第2章 统一建模语言UML教学课件.pptx

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1、第2章 统一建模语言UML在线开放课程 SDUFE面向对象的系统分析与设计在线开放课程第2章 统一建模语言UML 2.1 UML概概述述 2.3 UML与与面向面向对象的系象的系统开开发统一一过程程 2.2 UML核心元素核心元素引言：面向引言：面向对象的困象的困难在线开放课程引言：面向对象引言：面向对象的困难的困难l面向对象尽管有这么一大堆的好处，它也有着其与生俱来的困难面向对象尽管有这么一大堆的好处，它也有着其与生俱来的困难。如果把构建一套系统比喻为组装一辆汽车，我们利用汽车零部件如果把构建一套系统比喻为组装一辆汽车，我们利用汽车零部件能够组装能够组装出我们需要的功能，但是出我们需要的功能

2、，但是，却，却没有告诉我们零件没有告诉我们零件是怎么是怎么来的来的?难道零件是从难道零件是从石头里蹦出来的孙悟空，突然出现的吗石头里蹦出来的孙悟空，突然出现的吗?符合规则的标准符合规则的标准零件零件 是如何设计是如何设计和制造出来的和制造出来的?l 上述疑问实质上体现了现实世界和对象世界的差距，上述疑问实质上体现了现实世界和对象世界的差距，在线开放课程引言：面向对象的困难引言：面向对象的困难l即使面对简单的传统商业模式，我们仍有如下困惑：即使面对简单的传统商业模式，我们仍有如下困惑：对象对象是怎么被抽象出来的是怎么被抽象出来的?现实世界和对象世界看上去差别是那么大，为现实世界和对象世界看上去差

3、别是那么大，为什么要这么抽象而不是那么抽象呢什么要这么抽象而不是那么抽象呢?（Why）对象世界由于其灵活性，可以任意组合，可是我们怎么知道某个组合就正对象世界由于其灵活性，可以任意组合，可是我们怎么知道某个组合就正好满足了现实世界的需求呢好满足了现实世界的需求呢?什么样的组合是好的，什么样的组合是差的什么样的组合是好的，什么样的组合是差的呢呢?（How）抛开现实世界，对象世界是如此的难以理解。如果只给我们一个对象组合，抛开现实世界，对象世界是如此的难以理解。如果只给我们一个对象组合，我们怎么才能理解它表达了怎样的含义呢？（我们怎么才能理解它表达了怎样的含义呢？（What）在线开放课程引言：引言

4、：面向对象的困难在线开放课程l现实世界和对象世界之间存在着一道鸿沟，这道鸿沟的名字就叫做现实世界和对象世界之间存在着一道鸿沟，这道鸿沟的名字就叫做抽象。抽象是面向对象的精髓所在，同时也是面向对象的困难所在。抽象。抽象是面向对象的精髓所在，同时也是面向对象的困难所在。实际上，要想跨越这道鸿沟，我们需要：实际上，要想跨越这道鸿沟，我们需要：一种把现实世界映射到对象世界的方法。一种把现实世界映射到对象世界的方法。一种从对象世界描述现实世界的方法。一种从对象世界描述现实世界的方法。一种验证对象世界行为是否正确反映了现实世界的方法一种验证对象世界行为是否正确反映了现实世界的方法。引言：面向对象的困难引言

5、：面向对象的困难在线开放课程l幸运的是，幸运的是，UMLUML，准确地说是，准确地说是UMLUML背后所代表的背后所代表的面向对象建模方法面向对象建模方法，正好架起了跨越这道鸿沟的桥梁。正好架起了跨越这道鸿沟的桥梁。面向对象的困难面向对象的困难在线开放课程OOM的基本思想在线开放课程l如果你的分析习惯是在调研需求时最先弄清楚有多少业务流程，如果你的分析习惯是在调研需求时最先弄清楚有多少业务流程，先画出业务流程图，然后顺藤摸瓜找出业务流程中每一步骤的参先画出业务流程图，然后顺藤摸瓜找出业务流程中每一步骤的参与部门或岗位，弄清楚在这一步参与者所做的事情和填写表单的与部门或岗位，弄清楚在这一步参与者

6、所做的事情和填写表单的结果，并关心用户是如何把这份表单传给到下一个环节的。结果，并关心用户是如何把这份表单传给到下一个环节的。那么那么很不幸，你还在做面向过程的事情很不幸，你还在做面向过程的事情。l如果你的分析习惯是在调研需求时最先弄清楚有多少部门，多少如果你的分析习惯是在调研需求时最先弄清楚有多少部门，多少岗位，然后找到每一个岗位的业务代表，问他们类似的问题：你岗位，然后找到每一个岗位的业务代表，问他们类似的问题：你平时都做什么平时都做什么?这件事是谁交办的这件事是谁交办的?做完了你需要通知或传达给谁做完了你需要通知或传达给谁吗吗?做这件事情你都需要填写些什么表格吗做这件事情你都需要填写些什

