（计算机应用技术专业论文）使用标准建模语言uml进行面向对象分析与设计的研究与实践.pdf

使用标准建模语肖u m l 进行面向对象静析j 设计的研究与搬践 中立摘要 ，叠0 3 9 7 3 0 誊 中文摘要 、， 0 随着计算机产业鞠着分布式处理、并行处理、网络化和软件生产工程化方 离发装，转俜 ：翟方撼苓瑟燮耨。盎糖譬 弋缢寒，薅匀对象( o b j e c t ，o r i e n t e d ) 技术蓬勃发麟，成为娥热门和煨有前遗的系统分析技术。u m i 。( u n i f i e dm o d e l i n g l a n g u a g e ) 是嚣良蘸象系统逶麓鹭统模蚕语蠢。1 9 9 7 年ll 露荧鋈o m g ( o 西。c t m a n a g e m e n to m u p ) 审核通过并发布u m l i t 版，受到业内人士舶广泛关注， 现已滔稳美谶睡商对缘技术市场的8 5 。怎祥理解著道碍标准建模谱言u m l 进行系统的分辑与设计，得到一个准确表达需求、，a 理规划结构、紧密结合编 程语言特点并易于扩充的模戮，成为热门课题a 论文采用o m g 于1 9 9 9 年6 月发审黪u m l i 。3 舨，以薅巍攀髑户驹a m p a r c e m 黢装纸嚣浚诗系绫为实铡， 进舐矽u m l 应用的探索性研究与安践。总绻了使用u m l 谶行面向对象系统 w “ 势撰霉瑟设诗魏基本过程，蘩照诧遂覆对a tp a t t e r n 系统逮孬了领壤分嚣、应蠲 分析、应用设计并对应模型编写了部分代6 目，进行了硒部测试。结合a tp a t t e n l 系统的转熹。在癸耩过程串，箍窭了带铡驱动酌o p t ( o u t p u t 。p r o c e s s + i n p u t ) 方 法，用以得到领域粪。设计过程中，提出了建立总体结构的般方法。实现时 分析了v c * 语言的穗本维桶，指出了与领域类结合辩要点。 关键溺：西勰对象类q 翅f 、 一爿 52娜 使用标准建模语言u m l 进行面向对象分析与设计的研究与实践 英文摘要 a b s t r a c t w i mc o m p u t e ri n d u s t r yd e v e l o p i n gt o w a r d sd i s t r i b u t e dp r o c e s s 、p a r a l l e l p r o c e s s ，n e t w o r k i z a t i o na n de n g i n e e r i z a t i o no fs o f t w a r ep r o d u c e ，s o f t w a r e e n g i n e e r i n gm e t h o d su p d a t ec o n t i n u a l l y f r o m1 9 8 0 s ，t h eo b j e c t o r i e n t e d ( o o ) t e c h n i q u ed e v e l o p sr a p i d l ya n db e c o m en o t i c e a b l ea n dp r o m i s i n gt e c h n i q u eo n s y s t e ma n a l y s i s i nn o v 19 9 7 ，u m l ( u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ) i sp u b l i s h e db y o m g ( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) o fu s a i ti sg e n e r a lm o d e l i n gl a n g u a g ea n d b eu s e dt oc o n s t r u c to ns y s t e mm o d e l m a n yp r o f e s s i o n a lp a yg r e a ta t t e n t i o nt oi t a n dn o wu m lh a sa l r e a d yt a k e np o s s e s s i o no f8 5 o nm a r k e ti nu s a i ti sh a r d w o r kt ou n d e r s t a n du m la n di ti sa l s oh a r dw o r kt oa n a l y z ea n dd e s i g nas y s t e m w i t hi tp r e c i s e l y i nt h i sp a p e r ，ia d o p tu m l1 3v e r s i o nt h a tw a sp u b l i s h e di n j u n 1 9 9 9t oc o n s t r u c tam o d e l ，t h i sm o d e li sb a s e do na t _ p a t t e