信息系统开发与设计.pptx

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1、学习要求面向对象的基本概念:包括类、对象、关联、继承、聚合、组装、接口、操作、方法、多态、动态联编等；面向对象的建模包括类图、时序图、合作图、用例图、状态图等 软件开发过程和工具 常用软件开发过程模型的一般概念，统一软件开发过程（RUP）第1页/共141页面向对象分析和设计 1.需求捕获,需求的基本概念，领域建模、商业建模以及用Use Case捕获和描述系统的需求2.面向对象分析和设计的基本概念和方法第2页/共141页回回顾顾结构化生命周期法结构化生命周期法系统开发生命周期系统开发生命周期生命周期阶段划分生命周期阶段划分1 1、调查和可行性研究、调查和可行性研究2 2、系统分析、系统分析 3

2、3、系统设计、系统设计4 4、系统实现与测试、系统实现与测试 第3页/共141页项目论证和选择项目规划系统分析逻辑设计系统实现物理设计维护信息系统生命周期结构化生命周期法结构化生命周期法第4页/共141页现代信息系统建模方法综述现代信息系统建模方法综述 系统模型是现实世界中的某些事物的一种抽象表示模型是理解、分析、开发或改造事物原型的一种常用手段模型是开发过程中的一个不可缺少的工具。抽象抽取事物的本质特性，忽略事物的其他次要因素 信息系统内涵数据处理事务管理决策支持。第5页/共141页模型的类型划分模型的类型划分功能模型功能模型信息模型信息模型数据模型数据模型控制模型控制模型决策模型决策模型

3、信息系统可以看成是由一系列有序的模信息系统可以看成是由一系列有序的模型构成的，所谓有序是指这些模型上分别在型构成的，所谓有序是指这些模型上分别在系统的不同开发阶段、不同开发层次上建立系统的不同开发阶段、不同开发层次上建立的。的。第6页/共141页模型的表示形式数学公式缩小的物理装置图表文字说明也可以是专用的形式化语言模型建立的方法自顶向下、逐步求精自底向上、综合集成信息系统模型最常见的描述方法形式化描述图示化描述 第7页/共141页面向过程的建模面向过程的建模把过程看作系统模型的基本部分，数据是随着过程而产生的。最有影响把过程看作系统模型的基本部分，数据是随着过程而产生的。最有影响的面向过程的

4、设计方法是的面向过程的设计方法是Yourdon设计法。设计法。面向数据的建模模型的输入输出看成是最为重要的，因此，首先定义的是数据结构，而过程模块是从数据结构中导出的，即功能跟随数据。最有影响的面向数据的设计方法是Jackson设计法。信息系统的建模方法第8页/共141页面向信息的建模从整个系统的逻辑数据模型开始的，通过一个全局信息需求视图来说明系统中所有基本数据实体及其相互关系，然后，在此基础上逐步构造整个模型 面向决策的建模由数据库、模型库和各自的管理系统组成。决策支持系统模型需要反映的问题是系统的决策制订原则和机理、系统的组织机构和人员配置。第9页/共141页面向对象的分析方法 利用面向

5、对象的信息建模概念，如实体、关系、属性等，同时运用封装、继承、多态等机制来构造模拟现实系统的方法。传统的结构化设计方法的基本点是面向过程，系统被传统的结构化设计方法的基本点是面向过程，系统被分解成若干个过程。分解成若干个过程。面向对象的方法是采用构造模型的观点，在系统的开发过程中，各个步骤的共同的目标是建造一个问题域的模型。面向对象的设计中，初始元素是对象，然后将具有共同特征的对象归纳成类，组织类之间的等级关系，构造类库。在应用时，在类库中选择相应的类。第10页/共141页6.1 6.1 面向对象的基本概念面向对象的基本概念一、概述二、对象(object)三、消息(message)与操作方法(

6、method)四、对象接口(Interface)五、类(class)六、继承性(inheritance)七、封装性(encapsulation)八、多态性(polymorphism)第11页/共141页1、概述、概述面向对象思想的起源1967年，第一个面向对象的语言Simula。80年代，Smalltalk、C+、Objective C等通用面向对象语言出现。面向对象思想的成熟Smalltalk80和C+语言被越来越多的人所理解和接受，形成面向对象编程(Object-Oriented Programming，即OOP)软件工程发展启示信息系统的开发与程序设计区别结构化编程(SP)-结构化分析与

