第6章UML统一建模语言报告优秀PPT.ppt
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1、第第6章章 UML统一建模语言统一建模语言6.1 UML概述 UML是用Booch,Jacobson,Rumbaugh三位面对对象方法的专家,在多家软件公司组成的国际对象管理组织(OMG)标准下研制的,从1997年的1.0版到现在的2.X版,经验逐步完善的过程。目前,UML是软件业界共识的标准。UML是通用的模型语言,可用于确定、表示、和记录软件系统,它供应的模型符号标记,尤其适用于面对对象的软件分析和设计。它的价值在于它综合并体现了世界上面对对象方法实践的最好阅历,以架构为中心,以及递增和迭代地进行软件开发。1 UML的特点(1)统一标准.成为对象组织OMG的正式标准,并供应了标准的面对对象
2、的模型元素的定义和表示(2)面对对象。UML还吸取了面对对象技术领域中其他流派的特长(3)可视化、表示实力强。系统的逻辑模型或实现模型都能用UML的可视化模型清晰地表示,(4)独立于过程。UML是系统建模语言,独立于开发过程。(5)易驾驭、易用。2 UML形成过程3 UML的图形表示 1UML的构成 UML建模语言的描述方式以标准的图形表示为主,是由视图(Views)、图(Diagrams)、模型元素(Model Elements)和通用机制(General Mechanism)构成的层次关系。(1)视图视图就是从不同的视角视察和建立的系统模型图。一个视图由多个图构成。每个视图表示系统的一个特
3、殊的方面或者系统的某个特性,多个(用例视图)视图才能建立一个完整的系统模型图。设计视图设计视图实现视图实现视图配置视图配置视图过程视图过程视图Use case视图视图Use Use case case ViewView描描述述系系统统的的外外部部特特性性、系系统功能等。统功能等。Implementation Implementation ViewView 表示系统表示系统的实现特征,常的实现特征,常用构件图表示。用构件图表示。Design Design ViewView 描描述述系系统统设设计计特特征征,包包括括结结构构模模型型视视图图和和行行为为模模型型视视图图,前前者者描描述述系系统统的的
4、静静态态结结构构(类类图图、对对象象图图),后后者者描描述述系系统统的的动动态态行行为为(交交互互图图、状态图、活动图状态图、活动图)。Process View Process View 表示系统内表示系统内表示系统内表示系统内部的限制机制。常用类图部的限制机制。常用类图部的限制机制。常用类图部的限制机制。常用类图描述过程结构,用交互图描述过程结构,用交互图描述过程结构,用交互图描述过程结构,用交互图描述过程行为。描述过程行为。描述过程行为。描述过程行为。Deployment ViewDeployment View 配置配置视图描述系统的物理配置视图描述系统的物理配置特征。用配置图表示特征。用
5、配置图表示。UMLUML常用常用常用常用视图视图视图视图可以在图中运用的概念、对象等统称为模型元素。通用模型元素分为以下两类:基元素。是指已由UML定义的模型元素,如类、结点、构件、注释、关联、依靠和泛化等。构造型元素。它在基元素的基础上所构造的新的模型元素,通常是由基元素增加了新的定义而构成的,如扩展基元素的语义。也允许用户自定义。构造型元素用括在双尖括号中的字符串表示。目前UML供应了40多个预定义的构造型元素,如include、extend等。2通用模型元素 模型元素在图中用其相应的图形符号表示。常用的模型元素符号如图常见的连接关系:有关联(Association)、泛化(General
6、ization)、依靠(Dependency)和聚合(AggfCgation)等,其中聚合是关联的一种特殊形式。这些连接关系的图形符号如图关联:是一种最常见的连接关系,用于连接(Connect)模型元素或链接(link)实例。依靠:表示一个元素以某种方式依靠于另一个元素,依靠关系描述的是两个模型元素(类、组合、用例等)之间的语义上的连接关系,其中一个模型元素是独立的,另一个模型元素是非独立的(或依靠的),它依靠于独立的模型元素泛化:表示一般与特殊的关系,即“一般”元素是“特殊”关系的泛化。常用于描述父类与子类之间的继承关系聚合:表示整体与部分的关系。即由部分元素构成整体细化:是依靠关系的一个变
