体系结构不构不仅仅决定决定软件的件的结构和行构和行为，而且而且还决决定定软件的：件的：用途用途功能功能性能性能应变性性(resilience)可重用性可重用性经济和技和技术方面的限制和折衷方面的限制和折衷以及美学考以及美学考虑（aestheticconcern）1/9/202335上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系3.2 体系结构的视图体系结构的视图wUML将将软件的体系件的体系结构分解构分解为五个不同的五个不同的侧面，称面，称为视图(view)。分。分别是：

17、是：用例用例视图（Usecaseview）设计视图(designview)进程程视图（processview）实现视图(implementationview)分布分布视图(deploymentview)设计视图和和进程程视图又可被又可被统一称一称为逻辑视图(logicalview)。1/9/202336上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系设计视图实现视图进程程视图分布分布视图用例用例视图动态行行为设计词汇、功能描述、功能描述系系统组装装、配配置管理置管理性性能能、稳定定性性、吞吐率吞吐率系系统拓拓扑扑、分分布布、分分发、安安装装1/9/202337上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系w

18、每个每个视图分分别关注关注软件开件开发的某一的某一侧面面w视图由一种或多种模型由一种或多种模型图(diagram)构成构成w模型模型图描述了描述了构成相构成相应视图的基本模型元素（的基本模型元素（element）及它及它们之之间的相互关系。的相互关系。1/9/202338上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系3.3 用例视图（用例视图（use case view）w用例用例视图用来支持用来支持软件系件系统的需求分析，它定的需求分析，它定义系系统的的边界，关注的是系界，关注的是系统的外部功能的描述。的外部功能的描述。w它从系它从系统的使用者的角度，描述系的使用者的角度，描述系统的外部的的外部的

19、静静态的功能的功能动态行行为w系系统的的动态功能由功能由UML以下模型以下模型图描述：描述：交互交互图(interactiondiagram)状状态图(state-chartdiagram)活活动图(activitydiagram)1/9/202339上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系3.4 逻辑视图（逻辑视图（Logical View）w逻辑视图定定义系系统的的实现逻辑,描述描述为实现用例用例图描述的功能描述的功能，在，在对软件系件系统进行行设计时,所所产生的生的设计概念，概念，设计概念又称概念又称为软件件系系统的的设计词汇(vocabulary)。w逻辑视图定定义了了:设计词汇的的逻

20、辑结构构存在于它存在于它们之之间的的语义联系系设计词汇包括系包括系统的的类/协同同/接口及其关系接口及其关系w对逻辑视图的描述在原的描述在原则上与上与软件系件系统的的实现平台无关。平台无关。它相当于它相当于电子子产品生品生产中的中的电原理原理图。逻辑视图包含的模型包含的模型图有：有：类图（classdiagrams）对象象图（objectdiagrams）交互交互图（interactiondiagrams）状状态图（state-chartdiagrams）活活动图（activitydiagrams）1/9/202340上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系3.5 3.5 实现视图（实现视图（

21、实现视图（实现视图（implementation viewimplementation view）w当系当系统的的逻辑结构在构在逻辑视图里被定里被定义之后，之后，需要定需要定义逻辑结构的物理构的物理实现。这包括：包括：设计元素元素对应的源代的源代码文件文件各物理文件之各物理文件之间的关系、存放路径，等等的关系、存放路径，等等w实现视图就是定就是定义这些内容的地方，它当于些内容的地方，它当于电子子产品的印刷品的印刷电路板的布路板的布线图1/9/202341上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系w实现视图描述描述组成一个成一个软件系件系统的各个物理部件，的各个物理部件，这些些部件以各种方式部件以

22、各种方式组合起来，（如：合起来，（如：不同的源代不同的源代码经过编译，构成一个可，构成一个可执行系行系统；或者不同的或者不同的软件件组件配置成件配置成为一个可一个可执行系行系统；以及不同的网；以及不同的网页文件，以特定的目文件，以特定的目录结构，构，组成一个网站，等等）成一个网站，等等）构成了一个可构成了一个可实际运行运行的系的系统。w实现视图包含的模型包含的模型图有有:部件部件图（Componentdiagram）交互交互图（InteractionDiagram）状状态图（state-chartdiagram）活活动图（activitydiagram）1/9/202342上海交通大学计算机系