7、设计OOP解决问题的思路OOP-OOA&OOD第12页/共141页2、对象、对象(object)对象的基本概念：问题空间中与系统问题处理相关的事物的抽象体，它是把事物的属性和对属性数据的操作方法结合而成的整体。对象的三个特性：1、预定义行为：对象初始时所定义的动作序列。2、对象的状态：一个对象可以有任意个属性或域，对象的状态和存储在它的域中的值相对应。3、对象的标识：标识是对象的唯一编号，用来与其他对象相区别。第13页/共141页3、消息与操作方法、消息与操作方法(method)消息(message)：对象之间进行通信的数据。一个消息由下列三个元素组成：消息名；零个或多个参数列表，为接收对象提

8、供数据信息；对接收对象的引用。操作方法(method)：与一个对象有关的过程，即实现某一操作的一段代码。方法绑定：对象收到一个消息后，决定调用哪个方法来响应该消息的过程。第14页/共141页3、消息与操作方法、消息与操作方法(method)（续）（续）执行与消息对应的预定义行为可能会产生三种结果：返回一个值给消息发送者。改变接收者的状态。改变作为参数传给接收者的对象的状态。图 1 对象的分解图对 象 消息到达 服务（操作方法）服务（操作方法）属性（数据）消息发出接口第15页/共141页4、对象接口、对象接口(Interface)对象的接口是以一组操作方法的形式出现的，每一个操作都对应于在响应某

9、个消息时对象所完成的预定义行为，客户通过对象的接口来理解对象支持的各种行为，并根据接口来发送消息。调用对象的操作方法要遵守一定的规则，这些规则描述了如何使用对象的每一个操作。对象接口可以分为公有接口和限制型接口第16页/共141页5、类、类(class)类的概念：类是在对象之上的抽象，一个类定义了一组大体上相同的对象。一个类所包含的操作方法和属性数据描述了一组对象的共同行为和属性。1、对象是类的具体化，是类的实例。2、每一个对象都属于某个类。类不仅决定了对象的类型，还决定它的域和方法。类的层次结构类的主要功能 第17页/共141页6、继承性、继承性(inheritance)继承性是类层次结构中

10、的一个重要特点，是超类和子类之间共享数据和操作方法的机制。图5-2所示为超类A和它的子类B之间的继承关系。类A得到继承，叫做“单重继承”。如果一个子类有两个以上的父类，则称为“多重继承”。图2 类的继承关系继承部分 从A继承AB增加部分第18页/共141页6、继承性、继承性(inheritance)（续）（续）继承是软件重用的一个基本机制。当通过继承定义一个新类时，新类获得了已存在类的域和行为。图5-3中的类图所描绘了继承层次结构。RectangleEllipseRegionPointFigureLineSegment图3 类的层次结构Circle第19页/共141页6、继承性、继承性(inh

11、eritance)（续）（续）继承有下面三种使用方式：1.子类定义新的属性和方法作为对它所继承的属性和方法的补充。2.子类重新实现所继承的一个或多个方法。3.子类实现一个或多个其父类声明但没有实现的方法。使用继承可以创建一个类家族。当利用继承定义新类时，这个新子类就可以被用户使用，软件系统也因增加新的类型而扩展了。第20页/共141页7、封装性、封装性(encapsulation)封装的概念：把一组相关软件元素组织到一起的地方。对所有对象的内部软件范围的边界进行限定；对各对象之间相互作用的接口进行描述；对每个对象的内部实现（操作程序和数据）进行保护。封装的基本单位是对象 利用封装来隐藏那些不属

12、于对象公有接口的软件元利用封装来隐藏那些不属于对象公有接口的软件元素称为素称为信息隐藏。第21页/共141页8、多态性、多态性(polymorphism)多态的概念：不同的对象收到同一消息可产生多种不同的结果，即会有多种不同形式。多态的实现受到继承性的支持 利用类层次的继承关系，把具有通用功能的消息存放在高层次，而实现这一功能的不同的行为放在较低层次 第22页/共141页6.26.2 经典的面向对象方法经典的面向对象方法 对象模型技术对象模型技术OMT（Object Model Technology）OOA/OOD 面向对象软件工程面向对象软件工程(OOSE)第23页/共141页一、对象模型技

