软件工程基础(胡思康)第7章.pptx

S E Y UML统一建模语言 Chapter 7 S E Y UML的发展1 UML视图2 UML的图和元素类型3 UML的关系4 在20世纪60年代后期，Simula-67语言中首次提出了类和对 象的概念，建立了面向对象的雏形。但直到20世纪80年代中 后期，随着对软件需求的不断发展，才重新引起人们对面向 对象的关注。 UML就是体现面向对象思想，完成面向对象建模过程的统一 建模语言。 UML通过图形化的表示机制进行面向对象分析和设计，并提 供了统一、标准化的视图、图、模型元素和通用机制来刻画 面向对象方法。 UMLUML统一建模语言统一建模语言 图形元素 32 构成 图 UMLUML的构成的构成 1 4 视图 通用机制 一个软件系统需要从不同角度进行分析和描述， 从某个视角观察到的系统称为视图。 视图表达的是系统的一个侧面，反映了系统的部 分特征，是UML图和建模元素的子集。视图从不同 角度来描述系统，因而视图不是图，它是在某个层 面上，用一个或多个图对系统的抽象描述。 UMLUML的的构成构成视图视图 视图由图组成，图描述了一个视图的内容，是构 成视图的图形元素，UML定义了9类基本的图，包括 ：用例图、类图（对象图）、包图、状态图、活动 图、顺序图、协作图、构件图以及部署图。 UMLUML的的构成构成图图 模型元素面向对象中的概念，如类、对象、接口、消息和 组件，是构成图的基本元素。 模型元素可以同时在多个不同的UML图中使用，但同一个模 型元素在任何图中都具有相同的含义和符号表示。 模型元素所能表示的内容不仅包括面向对象的概念，还包 括概念间的彼此连接关系，如关联关系、依赖关系、泛化关 系和实现关系等。 UMLUML的的构成构成模型元素模型元素 通过机制用于描述系统的其他信息，如注释，通 用模型的语义扩展等。 UMLUML的的构成构成通用机制通用机制 统一标准：UML统一了Coad/Yourdon、Booch、OMT 和OOSE等方法的基本概念，并借鉴和吸收了各类方 法的长处，摒弃了引起混乱、误解的图形符号，补 充了新的图形符号，定义了符号语义系统，成为面 向对象分析和设计的标准。 UMLUML的特点的特点 实现和过程的独立性：UML不是为了某个过程、某 类程序设计语言专门设计的，它适用于任何软件过 程和编程语言的开发平台。 UMLUML的特点的特点 可视化：UML提供了9类不同的图形、建模元素以 及相关语义信息。这些图形易于掌握和使用，表达 能力强，更重要的是支持从面向对象分析、面向对 象设计到面向对象实现的、全过程的可视化建模。 UMLUML的特点的特点 易学易用性：UML建模语言概念清晰，在了解和掌 握了UML的视图、图、模型元素和通用机制的构成 和彼此关系后，并结合自身的实践就能完全掌握和 使用。 可编程性：很多软件工程工具、程序开发平台都 支持从面向对象设计到面向对象编程的自动转换。 UMLUML的特点的特点 面向对象特征：UML全面支持面向对象的概念、方 法和机制，提供简明的图形和元素描述面向对象的 封装性、继承性、多态性、消息特征等，充分描述 关联、依赖、泛化和实现等各元素间的关系。 UMLUML的特点的特点 S E Y UML的发展1 UML视图2 UML的图和元素类型3 UML的关系4 UMLUML视图视图 理想情况下，希望仅通过单一视图就能准确描述 系统。但在实际建模中，单一视图难以包含系统功 能、性能等所有的需求信息。 设计视设计视 图图 过过程视图视图 实现视实现视 图图 配置视图视图 用例视图视图 用例视图视图 是其他视图视图 的 基础础，会影响到其他视视 图图的建模过过程和描述内 容 UMLUML视图视图用例视图用例视图 用例视图从用户角度描述系统，用例视图建模主要包括以 下几个方面： l软件系统应具备的、与外部系统交互的功能，这是用例视 图的基础。 l用例视图涉及与系统进行信息交换的外部系统。