基于UML的面向对象建模方法研究

1、第 1期 0引言传统的软件工程方法主要是以结构化方法为代表 , 随着计算机应用的深入 , 这种方法出现了许多问题 , 具体表现在 软件的重用程度低 、 稳定性差 、 难以维护等 。 针对这些弊端 , 面向对象的软件工程方法随之产生 。面向对象 (Object Oriented 的方法包含了面向对象的分 析 (OOA 、 面向对象的设计 (OOD 和面向对象的编成 (OOP , 是一种新的思维方法 。 面向对象的方法与人类的思维习惯一 致 , 具有稳定性好 、 可复用性好 、 适应变化 、 易于维护等优点 。统一建模语言 UML 作为一种标准的图形化建模语言 , 成 为面向对象分析与设计的一种标

2、准表示方法 , 它的作用域不 限于支持面向对象的分析与设计 , 还支持从需求分析开始的 软件开发全过程 , 可以被各种可视建模工具支持 。 UML 获得 了广泛应用 , 并代表了软件开发技术的发展方向 。1建模方法1.1用例图用例图是从用户的角度描述系统的功能 , 并指出各个功 能的操作者和执行者 。 基于 UML 的建模首先要进行需求分 析 , 需求是对产品的需要和要求的描述 。 需求分析阶段的活 动包括概念初始化 、 写调查报告 、 计划和需求的详细描述等 ; 常用的文档包括 :计划 、 原始调查报告 、 需求说明 、 术语表 、 原 型 、 用例 、 用例图 、 概念模型草图等 。用例描

3、述了参与者执行一个任务时产生的事件序列 。 用 例图说明了系统 、 参与者和用例的关系 。 用例用椭圆表示 , 参 与者用简化人形表示 , 在用例和参与者之间用箭头 、 连线表 示信息流 。针对一个典型的零件订单系统 , 我们先分析该系统的需求 , 建立概念模型 , 画出用例图 。 图 1是使用目前最广泛应用 的 UML 工 具 Rational Rose 建 立 的 该 零 件 订 单 系 统 的 用 例 图 。 一个简单的订单系统用例图表示一个执行者 (会员 和被 操作系统之间产生的事件序列 。 订购零件就是该事件 的 用 例 , 图中的箭头表示时序 。 下面类图和顺序图的建立都是基 于这

4、个用例图而产生的 , 我们将在后面的章节详细说明 。1.2类图面向对象分析设计的关键是提取对象 。 对象是对现实世 界中事物的抽象 , 它具有状态 、 行为和标识 。 状态是当前属性 值的组合 , 是行为的累积结果 ; 行为是对象根据状态和接收 消息作出的反应 ; 标识是和其它对象的区分 。类是共享一个公用结构和公用行为对象的集合 。 我们通 过类图来描述对象的状态和对象间的关系 。 类图中的关系主 要有泛化 、 关联和聚合 。在零件订单系统中 , 我们提取出几个基本的对象 , 包括会 员 、 订单和零件 。 订单类与会员类之间具有操作性 , 用直线连 接表示它们相关联关系 , 两端的数字表示

5、连接关系 是 一 对 多 , 且会员可以操作多个订单 。 会员类有其共有的属性 , 包括 会员编号 、 用户名 、 密码 、 姓名 、 性别 、 电话 、 传真 。 会员类可以 细化为普通会员和高级会员两个子类 , 子类继承父类的所有 属性 , 并具有自身独特的属性 , 这种关系就是泛化 , 用带三角 的箭头表示 。 订单类的属性包括下单日期 、 税金 、 运费 、 总价 等 , 另外订单类具有一些可对其执行的操作 , 例如计算附加 费用 、 合计总费用 。 订单类可以包括多个订单项 , 这是包含的 关系 , 即订单项是订单的组成部分 , 是整体和部分的关系 , 它图 1用例图会员 订购零件

6、订单系统作者简介 :梁玮 (1983-, 女 , 湖北武汉人 , 中船重工第七二二研究所助理工程师 , 研究方向为通信与信息系统 。基于 UML 的面向对象建模方法研究梁玮(中船重工集团第七二二研究所 , 湖北 武汉 430070摘要 :针对面向对象的建模方法 , 介绍了应用 UML 建模的具体方法和流程 , 其中列举了 UML 建模的实例 , 详细阐述了用例图 、 类图 、 顺序图的运用 。 关键词 :UML ; 面向对象 ; 建模 中图分类号 :TP311.52文献标识码 :A文章编号 :1672-7800(2009 01-0047-02第 8卷 第 1期 2009年 1月Vol.8No.

7、1Jan. 2009软 件 导 刊Software Guide软 件 导 刊 2009年们的关系叫做聚合 , 用菱形的箭头表示 。 箭头两端的数字表示它们的关系是一对一或是一对多 , 一个订单可以有多个订单项 , 所以在这里的聚合是一对多的 。 订单项的属性包括购买数量和单价 , 对它的操作包括计算该项订单的价钱 。 订单项对零件是依赖关系 , 这种关系体现在零件类是订单项类的一个成员变量 , 零件类的信息变化 , 比如零件的价格可以影响订单项类的信息变化 。 依赖关系用普通箭头表示 。图中几种类的关系的代码表示简单列举如下 :1 泛化 :class member class regularm

8、em extends member public class examplepublic void example (member a=newregularmem (;2 依赖 :public class Orderlist public void getprice (Part part part.getprice (;3 聚合 :public class Order private Orderlist orderlist ;public Orderlist getOrderlist (return orderlist ;public void setOrderlist (Orderlist