7、么表格吗?那么恭喜你，你已那么恭喜你，你已经经OO啦啦！闲话：今天你闲话：今天你OO了吗？了吗？在线开放课程2.1 UML概概述述l2.1.1 2.1.1 为什么要建模为什么要建模在线开放课程2.1 UML概概述述l2.1.1 2.1.1 为什么要建模为什么要建模要创建复杂的系统，开发人员必须抽象出系统不同的视图，使用准确的表示方要创建复杂的系统，开发人员必须抽象出系统不同的视图，使用准确的表示方法来构建系统的模型，检验模型是否满足用户对目标系统的需求，并在分析设法来构建系统的模型，检验模型是否满足用户对目标系统的需求，并在分析设计过程中逐步把与实现有关的细节添加至模型中，直至在实现阶段用程序

8、设计计过程中逐步把与实现有关的细节添加至模型中，直至在实现阶段用程序设计语言等开发环境将其转换为具体的实现。语言等开发环境将其转换为具体的实现。所以说，每一个失败的信息系统项目都有其特殊的原因，但是成功的项目在许所以说，每一个失败的信息系统项目都有其特殊的原因，但是成功的项目在许多方面都是类似的，信息系统开发获得成功的因素有很多，但是一个基本的因多方面都是类似的，信息系统开发获得成功的因素有很多，但是一个基本的因素就是对建模的使用。素就是对建模的使用。在线开放课程2.1.1 为什什么么要建模要建模l1.1.建模的目的建模的目的模型模型有助于按照所需的样式可视化（有助于按照所需的样式可视化（Vi

9、sualizeVisualize）目标系统）目标系统。模型模型能够描述（能够描述（SpecifySpecify）目标系统的结构和行为）目标系统的结构和行为。模型模型提供构造（提供构造（ConstructConstruct）目标系统的依据）目标系统的依据。模型模型可以使目标系统文档化（可以使目标系统文档化（DocumentDocument）。在线开放课程2.1.1 为什什么么要建模要建模l2.2.建模的原则建模的原则准确准确原则：原则：模型必须准确地反映软件系统的真实情况。如果模型不能真实的反映模型必须准确地反映软件系统的真实情况。如果模型不能真实的反映系统的真实情况，就使模型失去了应有的价值。

10、在系统开发的整个过程，模型必系统的真实情况，就使模型失去了应有的价值。在系统开发的整个过程，模型必须与目标系统保持一致。须与目标系统保持一致。标准原则：标准原则：模型必须在某种程度上是统一的、标准的。建模的一个基本目的就是模型必须在某种程度上是统一的、标准的。建模的一个基本目的就是进行交流，如果开发团队在建模时采用统一的建模方法和符号，成员之间的交流进行交流，如果开发团队在建模时采用统一的建模方法和符号，成员之间的交流才会高效地进行。否则，交流的时候就会发生困难，就会影响系统开发的成败。才会高效地进行。否则，交流的时候就会发生困难，就会影响系统开发的成败。多视角原则：多视角原则：需要从多个视角

11、创建不同的模型，单一的模型是不够的。为了更好需要从多个视角创建不同的模型，单一的模型是不够的。为了更好地理解问题域和目标系统，在建模过程中，需要创建多个互补的视图，例如用例地理解问题域和目标系统，在建模过程中，需要创建多个互补的视图，例如用例视图用来揭示系统需求，逻辑视图用来揭示系统内部逻辑。这些视图从整体上描视图用来揭示系统需求，逻辑视图用来揭示系统内部逻辑。这些视图从整体上描述了系统的开发蓝图述了系统的开发蓝图。在线开放课程2.1.2 什什么么是是UMLl统一建模语言（统一建模语言（Unified Modeling Language，UML）是一种支）是一种支持模型化和信息系统开发的图形化

12、语言。它不是系统设计的方法，持模型化和信息系统开发的图形化语言。它不是系统设计的方法，而是系统建模的标准。而是系统建模的标准。UMLUML经历了多年的研究、发展并不断完善，经历了多年的研究、发展并不断完善，成为现在诸多领域内建模的首选标准。信息系统开发人员主要使成为现在诸多领域内建模的首选标准。信息系统开发人员主要使用用UMLUML来构造各种模型，以便描述系统需求和进行系统分析与设来构造各种模型，以便描述系统需求和进行系统分析与设计。计。在线开放课程 为什么需要 UML?在线开放课程 为什么为什么需要需要 UML?貝多芬作曲時使用貝多芬作曲時使用五五线谱线谱我们设计软件时我们设计软件时使用使用

