火龙果软件-UML建模-第1章-课件PPT

1、2021/8/262021/8/26-2-学习目标学习目标n掌握掌握n运用运用n使用使用（IBM Rational Rose2003 /Enterprise Architect ）2021/8/26-3-预备知识预备知识 n掌握某种面向对象程序设计语言（例如掌握某种面向对象程序设计语言（例如Java、C+等）等） 。 n希望同学们已经初步掌握面向对象的一希望同学们已经初步掌握面向对象的一些基本常识。些基本常识。2021/8/26-4-参考书参考书nUML和和OOAD快速入门快速入门 （初级）（初级）n大象大象-Thinking in UML （中高级）（中高级）n其它其它nUML和模式应用面向

2、对象分析与设计导论和模式应用面向对象分析与设计导论nUML软件建模教程软件建模教程nRational.Rose从入门到精通从入门到精通2021/8/26-5-考核方式考核方式n考试考试n课程结束后安排考试课程结束后安排考试n平时成绩（出勤平时成绩（出勤+作业等）作业等）2021/8/26-6-Why？n需要理由吗？需要理由吗？n我们从事软件行业我们从事软件行业n面向对象是最主流的软件开发思想面向对象是最主流的软件开发思想nUML是最主流的建模语言是最主流的建模语言UML+面向对象面向对象OOAD系统定义、分析、设计、实现系统定义、分析、设计、实现2021/8/26-7-What？n1- 学习基

3、本的软件建模理论学习基本的软件建模理论n2- 学习基本的学习基本的UML语言语言利用利用UML语言进行面向对象的系统建模语言进行面向对象的系统建模2021/8/26-8-Agendan第一章第一章 软件建模与软件建模与UML概述概述n第二章第二章 UML可视化建模实践可视化建模实践n第三章第三章 用例建模用例建模n第四章第四章 用例分析技术用例分析技术2021/8/26-9-学习线路图学习线路图OOOOUML : : OOAOODDP Case-Study : : : 第二章第二章第三章第三章第四章第四章2021/8/26-10-2021/8/26-11-本章目录本章目录n1.1 软件模型软件

4、模型n1.1.1 模型模型n1.1.2 软件模型软件模型n1.2 软件建模软件建模n1.3 关于关于UMLn1.4 一个一个UML建模的例子建模的例子2021/8/26-12-1.1.1 模型模型n什么是模型什么是模型n模型的概念模型的概念n模型的作用模型的作用n什么是建模什么是建模 2021/8/26-13-建筑模型建筑模型什么是模型？什么是模型？2021/8/26-14-规划模型规划模型什么是模型？什么是模型？2021/8/26-15-什么是模型？什么是模型？设计模型设计模型2021/8/26-16-模型的概念模型的概念n模型是对现实系统的简化或模拟，是对现实系模型是对现实系统的简化或模拟

5、，是对现实系统本质特征的一种统本质特征的一种简化简化、直观直观、类比类比和和抽象抽象的的描述描述2021/8/26-17-模型的作用模型的作用n帮助理解帮助理解n模型可以帮助人们对复杂问题进行深入理解。模型可以帮助人们对复杂问题进行深入理解。n方便交流方便交流n模型可以方便人们讨论和交流。模型可以方便人们讨论和交流。n优选方案优选方案n通过模型帮助人们从多个方案中挑选出优选的方案。通过模型帮助人们从多个方案中挑选出优选的方案。n缩短开发周期缩短开发周期n通过建模形象化系统开发内容和开发过程，提高开发通过建模形象化系统开发内容和开发过程，提高开发效率，缩短开发周期。效率，缩短开发周期。2021/

6、8/26-18-什么是建模？什么是建模？n建模就是认识现实世界建模就是认识现实世界认识世界认识世界改造世界改造世界世界是世界是什么样什么样的呢的呢?2021/8/26-19-建模的重要性建模的重要性2021/8/26-20-1.1.2 软件模型软件模型n软件建模的必要性软件建模的必要性n软件模型的概念软件模型的概念n软件模型在软件开发中的作用软件模型在软件开发中的作用n软件模型的内容软件模型的内容 2021/8/26-21-软件建模的必要性软件建模的必要性智能性智能性软件是人智力劳动的产物，具有极高的智能特性。软件是人智力劳动的产物，具有极高的智能特性。无形性无形性软件没有物理实体的物理形态，

