UML统一建模语言

1、2-2静态建模任何建模语言都以静态建模机制为基础任何建模语言都以静态建模机制为基础, ,标准建模语标准建模语言言UML也不例外。也不例外。类和对象的建模，是类和对象的建模，是UML建模的基础。我们认为建模的基础。我们认为, ,熟熟练掌握基本概念、区分不同抽象层次以及在实践中灵活练掌握基本概念、区分不同抽象层次以及在实践中灵活运用运用, ,是三条最值得注意的建模基本原则。是三条最值得注意的建模基本原则。5.4 静态建模 UML中的对象类图中的对象类图(Class Diagram)与对象图与对象图(Object Diagram)表达了对象模型的静态结构，能够有效地建立专表达了对象模型的静态结构，能

2、够有效地建立专业领域的计算机系统对象模型。业领域的计算机系统对象模型。由系统中使用的类以及它们之间的关由系统中使用的类以及它们之间的关系组成，系组成，分为长式和短式。分为长式和短式。 类及类型名均用英文大写字母开头，属性及操作名为小写类及类型名均用英文大写字母开头，属性及操作名为小写字母开头。常见类型有：字母开头。常见类型有：Char,Boolean,Double,Float, Integer, Object,Short,String等。等。类图是构建其它图的基础。类图是构建其它图的基础。 对象是对象类的实例对象是对象类的实例(instance),用对象图来描述。对象图用对象图来描述。对象图亦

3、分长式和短式。亦分长式和短式。attribute 属性用来描述类的特征，表示需要处理的数据。属性用来描述类的特征，表示需要处理的数据。 属性定义：属性定义： 其中：可见性其中：可见性( (visibility)表示该属性对类外的元素是否可访问。表示该属性对类外的元素是否可访问。 分为：分为： public（+ +） 公有的，即模型中的任何类都可以访问该属性。公有的，即模型中的任何类都可以访问该属性。 private（- -） 私有的，表示不能被别的类访问。私有的，表示不能被别的类访问。 protected（# #） 受保护的，表示该属性只能被该类及其子类访受保护的，表示该属性只能被该类及其子类

4、访问。问。 如果如果可见性未申明，表示其可见性不确定。可见性未申明，表示其可见性不确定。 对数据的具体处理方法的描述则放在操作部分，操作说明了对数据的具体处理方法的描述则放在操作部分，操作说明了该类能做些什么工作。操作通常称为函数，它是类的一个组成部该类能做些什么工作。操作通常称为函数，它是类的一个组成部分，只能作用于该类的对象上。分，只能作用于该类的对象上。 操作定义：操作定义： visibility operating-name(parameter-list): return-type property- string 其中：可见性同上。其中：可见性同上。 参数表：参数名：类型，参数表：参

5、数名：类型， Parameter-name :type =default-value 返回类型：操作返回的结果类型。返回类型：操作返回的结果类型。类图的描述二、类的识别二、类的识别 是面向对象方法的一个难点，但又是建模的关键。是面向对象方法的一个难点，但又是建模的关键。常用的方法有：常用的方法有： 1. 名词识别法名词识别法 2. 系统实体识别法系统实体识别法 3. 从用例中识别类从用例中识别类 4. 利用分解与抽象技术利用分解与抽象技术关键是要定义类的关键是要定义类的“属性属性”及及“操作操作”。识别问题域中的实体，实体的描述通常用名词、识别问题域中的实体，实体的描述通常用名词、名词短语、名

6、词性代词的形式出现。名词短语、名词性代词的形式出现。 用指定语言对系统进行描述；用指定语言对系统进行描述； 从系统描述中标识名词、名词短语、名词性代词；从系统描述中标识名词、名词短语、名词性代词；识别确定（取、舍）类。识别确定（取、舍）类。描述过程应与领域专描述过程应与领域专家共同合作完成，并家共同合作完成，并遵循问题域中的概念遵循问题域中的概念和命名。和命名。识别问题域中的实体，实体的描述通常用名词、识别问题域中的实体，实体的描述通常用名词、名词短语、名词性代词的形式出现。名词短语、名词性代词的形式出现。 用指定语言对系统进行描述；用指定语言对系统进行描述； 从系统描述中标识名词、名词短语、