13、UMLUML!在线开放课程2.1.3 UML的的发展展过程程三位三位UML 创始人，创始人，合力提出合力提出UML统一统一建模语言及工具，建模语言及工具，并使其成为全球公并使其成为全球公认标准认标准在线开放课程2.1.3 UML的的发展展过程程在线开放课程l统一标准统一标准：UML中的中文含义为统一建模语言，中的中文含义为统一建模语言，“统一统一”在在UML中具有特殊中具有特殊的作用和含义，的作用和含义，统一的目一的目标就是就是标准，就是要人和机器都能准，就是要人和机器都能读懂。懂。UML合并了合并了许多面向多面向对象方法中被普遍接受的概念，象方法中被普遍接受的概念，对每一种概念每一种概念UM

14、L都都给出出了清晰的定了清晰的定义、表示法和有关、表示法和有关术语，使用，使用UML可以可以对已有的各种方法建立的模已有的各种方法建立的模型型进行描述，并比原来的方法描述得更好。行描述，并比原来的方法描述得更好。在在软件开件开发的生命周期方面，的生命周期方面，UML对于开于开发的要求具有无的要求具有无缝性，开性，开发过程中的程中的不同不同阶段可以采用相同的一整套概念和表示法，在同一个模型中它段可以采用相同的一整套概念和表示法，在同一个模型中它们可以混合可以混合使用，而不必去使用，而不必去转换概念和表示法。概念和表示法。这种无种无缝性性对选代的增量式代的增量式软件开件开发至关至关重要。重要。2.

15、1.4 UML的特点的特点在线开放课程l面向面向对象与可象与可视化：化：UML还吸取了面向吸取了面向对象技象技术领域中其他流派的域中其他流派的长处。UML符号表示考符号表示考虑了各种方法的了各种方法的图形表示，形表示，删掉了大量易引起混乱的、多余掉了大量易引起混乱的、多余的和极少使用的符号，也添加了一些新符号；系的和极少使用的符号，也添加了一些新符号；系统的分析与的分析与设计模型都可以用模型都可以用UML模型清晰地表示，可用于复模型清晰地表示，可用于复杂软件系件系统的建模。的建模。l独立于开独立于开发过程：程：UML是一种建模是一种建模语言言，不依，不依赖于特定的于特定的编程程语言，言，UML

16、可可应用于运行各种不同的用于运行各种不同的编程程实现话言和开言和开发平台的系平台的系统。l应用用领域广：域广：UML适用于各种适用于各种领域的建模，包括大型的、复域的建模，包括大型的、复杂的、的、实时的、的、分布的、集中式数据或分布的、集中式数据或计算的、嵌入式的系算的、嵌入式的系统等。等。2.1.4 UML的特点的特点在线开放课程l至此，已经对UML的发展过程有了一定的了解，并且认识了建模流程和工具。除了上述所了解的UML基本概述之外，还需要了解一下UML的视图、图、事物、关系、通用机制等核心元素。2.2 UML的核心元素的核心元素在线开放课程l在对复杂的工程进行建模时，系统可由单一的图形来

17、描述，该图在对复杂的工程进行建模时，系统可由单一的图形来描述，该图形精确地定义了整个系统。但是，单一的图形不可能包含系统所形精确地定义了整个系统。但是，单一的图形不可能包含系统所需的所有信息，更不可能描述系统的整体结构功能。需的所有信息，更不可能描述系统的整体结构功能。UMLUML中使用视中使用视图来划分系统各个方面，每种视图描述系统某一方面的特性。完图来划分系统各个方面，每种视图描述系统某一方面的特性。完整的系统由不同的视图从不同的角度共同描述，这样系统才可能整的系统由不同的视图从不同的角度共同描述，这样系统才可能被精确定义。被精确定义。UMLUML中具有多种视图，细分起来共有中具有多种视图

18、，细分起来共有5 5种：用例视图、种：用例视图、逻辑视图、逻辑视图、进程进程视图、实现视图和部署视图。视图、实现视图和部署视图。2.2.1 UML视图在线开放课程2.2.1 UML视图在线开放课程l用例视图强调从系统的外部参与者用例视图强调从系统的外部参与者(主要是用户主要是用户)角度需要的功能，描述系角度需要的功能，描述系统应该具有的功能。用例是系统中的一个功能单元，可以被描述为参与者统应该具有的功能。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。用户对系统要求的功能被当作多个用例在用与系统之间的一次交互作用。用户对系统要求的功能被当作多个用例在用例视图中进行描述，