13、术一、对象模型技术OMT（Object Model Technology）模型模型-是在构造事物前理解事物而对事物的一是在构造事物前理解事物而对事物的一种种抽象抽象抽象具有目的性，不同的抽象目的，抽象具有目的性，不同的抽象目的，统一事统一事物可以有不同的抽象物可以有不同的抽象一个好的模型能够反映问题的一个好的模型能够反映问题的主要方面主要方面，而，而忽视问题的忽视问题的次要方面次要方面从从三个不同但又相关的角度三个不同但又相关的角度去建立系统模型去建立系统模型是很有用的。是很有用的。第24页/共141页OMT的思想的思想建立描述系统数据结构的建立描述系统数据结构的“对象模型对象模型”；“静态的

14、静态的”、“结构化的结构化的”数据数据建立描述系统控制结构的建立描述系统控制结构的“动态模型动态模型”；“动态的动态的”、“行为的行为的”控制方式控制方式建立描述系统功能的建立描述系统功能的“功能模型功能模型”。系统的系统的“转换转换”功能功能第25页/共141页典型的信息系统开发过程把这三个方面紧密结合在一起：使用数据结构(对象模型），按时间调整操作顺序（动态模型）和转换属性值（功能模型）OMT方法覆盖了应用开发的全过程，包括分析、设计和实现。在系统开发周期中，这三种模型的每一种都不断发展。系统开发周期：分析、设计与实现第26页/共141页对象模型化技术对象模型化技术OMTn对象模型化技术把

15、分析时收集的信息构造在三对象模型化技术把分析时收集的信息构造在三类模型中，即类模型中，即对象模型对象模型、功能模型功能模型和和动态模型动态模型。n这个模型化的过程是一个迭代过程。这个模型化的过程是一个迭代过程。第27页/共141页对象模型技术对象模型技术OMT分析阶段的对象模型表示系统分析阶段的对象模型表示系统静态的、结构化静态的、结构化的特征。的特征。动态模型使用动态模型使用场景描述场景描述对象间的相互作用。对象间的相互作用。事件图事件图描述参与某个脚本的对象和事描述参与某个脚本的对象和事件。件。状态图状态图描述系统中对象的各种状态以及触发它们之间相互转换的事件。描述系统中对象的各种状态以及

16、触发它们之间相互转换的事件。第28页/共141页OMT方法的设计阶段由方法的设计阶段由系统设计和对象设计系统设计和对象设计两部分构成。两部分构成。OMT方法突出的特点是在分析阶段，它可以较全面地描述系统的静态结构，适合于方法突出的特点是在分析阶段，它可以较全面地描述系统的静态结构，适合于数据密集型信息系统数据密集型信息系统的的开发。开发。第29页/共141页n n对象模型对象模型对象标识对象标识对象之间关系对象之间关系属性与操作属性与操作 类图、盒图来表示类图、盒图来表示（1 1）对象与类）对象与类（2 2）关联）关联（3 3）聚集）聚集（4 4）泛化与继承）泛化与继承对象模型（静态逻辑模型）

17、第30页/共141页对象模型（静态逻辑模型）对象和类机床（机床）铣床FANUC6i（机床）铣床FANUC18i机床名称长度宽度启动关闭报警第31页/共141页对象模型（静态逻辑模型）关联ABAB BABAB B1对11对多多对多1对零个或多个关联名称关联名称关联名称关联名称第32页/共141页目录文件文件名公司人员高级职员人员公司雇员雇主工作于职工政绩干部领导工人第33页/共141页聚集聚集微机监视器系统板键盘底架CPURAM芯片第34页/共141页泛化与继承泛化与继承人员教师学生工人第35页/共141页对象模型对象模型是三个模型中最关键的一个模型，它的作用是描述系统的静态结构，包括构成系统的

18、类和对象，它们的属性和操作，及它们之间的关系。在OMT中，类与类之间的关系叫做关联。关联代表一组存在于两个或多个对象之间的、具有相同结构和含义的具体连接。第36页/共141页聚合，代表整体与部分的关系，这是一种特殊形式的关联。限定，用以对关联的含义做某种约束。角色，用来说明关联的一端。由于多数关联具有两个端点，因而涉及到两个角色。附加的说明对象之间连接的连接属性。第37页/共141页第38页/共141页第39页/共141页一般化关系一般化关系也称为继承性。一般化关系包含基类和几个派生类。基类表示了一个较为一般、普遍的概念每个派生类则是它的某个特殊形态派生类除了自然地继承基类所具有的属性和操作外