23、上海交通大学计算机系3.6 3.6 分布视图（分布视图（分布视图（分布视图（Deployment ViewDeployment View）w软件件产品将运行在品将运行在计算机硬件系算机硬件系统上上,如果如果软件件产品是品是面向网面向网络的的应用系用系统，则有可能同有可能同时运行在多个运行在多个计算机算机上。上。w分布分布视图用来描述用来描述软件件产品在品在计算机硬件系算机硬件系统和网和网络上上的安装、分的安装、分发（delivery）、分布（）、分布（distribution）w在分布在分布视图中，系中，系统的静的静态特性用分布特性用分布图（deploymentdiagram）描述）描述w动态

24、特性的特性的描述描述用用交互交互图（interactiondiagram）状状态图（state-chartdiagram）活活动图（activitydiagram）1/9/202343上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.UML构成构成上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.1 UML基本构成基本构成w从从软件的体系件的体系结构出构出发，UML把把软件模型分成了五个件模型分成了五个视图，每个，每个视图由不同的模型由不同的模型图构成：构成：模型模型图实际上就是上就是UML的基本成的基本成员之一之一作作为UML的完整的概念模型，的完整的概念模型，UML的构成的构成为：UML=UML成成员

25、+UML建模建模规则1/9/202345上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系wUML建模建模规则：相当于建模：相当于建模语言的言的语法法wUML成成员（buildingblocksoftheUML）它是它是UML的基本的基本组成部分成部分UML成成员可可进一步划分一步划分为UML基本模型元素（基本模型元素（thingsinUML）关系（关系（relationship）模型模型图（diagram）UML成成员=UML基本模型元素基本模型元素+关系关系+模型模型图1/9/202346上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.1.1 UML基本元素基本元素UML成成员=UML基本模型元素基本模

26、型元素+关系关系+模型模型图上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.1.1.1 概述概述wUML基本模型元素，基本模型元素，类似于似于电子子产品品电原理原理图里的集成里的集成电路符号，是模型路符号，是模型图上包含的基本符号上包含的基本符号w基本模型元素可分基本模型元素可分为四四类，它它们是：是：结构模型元素（构模型元素（structuralthings）行行为模型元素（模型元素（behavioralthings）分分组模型元素（模型元素（groupingthings）注解元素（注解元素（annotationalthings）UML基本模型元素基本模型元素=结构模型元素构模型元素+行行为模型

27、元素模型元素+成成组元素元素+注解元素注解元素1/9/202348上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.1.1.2 结构模型元素结构模型元素w结构模型元素（基构模型元素（基础包）是包）是UML模型里的名模型里的名词（noun），是模型的静），是模型的静态组成部分，代表成部分，代表软件系件系统的概念的的概念的,或物理的存在。或物理的存在。例如：例如：类（class）是最常用的一个是最常用的一个结构模型构模型元素，代表一系列共享同元素，代表一系列共享同样的属性的属性（attributes），），操作（操作（operation），），关系、关系、语义的的对象（象（object）。）。1/9/2

28、02349上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系w结构模型元素一共有七种，它构模型元素一共有七种，它们是：是：类接口（接口（interface）协同同用例（用例（usecase）主主动类（activeclass）组件（件（component）节点（点（node）w在在这些些结构元素中，最常用的包括构元素中，最常用的包括类、用例、接口、用例、接口、组件等件等1/9/202350上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.1.1.3 行为模型元素行为模型元素w行行为模型元素（模型元素（behavioralthings）（行）（行为元素包）是元素包）是UML模型的模型的动态组成部分，它是模型的成部

29、分，它是模型的动词，代表，代表软件件系系统在空在空间和和时间上的行上的行为w行行为模型元素包括两模型元素包括两类:交互（交互（interaction）状状态机（机（statemachine）w行行为模型元素模型元素=交互交互+状状态机机1/9/202351上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系w交互交互是系是系统内一系列的内一系列的对象之象之间互相交互相交换消息的行消息的行为。消息代表消息代表软件系件系统内两个内两个对象中一个象中一个对象向另一个象向另一个对象象发出的出的执行某种操作的行某种操作的请求。求。交互描述了一系列的交互描述了一系列的对象象为完成某一完成某一项任任务而而联合采合采取的

30、一系列的行取的一系列的行动，其中包括，其中包括这些行些行动在在时间上的上的顺序，以及序，以及为执行行这些些动作序列，作序列，对象之象之间所所发生的生的语义上的上的联系。所以，消息是描述交互的一个重要手段。系。所以，消息是描述交互的一个重要手段。w在模型在模型图上，消息被表示上，消息被表示为一个箭一个箭头1/9/202352上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系w状状态机机:状状态机是描述一个机是描述一个对象的象的动态特性的有效手段特性的有效手段w它描述的是它描述的是对象在其生命周期内，在响象在其生命周期内，在响应外界的事件的外界的事件的过程中，自身的状程中，自身的状态的的变化化过程。程。w状