r ns y s t e mw h i c hb e u s e dt od e s i g ng a r m e n tp a t t e r nb ys i n g l ed e s i g n e r is u m m a r i z ea n a l y s i sp r o c e s s w i t hu m l ，a c c o r d i n gt ot h i sp r o c e s s ，ia n a l y z ea n dd e s i g na t _ p a t t e ms y s t e ma n d p r o p o s es o m es p e c i a lm e t h o d st h a tb ea p p l i c a b l et oa t p a t t e r ns y s t e m t h e s e m e t h o d si n c l u d eo p i ( o u t p u t - p r o c e s s - i n p u t ) m e t h o db yu s e - c a s ed r i v e n ， c o n s t r u c t i n gm a i ns t r u c t u r em e t h o da n dm e t h o dt h o s ed o m a i nc l a s s e sb ef e l l t o g e t h e rw i t hv c + + f l a n l e k e y w o r d s ：o b j e c t - o r i e n t e d c l a s s o b j e c t j 9 9 鼻1 2 一1 5第1 i 页 使用标准建模语言u m l 进行面向对象分析与设计的研究与实践第一章综述 第一章综述 第一节课题的提出 自1 9 6 8 年北大西洋公约学术会议上提出“软件工程”概念，3 0 多年来软 件开发技术发展很快。 8 0 年代之前普遍采用种面向过程的程序设计方法，也就是通常所说的 结构化方法。这种方法强调对系统功能进行抽象，系统功能的实现是通过对若 干个模块的调用来完成的。面向过程所能提供给我们的解决问题的方法是“后 一步的设计要满足前一步的要求”。这种强调系统功能、一环套一环的设计方 法使我们设计出来的软件模块仅仅是满足了特定的需求，在软件系统后期维护 过程中给程序员提供的活动空间很小。 随着计算机产业朝着分布式处理、并行处理、网络化和软件生产工程化方 向发展，面向过程的程序设计方法在降低软件开发成本、提高软件生产率，特 别是软件系统后期维护等方面愈现缺陷。于是面向对象( o b j e c to r i e n t e d ，简称 o o ) 技术应运而生，并自8 0 年代以来蓬勃发展。面向对象技术认为，客观世 界是一个对象的世界，人类对客观事物的认识又是一个由特殊到一般、一般至 特殊的过程。客观世界的问题都是由客观世界的实体及其相互之间的联系构成 的。我们把客观世界的实体称为问题对象，那么对象都有自己的运动状态及运 动规律，不同对象之间的相互作用和相互通信就构成了完整的客观世界。使用 面向对象的方法人们可以逐步去解决问题，而在问题逐步深入过程中不必去重 新修改前面已完成的设计工作。由于它的模块性、封装性、继承性、多态性和 动态束定能满足软件工程要求的局部化、易维护、可重用、易扩充以及当今多 媒体和分布式计算的诸多要求，一时成为计算机各领域争相采用的新技术焦 点。基于面向对象技术的诸多优点，以往用面向过程技术开发的许多软件希望 重新改o o 方法实现，我所接到的课题就是这样。a tf l a t t e m 服装纸样设计系 1 9 9 9 - 1 2 1 5第l 页 使用标准建模语言u m l 进行面向对象分析与设计的研究与实践 第一章综述 统( 以下简称a tp a r e m 系统) 是一面向单用户的服装设计软件，基本的功能需 求是设计、裁片、排料并输出纸样到绘图仪。原来使用过程性c 语言加s d k 实现，现希望改用v i s u a lc + + 5 o ( 以下简称v c ) 实现。 出于商业方面的考虑。系统改写初期没有进行严格的分析和设计，随着 时间推移，代码增多，关系日趋复杂，缺乏前期分析工作的弊端日益明显，不 得不回过头来进行扎实的面向对象的系统分析与设计。 在决定0 0 分析方法时，面对众多选择，诸如：在分析方面较强，设计领 域较弱的o m t ；在设计领域较强，分析领域较弱的b o o e h 9 1 ：有很强的行为能 力，适合于实时系统但其它方面较弱的j a e o b s o n 等等十数种常用o o 分析方法， 选择哪一种好昵? 这时u m l 映入我的眼帘，并最终成为a tp a r e m 系统的建 模语言， 怎样理解并应用标准建模语言u m l 进行a tp a r e m 系统的分析与设计， 以期得到个准确表达需求、合理规划结构、紧密结合编程语言特点并易于扩 充的模型，就成为课题研究的核心。 