7、体,描述两个不同语义层次上的元素之间的关系UML的图 1.用例图(use-case diagram)用例是对系统供应的功能(即系统的具体用法)的描述。用例图从用户的角度描述系统功能,并指出各个功能的操作者。用例图定义了系统的功能需求。用户、项目主管、分析人员、开发人员、质量保证工程师和任何对系统感爱好的人都可以阅读这个框图,了解系统的功能。2.静态图(static diagram)这类图描述系统的静态结构,属于这类图的有类图(class diagram)和对象图(object diagram)。类图不仅定义系统中的类,表示类与类之间的关系(例如,关联、依靠、泛化和细化等关系),也表示类的内部结
8、构(类的属性和操作)。类图描述的是一种静态关系,在系统的整个生命期内都是有效的。对象图是类图的实例,它运用几乎与类图完全相同的图示符号。两者之间的差别在于,对象图表示的是类的多个对象实例,而不是实际的类。由于对象有生命周期,因此对象图只能在系统的某个时间段内存在。一般说来,对象图没有类图重要,它主要用来帮助对类图的理解,也可用在协作图中,表示一组对象之间的动态协作关系。3.行为图(behavior diagram)这类图描述系统的动态行为和组成系统的对象间的交互关系,包括状态图(state diagram)和活动图(activity diagram)两种图形。状态图描述类的对象可能具有的全部状
9、态,以及引起状态变更的事务,状态变更称作状态转换。通常,状态图是对类图的补充。实际运用时,并不须要为每个类都画状态图,仅须要为那些有多个状态,且其行为在不同状态有所不同的类画状态图。活动图描述为满足用例要求而进行的动作以及动作间的关系。活动图是状态图的一个变种,它是另一种描述交互的方法。4.交互图(interactive diagram)这类图描述对象间的交互关系,包括依次图(sequence diagram)和协作图(collaboration diagram)两种图形。依次图显示若干个对象间的动态协作关系,它强调对象之间发送消息的先后次序,描述对象之间的交互过程。分析人员从Sequence
10、框图可以看到处理流程,开发人员看到须要开发的对象和这些对象的操作,质量保证工程师可以看到过程的细微环节,并依据这个过程开发测试用例。协作图与依次图类似,也描述对象间的动态协作关系。除了显示对象间发送的消息之外,协作图还显示对象及它们之间的关系(称为上下文相关)。由于依次图和协作图都描述对象间的交互关系,所以建模者可以选择其中一种表示对象间的协作关系:假如须要强调时间和依次,最好选用依次图;假如须要强调上下文相关,最好选择协作图。5.实现图(implementation diagram)这类图供应关于系统实现方面的信息,构件图(component diagram)和部署图(deployment
11、diagram)属于这类图。构件图描述代码构件的物理结构及各个构件之间的依靠关系。构件可能是源代码、二进制文件或可执行文件。运用构件图有助于分析和理解构件之间的相互影响。一般编译系统的人员要运用Component框图。构件框图显示组件应以什么依次编译,还显示编译时会生成哪些运行组件,显示了类与实现组件之间的映射。部署图定义系统中软件和硬件的物理体系结构。通常,部署图中显示实际的计算机和设备(用节点表示),以及各个节点之间的连接关系,也可以显示连接的类型及构件之间的依靠关系。在节点内部显示可执行的构件和对象,以清晰地表示出哪个软件单元运行在哪个节点上。项目管理人员、用户和部署人员通过部署图了解网
12、络的物理布局和各种组件的位置。项目管理员通过这个框图与用户沟通系统的布局。部署人员用它进行部署规划。UML的应用领域UML是一种建模语言,是一种标准的表示方法,而不是一种完整的方法学。因此,人们可以用各种方法运用UML,无论接受何种方法,它们的基础都是UML的图,这就是UML的最终用途为不同领域的人供应统一的沟通方法。UML适用于系统开发的全过程,它的应用贯穿于从需求分析到系统建成后测试的各个阶段。需求获得:可以用用例来捕获用户的需求。通过用例建模,可以描述对系统感爱好的外部角色及其对系统的功能要求(用例)。分析:分析阶段主要关切问题域中的基本概念(例如,抽象、类和对象等)和机制,须要识别这些