19、，还具有反映自身特点的属性和操作。第40页/共141页动态模型（动态逻辑模型）动态模型（动态逻辑模型）动态逻辑模型描述系统中与时间和操作序列有关的内容。通过描述系统中发生的操作序列来定义系统运行时的行为。动态模型用状态图表示事件：触发的动作状态：属性值状态图：表示事件与状态的关系操作：动作发送事件状态的泛化(子状态/超状态）第41页/共141页动态模型动态模型要想对一个系统了解得比较清楚，应当考察在任何时刻对象及其关系的改变。系统的这些涉及时序和改变状况用动态模型来描述。动态模型着重于系统的控制逻辑。它包括两个图，一是状态图，一是事件追踪图。第42页/共141页状态图状态图状态图是一个状态和事

20、件的网络图，侧重于描述每一类对象的动态行为。在状态图中，状态是对某一时刻中属性特征的概括。而状态迁移表示这一类对象在何时对系统内外发生的哪些事件做出何种响应。第43页/共141页操作是一个伴随状态迁移的瞬时发生的行为，与触发事件一起表示在有关的状态迁移之上。活动则是发生在某个状态中的行为，往往需要一定的时间来完成，因此与状态名一起出现在有关的状态之中。第44页/共141页动态模型由多个状态图组成。对于每一个具有重要动态行为的类都有一个状态图，从而表明所有系统活动的模式。各个状态图并发地执行，并可以独立地改变状态。各种类的状态图可以通过共享事件组合到一个动态模型中。第45页/共141页事件事件一

21、个事件发生在某一时刻每个事件都是单独发生的建立事件类，并给每个事件一个名字，以指明共同结构和行为。事件从一个对象向另一个对象传送信息。第46页/共141页有些事件类可能传送的是简单的信号“要发生某件事”，而有些事件类则可能传送的是数据值。由事件传送的数据值叫做属性。列车出发列车出发(线路、班次、城市线路、班次、城市)揿下鼠标按钮揿下鼠标按钮(按钮、位置按钮、位置)拿起电话受话器拿起电话受话器 数字拨号数字拨号(数字数字)第47页/共141页事件追踪图事件追踪图事件追踪图侧重于说明发生于系统执行过程中的一个特定“场景”。场景也叫做脚本，是完成系统某个功能的一个事件序列。场景通常起始于一个系统外部

22、的输入事件，结束于一个系统外部的输出事件，它可以包括发生在这个期间的系统所有的内部事件。第48页/共141页第49页/共141页状态图与事件追踪图的关系状态图与事件追踪图的关系状态图叙述一个对象的个体行为，事件追踪图则给出多个对象所表现出来的集体行为。它们从不同侧面来说明同一系统的行为。例如，一个事件追踪图指出某一对象在接受一个事件之后发出另一事件，同一行为在此对象的状态图中也应当有所表示。第50页/共141页动态模型与对象模型的关系动态模型：对象模型中的对象的值的合法的变化序列；状态图描述具体类中某一对象的部分或所有的操作；状态等价于对象的属性值和链值；事件在对象模型中可表示为操作第51页/

23、共141页功能模型模块描述代码的布局，描述系统的体系结构对象数据流图组成处理：改变数据值数据流：对象之间动作对象：数据存储对象：控制流：第52页/共141页功能模型功能模型表明，通通过过计计算算，从从输输入入数数据据能能得得到到什什么么样样的的输输出出数数据据，不不考考虑虑参参加加计计算算的的数数据按什么时序执行据按什么时序执行。功能模型由由多多个个数数据据流流图图组组成成，它们指明从外部输入，通过操作和内部存储，直到外部输出，这整个的数据流情况。第53页/共141页功能模型中所有的数据流图往往形成一个层次结构。在这个层次结构中，一个数据流图中的过程可以由下一层的数据流图做进一步的说明。一般来

24、讲，高层的过程相应于作用在聚合对象上的操作，而低层的过程则代表作用于一个简单对象上的操作。第54页/共141页数据流图中允许加入控制流，但这样做将与动态模型重复，不提倡夹带控制流。第55页/共141页三种模型的关系对象模型表示数据的结构功能模型反映功能需求，反映对象组装处理/操作/存储 对象反映三个不同层次第56页/共141页二、二、OOA（OO Analysis）/OOD(OO Design）1 1、面向对象分析、面向对象分析(OOA)(OOA)：面面向向对对象象的的分分析析方方法法主主要要包包括括：分分析析发发现现对对象象；定定义义它它们们的的类类，然然后后建建立立类类之之间间的的关关系系