9、orderlist this. orderlist =orderlist ;4 关联 :public class Order private Orderlist orderlist ;public Orderlist getOrderlist (return orderlist ;public void setOrderlist (Orderlist orderlist this. orderlist =orderlist ;public void operate (orderlist. aggregate (; 1.3顺序图 、 状态图类图仅仅从静态角度描述了系统 , 而面向对象系统是通 过

10、对象之间相互发送消息来实现系统功能的 , 所以我们需要 为系统建立动态模型才能全面反映系统的情况 。动态模型包括协作图和顺序图 , 顺序图属于动态建模交 互图的一种 。 它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 。 它反映了各个对象之间的动 态协作关系 , 体现了对象动作的先后时间顺序 。 顺序图能更 好地说明对象间的交互顺序 , 有利于理解系统 , 所以最好用 顺序图来描述每个用例的实现 。图 3详细地描述了会员完成零件检索的顺序 , 首先根据 查询条件检索零件 , 系统查找到零件后将零件列表显示在界 面上 , 会员选择感兴趣的零件并提交可以提取该零 件 的

11、信 息 , 系统就会回复该零件的详细信息给会员 。 可以看出整个 检索的程序在顺序图中描述出来十分直观详细 。2结束语基于 UML 进行系统分析与设计 , 便于在全局上纵览整个 软件的结构 ; 便于把握整个软件的总体结构与各个分系统结 构之间的关系 。 本文通过工程企业管理系统的 UML 建模 , 分 图 2类图订单下单日期税金运费总价计算附加费用 (合计总费用 (多重性连接1会员编号用户名密码姓名性别电话传真属性 操作 . . .0.n0.n1聚合会员订单项购买数量价钱计算价钱 (0.n1零件编号详细信息价格取价格 (高级会员 泛化图 3顺序图消息时间:潜在会员 :检索零件 UI :检索零件

12、 UC1:提交查询条件2:检索零件 ( 3:检索零件 (对象4:(5:选中零件 (6:取零件信息 ( 7:取零件信息 (8:(48 -第 1期 析了系统的需求 , 分别进行静态建模和动态建模 , 给出了整 个系统实现的蓝图 , 使用 UML 建模的方法 , 可以缩短开发时 间 , 提高软件开发的质量 , 有着良好的应用前景 。参考文献 :1刘超 , 张莉 . 标准建模语言 UML 教程 (第 2版 M . 北京 :航空航 天大学出版社 , 2002.2谢子松 . 武友新 . 基于 UML 的工作流建模的研究与应用 J . 计 算 机系统应用 , 2005(2 .3张红霞 . 基于 UML 和工

13、作流技术的企业管理信息系统开发研究 D . 天津大学硕士学位论文 , 2003.4王凤斌 , 段隆振 , 李向军 .UML 面向 对 象建 模在 管 理信 息系 统 中 的应用 J . 计算机与现代化 , 2005(2 .(责任编辑 :陈晓峰 作者简介 :程世清 (1982-, 男 , 河南开封人 , 西安石油大学计算机学院硕士研究生 , 研究方向为计算机图形图像处理 ; 盖宗源 (1981-, 男 , 辽宁朝阳人 , 西安石油大学计算机学院硕士研究生 , 研究方向为人工智能与专家系统 ; 王莹 (1982-, 女 , 北京人 , 中国石油东方地球物理公司 信息技术中心助理工程师 , 研究方向

14、为网络安全 。0引言动态规划是近来发展较快的一种算法 , 是运筹学的一个分支 , 是解决多阶段决策过程最优化的一种数学方法 。 我们可以 用它来解决最优路径问题 , 资源分配问题 , 生产调度问题 , 库存 问题 , 装载问题 , 排序问题 , 设备更新问题 , 生产过程最优控制 问题等 。动态规划方法是将求解分成多阶段进行 , 求出的不但是全 过程的解 , 而且包括后部子过程的一组解 。 在某些情况下 , 实际 问题需要一组解时 , 更显其优越性 。设备是一个公司固定资产的重要组成部分 。 设备每年的运 转都可以为公司创造利润收入 , 但设备的 性能随使用年限的增加而变差 , 导致收入 减少

15、 , 维修费用增加 , 利润下降 。 而设备的 更新 , 需付出一笔经费 , 但可增加利润收 入 。 设备的更新问题是确定设备的最优更 新策略 , 使得在一个确定的期限里 , 为公司 创造最大的利润 。 本文提出了利用动态规划的方法来解决设备更新问题 。1设备更新问题的决策过程假定 , 设备更新问题的有关数据如表 1所示 。 其中 , i=0一列 , 表明现有设备的有关数据 ; i=1一列 , 表示第一年购买设备 的有关数据 , 其余类推 。 使用年限中的第 0列 , 表示当年的有关 数据 , 第 1列表示使用一年后的有关数据 , 其余类推 。 利润 、 维 修费用 、 更新费用等行分别表示

16、:在第 i 年购买的设备使用了 j 年后 , 可创造的利润 、 必须付出的维修费用以及更新时需要付 出的费用 。在讨论设备更新问题时先引入下面的一些变量和函数 :动态规划法在设备更新问题中的应用程世清 1, 盖宗源 1, 王莹 2(1. 西安石油大学 计算机学院 , 陕西 西安 710065; 2. 中国石油东方地球物理公司信息技术中心 , 北京 100080 摘要 :在日常工作中 , 经常涉及到设备更新问题 , 如何求解设备更新问题非常重要 。 于是阐述了动态规划方法的基本思想 , 求解设备更新问题的步骤 , 并用具体实例和程序 , 说明了动态规划求解设备更新问题的可行性 。 关键字 :动态规划 ; 设备更新 ; 程序 ; 可行性 中图分类号 :TP273文献标识码 :A文章编号