31、状态机包括：机包括：对象状象状态事件事件由事件引起的状由事件引起的状态之之间的的变迁迁以及以及变迁迁发生的同生的同时对象所象所执行的行的动作作1/9/202353上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.1.1.4 成组模型元素成组模型元素w分治的原分治的原则:在在为复复杂的的软件系件系统建模的建模的时候，将大的候，将大的问题分解分解为多多个子个子问题分分别描述和解决。描述和解决。wUML提供了支持分治原提供了支持分治原则的的语言成份，成言成份，成组模型元素模型元素(groupingthings)（模型管理包）（模型管理包）w成成组模型元素只有一模型元素只有一类，即模型包（，即模型包（pac

32、kage）。）。w模型包一个通用的手段模型包一个通用的手段,用来用来组织多种多种语言成份，其中可包含：言成份，其中可包含：n结构模型元素构模型元素n行行为模型元素模型元素n成成组模型元素自身模型元素自身w都可以置于模型包中。都可以置于模型包中。w模型包是模型包是纯概念性的，只存在于概念性的，只存在于软件系件系统的开的开发阶段段1/9/202354上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.1.1.5 注解模型元素注解模型元素w注解大量存在于机械注解大量存在于机械图和和电子子线路路图中，被用来中，被用来标示示产品的工品的工艺要求，等等要求，等等wUML中，也存在着相似的中，也存在着相似的语言成分

33、，言成分，这就是：注解元素就是：注解元素（annotationthings）w注解元素只有一种，即注解元素只有一种，即标注（注（note）w标注用来描述施加于一个或多个模型元素的限制，或注用来描述施加于一个或多个模型元素的限制，或对模型元素的模型元素的语义加以加以说明明w标注的注的图形表示：一个折了角的形表示：一个折了角的长方形方形w在在长方形中写方形中写标注的内容。注的内容。标注的内容可以是形式的文注的内容可以是形式的文本本,或非形式的文本也可以是或非形式的文本也可以是图形。形。1/9/202355上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.1.2 关系关系UML成成员=UML基本模型元素基

34、本模型元素+关系关系+模型模型图上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系w结构模型元素是构模型元素是UML模型的静模型的静态组成部分，静成部分，静态组成部成部分不是孤立存在的，它分不是孤立存在的，它们被被组合在一起互相合在一起互相协作以完成作以完成某某项任任务。因此，。因此，结构模型元素之构模型元素之间存在着某种存在着某种语义上上的的联系。系。w在在UML中，中，这种种联系是系是关系（关系（relationship）wUML中共有中共有4种关系，它种关系，它们是：是：关关联关系（关系（association）依依赖关系关系(dependency)泛化关系泛化关系(generalization)

35、实现关系关系(realization)1/9/202357上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.1.3 模型图模型图UML成成员=UML基本模型元素基本模型元素+关系关系+模型模型图上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.1.3.1 概述概述wUML基本模型元素及其关系必基本模型元素及其关系必须通通过某种某种载体表体表示，示，这种种载体就是体就是模型模型图（diagram）w在在UML中，模型中，模型图是一是一组UML基本模型元素的基本模型元素的图形表示，它通常由一形表示，它通常由一组节点点（UML基本模型元基本模型元素）素）,及及节点之点之间的的连线（关系）（关系）组成成w软件系件

36、系统体系体系结构的构的5个个视图的内容的内容,就是用就是用模模型型图来表达的来表达的w一般地一般地说，一个，一个UML基本模型元素既可以出基本模型元素既可以出现在所有的模型在所有的模型图中，又可以出中，又可以出现在某些模型在某些模型图中，中，甚至可以不在任何一个模型甚至可以不在任何一个模型图上出上出现1/9/202359上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系w9种种UML模型模型图。它。它们是是:类图对象象图用例用例图序列序列图协同同图状状态图活活动图组件件图分布分布图1/9/202360上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.1.3.2 静态结构模型图静态结构模型图w类图包含包含类、接

37、口、接口、协同及其关系，它用来描述同及其关系，它用来描述逻辑视图的静的静态属属性性w对象象图包含包含对象及其关系，它用来表示象及其关系，它用来表示类图的的类的的对象在系象在系统运行运行过程中某一程中某一时刻的状刻的状态，对象也是象也是软件系件系统的的逻辑视图的一个的一个组成成部分部分。w组件件图描述系描述系统的物理的物理实现，包括构成，包括构成软件系件系统的各部件（运行文的各部件（运行文件）的件）的组织和关系，和关系，类图里的里的类在在实现时最最终会映射到会映射到组件件图的某的某个个组件。一个件。一个组件可以件可以实现多个多个类。组件件图是是软件系件系统实现视图的的组成部分。成部分。w分布分布