25、；找找出出重重用用类，最后用重用类的实例类，最后用重用类的实例-对象构造系统框架。对象构造系统框架。OOAOOA可以按照以下五个步骤来进行：可以按照以下五个步骤来进行：标识对象：标识对象：标识结构：标识结构：标识主题：标识主题：定义属性：定义属性：定义方法：定义方法：第57页/共141页二、二、OOA/OOD2、面向对象设计、面向对象设计(OOD)从从OOA到到OOD是是一一个个渐渐进进的的模模型型扩扩充充过过程程，OOD包包括括了了问问题题域域部部分分、人机交互部分、任务管理部分和数据管理部分人机交互部分、任务管理部分和数据管理部分等四个部分的设计。等四个部分的设计。第58页/共141页三、

26、面向对象软件工程三、面向对象软件工程(OOSE)面向对象软件工程(OOSE)OOSE方法将面向对象的思想贯穿到软件工程中，目的是为了得到一个能适应变化、健壮性好和维护性强的系统。OOSE方法是一个用例(use case)驱动的方法，它建立的所有模型都是以用例模型为基础的。OOSE采用五个模型来完成其实现目标系统的过程，这五个模型又都是以用例模型为基础的。OOSE、构造和测试。第59页/共141页三、面向对象软件工程三、面向对象软件工程(OOSE)需需求求模模型型(RM)：用用来来捕捕获获用用户户的的需需求求，主主要要的的建建模模手手段段有有用用例例图图、问问题题域域对对象象模模型和人与系统的接

27、口界面。型和人与系统的接口界面。分析模型分析模型(AM)：该模型定义了一个健壮的、可扩展的系统的基本结构。：该模型定义了一个健壮的、可扩展的系统的基本结构。设计模型设计模型(DM)：DM将将AM的对象定义为块，这实际是考虑具体实现的表现。的对象定义为块，这实际是考虑具体实现的表现。第60页/共141页实现模型实现模型(IM)：就是用某种语言（最好是支持面向对象）来实现：就是用某种语言（最好是支持面向对象）来实现DM。测测试试模模型型(TM)：类类或或对对象象的的底底层层测测试试可可以以由由程程序序人人员员自自行行完完成成，但但集集成成测测试试将将由由独独立立于于开开发发组组的的测测试试人人员员

28、完成，他们依次从类的底层测试开始，进行组装测试、集成测试。完成，他们依次从类的底层测试开始，进行组装测试、集成测试。第61页/共141页6.46.4 统一建模语言统一建模语言UML概述概述Unified Modeling Language一、面向对象建模二、UML的历史沿革 第62页/共141页一、面向对象建模一、面向对象建模 面向对象方法不但是一种软件工程的开发技术，而且是一种对客观事物进行分析与处理的思想方法，一种抽象的思维方式。UML 的目标主要：用对象的概念来构造系统模型（不仅是针对软件系统）。建立直观的从模型直至可执行体之间的对应关系。为复杂的系统建立衡量标准。创建一种对人和机器都适

29、合的语言，即可以用人工来描述，又可以用机器实现计算机辅助建模。第63页/共141页一、面向对象建模（续）一、面向对象建模（续）面向对象建模的原理：一种建模方法应包含建模过程和建模语言两个部分。建模过程定义建模的步骤和处理问题的基本原则。建模与建模过程的密切联系。同一建模过程可由不同建模语言来描述；不同建模过程也可能由功能强大的同一建模语言来描述。第64页/共141页二、二、UML的历史沿革的历史沿革 从二十世纪八十年代初期开始，包括Booch、OMT、Shlaer/Mellor、Odell/Martin、Objectory和其他的一些方法。到了二十世纪九十年代中期，出现了第二代面向对象方法，著

30、名的有Booch94、OMT的沿续以及Fusion等。UML是第三代用来为面向对象开发系统的产品进行可视化说明和编制文档的方法，UML 的形成过程见图所示。第65页/共141页图 UML的历史第66页/共141页6.56.5 UML建模技术建模技术一、统一建模语言UML一种建模语言促进信息沟通支持系统构建二、UML的主要内容UML的构造块UML规则UML中的公共机制三、三、UMLUML的图形的图形1 1、用例图、用例图(use case diagram)(use case diagram)2 2、静态图、静态图(Static diagram)(Static diagram)3 3、行为图、行为