19、一个用例就是对系统的一个用法的通用描述。例视图中进行描述，一个用例就是对系统的一个用法的通用描述。l用例视图是其他视图的核心，它的内容直接驱动其他视图的开发。系统要用例视图是其他视图的核心，它的内容直接驱动其他视图的开发。系统要提供的功能都在用例视图中描述，用例视图的修改会对所有其他的视图产提供的功能都在用例视图中描述，用例视图的修改会对所有其他的视图产生影响。此外，通过测试用例视图还可以检验最终系统。生影响。此外，通过测试用例视图还可以检验最终系统。l描述用例视图的图：用例图和活动图描述用例视图的图：用例图和活动图1.用例用例视图在线开放课程l逻辑视图的使用者主要是设计人员和开发人员，它描述

20、如何实现用逻辑视图的使用者主要是设计人员和开发人员，它描述如何实现用例视图所提出的系统内部的功能。例视图所提出的系统内部的功能。l与用例视图相比，逻辑视图主要关注系统内部，它既描述系统的静与用例视图相比，逻辑视图主要关注系统内部，它既描述系统的静态结构，如类、对象及它们之间的关系，又描述系统内部的动态协态结构，如类、对象及它们之间的关系，又描述系统内部的动态协作关系，如顺序图、协作图、状态图。作关系，如顺序图、协作图、状态图。2.逻辑视图在线开放课程l也称为并发视图，进程视图的使用者主要是开发人员和系统集成人也称为并发视图，进程视图的使用者主要是开发人员和系统集成人员，它主要考虑资源的有效利用

21、、代码的并行执行以及系统环境中员，它主要考虑资源的有效利用、代码的并行执行以及系统环境中异步事件的处理。异步事件的处理。l描述描述进程进程视图主要使用状态图、协作图和活动图。视图主要使用状态图、协作图和活动图。l重要性：除了将系统重要性：除了将系统划分为并发执行的控制以外，并发视图还需要划分为并发执行的控制以外，并发视图还需要处理线程之间的通信和同步。处理线程之间的通信和同步。3.进程程视图在线开放课程l也成为组件视图，实现视图用来说明代码的结构，描述的是组成一也成为组件视图，实现视图用来说明代码的结构，描述的是组成一个信息系统的各个物理部件，这些物理部件以各种方式（例如，不个信息系统的各个物

22、理部件，这些物理部件以各种方式（例如，不同的源代码经过编译，构成一个可执行系统；或者不同的网页文件，同的源代码经过编译，构成一个可执行系统；或者不同的网页文件，以特定的目录结构，组成一个网站等）组合起来，构成一个可实际以特定的目录结构，组成一个网站等）组合起来，构成一个可实际执行的系统。执行的系统。l描述实现视图的主要是构件图（组件图），它的使用者主要是设计描述实现视图的主要是构件图（组件图），它的使用者主要是设计者、开发者。者、开发者。l重要性：描述系统如何划分为软件构件，如何进行编程。重要性：描述系统如何划分为软件构件，如何进行编程。4.实现视图在线开放课程l部署视图描述信息系统在计算机硬

23、件系统和网络上的安装、分发和部署视图描述信息系统在计算机硬件系统和网络上的安装、分发和分布情况分布情况。例如，一个程序或对象在哪台计算机上执行，执行程序。例如，一个程序或对象在哪台计算机上执行，执行程序的各结点设备之间是如何连接的。的各结点设备之间是如何连接的。l使用者主要是开发人员、系统集成人员和测试人员，它显示系统的使用者主要是开发人员、系统集成人员和测试人员，它显示系统的物理部署，它描述位于结点上的运行实例的部署情况，还允许评估物理部署，它描述位于结点上的运行实例的部署情况，还允许评估分配结果和资源分配。分配结果和资源分配。l部署视图一般使用部署图来描述。部署视图一般使用部署图来描述。5

24、.部署部署视图在线开放课程l每一种每一种UMLUML的视图都是由一个或多个图组成的，图就是系统架构在某的视图都是由一个或多个图组成的，图就是系统架构在某个侧面的表示，所有的图一起组成了系统的完整视图。个侧面的表示，所有的图一起组成了系统的完整视图。UML1.xUML1.x提供提供了了9 9种不同的图，可以分为三大类：第一类是静态图，包括类图、对种不同的图，可以分为三大类：第一类是静态图，包括类图、对象图、构件图和部署图；第二类是动态图，包括顺序图、协作图和象图、构件图和部署图；第二类是动态图，包括顺序图、协作图和状态图；第三类是活动图和用例图。状态图；第三类是活动图和用例图。2.2.2 UML