第二节标准建模语言u m l 的概要介绍及在国外、国内发展和应用的现状 1 2 1 标准建模语言u m l 的概要介绍 标准建模语言u m l ( u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ) 是面向对象系统的通用的 统一模型语言。 公认的面向对象建模语言出现于7 0 年代中期。到1 9 9 4 年数量增至5 0 多 种。面对众多各有千秋的建模语言用户首先不易选择，其次不易交流。阻碍 了面向对象技术市场的发展。在此背景下，u m l l 0 版1 9 9 7 年1 月由美国 r a t i o n a l 软件公司的三位学者，g r a d yb o o e h 、j i mr u m b a u g h 和i v a rj a e o b s o n 经过三年多的努力正式提出，并提交美国面向对象行业的o m g ( o b j e e t m a n a g e m e n t g r o u p ) 审核通过。u m l i 1 版1 9 9 7 年】1 月通过。1 9 9 9 年6 月u m l l 3 1 9 9 9 1 2 】5第2 页 使甩椿准建模语宙u m l 进行面向对彀转折与设计的研究与菇践第一章综述 版通避。 u m l 褒吕有的三太o o 方法学及其它方法学的基狴上，撼致出交示它们的 模型语言，并吸取了骐它o o 汗发方法和近3 0 年软件工程的研究成果。它的作 霸域不疆予支搀嚣怒对象熬分凝与竣诗，还支持款霭求分橱开始豹敦俸开发鳇 全过程。并鼠，u m l 同样可用于描述非软件领域的系统，如机械系统、企业 瓿稳淤爱楚理复杂数攘鼹落爨系统、其有实对要塞辩芏篷系统或工效遗霆等。 总之，u m l 是一个通用韵橼准建模谗言，w 以对任何具有辩态结构和动态行 为静系统遴褥箍述，应嗣蘸荣卡分广黼。 l 。2 2u m l 在国外、国内发髅勰应用的现状 u m l 螽发展之髓j 超就受魏业内入士的关注。在菠莺，截止1 9 9 6 年l o 胃， u m l 获缀7 王烫爨、科技棼帮痤弱爨鲍广疑支持，已有7 0 0 多个公翅表示炎 持采用u m l 作为建模语言。1 9 9 6 年底，u m l 已站稳面向对象技术市场的8 5 ， 或魏霹程诧建搂器亩事实土翁工盐标准0 1 9 9 7 年l 费l ? 瑟，o m g 采缵u m l t 1 作为基于面向对象拽术的标准建模诺言。裁豳r a t i o n a ls o f t w a r e 公词发起了 u m l 莠攘疆歹垒舔支持u m l 、o o s e 及o m t 裁可程纯建模工蒸r a t i o n a l r o s e ，博得业界片好评。 1 9 9 8 苓，由太擎洋软伟( 中国) 商隈公司辩美霞r a t i o n a ls o f t w a r e 公鼋联手 弓l 入r a t i o n a lr o s e 。垂于资料来源礴艰和虱肉对象技术整体水平妁蝴瓣滞爱， 国内对u m l 的理解、应用仅处于越步阶段，没有裔效的支持工具。北京航蹬 蕊天学貔诗舞撬科学号工程焱正麸事u m l 建横语畜支持琢辘靛酶究，暹浅笼 形成产品。 瞧捷发爨趋势蠢，采零u m l 落为我鬓统一赘建模语言愚完全必襄戆：酋斑， 过去数十种黼向对蒙的建模语言都是相互独立的，而u m l 可以消除一些不必骥 懿慧异，礁受藤产混淆；其次，逶过统一语义帮簿号表示，麓簿稳定我嚣懿嚣自对 象技术市场，使项目擞植于一个成熟的标准建模语言，从而可以太大招宽所研制 1 9 9 9 1 2 m 1 5第3 贞 使用标准建模语言u m l 进 亍面向对象甜折与设计的研究与实践第一章综述 与开发的软件系统的适用范围，并大大提高其灵活程度。所以，u m l 技术大有 可为。 第三节课题研究的主要内容 1 3 1a tp a t t e r n 系统功能需求简介 我们知道，一般手工进行服装设计的过程大致是这样的：首先取得人体部 位数据，其次根据取得数据进行设计，通俗地说就是画线条，然后根据线条裁 片并对裁片进行加褶、省等专业处理形成袖，身等不同裁片，如果批量生产， 还要对裁片进行放码处理，即形成大、中、小等等号型，如果定制则可忽略放 码处理，最后将完成的裁片在特定规格的布匹上进行排料，最大程度地提高布 匹的利用率。 设计a tp a t t e r n 系统的目的就是：第一：提供有效工具完成手工设计的全 过程；第二：研究有效算法提高设计过程中的自动化程度：第三：在实践过程 中更深入、直接的理解面向对象的概念，建立一个开放的面向对象的系统模型， 为下一步系统不断更新、完善打下良好基础。 1 3 2 课题研究的主要内容 简要介绍a tp a t t e m 系统的功能需求之后我们发现，系统的核心在于建立 个开放的、易于实现的面向对象的系统模型。由于拟采用的标准建模语言 u m l l 3 版比较新，成熟的应用实例极少，所以对u m l 的理解与应用也是课 题的主要研究内容。 具体描述重点研究内容如下： ( 一) 、面向对象的分析过程。面向对象技术与面向过程技术有认识方法上的本 质不同，因此，不能沿用面向过程式的瀑布模型，采用怎样的分析过程很大程 度决定了分析出的模型的好坏，所以，选定好的面向对象的分析过程是研究的 重点内容之一。 