13、类以及它们相互间的关系,可以用UML的逻辑视图和动态视图来描述。类图描述系统的静态结构,协作图、依次图、活动图和状态图描述系统的动态行为。在这个阶段只为问题域的类建模,而不定义软件系统的解决方案细微环节(例如,处理用户接口、数据库、通信和并行性等问题的类)。设计:把分析阶段的结果扩展成技术解决方案,加入新的类来定义软件系统的技术方案细微环节。设计阶段用和分析阶段类似的方式运用UML。构造(编码):这个阶段的任务是把来自设计阶段的类转换成某种面对对象程序设计语言的代码。测试:对系统的测试通常分为单元测试、集成测试、系统测试和验收测试等几个不同的步骤。UML模型可作为测试阶段的依据,不同测试小组运
14、用不同的UML图作为他们工作的依据:单元测试运用类图和类规格说明;集成测试运用构件图和协作图;系统测试运用用例图来验证系统的行为;验收测试由用户进行,用与系统测试类似的方法,验证系统是否满足在分析阶段确定的全部需求。总之,统一建模语言UML适用于以面对对象方法来描述任何类型的系统,而且适用于系统开发的全过程,从需求规格描述直到系统建成后的测试和维护阶段。6.2 建立用例模型建立系统用例模型的过程就是对系统进行功能需求分析的过程用例模型描述的是外部执行者(actor)所理解的系统功能。用例模型用于需求分析阶段,它的建立是系统开发者和用户反复探讨的结果,描述了开发者和用户对需求规格达成的共识。首先
15、,它描述了待开发系统的功能需求;其次,它把系统看作黑盒子,从外部执行者的角度来理解系统;第三,它驱动了需求分析之后各阶段的开发工作,不仅在开发过程中保证了系统全部功能的实现,而且被用于验证和检测所开发的系统,从而影响到开发工作的各个阶段和UML的各个模型。用例一个用例实质上是用户与计算机系统之间的一次典型的交互作用,它代表的是系统的一个完整的功能。在UML中把用例定义成系统执行的一系列动作,动作的结果能被外部执行者察觉到。在UML用例图中,用例表示为一个椭圆。图1是自动售货机系统的用例图,其中“售货”、“供货”和“取货款”都是典型的用例。概括地说,用例有以下特点:用例代表某些用户可见的功能,实
16、现一个具体的用户目标。用例由执行者激活,并供应准确的值给执行者。用例可大可小,但它必需是对一个具体的用户目标实现的完整描述。图 自动售货机系统用例图执行者执行者是与系统交互的人或物,它代表外部实体,例如,用户、硬件设备或与本系统交互的另一个软件系统。运用用例并与系统交互的任何人或物都是执行者。实践表明,执行者对确定用例是特别有用的。面对一个大型、困难的系统,要列出用例清单往往很困难,这时可以先列出执行者清单,再针对每个执行者列出它的用例。这样做可以使问题变得简洁很多。定义系统确定执行者和用例描述执行者和用例关系确认模型建立用例模型流程 63 建立静态模型 建模语言都以静态建模机制为基础,标准建
17、模语言UML的静态建模是指对象之间通过属性相互联系,而这些关系不随时间而转移UML的静态建模机制包括用例图(Use Case Diagram)类图(Class Diagram)对象图(Object Diagram)包图(Package Diagram)构件图(Component Diagram。)配置图(Deployment Diagram)类图类图描述类和类与类之间的静态关系,它是从静态角度表示系统的,因此类图属于一种静态模型。类图是构建其他图的基础,没有类图就没有状态图、协作图等其他图,也就无法表示系统其他方面的特性。(1)定义类 (2)类的属性 UML描述属性的语法格式为:可见性 属性名
18、:类型名=初值性质串 其中,属性名和类型名必需有,其他部分依据须要可有可无。(3)类的操作 UML描述操作的语法格式为:可见性 操作名(参数表):返回值类型性质串其中,可见性和操作名是不行缺少的。操作的可见性通常分为公有(用加号表示)和私有(用减号表示)两种,其含义与属性可见性的含义相同。参数表由若干个参数(用逗号隔开)构成。参数的语法格式为:参数名:参数类型名=缺省值图 类的图形符号关系如前所述,类图由类和它们之间的关系组成。定义了类之后,就可以定义类之间的各种关系了。类与类之间通常有关联、泛化(继承)、依靠等三种关系。(1)关联关系 一般关联 一般关联是最常见的关联关系,只要在类与类之间存
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