7、名词性代词；从系统描述中标识名词、名词短语、名词性代词；识别确定（取、舍）类。识别确定（取、舍）类。为了发现对象和类，开发人员要在系统需求和系为了发现对象和类，开发人员要在系统需求和系统分析的文档中查找名词和名词短语，包括：可感知统分析的文档中查找名词和名词短语，包括：可感知的事物的事物、角色角色、事件、互相作用、人员、场所、组织、事件、互相作用、人员、场所、组织、设备和地点等。设备和地点等。识别问题域中的实体，实体的描述通常用名词、识别问题域中的实体，实体的描述通常用名词、名词短语、名词性代词的形式出现。名词短语、名词性代词的形式出现。 用指定语言对系统进行描述；用指定语言对系统进行描述；

8、从系统描述中标识名词、名词短语、名词性代词；从系统描述中标识名词、名词短语、名词性代词；识别确定（取、舍）类。识别确定（取、舍）类。根据下述原则进一步确定类：根据下述原则进一步确定类：去掉冗余类：如两个类表述去掉冗余类：如两个类表述同一信息，应保留最具有描述同一信息，应保留最具有描述能力的类。能力的类。 去掉不相干的类：删除与去掉不相干的类：删除与问题无关或关系不大的类。问题无关或关系不大的类。 删除模糊的类或性质独立删除模糊的类或性质独立性不强的类：有些初始类边界性不强的类：有些初始类边界定义不确切，或范围太广，应定义不确切，或范围太广，应该删除。该删除。 所描述的操作不适宜作为所描述的操作

9、不适宜作为对象类，并被其自身所操纵，对象类，并被其自身所操纵，所描述的只是实现过程中的暂所描述的只是实现过程中的暂时的对象，应删去。时的对象，应删去。不关心系统的运作流程及实体之间的通信状态，不关心系统的运作流程及实体之间的通信状态，而只考虑系统中的人员、组织、地点、表格、报告等而只考虑系统中的人员、组织、地点、表格、报告等实体，经过分析将他们识别为类（或对象）。实体，经过分析将他们识别为类（或对象）。 系统需要存储、分析、处理的信息实体；系统需要存储、分析、处理的信息实体； 系统内部需要处理的设备；系统内部需要处理的设备； 与系统交互的外部系统；与系统交互的外部系统； 系统相关人员；系统相关

10、人员； 系统的组织实体。系统的组织实体。例例1 有一个购物超市，顾客可在货架上自由挑选商品，由收款有一个购物超市，顾客可在货架上自由挑选商品，由收款机收款，收款机读取商品上的条型码标签，并计算商品价格。机收款，收款机读取商品上的条型码标签，并计算商品价格。收款机应保留所有交易的记录，以备帐务复查及汇总使用。收款机应保留所有交易的记录，以备帐务复查及汇总使用。通过分析问题的陈述，确定以下几类实体：通过分析问题的陈述，确定以下几类实体： 信息实体：交易记录、商品、税务信息、销售记录、货存信息实体：交易记录、商品、税务信息、销售记录、货存记录。记录。 设备：收款机、条型码扫描器。设备：收款机、条型码

11、扫描器。 交互系统：信用卡付款系统。交互系统：信用卡付款系统。 人员职责：收款员、顾客、会计、经理。人员职责：收款员、顾客、会计、经理。 系统的组织实体：本例不考虑。系统的组织实体：本例不考虑。以上列出的实体，都可以直接识别为类。以上列出的实体，都可以直接识别为类。将整体类和组合类分解。可控制将整体类和组合类分解。可控制单个类的规模。单个类的规模。根据一些类的相似性建立抽象类，根据一些类的相似性建立抽象类，并建立抽象类与这些类之间的继承关系。并建立抽象类与这些类之间的继承关系。抽象类实现了系统内部的重用，很好地控制了抽象类实现了系统内部的重用，很好地控制了复杂性，并为所有子类定义了一个公共的界