1 9 9 9 1 2 1 5第4 页 使翔标准建横诲言u m l 进行西恕对象分折与设计的研究与实践第一章壤述 ( - - ) 、如何使用u m l 用例图刻剜用户需求。以彼面向对蒙分析中需求的描述 镶缝采臻诿砉接达，逻辑镶较差、接述不垒瑟盈荔产生二义蛙。u m l 吸毂了 j a c o b s o n 的o o s e 方法中有关用例的概念描述需求分析，减小二义性，增加逻 辑经，势缓蘑镄甏豹律臻羹穿手系绫分辑、设嚣、溺试的簿令餐毅。课题希望 对用例图的使用做相对深入的研究。 ( 三) 、类懿翔分。褥向对象建模技术的核心就是对蒙。使用怎样静方法将释 观世界的实体映射为对象，归纳成类并建立类间关联是进行蔼向对象分析的基 础。根据a t _ p a t t e r n 系统的特点，论文中搬出用例驱动的o p i ( o u t p u t - p r o c e s s i n p u t ) 方法避孬类瓣识裂与划分，麓单缝嫒就是：以满足翅恻为掇零，分橱输 出，追踪输出形成过程，从而了解濡要的输入，得至所需隳的领域类。 ( 嚣) 、与缀程语富懿融会。按照c o o k 等人翡嚣熹，类銎及英它u m l 蓬奁转褥 过程中分为三个层次：概念层、说明层和实现层。概念层描述应用领域的概念， 实现它们鹣类可黻觚这登概念中褥出，毽秘者并没有直接的映鸯| 关系。说瞬瑟 描述软件的接口郝分。实现层才真正刻画实现时的类。那么，怎榉缮到与v c 的m f c 类结合得较好的实现层u m l 图，使程序结构清晰、合壤，编程分工 璞确是景戆隶望掇讨的。 因为黼向对敷技术与面向过程技术相比发展时间较短，应用缀验较少，值 褥疆宠戆麓鬈缀多。除上述4 点终+ 怒要磺究懿瓣题还骞缀多，毽波耀鸯羧， 仅列出主骥几个。 第四节课题研究希爨达到的目的 1 4 1 实践用面向对象技术进行系统分析与设计的企过程 在凡年工作中，笔者最有机会参与一烂项晷的开发，瞧因为聚用的编攫语 亩、担任的任务、时间等因素的制约，没有对一特定项目运用面向对象技术迸 亍过完整黔分辑与没诗芳影成文搂。辔磅建生这段海闼，这个瓿会，希骜实浅 1 9 9 9 - 1 2 - 1 5第5 耍 使用标准建模语言u m l 进行面向对象分毛i 与设计的研究与实践 第一章综述 用面向对象技术进行系统分析与设计的全过程，以期对面向对象技术的应用过 程有一个完整的概念。 1 4 2 认识并实践标准建模语言u m l 标准建模语言u m l 自1 9 9 7 年公布以来，业界反响甚大，资深人士更是认 为“在世界范围内，至少在近1 0 年内，u m l 将是面向对象技术领域内占主导 地位的标准建模语言。”基于此，认识并实践u m l 建模语言十分必要。虽然， a tp a t t e m 系统相对较小，实时性不强，但对入门来说更合适一些。况且，国 内在u m l 应用方面基础尚弱，能借鉴的实例不多，笔者希望能由浅至深，由 形至神理解、运用。为今后能参与更大的面向对象技术应用项目积累经验。 1 4 3 提高对v i s u a lc + + 编程语言的理解、应用能力 v c 是一个全3 2 位的软件开发工具，它完全支持3 2 位的w m 3 2 平台开发。 w i n 3 2 平台包括3 2 位的w i n d o w s 操作系统和软件开发系统w i n 3 2a p i 。 同时，v c 也是一个面向对象的编程语言，它提供了一个支持可视化编程 的集成开发环境，支持m f c 4 2 1 类库的使用。而且，v c 继承了c 语言的优 点，支持对硬件编程，从而具有很强的灵活性。 功能强大的同时也意味着体系的庞杂，用好v c 才能最终得到一个界面亲 和、功能完备的应用系统，所以提高对v c 编程语言的理解、应用能力也是课 题研究希望达到的目的之。 第五节总结 在第一章中介绍了课题提出的背景，课题研究的主要内容及希望达到的目 的，对分析所用的模型工具u m l 作了简单介绍。 1 9 9 9 - 1 2 - 1 5第6 页 使用标准建模语言u m l 进行面向对象分析与设计的研究与实践第二章模型分析与设计 第二章使用u m l 对a t p a t t e r n 服装纸样设计系统进行 模型分析与设计 第一节标准建模语言u m l ( 1 3 版) 较详细介绍 2 1 1 标准建模语言u m l 的主要内容 做为一种建模语言u m l 主要包括u m l 语义( s e m a n t i c s ) 和u m l 表示法 ( n o t m i o n ) 两部分。 u m l 语义为u m l 所有元素在语法和语义上提供了简单、一致、通用的 定义性说明，使开发者在语义上取得一致。u m l 表示法定义了u m l 符号的表 示方法，为开发者或开发工具使用这些图形符号和文本语法提供了标准。 2 1 2u m l 表示法的主要内容 在此课题中主要用到ti m l 表示法，所以下面对此做重点介绍。 u m l 表示法主要分为二大类：静态建模用图和动态建模用图。静态建模 用图主要由用例图、类图( 包括包图) 、对象图、构件图和配置图组成；动态建 模用图主要由状态图、活动图、顺序图和合作图组成。 用例图主要用于系统需求分析阶段，从甩户角度描述系统功能，并指出各 功能的操作者。 