7、而是智能、逻辑软件没有物理实体的物理形态，而是智能、逻辑和算法的描述。和算法的描述。抽象性抽象性软件具有高度抽象性。软件具有高度抽象性。复杂性复杂性软件开发是高度复杂性工作，软件的规模越来越软件开发是高度复杂性工作，软件的规模越来越大，功能越来越复杂，服务领域越来越广泛。大，功能越来越复杂，服务领域越来越广泛。结论结论:软件的开发和生产必须借助于模型，来反映和描述软件中间软件的开发和生产必须借助于模型，来反映和描述软件中间的开发过程和开发状态。的开发过程和开发状态。软件的特性软件的特性2021/8/26-22-软件模型的概念软件模型的概念n软件模型软件模型n通过一定的形式和方法用来描述软件的模

8、型。通过一定的形式和方法用来描述软件的模型。n软件建模软件建模n建立软件模型的过程被称为软件建模。建立软件模型的过程被称为软件建模。软件建模的好处：软件建模的好处：1 系统可视化系统可视化2 系统结构系统结构/行为明确化行为明确化3 系统模板化系统模板化4 决策文档化决策文档化2021/8/26-23-用户需求用户需求业务领域业务领域软件产品软件产品软件模型软件模型软件模型在软件开发中的作用软件模型在软件开发中的作用1 软件模型是软件的中间形态软件模型是软件的中间形态2021/8/26-24-软件模型软件模型用户用户开发人员开发人员中介机构中介机构2 软件模型是人员交流的媒介软件模型是人员交流

9、的媒介软件模型在软件开发中的作用软件模型在软件开发中的作用2021/8/26-25-软件模型软件模型分析员分析员程序员程序员设计人员设计人员测试人员测试人员项目经理项目经理网络工程师网络工程师数据库员数据库员2021/8/26-26-软件模型的内容软件模型的内容需求模型需求模型 2021/8/26-27-软件模型的内容软件模型的内容需求模型需求模型分析模型分析模型2021/8/26-28-软件模型的内容软件模型的内容需求模型需求模型分析模型分析模型设计模型设计模型2021/8/26-29-软件模型的内容软件模型的内容需求模型需求模型分析模型分析模型设计模型设计模型测试模型测试模型2021/8/

10、26-30-第一章第一章 软件建模与软件建模与UML概述概述n1.1 软件模型软件模型n1.2 软件建模软件建模n1.2.1 软件建模要素软件建模要素n1.2.2 软件建模方法软件建模方法n1.2.3 软件建模过程软件建模过程n1.2.4 软件建模工具软件建模工具n1.3 关于关于UMLn1.4 一个一个UML建模的例子建模的例子2021/8/26-31-1.2.1 软件建模要素软件建模要素建模过程建模过程建模方法建模方法建模语言建模语言建模工具建模工具面向对面向对象的建象的建模方法模方法支持支持UML的建模工的建模工具具UML2021/8/26-32-1.2.2 软件建模方法软件建模方法n软

11、件建模方法一览软件建模方法一览n面向对象的软件建模方法和特点面向对象的软件建模方法和特点n对象在三个世界中的含义和关系对象在三个世界中的含义和关系n软件领域中的对象软件领域中的对象2021/8/26-33-软件方法学的发展历程软件方法学的发展历程面向对象是软件方法学的返朴归真：面向对象是软件方法学的返朴归真：面向用户面向用户面向机器面向机器面向代数面向代数面向过程面向过程面向数据面向数据面向文件面向文件面向信息面向信息面向应用面向应用面向功能面向功能面向数据流面向数据流软件方法学软件方法学的发展历程的发展历程中出现过许中出现过许多多“面向面向”尽可能模拟人类习惯的思尽可能模拟人类习惯的思维方式

