基于面向对象的UML模型分析

1、基于面向对象的UML模型分析张海飞西北民族大学甘肃省兰州市730124摘要：面向对象的方法一般都是经过对对象的分析、抽象，建立对象之间的关系，只是每一种方法都有其应用背景和侧重点。UML语言是一个复杂、庞大的系统建模语言。其目标是希望能够解决整个面向对象软件开发过程中的可视化建模。在软件工程具体实践中，不论是在系统需求阶段，还是在对象的分析与设计、软件的实现与测试阶段，都需要有一种能提供清晰的表达方法和完善的工具，便于建立起相应的软件模型。UML具备这种特性。关键字：面向对象UML元模型面向对象技术(OO)是一种非常实用的软件开发技术，是为了增强软件系统的稳定性、可重用性和可修改性开发出来的一

2、款软件工具，具有方法的连续性、唯一性的特性，并把面向对象分析和设计、编程集成到软件存活周期的对应阶段。UML是元模型层的表述语言,它的实例包括模型层，也能够直接对应OO语言中的类、类型、消息、继承、聚集和接口。模型限制了对象的属性、操作和聚集。采用表示法系统对其所表达的层次叫模型层。一个系统常常是多个模型的聚集、相互结合和通信的组合。需要一种手段组成各个模型，因此把属性、结合、操作、通信进一步抽象为行为元素和结构元素来表达模型，并且提供表达系统的机制，这一层称为元(Meta)模型层。UML表示法的最上层是元-元模型层。为了和OMG组的元对象设施(MOF)提供的元-元模型一致,UML的元模型体系

3、结构直接从MOF的元模型生成。用户通过UML提供的表示法构造自己系统的元模型，尤其是以图形表示模型元素时，但其语法解释不准确。因此UML提供形式化语言OCL(对象约束语言)以一阶谓词逻辑模型描述各种约束。事实上，UML是软件工程中形式化规格说明语言研究的派生。因为，只有形式规格说明描述的软件体系结构在其各开发阶段中才能保证语义的一致性。UML在给出自身的语义说明时对于每个包都给出三个层次的说明，即抽象的语法、良构的规则和语义。一个软件系统往往由不同模型的系统组成。每个模型由模型元素按照某种组合机制构成。UML从表示角度上用有结构关系但无语义的包把相关元素封装在一起。UML提供基础包、行为元素包

4、和模型管理包。基础包描述软件系统提供的最基本支持;行为元素包定义模型元素的各种动作和通讯，并管理其使用情况、状态描述等;模型管理包为模型元素定义了如何组织成模型、包和子系统。UML为对象的行为模型和结构模型定义了语义。行为模型(动态模型)强调系统中对象的行为，包括它们的方法、协作性、交互作用。结构模型(静态模型)强调在一个系统中对象的结构，包括它们的类、接口、属性、和关系。UML表示法是UML语义的可视化表示,是描述模型的工具。在UML类图中，常见的有以下几种关系：泛化(Generalization),实现(Realization),关联(Association),聚合(Aggregation

5、),组合(Composition),依赖(Dependency)下面这张UML图，比较形象地展示了各种类图关系：UML定义了八种类型的图和四种关系表示各种模型，其中，这8种图表分别从动态、静态和实现三个角度来观察、分析和表达一个模型，即：动态的角度是由应用图、协作图、顺序图、行为图和状态图构成。应用图反映客户与系统之间的关系;顺序图和协作图描绘了对象执行的过程。协作图则是按对象之间的关系来联接，并标注出这一个过程;顺序图是以时间为坐标来描述整个过程。行为图是一种特殊的状态图,它的状态、状态变化都是发生于一个过程的内部，对于一般的状态图，多用于表现外部(异步)触发的状态变化；状态图重点表现对象的

6、状态变化，比如说状态变化时需要什么条件。类图是属于静态的角度。它是由类、属性、方法及类与类之间的关系来反映一个模型。组件图和开发图属于实现的角度。组件图表达了如何把类、对象集成在实际软件模块中。UML里的四个常用的关系是:第一，实现:代表一个类是一个实体类的实现这种关系。实体类不同于一般的UML元素,它有自己特殊的属性和结构，用于UML模型的扩展。第二，集合:代表一个类是另一个类的一部分这种关系。第三，协作:代表两个类之间的操作关系。即类与类之间可以通过句柄对对方的属性，方法进行操作。第四，概括:代表一个类是其他一个(或多个)类的子类。软件开发正常情况下按照如下步骤进行：首先是了解系统(客户)

7、需求，其次是系统分析，再次是代码编写,最后是代码的维护和扩展。面向对象的方法全部是经过分析抽象出对象,建立对象之间的关系。只是每一种方法都有其应用背景和侧重点,OMT在分析方面较强，设计领域较弱。Booch.91则在设计领域较强，分析领域较弱。Jacobson有很强的行为能力，适合于实时系统但其它方面较弱。UML兼备了Booch、OMT和Jacobson的方法特点，使其有可能最集中地包容当今最适用的各种OO面向对象方法。成为计算机软件界众望所归的大举措。Rational公司推出的Ratio-nalRose98i是目前最好的基于UML的CASE工具。它将UML和谐地集成进面向对象的软件开发过程中。无论是在系统要求阶段，还是在对象的分析和设计、软件的实现与测试阶段，它都提供了条理清晰的UML表达方法和完善的工具，方便建立起相应的软件模型。总而言之,UML元模型是由自然语言、图形表示法、形式语言三部分组成的。这种合成强调表述性和易读性间的平衡。参考文献朱海滨，阳国贵,刘仲.面向对象原理与应用M.国防科技大学出版社.199&(5):309315.汤庸.结构化与面向对象软件方法M.北京：科学出版社.199&(9):140161.周之英现代软件工程基本方法篇(中)M.北京：科学出版社.2000,(1):3783943