2025年统一建模语言uml期末考试题及答案

2025年统一建模语言uml期末考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下关于UML（统一建模语言）的描述中，错误的是：A.UML是一种可视化建模语言，而非编程语言B.UML2.0版本增加了对交互概览图、计时图等新型图的支持C.所有UML图都必须严格遵循面向对象范式D.UML可用于系统需求分析、设计、测试等全生命周期阶段2.在用例图中，若用例A的部分功能需要依赖用例B的执行结果才能完成，则A与B之间应建立：A.包含关系（include）B.扩展关系（extend）C.泛化关系（generalization）D.关联关系（association）3.类图中，类的属性可见性符号“”表示：A.公共（public）B.受保护（protected）C.私有（private）D.包内可见（package-private）4.顺序图（SequenceDiagram）中，垂直虚线表示：A.对象的生命周期（生命线）B.消息的传递方向C.对象的激活状态（执行规格）D.消息的返回路径5.状态图（StateDiagram）中，用于表示从一个状态到另一个状态的转移条件的是：A.状态名B.转移箭头的标签（事件[条件]/动作）C.初始状态（实心圆）D.终止状态（同心圆）6.活动图（ActivityDiagram）中，用于表示并行执行分支的符号是：A.分叉（Fork）与合并（Join）B.分支（Decision）与汇合（Merge）C.泳道（Swimlane）D.起点（实心圆）与终点（同心圆）7.包图（PackageDiagram）中，两个包之间的依赖关系（Dependency）用带箭头的虚线表示，箭头指向：A.被依赖的包B.依赖的包C.任意方向（无强制规定）D.需根据具体场景确定8.以下关于协作图（CollaborationDiagram）的描述，正确的是：A.主要关注消息传递的时间顺序B.强调对象之间的结构关系与消息传递的上下文C.与顺序图完全等价，仅表现形式不同D.无法表示对象的创建与销毁过程9.在类图中，若类A与类B之间存在“整体-部分”关系，且部分对象的生命周期完全由整体对象控制（如汽车与发动机），则这种关系应表示为：A.关联（Association）B.聚合（Aggregation）C.组合（Composition）D.依赖（Dependency）10.以下UML图中，最适合描述系统动态行为中对象间交互细节的是：A.用例图（UseCaseDiagram）B.类图（ClassDiagram）C.顺序图（SequenceDiagram）D.包图（PackageDiagram）二、填空题（每空1分，共15分）1.UML的核心构成包括元模型、表示法和语义，其中表示法定义了图的符号系统。2.用例图的核心元素包括参与者（Actor）、用例（UseCase）和关系（Relationship）。3.类图中，类的三大基本元素是类名、属性（Attribute）和操作（Operation）。4.顺序图的四大核心元素是对象（Object）、生命线（Lifeline）、消息（Message）和激活（Activation）。5.状态图中，状态可分为简单状态、复合状态（包含子状态）和子机状态（引用其他状态图）。6.活动图中，泳道（Swimlane）用于划分活动的责任主体（如部门或角色）。7.包图中，包的符号是带小矩形的大矩形（小矩形位于大矩形左上角）。8.泛化关系（Generalization）在类图中用空心三角箭头+实线表示，箭头指向父类。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述UML中“用例”（UseCase）的定义及其与需求分析的关系。答：用例是对系统与参与者之间交互的完整描述，反映系统为参与者提供的一个具体功能。在需求分析中，用例通过场景化的方式捕获用户需求，明确系统边界，帮助开发团队与用户达成需求共识。用例的详细描述（如前置条件、事件流、后置条件）可作为后续设计的输入。2.说明类图中“关联”（Association）与“依赖”（Dependency）的区别。答：关联表示类之间的结构关系（如“学生”与“课程”），是一种长期、稳定的连接，通常通过属性实现；依赖表示类之间的使用关系（如“订单”使用“支付服务”），是一种临时、较弱的连接，通常通过方法参数或局部变量实现。关联的符号是实线+箭头（或无箭头），依赖是虚线+箭头。3.顺序图与协作图都用于描述对象交互，二者的侧重点有何不同？答：顺序图以时间轴为核心，垂直排列对象生命线，水平排列消息，强调消息传递的时间顺序和因果关系；协作图以对象的空间布局为核心，通过对象间的连接关系（链）和消息编号（如1、1.1）表示交互顺序，强调对象间的结构上下文与消息的层次关系。4.状态图主要用于描述系统的哪些行为？举例说明其典型应用场景。答：状态图用于描述对象在其生命周期中对事件响应的状态变化。典型场景如用户登录系统的状态变化（未登录→登录中→已登录→会话超时→退出）、电梯控制系统的状态（空闲→上行→停止→下行）等，需关注对象状态随事件触发的转移逻辑。5.活动图与传统流程图的主要区别是什么？