25、图在线开放课程l类图类图(Class Diagram)(Class Diagram)以类为中心，图中的其他元素或属于某个类，以类为中心，图中的其他元素或属于某个类，或与类相关联。或与类相关联。l在类图中，类可以有多种方式相互连接：关联、继承、聚合、组合、在类图中，类可以有多种方式相互连接：关联、继承、聚合、组合、依赖等，这些连接称为类之间的关系。依赖等，这些连接称为类之间的关系。l所有的关系连同每个类内部结构都在类图中显示。所有的关系连同每个类内部结构都在类图中显示。1.类图在线开放课程l对象图对象图(Object Diagram)(Object Diagram)是类图的变体，它使用与类图相类

26、似的是类图的变体，它使用与类图相类似的符号描述。不同之处在于对象图显示的是类的多个对象实例而非实符号描述。不同之处在于对象图显示的是类的多个对象实例而非实际的类。可以说对象图是类图的一个实例，用于显示系统执行时的际的类。可以说对象图是类图的一个实例，用于显示系统执行时的一个可能，即在某一时刻系统显现的样子。一个可能，即在某一时刻系统显现的样子。2.对象象图在线开放课程l构件图构件图(Component Diagram)(Component Diagram)用代码构件来显示代码物理结构，一般用代码构件来显示代码物理结构，一般用于实际的编程中。构件可以是源代码构件、二进制构件或一个可用于实际的编程

27、中。构件可以是源代码构件、二进制构件或一个可执行的构件，构件中包含它所实现的一个或多个逻辑类的相关信息。执行的构件，构件中包含它所实现的一个或多个逻辑类的相关信息。l构件图中显示构件之间的依赖关系，并可以很容易地分析出某个构构件图中显示构件之间的依赖关系，并可以很容易地分析出某个构件的变化将会对其他构件产生什么样的影响。件的变化将会对其他构件产生什么样的影响。3.构构件件图在线开放课程l部署图部署图(Deployment Diagram)(Deployment Diagram)用于显示系统的硬件和软件物理结构，用于显示系统的硬件和软件物理结构，不仅可以显示实际的计算机和结点，还可以显示它们之间

28、的连接和不仅可以显示实际的计算机和结点，还可以显示它们之间的连接和连接类型。连接类型。4.部署部署图在线开放课程l顺序图顺序图(Sequence Diagram)(Sequence Diagram)显示多个对象之间的动态协作，重点显示多个对象之间的动态协作，重点是显示对象之间发送消息的时间顺序。顺序图也显示对象之间的是显示对象之间发送消息的时间顺序。顺序图也显示对象之间的交互，就是在系统执行时，某个指定时间点将发生的事情。交互，就是在系统执行时，某个指定时间点将发生的事情。l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

29、，顺序图中的每个消息对应了一个类操作或状态机中引例行为时，顺序图中的每个消息对应了一个类操作或状态机中引起转移的触发事件。起转移的触发事件。5.顺序序图在线开放课程l协作图协作图(Collaboration Diagram)(Collaboration Diagram)对一次交互中有意义的对象建模，除对一次交互中有意义的对象建模，除了显示消息的交互，协作图也显示对象，以及它们之间的关系。了显示消息的交互，协作图也显示对象，以及它们之间的关系。l顺序图和协作图都可以表示各对象之间的交互关系，但它们的侧重点不顺序图和协作图都可以表示各对象之间的交互关系，但它们的侧重点不同。顺序图用消息的排列关系来

30、表达消息的时间顺序，各对象之间的关同。顺序图用消息的排列关系来表达消息的时间顺序，各对象之间的关系是隐含的；协作图用各个对象的排列来表示对象之间的关系，并用消系是隐含的；协作图用各个对象的排列来表示对象之间的关系，并用消息说明这些关系。在实际应用中可以根据需要来选择两种图，如果需要息说明这些关系。在实际应用中可以根据需要来选择两种图，如果需要重点强调时间或顺序，那么选择顺序图；如果需要重点强调上下文，那重点强调时间或顺序，那么选择顺序图；如果需要重点强调上下文，那么选择协作图。么选择协作图。6.协作作图在线开放课程l状态图状态图(State Diagram)(State Diagram)是对类

31、描述的补充，它用于显示类的对象是对类描述的补充，它用于显示类的对象可能具备的所有状态，以及引起状态改变的事件。状态之间的变可能具备的所有状态，以及引起状态改变的事件。状态之间的变化称为转移，状态图由对象的各个状态和连接这些状态的转移组化称为转移，状态图由对象的各个状态和连接这些状态的转移组成。事件的发生会触发状态间的转移，导致对象从一种状态转化成。事件的发生会触发状态间的转移，导致对象从一种状态转化到另一种新的状态。到另一种新的状态。l实际建模时，并不需要为所有的类绘制状态图，仅对那些具有多个实际建模时，并不需要为所有的类绘制状态图，仅对那些具有多个明确状态并且这些状态会影响和改变其行为的类才