12、面，使复杂性，并为所有子类定义了一个公共的界面，使设计局部化，提高系统的可修改性和可维护性。设计局部化，提高系统的可修改性和可维护性。 UML中类的关系有关联中类的关系有关联(association) ,聚集聚集(aggregation) ,泛化泛化(generalization) , 依赖依赖(depending)和细化和细化 (refinement)。 关联是类之间的连结关联是类之间的连结,分为：分为：1. 常规关联常规关联2. 多元关联多元关联3. 有序关联有序关联4. 受限关联受限关联5. 或关联或关联6. 关联类关联类公司公司员工员工0.* 顾顾 佣佣 0.*工作于工作于管理管理 1

13、.*工人工人老板老板0.1用户用户工作站工作站 授权授权*授权授权优先级优先级特权特权开始一个时间片开始一个时间片保险公司保险公司保险合同保险合同人人公司公司*or7 7、其它关联、其它关联 递归关联递归关联(Recursive association)(Recursive association) 即一个类到自身的关联。即一个类到自身的关联。节点节点连接连接*人人治疗治疗病人病人医生医生 聚集是一种特殊的关联，它指出类间的聚集是一种特殊的关联，它指出类间的“整体整体-部分部分”关系。关系。 其其“部分部分”对象可以是任意对象可以是任意“整体整体”对象的一部分。当对象的一部分。当“整体整体”端

14、的重数不是端的重数不是1时，称聚集是共享的。时，称聚集是共享的。整体类整体类部分类部分类 其其“整体整体”(重数为重数为0、1)拥有它的拥有它的“部分部分” 。部分仅属。部分仅属于同一对象，整体与部分同时存在。于同一对象，整体与部分同时存在。整体类整体类部分类部分类窗口窗口工具框工具框显示区显示区标题标题窗口窗口标题标题工具框工具框显示区显示区项目项目人员人员 泛化指出类之间的泛化指出类之间的“一般与特殊关系一般与特殊关系”，即继承关系。父，即继承关系。父类与子类之间构成类与子类之间构成。一般类一般类特殊特殊人员人员教师教师学生学生 指没有实例的类，定义一些抽象的操作，即不提供指没有实例的类，

15、定义一些抽象的操作，即不提供实现方法的操作，只提供操作的特征。并附以实现方法的操作，只提供操作的特征。并附以abstract。在继承树中，若存在某种具有公共父类的多重继在继承树中，若存在某种具有公共父类的多重继承，称为是交叠承，称为是交叠(overlapping)的。否则是的。否则是的的(disjoint)。一般类特化出它所有的子类，称为完全泛化，记一般类特化出它所有的子类，称为完全泛化，记为为complete。即未特化出它所有的子类，称为是即未特化出它所有的子类，称为是incomplete.有关泛化的约束有关泛化的约束 complete人人女人女人男人男人性别性别交通工具交通工具drive(

16、)汽车汽车drive()轮船轮船drive()drive()启动启动轮子转动轮子转动drive()启动启动螺旋浆螺旋浆Person驾驶驾驶drive()是是抽象操作抽象操作propulsionpropulsionoverlapping交通工具交通工具汽车汽车船船水陆两栖车水陆两栖车图图 形形abstract颜颜 色色中心位置中心位置笔的粗细笔的粗细移移 动（）动（）旋旋 转（）转（） 显显 示（）示（）abstract2 维维abstract定位定位填充类型填充类型缩放缩放填充填充多边形多边形边数边数顶点数顶点数显示显示园园直径直径显示显示旋转旋转线线 端点端点 显示显示0 维维abstrac

17、t点点 显示显示样条样条 控制点控制点 显示显示弧弧半径半径起始角起始角弧度角弧度角显示显示1 维维abstract定位定位缩放缩放维数维数OrderLine Quantity:Integer isSatisfied1*1*1*Customer name address CreditRating()()Order dataReceived isPrepaid number:String dispatch()() close() () Personal CustomercreditCardCorporate Customer contactName creditRating creditLimi