答：活动图是UML的动态建模工具，支持并行（分叉/合并）、条件分支（决策/汇合）、泳道（责任划分）、对象流（与数据对象的交互）等高级特性，更适合描述复杂业务流程；传统流程图侧重线性流程的步骤描述，缺乏对并行、对象交互等复杂场景的标准化支持。四、分析设计题（共35分）题目1（12分）：在线教育平台课程报名系统某在线教育平台需实现“课程报名”功能，主要参与者包括“学员”“课程管理员”和“支付系统”（外部系统）。功能需求如下：学员可浏览课程列表，选择目标课程后提交报名申请；系统需验证学员身份（是否已注册）及课程剩余名额（若名额不足则提示“报名失败”）；验证通过后，学员需完成支付（调用支付系统接口）；支付成功则提供报名订单，更新课程剩余名额；支付失败则保留课程名额，提示“支付失败”。要求：（1）绘制该功能的用例图（需包含参与者、用例及必要关系）；（2）简要说明用例图中各元素的含义及关系。题目2（13分）：智能快递柜取件系统某智能快递柜的“用户取件”流程如下：用户输入取件码（6位数字），系统验证取件码有效性（是否存在、是否已过期）；验证失败则提示“取件码错误/已过期”，流程结束；验证成功则打开对应柜门，用户取出快递；系统记录取件时间，更新快递状态为“已取件”，并向用户发送取件成功通知（短信/APP消息）。要求：（1）绘制该流程的顺序图（需包含用户、快递柜系统、短信服务/APP服务对象）；（2）标注消息类型（同步/异步）及关键参数（如取件码、验证结果）。题目3（10分）：医院门诊预约系统的状态建模某医院门诊预约的“预约单”对象可能经历以下状态：初始状态：未支付（用户提交预约但未完成支付）；支付成功：预约锁定（系统保留号源）；支付超时：预约失效（号源释放）；用户取消：预约关闭（需在就诊前24小时前操作）；就诊完成：预约完结。要求：（1）绘制“预约单”的状态图（需包含状态、转移事件及条件）；（2）说明“支付超时”转移的触发条件及后续动作。答案及解析一、单项选择题1.C（UML支持面向对象，但并非强制，如活动图可描述过程式流程）2.A（包含关系用于分解用例的核心功能）3.B（表示protected，+为public，-为private，~为包内可见）4.A（垂直虚线是生命线，激活状态用加粗线段表示）5.B（转移标签格式为“事件[条件]/动作”）6.A（分叉/合并用于并行，分支/汇合用于条件选择）7.A（依赖箭头指向被依赖的包）8.B（协作图强调对象结构与消息上下文）9.C（组合是强整体-部分关系，部分不可脱离整体存在）10.C（顺序图专注于交互细节的时间顺序）二、填空题1.元模型；表示法；语义；表示法2.参与者（Actor）；用例（UseCase）；关系（Relationship）3.类名；属性（Attribute）；操作（Operation）4.对象（Object）；生命线（Lifeline）；消息（Message）；激活（Activation）5.简单状态；复合状态；子机状态6.泳道（Swimlane）7.带小矩形的大矩形（小矩形位于大矩形左上角）8.空心三角箭头+实线；父类三、简答题（要点）1.用例是系统与参与者交互的功能单元，需求分析中通过用例捕获用户目标，明确系统边界，为设计提供场景依据。2.关联是结构关系（长期连接），依赖是使用关系（临时连接）；符号分别为实线与虚线。3.顺序图侧重时间顺序，协作图侧重对象结构与消息上下文。4.描述对象状态变化，如电梯状态、用户登录状态等。5.活动图支持并行、对象流、泳道，比传统流程图更复杂。四、分析设计题（示例）题目1答案：（1）用例图元素：参与者：学员（人型符号）、课程管理员（人型符号）、支付系统（外部系统符号）。用例：浏览课程（椭圆）、提交报名申请（椭圆）、验证身份与名额（椭圆）、完成支付（椭圆）、提供订单（椭圆）。关系：学员与“浏览课程”“提交报名申请”“完成支付”关联；“提交报名申请”包含（include）“验证身份与名额”；“完成支付”扩展（extend）自“提交报名申请”（或直接关联）；支付系统与“完成支付”关联。（2）说明：学员是核心用户，课程管理员可能负责维护课程信息（隐含在系统边界外），支付系统是外部协作系统。包含关系表示验证是提交申请的必要子功能，关联表示参与者与用例的交互。题目2答案：（1）顺序图对象：用户（顶部）、快递柜系统（中间）、短信服务（右侧）、APP服务（右侧）。时间轴从上到下：用户→快递柜系统（同步消息“输入取件码（6位数字）”）；快递柜系统内部处理（激活），验证取件码（自调用消息“验证有效性（取件码）”）；若验证失败（条件分支），快递柜系统→用户（同步消息“提示：取件码错误/已过期”）；若验证成功，快递柜系统→自身（消息“打开柜门”）；用户→快递柜系统（隐含动作“取出快递”）；快递柜系统→自身（消息“记录取件时间，更新快递状态”）；快递柜系统→短信服务（异步消息“发送取件成功短信（用户手机号）”）；快递柜系统→APP服务（异步消息“推送取件成功通知（用户ID）”）。（2）消息类型：输入取件码、提示消息为同步；短信/APP通知为异步（无需等待响应）。题目3答案：（1）状态图状态：初始状态（实心圆）→未支付（状态框）→支付成功（锁定）、支付超时（失效）；支付成功→用户取消（关闭）、就诊完成（完结）；用户取消需满足“就诊前24小时前”条件。转移事件及条件：未支付→支付成功：事件