32、绘制状态图。明确状态并且这些状态会影响和改变其行为的类才绘制状态图。7.状状态图在线开放课程l活动图活动图(Activity Diagram)(Activity Diagram)用于描述执行算法的工作流程中涉及用于描述执行算法的工作流程中涉及的活动。动作状态代表一个活动，即一个工作流步骤或一个操作的活动。动作状态代表一个活动，即一个工作流步骤或一个操作的执行。的执行。l活动图由多个动作组成，当一个动作完成后，动作将会改变，转活动图由多个动作组成，当一个动作完成后，动作将会改变，转移到一个新的动作。这样，控制就在这些互相连接的动作之间流移到一个新的动作。这样，控制就在这些互相连接的动作之间流动。

33、动。8.活活动图在线开放课程l用例图用例图(Use Case Diagram)(Use Case Diagram)显示多个外部参与者以及他们与系统提显示多个外部参与者以及他们与系统提供的用例之间的连接。供的用例之间的连接。l用例是系统中的一个可以描述参与者与系统之间交互作用的功能单用例是系统中的一个可以描述参与者与系统之间交互作用的功能单元。元。l用例图仅仅描述系统参与者从外部观察到的系统功能，并不描述这用例图仅仅描述系统参与者从外部观察到的系统功能，并不描述这些功能在系统内部的具体实现。些功能在系统内部的具体实现。9.用例用例图在线开放课程l事物是事物是UMLUML模型中面向对象基本的模块，

34、它们在模型中属于静态部模型中面向对象基本的模块，它们在模型中属于静态部分，代表物理上或概念上的元素。分，代表物理上或概念上的元素。UMLUML中的事物可分为中的事物可分为4 4种，分别是种，分别是结构事物、动作事物、分组事物和注释事物。结构事物、动作事物、分组事物和注释事物。2.2.3 事物事物在线开放课程l结构事物共分为结构事物共分为6 6种类型，分别是类、接口、协作、用例、构件种类型，分别是类、接口、协作、用例、构件和结点。它们在和结点。它们在UMLUML中都有自己的图形表示，用于组成各种图，中都有自己的图形表示，用于组成各种图，描述系统功能。描述系统功能。l类：类是对具有相同属性、方法、

35、关系和语义的一组对象的抽类：类是对具有相同属性、方法、关系和语义的一组对象的抽象，一个类可以实现一个或多个接口。象，一个类可以实现一个或多个接口。l接口：接口是为类或构件提供特定服务的一组操作的集合。一接口：接口是为类或构件提供特定服务的一组操作的集合。一个接口可以实现类或构件的全部动作，也可以实现其中的一部个接口可以实现类或构件的全部动作，也可以实现其中的一部分。分。1.结构构事物事物在线开放课程l协作：协作定义了交互操作，一个给定的类可能是几个协作协作：协作定义了交互操作，一个给定的类可能是几个协作的组成部分，这些协作代表构成系统模式的实现。的组成部分，这些协作代表构成系统模式的实现。l用

36、例：用例描述系统中特定参与者执行的一系列动作，模型用例：用例描述系统中特定参与者执行的一系列动作，模型中用例通常用来组织动作事物，它是通过协作来实现的。中用例通常用来组织动作事物，它是通过协作来实现的。l构件：构件是实现了一个接口集合的物理，上可替换的系统构件：构件是实现了一个接口集合的物理，上可替换的系统部分。部分。l结点：结点是在运行时存在的一个物理元素，它代表一个可结点：结点是在运行时存在的一个物理元素，它代表一个可计算的资源，通常占用一些内存和具有处理能力。计算的资源，通常占用一些内存和具有处理能力。1.结构构事物事物在线开放课程l动作事物是动作事物是UMLUML模型中的动态部分，代表

37、时间和空间上的模型中的动态部分，代表时间和空间上的动作。交互和状态机是动作。交互和状态机是UMLUML模型中两个基本的动态事物元模型中两个基本的动态事物元素，它们通常和其他结构元素、主要的类、对象连接在素，它们通常和其他结构元素、主要的类、对象连接在一起。一起。l交互：交互是一组对象在特定上下文中，为达到某种特交互：交互是一组对象在特定上下文中，为达到某种特定目的而进行的一系列消息交换组成的动作。交互中组定目的而进行的一系列消息交换组成的动作。交互中组成动作对象的每个操作都要详细列出，包括消息、动作成动作对象的每个操作都要详细列出，包括消息、动作次序和连接等。次序和连接等。UMLUML中使用带