18、t remind() billForMonth() EmployeeProduct0.1+LineItem银行网络系统 银行网络系统包括人工出纳和分行共享的自动银行网络系统包括人工出纳和分行共享的自动出纳机；各分理处用自己的计算机处理业务（保存出纳机；各分理处用自己的计算机处理业务（保存帐户、处理事务等）；各分理处与出纳站通过网络帐户、处理事务等）；各分理处与出纳站通过网络通信；出纳站录入帐户和事务数据；自动出纳机与通信；出纳站录入帐户和事务数据；自动出纳机与分行计算机通信；自动出纳机与用户接口，接受现分行计算机通信；自动出纳机与用户接口，接受现金卡；发放现金；打印收据；分行计算机与拨款分金卡

19、；发放现金；打印收据；分行计算机与拨款分理处结帐。理处结帐。要求系统正确处理同一帐户的并发访问；网络要求系统正确处理同一帐户的并发访问；网络费用平均摊派给各分理处。费用平均摊派给各分理处。ATM(Auto Trade Machine)银行网络系统包括人工出纳和分行银行网络系统包括人工出纳和分行与分理处共享的自动出纳机。与分理处共享的自动出纳机。自动出纳机自动出纳机自动出纳机自动出纳机自动出纳机自动出纳机出纳站出纳站分理处分理处计算机计算机分理处分理处计算机计算机出纳站出纳站帐户帐户帐户帐户用户用户分行计算机分行计算机自动出纳机自动出纳机一、确定类一、确定类采用名词识别法：检查问题陈述中的所有名

20、词，得到初始类：采用名词识别法：检查问题陈述中的所有名词，得到初始类：软件银行网络出纳员分行系统自动出纳机软件银行网络出纳员分行系统自动出纳机帐户帐户数据出纳站分理处访问分理处计算机帐户帐户数据出纳站分理处访问分理处计算机事务事务数据现金卡用户顾客分行计算机事务事务数据现金卡用户顾客分行计算机 现金现金 收据收据 费用安全措施记录保管费用安全措施记录保管根据下述原则进一步确定类：根据下述原则进一步确定类：去掉冗余类：如两个类表述同一信息，应保留最具去掉冗余类：如两个类表述同一信息，应保留最具有描述能力的类，如有描述能力的类，如“用户用户”与与“顾客顾客”是重复的描述，是重复的描述，由于由于“顾

21、客顾客”更具有描述性，故保留它，删除更具有描述性，故保留它，删除“用户用户”。 去掉不相干的类：删除与问题无关或关系不大的类，如去掉不相干的类：删除与问题无关或关系不大的类，如“费用费用”。(一一) 确定类确定类采用名词识别法：检查问题陈述中的所有名词，得到初始类：采用名词识别法：检查问题陈述中的所有名词，得到初始类：软件银行网络出纳员分行系统自动出纳机软件银行网络出纳员分行系统自动出纳机帐户帐户数据出纳站分理处访问分理处计算机帐户帐户数据出纳站分理处访问分理处计算机事务事务数据现金卡用户顾客分行计算机事务事务数据现金卡用户顾客分行计算机现金现金 收据费用安全措施记录保管收据费用安全措施记录保

22、管 删除模糊的类：有些初始类边界定义不确切，或删除模糊的类：有些初始类边界定义不确切，或范围太广，应该删除。如范围太广，应该删除。如“系统系统”、“安全措施安全措施”、“记录保管记录保管”、“银行网络银行网络”。 删除那些性质独立性不强的，而应该是类删除那些性质独立性不强的，而应该是类“属性属性”的候选类：如的候选类：如“帐户数据帐户数据”、“收据收据”、“现金现金”、“事务数据事务数据”。采用名词识别法：检查问题陈述中的所有名词，得到初始类：采用名词识别法：检查问题陈述中的所有名词，得到初始类：软件银行网络出纳员分行系统自动出纳机软件银行网络出纳员分行系统自动出纳机帐户帐户数据出纳站分理处访