31、图(Behavior diagram)(Behavior diagram)4 4、交互图、交互图(Interactive diagram)(Interactive diagram)5 5、实现图、实现图(Implementation(Implementation diagram)diagram)第67页/共141页一、统一建模语言一、统一建模语言UML UML的优势和特点：UML融合了Booch、OMT和OOSE方法中的基本概念；UML扩展了现有方法的应用范围；UML是标准的建模语言，而不是标准的开发过程。UML仅仅是一种建模语言，是软件开发方法中的一部分，它是独立于过程的，但它与以用例为驱动

32、、以体系结构为中心、迭代及增量的开发过程相结合将会发挥最大的优势。第68页/共141页一、统一建模语言一、统一建模语言UML（续）（续）如何理解UML 一种建模语言 促进信息沟通 支持系统构建第69页/共141页二、二、UML的主要内容的主要内容UML具有一个完整的概念模型，提供了一套完整、全面的表达方法，其主要元素包括：UML的基本构造块、支配这些构造块如何放在一起的规则和一些运用于整个UML的公共机制。1、UML的构造块在UML中可以将词汇划分为3种构造块，即3类词汇或基本元素：事物、关系和图。（1）UML中的事物 事物是对模型中最具有代表性的成分的抽象，可分为结构事物、行为事物、分组事物

33、和注释事物；第70页/共141页二、二、UML的主要内容（续）的主要内容（续）n 结构事物：通常是模型的静态部分，描述概念或物理元素，UML中共有7种结构事物：a.类(class)：与 面 向 对 象 方 法 中 类 的 概 念 一 致。图 5-8a中，给 出 了 类Transaction，它包含一个属性和两个操作。b.接口(interface)：描述了一个类或构件的一个服务的操作集，图5-8b给出了一个接口IPrint的图示。第71页/共141页二、二、UML的主要内容（续）的主要内容（续）d.用例(use case)：代表了一个系统功能，是对一组动作序列的描述，系统执行这些动作将产生一个对

34、特定的参与者（即系统用户）有价值而且可观察的结果。图5-8d给出了一个用例的图示法。c.协作(collaboration)：定义了一个对象之间的交互，由一组共同工作以提供某种协作行为的角色和其它元素共同构成的一个群体，这些协作行为大于所有元素的各自行为的总和。图5-8c给出了一个协作“人员维护”。第72页/共141页二、二、UML的主要内容（续）的主要内容（续）e.主动类(active class)：是一种特殊的类，其对象至少拥有一个线程或进程。f.构件(component)：描述的是系统中的软件物理事物，图5-8e给出了构件的图示法。g.节点(node)：是在运行时存在的物理元素，表示了一种

35、可计算的资源，图5-8f给出了一个节点的图示。第73页/共141页二、二、UML的主要内容（续）的主要内容（续）IPrint人员维护登录sHello.java应用服务器Transactiontimeexecute()rollback()图a 类图b 接口图c 协作图d 用例图e 构件图f 节点load空闲图g 交互图h 状态java.lang图i 包图j 注解图 UML中各种事物的图示法第74页/共141页二、二、UML的主要内容（续）的主要内容（续）行为事物:行为事物是UML模型的动态部分，是模型中的动词，描述了跨越时间和空间范围的系统行为，代表了系统动作的执行。主要有两类:a.交互b.状态

36、机(state machine)第75页/共141页二、二、UML的主要内容（续）的主要内容（续）分组事物分组事物是UML模型的组织部分。最重要的分组事物是包。包是把元素组织成组的一种机制。图i给出了包的图示法。注释事物注释事物是UML模型的解释部分。图j给出了注解的图示法。第76页/共141页二、二、UML的主要内容（续）的主要内容（续）2、UML中的关系关系能把建模语言中的事物组合联系在一起，在UML中有四种关系：依赖(dependency)；关联(association)；泛化(generalization)；实现(realization)；第77页/共141页二、二、UML的主要内容（

37、续）的主要内容（续）3、UML中的图 UML中主要包括了以下几种图形：用例图(use case diagram)；类图(class diagram)；对象图(object diagram)；包图(package diagram)；交互图(interaction diagram)：交互图包括顺序图和协作图两种；状态图(statechart diagram)；第78页/共141页二、二、UML的主要内容（续）的主要内容（续）活动图(activity diagram)；构件图(component diagram)；配置图(deployment diagram)。第79页/共141页二、二、UML的主