38、箭头的直线表示，并在直线中使用带箭头的直线表示，并在直线上对消息进行标注。上对消息进行标注。l状态机：状态机由一系列对象状态组成。状态机：状态机由一系列对象状态组成。2.动作事物作事物在线开放课程l分组事物是分组事物是UMLUML模型中重要的组成部分，分组事物所使用的机制称模型中重要的组成部分，分组事物所使用的机制称为包，包可以将彼此相关的元素进行分组。结构事物、动作事物甚为包，包可以将彼此相关的元素进行分组。结构事物、动作事物甚至其他的分组事物都可以放在一个包中。包只存在于开发阶段。至其他的分组事物都可以放在一个包中。包只存在于开发阶段。3.分分组事物事物在线开放课程l注释事物是注释事物是U

39、MLUML中模型元素的解释部分，在中模型元素的解释部分，在UMLUML中注释事物由统的中注释事物由统的图形表示。图形表示。4.注注释事物事物在线开放课程l前面的内容对事物之间的关系简要概括，前面的内容对事物之间的关系简要概括，UMLUML中关系共分为中关系共分为5 5种，分种，分别是关联关系、依赖关系、泛化关系、实现关系和聚合关系。这里别是关联关系、依赖关系、泛化关系、实现关系和聚合关系。这里对它们进行简要介绍，并讲解每种关系的图形表示。对它们进行简要介绍，并讲解每种关系的图形表示。2.2.4 关关系系在线开放课程l关联关系连接元素和链接实例，它连接两个模型元素。关联的两关联关系连接元素和链接

40、实例，它连接两个模型元素。关联的两端中以关联双方的角色和多重性标记。端中以关联双方的角色和多重性标记。1.1.关联关系关联关系在线开放课程l依赖关系描述一个元素对另一个元素的依附，依赖关系使用带箭依赖关系描述一个元素对另一个元素的依附，依赖关系使用带箭头的虚线从源模型指向目标模型。头的虚线从源模型指向目标模型。2.2.依赖关系依赖关系在线开放课程l泛化关系也称为继承关系，这种关系意味着一个元素是另一个元素泛化关系也称为继承关系，这种关系意味着一个元素是另一个元素的特例。的特例。l泛化关系使用空心三角箭头的直线作为其图形表示，箭头从表示特泛化关系使用空心三角箭头的直线作为其图形表示，箭头从表示特

41、殊性事物的模型元素指向表示一般性事物的模型元素。殊性事物的模型元素指向表示一般性事物的模型元素。3.3.泛化关系泛化关系在线开放课程l实现（实现（RealizationRealization）关系描述接口与实现类之间的关系，表示为实现类元素）关系描述接口与实现类之间的关系，表示为实现类元素实现一个接口元素（即类实现了接口），在面向对象开发方法中类实现了接口实现一个接口元素（即类实现了接口），在面向对象开发方法中类实现了接口全部抽象方法。实现关系在全部抽象方法。实现关系在 UML UML图中表示为带空心三角箭头的虚线，箭头指向图中表示为带空心三角箭头的虚线，箭头指向接口对象。接口对象。4.4.实

42、现关系实现关系在线开放课程l聚合关系描述元素之间部分与整体的关系，即表示一个整体的模聚合关系描述元素之间部分与整体的关系，即表示一个整体的模型元素可由几个表示部分的模型元素构成。聚合关系使用带有空型元素可由几个表示部分的模型元素构成。聚合关系使用带有空心菱形的直线表示，其中菱形连接表示整体的模型元素，而其他心菱形的直线表示，其中菱形连接表示整体的模型元素，而其他端则连接表示部分的模型元素。端则连接表示部分的模型元素。5.5.聚合关系聚合关系在线开放课程l组合（组合（CompositionComposition）关系也是一种强关联关系，表示的是类间整）关系也是一种强关联关系，表示的是类间整体与部

43、分的关系，是一种比聚合关系更强烈的关系。整体对象控体与部分的关系，是一种比聚合关系更强烈的关系。整体对象控制部分对象生命周期，即部分对象与整体对象是必须共同存在的，制部分对象生命周期，即部分对象与整体对象是必须共同存在的，部分对象不能离开整体对象而存在。在组合关系中，可以的，一部分对象不能离开整体对象而存在。在组合关系中，可以的，一旦整体对象不存在，部分对象也将不存在，不能脱离整体对象而旦整体对象不存在，部分对象也将不存在，不能脱离整体对象而存在。存在。6.6.组合关系组合关系在线开放课程lUMLUML提供了四种通用机制，它们被直地应用到模型中，描述了达到提供了四种通用机制，它们被直地应用到模

44、型中，描述了达到面向对象建模目的的面向对象建模目的的4 4种策略，并在种策略，并在UMLUML的不同语境下被反复运用，的不同语境下被反复运用，使得使得UMLUML更简单并易于使用。这四种机制分别是：规格说明更简单并易于使用。这四种机制分别是：规格说明(specifications)(specifications)、修饰、修饰(adornments)(adornments)、通用划分、通用划分(common(common divisions)divisions)和扩展机制和扩展机制(extensibility mechanisms)(extensibility mechanisms)。2.2.5