12、。维方式。使描述问题的问题空间与使描述问题的问题空间与解决问题的解空间在结构解决问题的解空间在结构上尽可能一致。上尽可能一致。尽可能接近人类认识世界尽可能接近人类认识世界解决问题的方法与过程。解决问题的方法与过程。2021/8/26-34-面向对象的软件建模面向对象的软件建模n含义含义:n在软件开发中，采用在软件开发中，采用与人的思维方式相一致与人的思维方式相一致的，直接面向客观事物，面向所要解决的需的，直接面向客观事物，面向所要解决的需求问题，并用一套对象、类、继承、消息等求问题，并用一套对象、类、继承、消息等机制开发软件的系统化软件建模方法。机制开发软件的系统化软件建模方法。n特点特点:n

13、对象是软件建模的重心；对象是软件建模的重心；n包括需求、设计、实现等多种模型；包括需求、设计、实现等多种模型；2021/8/26-35-与人的思维方式相一致？与人的思维方式相一致？在计算机中模拟现实世界的事和物在计算机中模拟现实世界的事和物2021/8/26-36-对象在三个世界中的含义和关系对象在三个世界中的含义和关系汽车汽车灯泡灯泡农村农村汽车汽车客观世界：客观世界：（客观事物）（客观事物）主观世界：主观世界：（概念）（概念） 软件世界：软件世界： （对象）（对象）灯泡灯泡农村农村2021/8/26-37-客观空间客观空间软件空间软件空间主观空间主观空间扳扳手手软软盘盘吊吊车车显显微微镜镜

14、图图片片汽汽车车事物事物概念概念对象对象2021/8/26-38-软件领域中的对象软件领域中的对象n软件系统中的一个具有确定语法规则的软件单元；软件系统中的一个具有确定语法规则的软件单元；/定义一个定义一个Tree类类Class Treepublic String variety; /品种品种public String root; /根根public String leaf; /叶子叶子public Tree(String V, String r, String L) /构造函数构造函数 this.variety = V ; this.root = r ; int i= 1; foreach

15、(String s in L) Leafi = s; i+; public class ProgramStatic void Main(string args) Tree t1 = new Tree(); /创建一个对象创建一个对象2021/8/26-39-1.2.3 软件建模过程软件建模过程n软件过程软件过程n软件建模过程软件建模过程nRUP(Rational Unified Process)2021/8/26-40-软件过程软件过程n指软件生存周期中一系列相关活动按照确定的指软件生存周期中一系列相关活动按照确定的次序演进变化的进程次序演进变化的进程 。n软件过程的发展软件过程的发展n20世

16、纪世纪80年代之前，不重视软件过程；年代之前，不重视软件过程；n20世纪世纪90年代开始重视，产生年代开始重视，产生ISO软件过程标准；软件过程标准；n1998年年Rational提出提出RUP并成为并成为OMG标准；标准；n21世纪软件过程成为软件工程一个分支。世纪软件过程成为软件工程一个分支。2021/8/26-41-软件建模过程软件建模过程n是指根据软件开发的需要是指根据软件开发的需要,进行业务建模、需求建模、进行业务建模、需求建模、分析建模、设计建模和测试建模的过程。分析建模、设计建模和测试建模的过程。2021/8/26-42-统一过程模型统一过程模型n统一过程模型统一过程模型 - R

17、ational Unified Process - RUP是由是由Rational公司开发的一种软件过程。公司开发的一种软件过程。nRUP认为，软件开发是：认为，软件开发是： n一个叠代过程一个叠代过程(Iterative and incremental)n由由Use Case驱动的驱动的 (Use case driven)n以构架设计为中心的以构架设计为中心的(Architecture-centric)2021/8/26-43-RUP的软件开发生命周期的软件开发生命周期2021/8/26-44-1.2.4 软件建模工具软件建模工具nRational Rose2003nEnterprise A

18、rchitectnStarUMLnMicrosoft Visio常见的几种常见的几种UML建模工建模工具具2021/8/26-45-Rational Rose2003:美国美国Raitonal公司推出，是一个强大的公司推出，是一个强大的UML建模工具，但建模工具，但从从2003版之后，并入版之后，并入IBM整体开发平台，称之为整体开发平台，称之为IBM rational software architect。2021/8/26-46-Enterprise Architect:澳大利亚澳大利亚Sparx公司推出，是目前最强大的公司推出，是目前最强大的UML建模工具，建模工具，被业界广泛接受。被业

