初识统一建模语言UML课件

初識統一建模語言UML一、UML的產生和發展1、UML及其起源及發展二、UML的基本概念1、什麼是UML

UML是一種基於面向對象的可視化圖形建模語言，用於對軟體系統進行說明，構造和文檔建立。1）UML中相互關聯的含義UML合併了許多面向對象方法中被普遍接受的概念，並對每種概念給出了清晰的定義、表示法和有關術語。UML對於整個生命週期的開發具有無縫性。UML適用於各種應用領域的建模UML可應用於運行各種不同的編程語言和開發平臺的系統。UML作為建模語言，不對開發過程的細節進行描述UML元模型揭示和表達了各種概念之間的內在聯繫。2）UML的目標提供一種所有建模人員都可使用的通用建模語言。能對眾多系統建模的同時，盡可能簡潔支持大部分軟體開發過程使用面向對象概念為系統建模創建一種人和機器都可以使用的語言設計一種面向對象分析和設計的符號表示3）UML的特點統一標準面向對象可視化、表示能力強大獨立於過程容易掌握使用4）UML概念模型UML事物關係圖結構事物行為事物分組事物注釋事物介面協作用例主動類構件節點交互狀態機包注釋依賴關聯泛化類類圖對象圖用例圖順序圖協作圖狀態圖活動圖構件圖實施圖事物是模型中最具有代表性的成分抽象。結構事物類：一組具有相同屬性、相同操作、相同關係的對象的描述介面：描述一個類或構件的一個服務的操作集。協作：定義可一個交互。用例：是系統中的功能單元主動類：其對象至少擁有一個進程或線程，能夠啟動控制活動構件：系統中物理的、可替代的部件結點：系統運行時存在的物理單元行為事物交互：它由在特定語境中共同完成一定任務的一組對象之間交換的消息組成。狀態機：它描述一個對象或一個交互在生命期內回應時間所經歷的狀態序列分組事物包——把元素組成為組的機制關係依賴表示兩個或多個模型元素之間的一種語義聯繫，其中一個事物的改變將影響另一個事物。關聯通過一個事物可聯想到另一個事物。泛化指模型要素之間的一般與特殊的聯繫。5）UML視圖體系三、UML的視圖和圖1、視圖

視圖代表完整系統描述中一個特定方面的抽象，系統的整體架構和特徵可以用一組視圖完整地描述出來。每個視圖由一組圖構成。1）用例視圖

用例視圖從系統外部用戶出發，抽象地描述系統的功能集合，使系統最終實現這個功能。用例視圖是其他視圖的核心和基礎2）邏輯視圖

邏輯視圖顯示系統內部的功能是怎樣設計的，它利用系統的靜態結構和動態行為來刻畫系統功能。靜態結構描述類、對象和它們之間的關係等；動態行為主要描述對象之間的動態協作。3）併發視圖

併發視圖用來顯示系統併發工作的情況，主要由動態圖（狀態圖、順序圖、協作圖、活動圖）和執行圖（組件圖、展開圖）構成。為系統開發人員和集成人員使用。4）組件視圖

組件視圖用來顯示代碼組件的組織方式，描述實現模組和它們之間的依賴關係。組件視圖由組件圖構成，為開發者使用。5）展開視圖

組件視圖用來顯示代碼組件的組織方式，描述實現模組和它們之間的依賴關係。展開視圖由展開圖組成，包括結點和結點之間的關係。2、圖

顯示若干參與者以及參與者與系統提供的用例之間的連接關係1）用例圖

圖由圖片組成，圖片是模型元素的符號化。圖是視圖的組成部分，一個系統模型包括多個各種類型的圖。鑒定保險單統計保險金額建立客戶檔案客戶保險銷售員1）用例概念的基本思路

首先找出系統邊界以外的活動者，然後從活動者如何與系統進行對話的角度，以用例圖描述活動者怎樣使用系統以及系統向活動者提供什麼功能。

例：客戶對“下訂單”用例的描述（場景）：“確定客戶，找出需要的並且倉庫裏還有的物品並檢查客戶信用額是否夠”“活動者”—客戶；系統對資訊的處理—查找庫存、檢查客戶信用額；處理之後的返回結果—客戶訂購的商品是否夠，客戶信用度是否夠2）用例中的有關概念

系統邊界：一個系統所包含的所有成分與系統以外的各種事物的分界線。活動者：是系統之外與系統進行交互的任何事物。

用例圖是系統獲取需求的重要手段，用例圖反映系統的主要功能。2）類圖

表示系統中類與類之間的關係，是對系統靜態結構的描述。構造類圖的三個關鍵問題：系統中有哪些需要關心的類？這些類是如何描述的？這些類之間的聯繫是什麼？客戶利潤交易者生財工具債券股票選擇股票1..*1..*0..*0..*113）對象圖