45、 通用机制通用机制在线开放课程lUMLUML不仅仅是一个图形化的语言。恰恰相反，在每个图形符号后面都有一段描不仅仅是一个图形化的语言。恰恰相反，在每个图形符号后面都有一段描述用来说明构建模块的语法和语义。例如，在一个类的符号中暗示了一种规格述用来说明构建模块的语法和语义。例如，在一个类的符号中暗示了一种规格说明：它提供类所有的属性、操作等信息的全面描述；虽然，有时为了表现得说明：它提供类所有的属性、操作等信息的全面描述；虽然，有时为了表现得更直观，类图示可能只显示这些描述的一小部分。而且，从另外一个视角来看更直观，类图示可能只显示这些描述的一小部分。而且，从另外一个视角来看这个类，可能会有完全

46、不同的部分，但仍然与类的基本规范保持一致。这个类，可能会有完全不同的部分，但仍然与类的基本规范保持一致。lUMLUML的规格说明用来对系统的细节进行描述，在增加模型的规格说明时可以确的规格说明用来对系统的细节进行描述，在增加模型的规格说明时可以确定系统的更多性质，细化对系统的描述。通过规格说明，我们可以利用定系统的更多性质，细化对系统的描述。通过规格说明，我们可以利用UMLUML构构建出一个可增量的模型，即首先分析确定建出一个可增量的模型，即首先分析确定UMLUML图形，然后不断对该元素添加规图形，然后不断对该元素添加规格说明来完善其语义。格说明来完善其语义。1.规格格说明明在线开放课程lUM

47、LUML中大多数的元素都有一个唯一的和直接的图形符号，用来给元素的最重要的方中大多数的元素都有一个唯一的和直接的图形符号，用来给元素的最重要的方面提供一个可视的表达方式。例如，类的图示是有意地设计为易描绘的图形，并面提供一个可视的表达方式。例如，类的图示是有意地设计为易描绘的图形，并且类符号也揭示出类的最重要的方面，即它的名称、属性和操作。且类符号也揭示出类的最重要的方面，即它的名称、属性和操作。l修饰是对规格说明的文字的或图形的表示。我们已经知道，类的规格说明可能包修饰是对规格说明的文字的或图形的表示。我们已经知道，类的规格说明可能包含其他细节，诸如它是不是抽象类，它的属性和操作的可见性，这

48、些细节中的大含其他细节，诸如它是不是抽象类，它的属性和操作的可见性，这些细节中的大多数都可以通过图示或文本修饰在类的基本矩形框符号中表达。例如，这里有一多数都可以通过图示或文本修饰在类的基本矩形框符号中表达。例如，这里有一个类，我们可以通过不同的修饰来标示出它是一个抽象类，拥有两个公有性的操个类，我们可以通过不同的修饰来标示出它是一个抽象类，拥有两个公有性的操作，一个保护性的操作和一个私有性的操作。作，一个保护性的操作和一个私有性的操作。l在在UMLUML中的每个元素符号都以一个基本的符号开始，在其上添加一些具有独特性的中的每个元素符号都以一个基本的符号开始，在其上添加一些具有独特性的修饰。修

49、饰。2.修修饰在线开放课程l在面向对象系统建模中，通常有几种划分方法，其中最常见的两种在面向对象系统建模中，通常有几种划分方法，其中最常见的两种划分是划分是类型类型-实例实例与与接口接口-实现实现。l类型类型-实例实例类型类型-实例实例(type-instance)(type-instance)是通用描述与某个特定元素的对应。通用描述是通用描述与某个特定元素的对应。通用描述符称为类型，特定元素称为实例，一个类型可以有多个实例。在使用过程符称为类型，特定元素称为实例，一个类型可以有多个实例。在使用过程中可以类比面向对象语言中的类和对象的关系，事实上，类和对象就是一中可以类比面向对象语言中的类和对

50、象的关系，事实上，类和对象就是一种典型的类型种典型的类型-实例划分。实例的表示方法为类型的描述符的名称下加下画实例划分。实例的表示方法为类型的描述符的名称下加下画线，后附冒号和类型。如线，后附冒号和类型。如Undergraduate:StudentUndergraduate:Student。3.通用通用划划分分在线开放课程l接口接口-实现实现接口是一个系统或对象的行为规范，这种规范预先告知使用者或外部的其接口是一个系统或对象的行为规范，这种规范预先告知使用者或外部的其他对象这个系统或对象的某项能力，及其提供的服务。通过接口，使用者他对象这个系统或对象的某项能力，及其提供的服务。通过接口，使用者