19、界广泛接受。2021/8/26-47-开源建模软件，被广泛使用。开源建模软件，被广泛使用。2021/8/26-48-2021/8/26-49-第一章第一章 软件建模与软件建模与UML概述概述n1.1 软件模型软件模型n1.2 软件建模软件建模n1.3 关于关于UMLn1.3.1 UML的含义的含义n1.3.2 UML的发展历史的发展历史n1.3.3 UML的本质的本质n1.4 一个一个UML建模的例子建模的例子2021/8/26-50-1.3.1 UML的含义的含义nUML: Unified Modeling Language 统一建模语言统一建模语言的的2021/8/26-51-1.3.2

20、UML的发展历史的发展历史n面向对象建模语言产生于面向对象建模语言产生于1970年代中期年代中期n1990年代初，建模语言数量达到年代初，建模语言数量达到50多种多种n众多语言各有千秋，缺乏通用性众多语言各有千秋，缺乏通用性n语言之间的细小差别妨碍了用户的交流语言之间的细小差别妨碍了用户的交流n1990年代中期，三位主要的年代中期，三位主要的OO建模大师：建模大师：Booch,Rumbaugh,Jacobson开始致力于建开始致力于建立统一建模语言的工作立统一建模语言的工作2021/8/26-52- Rumbaugh Booch JacobsonUML的创建人的创建人: OMT方法方法 Boo

21、ch方法方法 OOSE方法方法UML2021/8/26-53-2021/8/26-54-1.3.3 UML的本质的本质nUML和程序设计语言的关系和程序设计语言的关系nUML和软件过程的关系和软件过程的关系n建模、建模、 OO（Object Oriented ）与）与UMLnUML的是与非的是与非2021/8/26-55-作曲作曲用五线谱用五线谱：设计软件用设计软件用UMLUML：一个比喻：一个比喻：nJava、C+ 等程序设计语言用来编码实现一个等程序设计语言用来编码实现一个软件系统。软件系统。nUML用于对一个软件系统建立模型。用于对一个软件系统建立模型。UML和程序设计语言的关系和程序设

22、计语言的关系2021/8/26-56-n软件过程规定软件开发的阶段、步骤和工作。软件过程规定软件开发的阶段、步骤和工作。nUML是语言，用来描述软件模型。是语言，用来描述软件模型。UML和软件过程的关系和软件过程的关系A Language Is Not Enough to Build a System2021/8/26-57-建模、建模、 OO（Object Oriented ）与）与UMLn建模是目的建模是目的nOO是一种建模理论是一种建模理论nUML是一种体现是一种体现OO的建模语言，是将的建模语言，是将OO理论转化为实践的工具理论转化为实践的工具2021/8/26-58-UML的是与非的

23、是与非nThe UML is notna process or methodologynobject-oriented analysis and designnGuidelines(指导、准则指导、准则) for designnMuch more important: Skill in designing with objects.2021/8/26-59-第一章第一章 软件建模与软件建模与UML概述概述n1.1 软件模型软件模型n1.2 软件建模软件建模n1.3 关于关于UMLn1.4 一个一个UML建模的例子建模的例子n1.4.1 问题分析问题分析n1.4.2 用对象观点认识事物用对象观点

24、认识事物n1.4.3 基于基于UML的分析的分析2021/8/26-60-本节目的本节目的n通过简单通俗的事例来演绎对象建模的基本通过简单通俗的事例来演绎对象建模的基本概念概念n开阔视野，轻松树立面向对象的观点开阔视野，轻松树立面向对象的观点n掌握用面向对象方法分析问题的要领掌握用面向对象方法分析问题的要领n为学习对象建模方法热身为学习对象建模方法热身2021/8/26-61-1.4.1 问题分析问题分析昨天我的一个朋友结婚了昨天我的一个朋友结婚了2021/8/26-62-问题分析问题分析-1nA. 这里面有什么东东？这里面有什么东东？n月老，小伙，姑娘，恋人，玫瑰花月老，小伙，姑娘，恋人，玫