23、问分理处计算机帐户帐户数据出纳站分理处访问分理处计算机事务事务数据现金卡用户顾客分行计算机事务事务数据现金卡用户顾客分行计算机现金现金 收据费用安全措施记录保管收据费用安全措施记录保管 所描述的操作不适宜作为对象类，并被其自身所所描述的操作不适宜作为对象类，并被其自身所操纵，所描述的只是实现过程中的暂时的对象，应操纵，所描述的只是实现过程中的暂时的对象，应删去。如删去。如“软件软件”，“访问访问”。 分行计算机分行出纳站出纳员分理处分行计算机分行出纳站出纳员分理处 计算机计算机自动出纳机帐户现金卡事务顾客自动出纳机帐户现金卡事务顾客采用名词识别法：检查问题陈述中的所有名词，得到初始类：采用名词

24、识别法：检查问题陈述中的所有名词，得到初始类：软件银行网络出纳员分行系统自动出纳机软件银行网络出纳员分行系统自动出纳机帐户帐户数据出纳站分理处访问分理处计算机帐户帐户数据出纳站分理处访问分理处计算机事务事务数据现金卡用户顾客分行计算机事务事务数据现金卡用户顾客分行计算机现金现金 收据费用安全措施记录保管收据费用安全措施记录保管（二）为每个建模实体准备数据词典二）为每个建模实体准备数据词典 描述模板描述模板 对类进行精确描述，如系统中类的范围、对类进行精确描述，如系统中类的范围、成员、方法的限制等。成员、方法的限制等。（三）确定关联（三）确定关联 关联通常用描述性动词和动词词组表示。关联通常用描

25、述性动词和动词词组表示。1. 从问题陈述中抽出所有可能的关联表述。从问题陈述中抽出所有可能的关联表述。 2. 问题陈述中是不明显的，或是隐含的。问题陈述中是不明显的，或是隐含的。 3. 还有一些关联与客观世界或应用领域有关，必须还有一些关联与客观世界或应用领域有关，必须同用户一起确定这种关联。同用户一起确定这种关联。 关联通常由以下方面确定：关联通常由以下方面确定：、银行网络系统问题陈述中抽取可能的关联、银行网络系统问题陈述中抽取可能的关联（动词词组）（动词词组）、隐含的动词词组、隐含的动词词组、基于问题域的知识、基于问题域的知识、去掉不必要和不正确的关联、去掉不必要和不正确的关联（三）确定关

26、联（三）确定关联. .银行网络系统问题陈述中的关联银行网络系统问题陈述中的关联 银行网络包括出纳站和自动出纳机。银行网络包括出纳站和自动出纳机。分行共享自动出纳机分行共享自动出纳机分理处提供分理处计算机分理处提供分理处计算机分理处计算机保存帐户分理处计算机保存帐户分理处计算机处理帐户支付事务分理处计算机处理帐户支付事务分理处拥有出纳站分理处拥有出纳站出纳站与分行计算机通信出纳站与分行计算机通信出纳员为帐户录入事务出纳员为帐户录入事务自动出纳机接受现金卡自动出纳机接受现金卡自动出纳机与用户接口自动出纳机与用户接口自动出纳机发放现金自动出纳机发放现金自动出纳机打印收据自动出纳机打印收据系统处理并发

27、访问系统处理并发访问分理处提供软件分理处提供软件费用分摊给分理处费用分摊给分理处. 隐含的动词词组隐含的动词词组分行由分理处组成分行由分理处组成分理处拥有帐户分理处拥有帐户分行拥有分行计算机分行拥有分行计算机系统提供记录保管系统提供记录保管系统提供安全系统提供安全顾客有现金卡顾客有现金卡. .基于问题域的知识基于问题域的知识 分理处雇佣的出纳员分理处雇佣的出纳员 现金卡访问帐户现金卡访问帐户 请对系统需求进行分析！请对系统需求进行分析！经过初步的需求分析，得到系统功能要求：经过初步的需求分析，得到系统功能要求：1. 1. 监视病员的病症（血压、体温、脉搏等）监视病员的病症（血压、体温、脉搏等）