类图是0 0 方法的核心，描述了类应具有的属性和操作，同时，描述了类 与类之间的静态关系。类图是其它图的基础。 对象图可看成是类图的一个实例。 包图是将大系统拆分成小系统的一种方法。将高内聚、低耦合的类集合在 一起的分组机s u n q 包。 构件图和配置图显示系统实现时的一些特性构件图显示软件构件之间的 依赖关系。配鼍图描述系统硬件的物理拓扑结构以及在此结构上执行的软件。 1 9 9 9 1 2 - 1 5 簟，甄 使用标准建模语言u m l 进行面向对象分析与设计的研究与实践第二章模型分析与设计 状态图用来描述一个特定对象的所有可能状态及其引起状态转移的事件。 一般用来表示单个对象在其生命周期中的行为。 活动图的应用非常广泛，它既可用来描述操作( 类的方法) 的行为，也可以 描述用例和对象内部的工作过程。 顺序图用来描述对象之间动态的交互关系，着重体现对象间消息传递的时 间顺序。 合作图用于描述相互合作的对象间的交互关系和链接关系。描述交互关系 时，顺序图着重体现交互的时间顺序和对象的生命周期，合作图则着重体现交 互对象间的静态链接关系。 u m l 提供的九种视图从不同应用层次和不同角度为系统从分析、设计直 到实现提供了有力支持。用户可根据所开发系统的特点在开发过程中灵活选用 u m l 所提供的各种图，相互配合刻画一个直观、逻辑清晰的系统模型。 2 1 3 小结 在标准建模语言u m l 介绍中，我们知道，u m l 主要有两方面内容：u m l 语义和u m l 表示法，并对重点使用的u m l 表示法的九种用图作了简单介绍。 第二节a tp a t t e r n 系统采用的分析过程 2 2 1 关于建模 建模是人类对客观世界和抽象事物之间联系的具体描述。模型忽略了一 些事物的非本质属性，抓住了所关心的问题域中事物的本质属性及联系，从而 更准确的理解事物。 2 2 2u m l 是一种标准建模语言而不是方法 u m l 是一种标准建模语言而不是方法。u m l 中没有过程的概念。u m l 本 身独立于过程，这意味着用户在使用u m l 进行建模时，可以选用任何适合的 过程。然而，使用u m l 建模仍有大致统一的过程框架，一般为需求分析阶段、 1 9 9 9 1 2 i5第8 页 使用标准建模语言u m l 进行面向对象分析与设计的研究与实践第二章模型分析与设计 设计阶段、实现阶段、配置阶段和测试阶段。 需求分析阶段的主要工作是捕捉系统的功能需求，分析、提取所开发系统 的“客观世界”领域的类，描述它们的合作概貌。 设计阶段主要是细化需求分析阶段得到的类，细化类间合作关系，将分析 阶段的模型扩展和转化为可行的技术实现方案。 实现阶段具体工作就是编码，并在编码过程中随时对已构造的模型做相应 的修正。 配置阶段对模型所描述的系统软、硬件环境进行配置。 测试阶段以开发阶段构造模型为依据对所开发的系统进行测试。 2 2 3a t _ p a t t e r n 系统采用的过程 2 2 3 1a tp a t t e r n 系统采用过程的阶段划分 a t _ p a t t e r n 系统采用的分析过程主要有以下5 个阶段：领域分析阶段、应 用分析阶段、应用设计阶段、应用实现阶段、测试阶段。 2 2 3 2 领域分析阶段 a t - p a t t e r n 系统是服装设计领域的应用软件，分析过程中往往遇到服装设计 领域的专业词汇、操作要求等。比如，毛片、净片、省、褶等等。这就要求系 统设计人员与服装设计专业人员很好的沟通，理解系统的基本功能需求，识别 目标域的基本概念及概念的本质属性和职责，并记录概念的基本联系。这就是 领域分析阶段的主要任务。领域分析阶段的概念往往成为系统的基本类。 工作步骤应提交文档 获得对系统的初步功能需求的认识初步的问题描述 确定系统使用限制系统应用范围描述 识别系统角色和角色与系统的基本交互本阶段用例圈 o i , q 别系统的重要活动本阶段活动圈 识别系统中的关键对象对象列表 理漓系统主要对象对象描述卡片c r cc a r d s ( c l a s sr e s p o n s i b i l i t yc o l l a b o r a t i o n ) 考察系统主要对象间的静态关系本阶段类图 考察系统一般应用过程，对象间传递本阶段顺序图 1 9 9 9 1 2 1 5第9 页 使用标准建模语言u m l 进行面向对象分析与设计的研究与实践第二章模型分析与设计 2 2 3 3 应用分析阶段 应用分析阶段迸一步以系统需求为驱动得到系统抽象对象的更精确静态和 动态模型。因为在领域分析阶段已对系统功能需求有了大致了解，所以应用分 析阶段的模型可咀更准确、更深入。注意的是，应用分析阶段并不考虑系统选 用什么编程语言。 工作步骤 应提交文档 | 详细说明系统需求应用层用例图 详细的系统需求说明 1 设计用户界面图形用户界面原型 用户手册 f 删改领域对象模型 应用层类图、活动图等 2 2 3 4 应用设计阶段 应用设计阶段就要考虑实现中的实际问题，例如系统结构、数据结构、程 序设计语言的特点、应用分析阶段的类图与程序设计语言的结合等等。 