25、瑰花nB. 每个东东看上去是什么样的？每个东东看上去是什么样的？n月老，看上去有些年纪了，挺热心的月老，看上去有些年纪了，挺热心的n小伙，看上去很强壮，很诚实的小伙，看上去很强壮，很诚实的n姑娘，看上去好漂亮，还很温柔姑娘，看上去好漂亮，还很温柔n恋人，看上去很亲密，当然就结婚了恋人，看上去很亲密，当然就结婚了n玫瑰花，火红火红的，难怪姑娘动情了玫瑰花，火红火红的，难怪姑娘动情了2021/8/26-63-问题分析问题分析-2nC. 每个东东能做点什么用？每个东东能做点什么用？n月老：牵线搭桥，介绍认识月老：牵线搭桥，介绍认识n小伙：追求献花，表达爱意小伙：追求献花，表达爱意n姑娘：仰慕倾情，以

26、身相许姑娘：仰慕倾情，以身相许n恋人：拍拖，恋人：拍拖，结婚，结婚n玫瑰花：传情示爱玫瑰花：传情示爱2021/8/26-64-问题分析问题分析-3nD. 这些东东都呆在什么地方？这些东东都呆在什么地方？n月老：婚介所，交友网站月老：婚介所，交友网站n小伙：软件园，住唐家小伙：软件园，住唐家n姑娘：人民医院，住新香洲姑娘：人民医院，住新香洲n恋人：情侣路，电影院，恋人：情侣路，电影院， n玫瑰花：花店里，小伙手中，姑娘手中玫瑰花：花店里，小伙手中，姑娘手中2021/8/26-65-问题分析问题分析-4nE. 这些东东之间有什么关系？这些东东之间有什么关系？关系关系月老月老小伙小伙姑娘姑娘恋人恋人

27、玫瑰玫瑰月老月老干妈干妈舅妈舅妈撮合者撮合者没关系没关系小伙小伙干儿子干儿子男友男友&老公老公 男主角男主角买送主买送主姑娘姑娘外甥女外甥女女友女友&太太太太女主角女主角受主受主恋人恋人作品作品组合组合组合组合使用者使用者玫瑰玫瑰没关系没关系准备的礼准备的礼物物受物心意受物心意 礼物礼物2021/8/26-66-问题分析问题分析-5nF. 这些东东是怎么成事的？这些东东是怎么成事的？n月老牵线搭桥，介绍小伙和姑娘认识月老牵线搭桥，介绍小伙和姑娘认识n姑娘和小伙一见钟情，成为一对恋人姑娘和小伙一见钟情，成为一对恋人n一对恋人开始拍拖一对恋人开始拍拖n小伙追求献花，表达对姑娘的爱意

28、小伙追求献花，表达对姑娘的爱意n姑娘收到姑娘收到999火红玫瑰火红玫瑰n小伙真心求婚，姑娘以身相许小伙真心求婚，姑娘以身相许n一对恋人终于走入婚姻殿堂一对恋人终于走入婚姻殿堂2021/8/26-67-1.4.2 用对象观点认识事物用对象观点认识事物2021/8/26-68-对象观点对象观点nA.这里面有什么东东？这里面有什么东东？类与对象类与对象nB.每个东东看上去是什么样的？每个东东看上去是什么样的？类的属性类的属性nC.每个东东能做点什么用？每个东东能做点什么用？类的方法类的方法nD.这些东东都呆在什么地方？这些东东都呆在什么地方？类的行为、状态、部署类的行为、状态、部署nE.这些东东之间

29、有什么关系？这些东东之间有什么关系？类间的关联类间的关联nF.这些东东是怎么成事的？这些东东是怎么成事的？类间的交互类间的交互DACBEF2021/8/26-69-我的一个朋友结婚了我的一个朋友结婚了-AnA.这里面有什么东东？这里面有什么东东？nObject Classn我我 本剧与我无关本剧与我无关n我的朋友我的朋友小伙小伙n我朋友的妻子我朋友的妻子姑娘姑娘n月老月老n恋人恋人n玫瑰玫瑰nDCBEF2021/8/26-70-我的一个朋友结婚了我的一个朋友结婚了-BnB.每个东东看上去是什么样每个东东看上去是什么样的？的？n每个事物看上去都有自己的每个事物看上去都有自己的属性，在每个属性上都