同时，在 用例视图中应指明用户使用或参与的用例，以便于面向对 象设计中交互的分析和设计。 用例视图从用户角度描述系统，用例视图建模主要包括以 下几个方面： l用例视图通常对应系统的一个完整功能或子系统，所有的 与系统交互的功能都应在用例视图中进行描述。 l用例视图主要由用例图构成。 UMLUML视图视图用例视图用例视图 设计视图描述系统内部的静态结构和动态行为，包括系统 模型和系统行为模型。设计视图是从系统内部角度描述如何 实现系统功能： l用例图描述系统具有的功能，设计视图描述如何从用例中 分析功能，以及功能的实现过程。 l设计视图的静态结构主要描述类、类间关系。类既包括实 体类，也包括在信息领域中抽象或分解出的逻辑类，如接 口类、边界类、关联类等。 UMLUML视图视图设计视图设计视图 设计视图描述系统内部的静态结构和动态行为，包括系统 模型和系统行为模型。设计视图是从系统内部角度描述如何 实现系统功能： l设计视图的动态行为主要描述系统的工作流程和异常。工 作流程通过类和类间关系的动态特征来实现。异常涉及系 统的安全性、稳定性、可靠性等特征。 l设计视图通过类图（对象图），包图来描述静态结构，通 过状态图、顺序图、协作图和活动图来描述动态行为。 UMLUML视图视图设计视图设计视图 实现视图表示系统的组件结构，通常用独立的文件来描述 ，它表示系统的逻辑组成： l实现视图表示构成系统构件间的整体结构。 l实现视图描述系统构件间的组织结构和分布。 l实现视图描述系统各构件以及它们之间的依赖关系。 l实现视图通过构件图来表示 UMLUML视图视图实现视图实现视图 过程视图表示系统内部的控制机制和并发特征，主要是解决 各种通信和同步问题： l过程视图描述系统内部的控制机制、异常的捕获、外部中 断的及时相应和处理。 l过程视图要协调各线程之间的通信和同步。 l过程视图要考虑系统资源的有效利用，防止资源访问冲 突。 UMLUML视图视图过程视图过程视图 过程视图表示系统内部的控制机制和并发特征，主要是解 决各种通信和同步问题： l过程视图通过类图描述过程中功能和功能的组织结构，主 要用状态图、协作图和活动图描述过程的实现和异常的处 理。 UMLUML视图视图过程视图过程视图 配置视图描述系统软件系统和物理设备之间的配置关系，它 表示系统的物理组成： l配置视图展示系统在硬件环境下的具体部署，设计软件系 统和硬件系统的对应关系。 l配置视图既能描述每个物理设备上的软件系统部署和构成 ，也描述相同逻辑构件在不同物理设备上的部署。 l配置视图由配置图描述。 UMLUML视图视图配置视图配置视图 S E Y UML的发展1 UML视图2 UML的图和元素类型3 UML的关系4 用例图是参与者、用例和它们之间的关系共同构成的，用于 描述系统功能的图： l参与者：不仅指系统的用户，泛指软件系统外部的、所有 与系统交互的角色。参与者可以是人，可以是与系统进行信 息交换的其他外部设备。 l用例：对一组动作序列的抽象描述，系统执行这些动作序 列，产生相应的结果。这些结果要么反馈给参与者，要么作 为其他用例的参数。 用例图用例图 用例图是参与者、用例和它们之间的关系共同构成的，用于 描述系统功能的图： l系统边界：划分了系统的内部功能和外部参与者。系统边 界用矩形框表示，框内是用例，框外是参与者，并可以在矩 形框内给出软件系统名称。 l关系：用于描述用例图模型元素之间的关联。关系用有向 箭头连接参与者与参与者、参与者与用例、用例与用例，并 在箭头上定义关系的语义。P180 用例图用例图 类图用于描述类的属性、方法和类间关系： l类名：类名是对象集合的名称，命名的恰当与否将影响对 系统静态模型的可理解性。例如说明当前类是 一个抽象类。 l可见性：定义了对象对类的属性和方法的访问权限。 