38、图描述系描述系统的的组件在运行件在运行时在运行在运行节点上的分布，一个点上的分布，一个节点可点可包含一个或多个包含一个或多个组件。分布件。分布图是是软件系件系统分布分布视图的的组成部分。成部分。w上述四种模型上述四种模型图主要用来描述主要用来描述软件系件系统的静的静态结构构。1/9/202361上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.1.3.3 动态特性模型图动态特性模型图w描述描述软件系件系统的的动态特性的特性的,使用使用用例用例图序列序列图协同同图状状态图活活动图1/9/202362上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系w用例用例图描述系描述系统的的边界，和其上的界，和其上的动态行行

39、为，图中包括：中包括：用例（用例（usecase），系），系统作用者（作用者（actor）及其之）及其之间的的(关关联)关系。用例关系。用例图是用例是用例视图的重要的重要组成部分。成部分。w序列序列图和和协同同图用来描述一用来描述一组对象之象之间的的动态交互。以交互。以用来描述系用来描述系统的的动态特性、外部的特性、外部的动态特性、内部的特性、内部的动态特性。特性。w状状态图和和活活动图用于描述用于描述对象的象的动态特性。状特性。状态图强调对象象对外部事件的响外部事件的响应及相及相应的状的状态变迁，活迁，活动图描述描述对象之象之间控制流的控制流的转换和同步机制。和同步机制。1/9/202363

40、上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.1.4 UML建模原则建模原则UML=UML成成员+UML建模建模规则上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系wUML的模型的模型图不是不是UML语言成份（言成份（UML成成员）的）的简单堆堆砌，它必砌，它必须按按特定的特定的规则有机地有机地组合而成，从而构成一合而成，从而构成一个完个完备的的UML模型模型图。w完完备的的UML模型模型图（well-formedUMLdiagram）必）必须在在语义上是一致的，并且和一切和它相关的模型和上是一致的，并且和一切和它相关的模型和谐地地组合在一起。合在一起。wUML建模建模规则包括包括:名字：任何一个名字：

41、任何一个UML成成员都必都必须包含一个名字包含一个名字作用域：作用域：UML成成员所定所定义的内容起作用的的内容起作用的上下文上下文环境境可可见性：性：UML成成员能被其它成能被其它成员引用的方式引用的方式完整性：完整性：UML成成员之之间互相互相联接的合法性和一致性。接的合法性和一致性。运行属性（运行属性（execution）：）：UML成成员在运行在运行时的特性。的特性。1/9/202365上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系w完完备的的UML模型必模型必须对以上的内容以上的内容给出完整的解出完整的解释,当用于当用于软件系件系统的建造的建造时，UML模型是必模型是必须是是完完备的的,但

42、是当模型在不同的但是当模型在不同的视图中出中出现时,出于不同的交流出于不同的交流侧重点重点,其表达可以是不其表达可以是不完完备的的1/9/202366上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.2 公共机制公共机制上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.2.1 概述概述w在模型在模型图上上对UML成成员进行描行描绘时，存在着，存在着共同的描共同的描绘方式方式，它，它们称称为：UML公共机制（公共机制（UMLcommonmechanism）w使用使用这些公共机制，使得建模的些公共机制，使得建模的过程易于掌握，模型易程易于掌握，模型易于被理解于被理解w公共机制可被分解公共机制可被分解为四个方面

43、的内容：四个方面的内容：规格格说明明(Specification)通用划分通用划分(CommonDivision)修修饰(Adornment)扩展机制展机制(Extensibility)1/9/202368上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.2.2 规格说明规格说明w体体现了了UML规则的的省略性原省略性原则w模型模型图省略某些省略某些对突出重点不重要的内容突出重点不重要的内容w但是但是软件模型必件模型必须是完是完备的，以便于的，以便于软件系件系统的建造，的建造，意味着此模型必意味着此模型必须具具备足足够的的详细信息以供信息以供软件建造之件建造之用，用，这些构成一个完些构成一个完备模型

44、的模型的详细信息就是模型的信息就是模型的规格格说明（明（specification）w所有所有UML模型元素都包含模型元素都包含规格格说明明w在模型在模型图上被省略的内容并不代表它也不存在于模型之上被省略的内容并不代表它也不存在于模型之中，模型的完整的或完中，模型的完整的或完备的信息是被保存在模型的的信息是被保存在模型的规格格说明中的，而通常一个完明中的，而通常一个完备的模型全部内容是通的模型全部内容是通过多个多个模型模型图表达出来的表达出来的1/9/202369上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.2.3 通用划分通用划分w在面向在面向对象的象的设计中，有中，有许多事物可以划分多事物可