30、有一属性，在每个属性上都有一个特征值个特征值n小伙：体格，特征值：强壮小伙：体格，特征值：强壮n姑娘：性情，特征值：温柔姑娘：性情，特征值：温柔n月老：年纪，特征值：较大月老：年纪，特征值：较大n恋人：关系，特征值：亲密恋人：关系，特征值：亲密n玫瑰：颜色，特征值：火红玫瑰：颜色，特征值：火红DACEF2021/8/26-71-我的一个朋友结婚了我的一个朋友结婚了-CnC.每个东东能做点什么每个东东能做点什么用？用？n每个事物都具备某种能每个事物都具备某种能力力n小伙：追求、送花、娶亲小伙：追求、送花、娶亲n姑娘：爱慕、相许、出嫁姑娘：爱慕、相许、出嫁n月老：牵线搭桥月老：牵线搭桥n玫瑰：示爱

31、玫瑰：示爱DABEF2021/8/26-72-我的一个朋友结婚了我的一个朋友结婚了-DnD.这些东东都呆在什么这些东东都呆在什么地方？地方？n每个事物都会有它合理每个事物都会有它合理的或者必须的空间位置的或者必须的空间位置和逻辑位置。尤其当这和逻辑位置。尤其当这些位置对事物的行为造些位置对事物的行为造成重要影响的时候，表成重要影响的时候，表明他们的位置极其重要明他们的位置极其重要n本剧列出的位置对故事主本剧列出的位置对故事主要情节没有太大的影响，要情节没有太大的影响，系统中不予考虑系统中不予考虑ACBEF2021/8/26-73-我的一个朋友结婚了我的一个朋友结婚了-EnE.这些东东之间有什么

32、关系？这些东东之间有什么关系？n事物之间的关系非常多，面向对事物之间的关系非常多，面向对象的观点一般分为主要的三类：象的观点一般分为主要的三类：n整体整体-部分关系（组合和聚合），部分关系（组合和聚合），甲是乙的一个组成部分：如恋人和甲是乙的一个组成部分：如恋人和小伙，恋人和姑娘的关系小伙，恋人和姑娘的关系n抽象抽象-具体关系（泛化），具体关系（泛化），甲是乙甲是乙的一个特例：如人和小伙，人和月的一个特例：如人和小伙，人和月老，人和姑娘的关系老，人和姑娘的关系n合作关系（关联），合作关系（关联），甲会对乙做点甲会对乙做点什么：如月老和小伙、姑娘，小伙什么：如月老和小伙、姑娘，小伙和玫瑰，小伙和

33、姑娘的关系和玫瑰，小伙和姑娘的关系DACBF2021/8/26-74-我的一个朋友结婚了我的一个朋友结婚了-FnF.这些东东是怎么成事的？这些东东是怎么成事的？n每个事物都会尽量利用伙伴每个事物都会尽量利用伙伴的能力的能力n整体事物的能力依靠部分事整体事物的能力依靠部分事物的能力物的能力n抽象事物的属性和能力就是抽象事物的属性和能力就是具体事物的属性和能力；此具体事物的属性和能力；此外，具体事物还可以有自己外，具体事物还可以有自己特殊的属性和能力特殊的属性和能力n事物分工协作，互通信息，事物分工协作，互通信息，共同完成整体的目标共同完成整体的目标DACBE2021/8/26-75-俗语和术语间

34、的对应俗语和术语间的对应出了什么事？出了什么事？用例用例我的一个朋友结了婚。我的一个朋友结了婚。具体事物具体事物对象对象我的一个朋友我的一个朋友,他未婚妻他未婚妻事物类型事物类型类类小伙小伙,姑娘姑娘,玫瑰玫瑰,月老月老属性属性属性属性年龄年龄,体格体格,性情性情能力能力方法方法牵线牵线,追求追求,结婚结婚位置位置部署部署软件园软件园,情侣路情侣路整整-部关系部关系聚集关系聚集关系恋人恋人-小伙小伙,恋人恋人-姑娘姑娘抽抽-具关系具关系继承关系继承关系人人-小伙小伙,人人-姑娘姑娘合作关系合作关系关联关系关联关系小伙小伙-姑娘姑娘,小伙小伙-玫瑰玫瑰成事过程成事过程用例实现用例实现相识相识,相恋相恋,结婚结婚2021/8/26-76-1.4.3 基于基于UML的分析的分析n静态类图静态类图n活动图活动图n顺