工作步骤应提交文档 决定应用结构静态、动态和功能模型 决定类的属性和方法删改c r c s 卡片 实现关联、处理多样性、交互、增补方法已有类中增改方法 新类 设计本墨的类对固定类设计头文件和实现 拭态图 完成角户界面的细节设计修正用户手册 确认设计符台用例顺序围 2 2 3 5 应用实现阶段 应用实现阶段主要任务就是用选定的程序设计语言进行编码。 工作步骤应提交文档 l 实现类类的头文件和实现 【对实现的类进行初步测试 - 修改反馈回类图和c r c s 卡 i 在选定的程序设计语言框架中构造调用序列装配好的应用程序 2 2 - 3 6 测试阶段 测试阶段主要是根据系统需求说明和用例图对系统的正确性、效率和功能 进行测试。 9 9 9 1 2 1 5 第1 0 页 使用标准建模语言u m l 进行面向对象分析与设计的研究与实践第二章模型分析与设计 工作步骤应提交文档 首先测试用例中的最小功能簇簇测试报告 将簇递增式的装配成系统并递增测试递增的测试报告 装配成的系统，提交用户测试使用追踪用户测试使用，不断修改，较成熟时发行 发行之后仍需不断听取用户反馈信息，对系统进行修改、补充。 2 2 4a t _ p a t t e r n 系统阶段工作流程及产生的主要文档 瓦屋拯缝孟墼进盟! 塑丝塾迟：虽歪垄曲题缝基翌 为系统便于 透垄至氇曲岱璺! 丑萋旦照氇住 厂 t j 7 困 幽2 ，2 - 1 系统分析工作漉程圈 注： 1 、加下划线文档为上阶段产生，不加下划线为新加入内容 2 、此过程非瀑布模型。而是迭代渐增模型具体说明见2 25 2 2 5a t p a t t e r n 系统采用过程的特点 a t _ p a t t e m 系统采用过程具备以下特点：第一、用例( u s ec a s e ) 驱动； 第二、迭代的过程：第三、递增式推进。 1 9 9 9 1 2 1 5 第1 1 页 凶。一一。印一|凶。一一3一e 使用标准建摸语言u m l 进行面向对象圩析与设计的研究与实践第二章模型分析与设计 用例驱动是指所有过程的推进必须以用户的需求为动力，不能凭空想象或 任意添加。迭代的过程是指因为人对客观世界的认识是不断深入的，所以反映 在系统中类与类的交互也是逐步深入、逐步清晰、不断反复。递增式推进是在 迭代的基础上对系统认识一点儿、分析一点儿、设计一点儿、编码一点儿、测 试一点儿，不断反复中不断的增加。 圈2 2 - 2a tp a t t e r n 系统采用过程示意图 2 2 6a t _ p a t t e r n 系统采用渐增的过程与渐增的文档相对应 圈2 - 2 3 渐增的过程与渐增的文档相对厘 如图2 2 2 所示，分析的过程是一个不断迭代、渐增式的过程，这与人们 认识客观世界的过程是一致的，由浅至深、由简至繁，不断深入。这就决定每 一文档的内容也是不断增多，不断加深的。 2 2 7 小结 在a tp a t t e r n 系统采用的分析过程一节中，我们知道一般系统采用的分析 过程及各阶段的任务，详细分析了a tp a t t e m 系统采用的分析过程及各阶段的 主要任务和相应形成的文档。指出面向对象分析技术的特点及由此形成的文档 的特点。 9 9 9 1 2 1 5第1 2 页 使用标准建模语言u m l 进行面向对象分析与设计的研究与实践 第二苹模型分析与设计 第三节a tp a t t e r n 系统的领域分析 2 3 1a tp a t t e r n 系统的基本功能需求描述 1 3 1 小节描述了手工进行服装设计的大致过程，a t _ p a t t e r n 系统工作过程与手 工基本一致，设计新款式一般要：( 、输入人体各部位数据。( 二) 、根据输入的 部位数据构成公式决定线条长度，若干线条形成裁剪图，服装设计的特点决定了裁 剪图线条须构成封闭面，裁剪图可以修改。( 三) 、根据作好的裁剪图( 封闭面) 得到 裁片图，裁片图可修改。( 四) 、放码操作，如把中号裁片放码为大号或小号等有部 位数据的其它裁片。( 五) 、根据放码裁片排料得到排料图，排料图可编辑；( 六) 、 排料图打印，部位数据、裁剪图、裁片图、放码图( 可选) 、排料i 虱统一存储。若对 已有纸样进行修改则可直接调入纸样文件进行修改。 2 3 2a tp a t t e r n 系统的应用范围描述 a tp a u e m 系统是一个面向单用户的服装设计软件，属计算机辅助设计类， 服装设计人员使用该系统进行设计得到存储的纸样并从绘图仪输出排料图即 可。 2 3 3a tp a t t e r n 系统领域分析阶段用例图 由基本需求描述可以得到最简单的用例图2 - 3 - 1 - 妒圣人员! 角 色 说 明 服装设计人员 服装设计人员：使用a t _ p a t t e r n 系统进行服装设计 数量：一人 耋堕墨垄! 丝熊! 堂! 翌墨堑焦旦堕型星笪堡茎童些亟生 文件 文件：使用a t _ p a t t e r n 系统形成的纸样文件 数量：多个 存储位置：软盘或硬盘 9 9 9 1 2 1 5第1 3 页 哭一 口r 使用标准建模语言u m l 进行面向对象分析与设计的登窒兰圭壁兰三量j 兰竺坌堡兰! ! 生 用 例 说 明 出! 堕! 翌墨缍 a tp a t t e r n 系统：进行服装设计的c a d 类软件 数量：可同时运行多个实例 安装位置：单机安装使用 通过图2 3 1 界定了系统的边界，明确了系统的外部使用者和使用者的基本条件。 