38、要内容（续）的主要内容（续）图9a，对类的操作的可见性进行了修饰，符号+表示为公共操作，#表示为保护操作，-表示为私有操作.Transaction+commit()+rollback()#priority()-timestamp()计算机张三的计算机:计算机图9a 操作的修饰图9b 类图9c 类的实例图9 修饰的标识方法第80页/共141页二、二、UML的主要内容（续）的主要内容（续）2、UML规则 UML有用于描述如下事物的语义规则：命名；范围；可见性；完整性；执行。第81页/共141页二、二、UML的主要内容（续）的主要内容（续）3、UML中的公共机制 在UML中有4种贯穿整个语言且一致应

39、用的公共机制（1）规格说明（2）修饰（3）通用划分（如图5-10）（4）扩展机制（如图5-11）UML中的扩展机制包括几个方面：构造型(stereotype)、标记值(tagged value)、约束(constraint)。第82页/共141页二、二、UML的主要内容（续）的主要内容（续）客户姓名地址电话张龙:客户丁三:客户王玉IUnknownISpellingspelling.java（a）类/对象划分（b）接口/实现划分图10 通用划分的图示法第83页/共141页二、二、UML的主要内容的主要内容MessageQueueversion=2.0insert()remove()refresh

40、()exceptionOverflowordered图11 扩展机制第84页/共141页二、二、UML的主要内容的主要内容UML概念模型构造块事物：结构事物、行为事物、分组事物、注释事物规则关系：依赖、关联、泛化、实现图：用例图、类图、对象图、包图、交互图等公共机制规格说明修饰通用划分扩展机制图12 UML主要内容第85页/共141页三、三、UML的图形的图形 UML中包含9种类型图用例图类图对象图状态图活动图顺序图协作图组件图配置图第86页/共141页三、三、UML的图形的图形1、用例图(use case diagram)用例图从用户角度描述系统功能，并指出各功能的操作者。用例图显示若干角色

41、或执行者(actor)以及这些角色与系统提供的用例之间的连接关系，如图13所示。用例图定义的是系统的功能需求。第87页/共141页三、三、UML的图形的图形录入客户补充信息用户校验录入订单跟踪订单extendincludeinclude业务员图13 用例图第88页/共141页三、三、UML的图形的图形2、静态图(Static diagram)静态图包括类图、对象图。（1）类图描述系统中类的静态结构，是一种静态关系，在系统的整个生命周期都是有效的。第89页/共141页三、三、UML的图形的图形（2）对象图是类图的实例，几乎使用与类图完全相同的标识。但是两者之间有差别。Bob作家 姓名=Bob年龄

42、=43办公室PC 名称=P4 1.3G内存=256家庭PC 名称=P3 933内存=128图15 对象图第90页/共141页三、三、UML的图形的图形3、行为图(Behavior diagram)行为图描述系统的动态模型和组成对象间的交互关系。包括状态图和活动图两种，（1）状态图描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条件。通常，状态图(state diagram)是对类图的补充。如图16所示。第91页/共141页三、三、UML的图形的图形图16 状态图第92页/共141页三、三、UML的图形的图形（2）活动图(activity diagram)描述满足用例功能需求所要进行的活动以及

43、活动间的约束关系。如图5-17所示。第93页/共141页三、三、UML的图形的图形图17 活动图终点打 印磁盘未满磁盘满在屏幕上显示“磁盘满”在屏幕上显示“打印”建立补充说明清除屏幕起点终点第94页/共141页三、三、UML的图形的图形4、交互图(Interactive diagram)交互图描述对象间的交互关系。包括顺序图和协作图两种。（1）顺序图显示对象之间的动态合作关系，如图5-18所示。（2）协作图(callobaration diagram)和顺序图的作用一样，反映的也是动态协作。如图5-19 所示。第95页/共141页三、三、UML的图形的图形:Thread:Toolkit:Com