28、2. 2. 定时更新病历定时更新病历3. 3. 病员出现异常情况时报警。病员出现异常情况时报警。4. 4. 随机地产生某一病员的病情报告。随机地产生某一病员的病情报告。 例例2 2 医院病房监护系统医院病房监护系统产生产生病情报告病情报告监视病情监视病情更新病历更新病历为了对危重病人进行为了对危重病人进行随时了解病人病情，及随时了解病人病情，及时进行处理，建立病房监护系统。时进行处理，建立病房监护系统。病症监视器安置在每个病床，通过网络将病人的组合病病症监视器安置在每个病床，通过网络将病人的组合病症信号实时传送到中央监护系统进行分析处理。症信号实时传送到中央监护系统进行分析处理。在中心值班室里

29、，值班护士使用中央监护系统对病员的在中心值班室里，值班护士使用中央监护系统对病员的情况进行监控，监护系统实时地将病人的病症信号与标准的情况进行监控，监护系统实时地将病人的病症信号与标准的病诊信号进行比较分析，当病症出现异常时，系统会立即自病诊信号进行比较分析，当病症出现异常时，系统会立即自动报警，并打印病情报告和更新病历。动报警，并打印病情报告和更新病历。系统根据医生的要求随时打印病人的病情报告，系统定系统根据医生的要求随时打印病人的病情报告，系统定期自动更新病历。期自动更新病历。监视器监视器 网络网络 值班护士值班护士 医生医生 病人病人 病症监视病症监视 中央监护系统中央监护系统 报警信号

30、报警信号 标准病症信号库标准病症信号库 病历库病历库 病人病症信号病人病症信号 病情报告病情报告 标准病症信号标准病症信号 病历病历中心值班室中心值班室 处理处理 组合病症信号组合病症信号分析确定类：分析确定类：去掉冗余类：保留最具有描述能力的类。去掉冗余类：保留最具有描述能力的类。 去掉不相干的类：删除与问题无关或关系不大的类。去掉不相干的类：删除与问题无关或关系不大的类。 删除模糊的类或性质独立性不强的类：有些初始类边界定删除模糊的类或性质独立性不强的类：有些初始类边界定义不确切，或范围太广，应该删除。义不确切，或范围太广，应该删除。 所描述的操作不适宜作为对象类，并被其自身所操纵，所所描

31、述的操作不适宜作为对象类，并被其自身所操纵，所描述的只是实现过程中的暂时的对象，应删去。描述的只是实现过程中的暂时的对象，应删去。根据名词识别法和实体识别法根据名词识别法和实体识别法,确定了以下初始类确定了以下初始类: 通过名词识别法和系统实体识别法等方法可以确定系统的通过名词识别法和系统实体识别法等方法可以确定系统的十二个类：十二个类： 医生医生 用户名用户名密码密码 查看病情报告（）查看病情报告（）要求打印病情报告（）要求打印病情报告（）查看病历（）查看病历（）要求打印病历（）要求打印病历（） 病人病人 姓名姓名性别性别年龄年龄病症病症 提供病症信号（）提供病症信号（） 用户名用户名密码密

32、码 查看病情报告（）查看病情报告（）打印病情报告（）打印病情报告（） 值班护士值班护士 病症监视病症监视采集频率采集频率病症信号病症信号 格式化信号数据（）格式化信号数据（）采集信号（）采集信号（）信号组合（）信号组合（）类的识别值班护士值班护士 医生医生 病人病人 病症监视病症监视 中央监护系统中央监护系统 报警信号报警信号 标准病症信号库标准病症信号库 病历库病历库 病人病症信号病人病症信号 病情报告病情报告 病历病历 标准病症信号标准病症信号病人病症信号病人病症信号 脉搏脉搏血压血压体温体温生成病症信号（）生成病症信号（） 病历病历格式格式病人基本情况病人基本情况打印时间打印时间生成病历（）生成病历（）查看病历（）查看病历（）打印病历（）打印病历（）