2 3 4a t p a t t e r n 系统领域分析阶段活动图 界定系统边界之后，我们的注意力可以完全集中到a t _ p a t t e r n 系统内部功 能的实现上，了解系统进行了哪些主要活动和活动的流程有助于理解系统工作 过程。从基本需求描述中可以得到活动图2 3 2 1 9 9 9 1 2 1 5第1 4 页 使用标准建模语言u m l 进行面向对象分析与设计的研究与实践第二章模型分析与设计 无部位数据l 图2 - 3 2 活动翻 1 9 9 9 1 2 1 5第1 5 页 使用标准建模语言u m l 进行面向对象分析与设计的研究与实践第二章模型分析与设计 图2 3 2 表达了使用a tp a t t e r n 系统的大致工作过程。 表示开 始，若设计新纸样则要建立新纸样文件，接着输入部位数据( 可选，有可能裁 剪图线条与部位数据无关) ，画裁剪图，取裁片图，放码( 可选，有可能只定做 一件) ，排料，打印存储( 不分先后，可两者均做，择一而做，均不做) ；若修 改已有纸样，则要打开已有纸样文件，然后进行修改，若修改部位数据，则对 裁剪图、裁片图、放码、排料相应修改：若修改裁剪图，则对裁片图、放码、 排料相应修改：若修改裁片图，则对放码、排料相应修改；若修改放码，则对 排料图相应修改：修改排料图不影响其它活动。修改结束，打印存储，( 9 表示结束。 2 3 5a tp a t t e r n 系统特点分析 根据基本需求描述和活动图分析，a tp a t t e r n 系统最终希望得到一个目标 对象( 称一款服装对象) ，一款服装对象包括相关部位数据，裁剪图，裁片图， 放码图( 可选) 、排料图五部分，每一部分对款服装对象都不可缺少，最终均 需保存。部位数据提供画线条依赖的数据，保存起来备修改裁剪图线条和裁片 图线条时使用。裁剪图包含了所画线条集合，保存起来各修改裁剪图线条时使 用。裁片图包含了所有处理出的裁片，保存起来各修改裁片图时使用。放码图 包含了放码后的所有轮廓线，保存起来各修改放码图时使用。排料图保存了手 工摆料后的结果，保存起来备修改排料图时使用。也就是说，逐步构成一款服 装对象是目的，相关部位数据的输入、画裁剪图、取裁片图、放码、排料这些 活动是为目的服务的过程，相应活动形成一款服装对象的对应部分。 2 3 6 识别系统中关键对象 根据a tp a t t e r n 系统的特点笔者提出了识别关键领域类和对象的方法一用 例驱动的o p i 方法：由用例驱动，分析输出，追踪输出形成过程，从而了解需 要的输入，捕捉关键领域类和对象的方法。 由基本需求描述和用例图2 3 i 很容易提取输出对象：一款服装对象。一 1 9 9 9 1 2 1 5第1 6 页 往强耘壤建摸臻京u m l 凌学瑟囊对象分辑与设毒 鲢臻究与蜜残 筵2 2 章模型分辑与设诗 款服装对象又由五部分组成，所以分析输出的目标对象后初步识别出的c r c s 卡如下： 一款服装李白 嚣摄装款巷鸯皂 赧位数摊对象 可廷鲢一麴装对象 裁剪圈辩象 裁片图对魏 放码凰对象 搀辩匿对壤 c r c s 卡描述了类名称，类须进行的基本操作以及类操作可能涉及到的对 象。上述c r c s 卡是胰辕壅角度分章螽密懿矮竣类。 2 3 7 小结 在领域分析阶段我们获得了对系统功能灞求懿裙步认谖，确定了系统豹傻 用限制，识别了与系统进行交互的角色，了解了系统的主要活动过瑕，分析了 系统的特点并用o p i 方法初步识别出系统的主要类。这些工作为下一步进行详 细的应爱分亳斤奠定了基础。 领域分析阶段所能得到的类描述卡只含粗略信息，并且没有辅劲类，为了 骞德至g 更谨缨、实掰、合理载类裁黉对珐缝爨求辙爨详缨豹攒逐与分横。 1 9 9 9 1 2 1 5第1 7 页 使用标准建模语言u m l 进行面向对象分析与设计的研究与实践 第二章模型分析与设计 第四节a tp a t t e r n 系统的应用分析 2 4 1a tp a t t e r n 系统的详细需求描述 人体部位数据输入与编辑功能要求，( 一) 、有表格形式进行部位数据的输 入和编辑，表格为二维，行列分别为规格部位，行、列均可增删。( 二) 、增 加部位名称时可以在表格中直接输入，也可选择预置部位( 腰围、胸围、臀围、 后腰节长等) ，避免输入汉字的麻烦。( 三) 、规格可以在表格中直接输入，也可 选择预置系列：( s 、m 、l 、x l 、x x l ) 、( 小、中、大、特大) 、( 4 0 、4 2 、4 4 、 4 6 ) 、( 8 4 1 6 0 、8 8 1 6 4 、9 2 1 6 8 、9 6 1 7 2 ) 。( 四) 、数据单位可选择预置单位， 毫米、厘米、米、英尺、英寸，当改变单位时表格中数据相应进行换算并显示 新值。( 五) 、可以选定当前规格中的当前码，例如，规格选择( s 、m 、l 、x l 、 x x l ) ，当前码选择m ，那么作裁剪图时所用部位数据即为m 列数据( 称基础 部位数据) ，按基础部位数据所作裁剪图称为基础裁剪图，由基础裁剪图得到 的裁片图称为基础裁片图，对基础裁片图可放码为其余规格裁片图。 