45、以划分为抽象的描抽象的描绘（class）和）和具体的具体的实例例wUML提供了事物的提供了事物的这种两分法（种两分法（dichotomy）表达）表达w几乎每种几乎每种UML成成员都有都有这种种类/对象的两分法划分，通常象的两分法划分，通常对象和象和类使用同使用同样的的图符，在符，在对象的名字下面加下划象的名字下面加下划线以示区以示区别。还有一种两分法是有一种两分法是接口和接口和实现的两分法划分，的两分法划分，接口定接口定义了一种了一种协议，实现是此是此协议的的实施。施。UML里里这样的接口的接口/实现两分法划分包括：两分法划分包括：接口接口/类或部件或部件用例和用例和协同同操作和方法操作和方法

46、1/9/202370上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.2.4 修饰和扩展机制修饰和扩展机制wUML提供了一系列的提供了一系列的图形化的形化的标准建模元素，可用于描准建模元素，可用于描述述软件系件系统的大多数的大多数侧面的特性面的特性w但也有可能在某些情形下，由于但也有可能在某些情形下，由于应用用领域特殊性，域特殊性，标准准的的UML建模元素建模元素,无法完整而准确地描述无法完整而准确地描述软件系件系统的分的分析和析和设计,这时，需要，需要对UML的的标准建模元素准建模元素进行行扩充充,以提高模型的表达能力以提高模型的表达能力wUML的修的修饰和和扩展机制就是展机制就是为这个目的而个目

47、的而设置的置的1/9/202371上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系4.2.4.1 标注标注w标注是注是UML修修饰机制机制的一个重要的一个重要组成部分成部分w当用当用UML的各种建模元素的各种建模元素为软件系件系统建模建模时，将遇到关，将遇到关于于这些建模元素的复些建模元素的复杂的的语法、法、语义、原理、原理、约束、注束、注释等，等，这些内容些内容对表达表达问题的某一方面很重要，但又无的某一方面很重要，但又无法通法通过标准建模元素被完整地表达准建模元素被完整地表达w这时，可以使用，可以使用标注注对这些建模元素些建模元素进行行附加附加说明明，例，例如在使用序列如在使用序列图来描述一来描述

48、一组对象象间的交互的交互时，其中的消，其中的消息的息的语义、语法无法在消息的名字字串内完整地表达，法无法在消息的名字字串内完整地表达，可以用可以用标注的方法注的方法进行直行直观的的说明。明。1/9/202372上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系w对于于类、模型包、部件等，也可能遇到、模型包、部件等，也可能遇到类似的情形，因似的情形，因此也可以用此也可以用标注的方法注的方法进行行补充充说明明w标注的手段不是注的手段不是软件建模独有的，在其它工件建模独有的，在其它工业建模建模领域，域，标注也是大量存在的注也是大量存在的w例如，在例如，在电子子线路路图上，可以通上，可以通过标注注对电路的路的电

49、气特气特性性进行行说明。明。1/9/202373上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系w标注（注（Note)的定的定义：在：在UML中中,标注被定注被定义为UML的一个的一个图形表示，它用来描述形表示，它用来描述对一个或一一个或一组UML建模元素的建模元素的约束或注束或注释w标注可以作用于任何注可以作用于任何UML建模元素（如：建模元素（如：类、对象、关系、消息等），用于象、关系、消息等），用于对此建模元素的各方此建模元素的各方面的特性作面的特性作补充充说明、表示明、表示设计分析分析过程中程中产生生的假的假设和决定等和决定等w标注的内容注的内容对被被标注的建模元素没有任何注的建模元素没有任何

50、语义上上的影响，它只起到的影响，它只起到增增强模型的可模型的可读性性的作用的作用1/9/202374上海交通大学计算机系上海交通大学计算机系wUML对标注的内容不作任何限制，它可以是普通的文本，注的内容不作任何限制，它可以是普通的文本，也可以是形式化的描述也可以是形式化的描述w如果工具支持的如果工具支持的话，标注注还可以包含网可以包含网络链接。接。标注的注的内容不宜内容不宜过长。如果有很。如果有很长的内容需要通的内容需要通过标注表达的注表达的话，可以把内容存放在一个分开的文件内，在，可以把内容存放在一个分开的文件内，在标注内注内则放置放置对此内容的引用此内容的引用w标注的注的图形化表示形化表示