公有部分定义了对象能访问的类的属性和方法（+） 私有部分定义了对象不能访问的类的属性和方法（-） 受保护部分对象不能访问类的属性和方法，但派生类方 法可以访问（#） 类类图图 类图用于描述类的属性、方法和类间关系： l属性：指能体现对象特征的集合。 可见性属性名：类型名=初值 l方法：类提供的服务，体现类的功能。 可见性方法名（参数列表）：类型名 lP181。 类类图图 包图是对UML中用例图、类图、UML关系等模型元素的封装， 它用于描述具有相似功能的模型元素的组合，或组织软件系统 结构的层次、或展现整个系统能够的物理部署： l包：用矩形框表示，它可以包含类、对象、其他包以及UML 关系等模型元素。 l名称要准确描述包的语义，以增强包图的可理解性。 l包之间可具有UML关系。 P182 包图包图 状态图用于描述一个对象在生命周期内的所有可能的状态 ，以及引起状态改变的事件或条件。P183 活动图用于描述用例或场景的活动顺序，或描述一个活动 到另一个活动的控制流。活动图的图形元素。P183-P184 顺序图：也称为序列图，它用于描述对象间的动态协作关 系，并着重表现在时间先后顺序上，多个对象是如何进行交 互的。P185 状态图、活动图、状态图状态图、活动图、状态图 S E Y UML的发展1 UML视图2 UML的图和元素类型3 UML的关系4 在UML中，常见的关系有关联关系（包括复合关 联和聚合关联）、依赖关系、泛化关系和实现关 系。P188 图7-18 关联关系用于描述类与类之间的关系构成。对象 是类的实例，对象与对象之间的关系称为链，它 是关联的实例。P188 图7-19 UMLUML的关系的关系 普通关联是最常见的一种关联关系。只要类和类之间存在 连接关系就能用普通关联来表示。普通关联又分为二元关系 和多元关系。 二元关系描述两个类之间的关系，用直线连接两个类。如 果关联是单向关系，用黑色三角指向关联的方向，因而也称 为导航关联。也可以将直线改为有向箭头，方向与黑色三角 的指向相同。P189 图7-20 关联关联关系关系普通关联普通关联 如果二元关系是双向关系，则表明两个类彼此都能调用对方 公共部分的属性和方法。P189 图7-21 关联关系还有数量上的约束，即关联两端的类之间在对象上 的数量对应关系，成为重数。 1 表示 1个对象 0*或* 表示 0到多个对象 13 表示 1到3个对象 2+或2* 表示 2到多个对象 关联关联关系关系普通关联普通关联 限定关联用于描述一对多或多对多的关联关系。通过限定关 联，可以将多对多的关系转换成为多个一对多的关系，将一 对多的关系转换成多个一对一的关系。 在类图中，将限定词放在进行限制的类旁，并用矩形框表示 ；也可以也能够 括起来，作为对类的约束。 P190 图7- 23 关联关联关系关系限定关联限定关联 如果关联关系较为复杂，则必须详细描述关联的 属性以及关联的行为，为此需要建立关联类来描述 关联的属性及方法。 关联类通过虚线与关联相连接，并与关联的类的 一个实例相联系。 P190 图7-24。 关联关联关系关系关联类关联类 递归关联是指类间关系发生在单个类自身上，即 类与他自身有关联关系。 P190 图7-25。 关联关联关系关系递归关联递归关联 聚合也称为聚集，它是特殊的关联关系，其特殊之处在于它 描述的多个类之间是整体和部分的关联关系。 如大楼有一个个房间构成，学校由教师、学生和机关人员构 成。 识别聚合关系的直接方法，就是在需求描述中找寻有“包含 ”、“由构成”、“是的一部分”等词或短语，这些词 或短语直接反映了类之间的“整体-部分”关系。P191 关联关联关系关系聚合聚合 S E Y THANK YOU! 简述增量式集成测试的自顶向下和自底向上两种测试方法 的优缺点： 自顶向下增量式测试的主要优点在于它可以自然地做到逐 步求精，一开始便能让测试者看到系统的框架。它的主要缺 点是需要提供被调用模拟子模块，被调用模拟子模块可能不 能反映真实情况，因此测试有可能不充分。（2.5分） 简述增量式集成测