裁剪图的功能要求：( 一) 、输入设备采用鼠标。( 二) 、可画直线和自由曲 线，且由于服装设计的特殊性，所画线条需构成封闭面。( - - ) 、需提供一种交 互的公式编辑工具实时取得基础部位数据，并以此编辑成四则算式计算结果， 结果值决定线条的长度值。例如，基础部位数据中有腰围= 6 8 0 匣米) 、胸围= 8 6 ( 厘米) ，设计师希望当前所画线条长度为腰围的一半加胸位的一半加5 ( 厘米) ， 则公式编辑工具能输入公式：腰围2 + 胸围2 + 5 ，同时计算并显示结果8 2 ( 厘米) ， 此时所画线条长度为8 2 ( 厘米) ，公式和结果显示在线条上。( 四) 、在服装设计 中一些线条长度值需注册为一个代表符号以备其它线条作为基础部位数据使 用，因此画出线条应计算长度值并显示在公式编辑工具中。以备注册使用。例 如，画出任一曲线条长度为4 2 5 ( 厘米) ，4 2 5 显示在公式编辑工具中，注册后 由系统自动产生一符号，如代表4 2 s ( n 米) 长度加入到部位数据中，另一线 条公式可为：+ 2 5 4 5 ( 厘米) ，利用了注册长度。( 五) 、注册符号及代表值应 1 9 9 9 - 1 2 15第1 8 页 使弱标准建摸漪富u m l 避抒覆向对藏秘厅与设锋钓辑究察我第二苹模型分辑与设计 回馈到部位数据表格中，因为此时注册符号作用与部位及对应数据相同。( 六) 、 绣溅线条颜色虿选( 黑、蓥、绿、浅箍、熟、紫、黄、叁) 。( 七) 、j 舞蕊线条线 形可选( 实线、虚线、点画线) 。( 八) 、所画线条宽度可选( p i x e l l 、2 、3 ) ( 九) 、 壹线条可r t 等分。( 十) 、线条可选中。( 卡一) 、线条霹 测踩。( 十二) 、标注公式 可选中。( 十三) 、标注公式可显示隐藏。( 十四) 、标注公式可移位。( 十五) 、 线条上结构点可显示，隐藏。( 十六) 、可拖动绪构点改变曲线条形状。( 十七) 、 可强线条上添加删除结构点。( 十八) 、裁剪图可放大脂i 小。( 十九) 、用矩形虚 线樵取框中最大封闭图形形成一个裁片，裁片净缝线变为蓝色，内部填充灰色 透镄色，叁溺加i c m 缝傍，缝硷线题红色，竣片孛标注丝缨线。 裁片图功能要求：( 一) 、输入设备采用鼠标。( 二) 、丝绺线可选中。( 三) 、 丝终绫旁标注裁片镶怠( 裁嚣名、裁冀鼗) ，羧冀名霹辕a ，氇霹透露颓置裁片 名( 前片、爝片、袖片、提供对丝绺线信息进行输入修改的工具。( 四) 、丝绺 线群平移，裁片信惫随移。伍) 、墼缮线可旋转。( 六) 、丝缮线可改变长度。( 七) 、 对任一裁片可进彳亍分割。( 八) 、任一裁片可删除。( 九) 、可敬裁片中加入剪朋， 剪髓长度为o5 c m ，开口宽度为o 3 c m ，位置在结构点对应缝份上，赘口方向指 想裁片内部。( 十) 、剪日类勰可选并保持统一。( 十一) 、剪翻可删除。( 十- - ) 、 缝份可选中。( 十三) 、缝份类型可修改，缝份首端类型可选( 普通、两端不等、 对懿、垂煮燕、剪尖是、对辑) ，缝携寒蓑类型可选( 普通、羹壹霆、剪尖爨、 对拼) ，缝份值可修改。( 十四) 、可在裁片中加入省，省的豢型可选( 普通省、 对称省、菱形省、辩稼螽线密) 。( 十五) 、省宽可穆玻。六) 、害哥潮豫。( 卡 七) 、可在裁片中加入褶，褶的类型可选( 黄通褶、风琴褶) ，褶宽预澄为2 c m ， 褶长度预鬣为4 c m ，垂直于轮廓线商内部方向，普通裙内部区域填究斜线，斜 线方向与普通褶方向一致，风琴褶内部区域填充对称斜线，斜线方向与风琴褶 方向一致，褶宽处做剪目标记，褶深处做十字标记。( 十j k ) 、褶宽可修改。( 十 九) 、摺可删除。( 二卡) 、醴知点可褥记为卡字。 二十一) 、鼗片可警行开攒。 1 9 9 9 1 2 1 5 第1 9 页 使用标准建模语言u m l 进行面向对象分析与设计的研究与实践第二章模型分析与设计 即分割成两裁片，预置开离2 c m 并各自加缝份i c m 。( 二十二) 、开离值可修改。 ( 二十三) 、裁片可旋转开褶，即以直线分割成两裁片，任一端点为圆心其中一 裁片旋转预置弦长2 c m ，缝份线圆顺处理。( 二十四) 、弦长可修改。( 二十五) 、 裁片可平行旋转开褶，结合二十二、二十四。( 二十六) 、二十一、二十三、二 十五可合并还原。( 二十七) 、裁片图可放大缩小。 放码功能要求：( 一) 、提供工具选定修改要放码的规格。( - - ) 、实现自动 放码，即根据部位数据以基础裁片图为蓝本计算轮廓线，各规格轮廓线同时显 示，当前规格为绿色，其它规格为蓝色。( - - ) 、放码规格修改之后，轮廓线相 应修改。 排料功能要求：( 一) 、可模拟展示特定幅宽布料。( 二) 、初步实现单件排 料。即每种规格只取一套裁片图，手工向模拟布料排料。( 三) 、排料图可修改。 a t p a t t e r n 系统功能要求比较细碎，不可能一一列出，所以笔者侧重于裁 剪图和裁片图这两个主要部分的主要功能。因为裁剪图和裁片图是放码和排料 的基础，对于裁剪图对象和裁片图对象分析的好坏直接影响到后续工作的进行 和整个系统的优劣。 2 4 2a t