44、ponentPeertarget:HelloWorldcallbackLooprunrunhandleExposepaint图18 顺序图第96页/共141页三、三、UML的图形的图形图19 协作图第97页/共141页三、三、UML的图形的图形5、实现图(Implementation diagram)实现图包括构件图和配置图两种。（1）构件图(component diagram)描述代码部件的物理结构及各部件之间的依赖关系。构件图有助于分析和理解部件之间的相互影响程度。图20显示一个简单的“HelloWorld”程序中的构件的物理结构情况，helloworld页面依赖于一个图片(hello.j

45、pg)和类(HelloWorld.class)。第98页/共141页三、三、UML的图形的图形HelloWorld.classhelloworld.htmlHelloWorld.javahello.jpg图20 构件图第99页/共141页三、三、UML的图形的图形（2）配置图(deployment diagram)定义系统中软硬件的物理体系结构。TCP/IPTCP/IPTCP/IP客户机ACompaq Pro PC客户机BIBM ThinkPad应用服务器HP NetserverWeb服务器HP Netserver图21 配置图TCP/IP数据库服务器HP L1000第100页/共141页7.

46、6 UML7.6 UML在系统开发中的应用在系统开发中的应用一、一、一般应用过程一般应用过程1、需求获取2、分析3、设计4、编程5、测试二、二、统一开发过程统一开发过程(Rational Unified(Rational Unified Process,RUP)Process,RUP)1、概述2、RUP的基本概念3、RUP过程分析三、三、计算机辅助软件工程计算机辅助软件工程(CASE)(CASE)工具工具Rational Rational RoseRose1 1、支持、支持UMLUML的模型的模型2 2、支持多种开发语言、支持多种开发语言3 3、代码自动生成、代码自动生成4 4、模型的集成管理

47、、模型的集成管理5 5、团队开发、团队开发6 6、数据库表的生成、数据库表的生成 第101页/共141页一、一般应用过程一、一般应用过程 UML在软件系统开发中的应用可以分成五个阶段：1、需求获取2、分析3、设计4、编程5、测试第102页/共141页二、统一开发过程二、统一开发过程(Rational Unified Process,RUP)1、概述软件过程由一系列的项目的阶段、方法、技术和实践组成，人们利用它们来开发、维护软件和相关的产物。在软件开发中存在的两难境地是既要求快速发布产品，又要求开发出低成本、高质量的产品。统一开发过程(Rational Unified Process)正是逐步发

48、展起来的支持企业系统不断更新并保证高质量短周期软件产品的软件开发过程。第103页/共141页2、RUP的基本概念的基本概念“统一过程”最为突出的特点包括三点：用例驱动、以基本架构为中心、迭代式和增量性的开发。（1）“统一过程”是用例驱动的（2）“统一过程”是以基本架构为中心的（3）“统一开发过程”是迭代式的和增量的第104页/共141页3、RUP过程分析过程分析统一开发过程可以用二维结构或沿着两个坐标轴来表达：横轴代表制订开发过程时的时间，包括以下阶段：开始项目版本描述；细化计划必须的活动和资源；详细描述功能和设计结构；构造在一个循环周期内创建产品；交付发放产品到用户群体中（制造、分发和培训）

49、。第105页/共141页3、RUP过程分析过程分析纵轴代表过程的静态结构，对具有良好定义的特定人工活动细节进行描述。其中核心工作流主要包括：需求系统要做什么的描述；系统分析和设计描述循环增长状态中系统如何实现；实现编码，最终获得可执行版本的产品；测试对整个系统的确认。第106页/共141页3、RUP过程分析过程分析图22 开发过程第107页/共141页3、RUP过程分析过程分析（1）阶段和迭代时间轴：初始阶段(Inception)细化阶段(Elaboration)构造阶段(Construction)交付阶段(Transition)第108页/共141页3、RUP过程分析过程分析（2）开发过程中

50、的静态结构在RUP中有四种主要的建模元素用来表达统一过程：角色：“谁”定义了个人或若干人所组成小组的行为和责任。活动：“如何”某个角色的活动是要求该角色中的个体执行的工作单元。产物：“某事”产物是被产生、修改或为过程所使用的一段信息。工作流：“何时”是产生具有可观察结果的活动序列。第109页/共141页3、RUP过程分析过程分析（3）核心工作流商业建模：RUP为软件开发人员和顾客提供了相同的语言和过程，并通过这种语言显示了如何在企业业务和软件模型中创建和保持直观、一致的可跟踪性。需求：需求工作流是对系统要做什么的描述，而开发人员和用户将就该描述达成共识，以指导下一阶段的系统开发工作。第110页