對象圖表示類的對象實例，具體反映該系統執行到某處時系統內事物的狀態。（見圖4—3）4）狀態圖

狀態圖對類所描述事物作補充說明，從而顯示類的所有對象可能具有的狀態，以及引起狀態變化的事件。

例：對象“發票”可以根據其付款的情況分為3個狀態：未付款、部分付款以及付清款未付款部分付款付清款部分付款部分付款完全付款

狀態圖使用狀態、事件和轉換來記錄對象在其生命週期中所經歷的狀態序列。對象的初始狀態是圖中任何事件都未對該對象起作用時的狀態狀態代表對象生命週期中的某一瞬間轉換表明作為對事件的回應結果，對象將從一種狀態轉換到另一種狀態並執行某個動作。觸發狀態轉換的事件在狀態轉換中命名。在一樓下降至一樓正在下降停止正在上升向上向下向上向上至要到達的樓層向下至要到達的樓層停止時間到向下至一樓開始電腦:列印伺服器：.列印檔印表機：.佇列結束列印列印檔加入佇列通知列印列印檔印表機忙碌印表機空閒5）順序圖

表示隨時間的推進，若干對象之間是如何交互作用的，顯示對象之間的動態合作關係，強調對象之間消息發送的順序。對象之間的這些交互是指在場景或用例的事件流中發生的。每一個對象用一條生命週期線來表示，在生命線上用棒形線表示該對象的服務按時間前進方向的執行動作，生命線之間的箭頭連線代表消息。6）協作圖

協作圖按照時間和空間的順序描述系統元素的交互和關係。協作圖由對象及其關係，以及對象之間的流動消息構成。：電腦：列印伺服器：佇列：印表機1、列印檔4、列印結束2.1進入佇列2.2離開佇列3、列印檔7）活動圖

任何一個系統任務在對象觀點下對應於一系列有序的消息及消息的回應，但從系統的觀點來看，它是一系列有序的活動，這些活動有序地通過事件的觸發連接起來實現系統任務。儘管用例也從活動的角度描述系統，但用例的活動描述難以描述系統任務中的併發活動，以及跨用例的任務。因此，引入活動圖主要目的是描述併發活動和跨用例的系統任務。活動圖的核心概念是活動，活動是完成系統任務必需執行的處理步驟。在UML中活動本身是一種活動狀態，與狀態表示法完全相同。螢幕顯示磁片滿螢幕顯示列印產生附錄檔檫除螢幕提示資訊列印檔磁片滿磁片有空閑8）組件圖

組件圖反映代碼的物理結構。組件包含邏輯類的實現資訊。窗口控件Whnd.obj主控模組Main.obj通信控件Comlind.obj客戶程式Client.exe圖形庫Graphic.dll主控模組Main.cpp通信控件comlind.cpp窗口控件Whnd.cpp9）展開圖

展開圖又稱配置圖，顯示系統中軟體和硬體的物理架構，描述環境元素的配置，並把實現系統的元素映射到配置上。個人電腦個人電腦網路伺服器資料庫伺服器客戶系統.EXE客戶系統.EXE網路服務.EXE查詢系統.EXE網路TCP/IPTCP/IP開列訂單驗證客戶<extend>用例圖服務人員訂單客戶商品條目類圖10）圖例順序圖訂單：……..客戶：……..創建訂單驗證客戶訂單調出訂單分發訂單存檔訂單入座訂單填寫訂單類的狀態圖創建訂單確認訂單提供優惠填寫訂單團體付費信用卡付費填寫訂單個別訂戶分支同步條團購訂戶同步條合併活動圖——描述訂單創建過程的活動3、圖的模型元素和符號類（對象）屬性操作狀態用例結點筆記包組件介面模型元素符號關係符號聚合泛化關聯依賴4、通用機制1）修飾

修飾是在模型元素旁邊用附加的文字或規格說明。例如，在類型的名字下加下劃線表示該類的實例（即對象）。2）筆記

筆記用於對模型的意義作進一步的解釋3）規格說明

通用機制用於描述基本模型元素無法表達的附加資訊

對模型元素性質的詳細描述稱為規格說明4）版類是UML提供的一種擴展機制，在已有模型的基礎上建立一種新的模型元素5）約束約束是對元素的限制，通過約束限定元素的用法或元素的語義。四、用UML建模1、UML系統模型的組成分析模型設計模型實現模型展開模型系統模型從用戶需求角度觀察從資料庫設計角度觀察從物理實現角度觀察從系統和網路構成角度觀察類圖狀態圖順序圖包圖設計類圖協作圖用例圖活動圖對象數據庫模式組件圖展開圖實施階段設計階段分析階段事物事件或事件表2、UML建模的過程集體討論描繪目標組織目標詳細說明集成驗證核實原型化與測試系統評價發現不足使用非正式工具，如白板或筆記公告把上面描繪的目標組織成正式的圖反復迭代，明確內容，顯示細節消除圖形之間的衝突，保證系統正確有效完成原型並進行測試評價結果，必要時返回以糾正不足3、UML建模的工具支