统一建模语言UML综合实例ATM

1、统一建模语言UML主讲：孙 涌2003年6月1一、统一建模语言UML简介发展历史UML（Unified Modeling Language 统一建模语言），是一种通用的模拟语言。1994年Booch和Rumbaugh在Rational Software Corporation开始了UML的工作，其目标是创建一个“统一的方法”，于1995年发布了UM0.8(Unified Method)。1995年OOSE的创始人Jacobson加盟到这项工作中，他们在研究过程中认识到，由于在不同的公司和不同的文化之间，过程(或方法)的区别是很大的，要创建一个人人都能使用的标准过程(或方法)相当困难，而建立一种

2、标准的建模语言比建立标准的过程(或方法)要简单得多。因此，他们的工作重点放在创建一种标准的建模语言，并重新命名为统一的建模语言 (Unified Modeling Language，UML)。他们以Booch方法、OMT方法、OOSE方法为基础，吸收了其他流派的长处，于1996年6月、10月、1997年1月、11月分别推出了，。自1996年起，一些机构把采用UML作为其商业策略，宣布支持并采用 UML，并成立了UML成员协会，以完善、加强和促进UML的定义。在美国，到1996年10月，UML获得了工业界和学术界的广泛支持，已有700多家公司表示支持采用UML，1996年底，UML已稳定地占领了

3、面向对象技术市场的85%，成为事实上的工业标准。1997年11月，国际对象管理组织OMG(Object Management Group)批准把作为基于面向对象技术的标准建模语言。2UML简介系统的一个视图(view) 系统描述的一个投影，说明了系统的一个特殊侧面。若干个不同的视图可以完整地描述所建造的系统。图1给出了一幅类图及其有关的关联符号的示意图。一幅图由若干个模型元素组成，模型元素表示图中的概念，如类、对象、用例、结点 (node)、接口(interface)、包(package)、注解(note)、构件(component)等都是模型元素。用于表示模型元素之间相互连接的关系也是模型元

4、素，如关联 (association)、泛化(generalization)、依赖(dependency)、聚集(aggregation)等。这些关系的含义如下：1)关联：连接(connect)模型元素及链接(1ink)实例。2)泛化：表示一般与特殊关系，即“一般”元素是“特殊”元素的泛化，“特殊”元素是“一般”元素的特化(specialization)。3)依赖：表示一个元素以某种方式依赖于另一个元素。4)聚集：表示整体与部分关系，即“部分”元素是“整体”元素的一部分。UML制定了一整套完整的面向对象的标记和处理方法，主要体现在所规定的九种图和五种视图的使用上，它们将在后边的有关章节进行进一

5、步的介绍。 3图1 类图及其类图中的关联符号示意图4表1-1 UML视图和图主要的域视 图图主要概念结构分类静态视图类图类、关联、泛化、依赖关系、实现、接口用例视图用例图用例、参与者、关联、扩展、包括、用例泛化实现视图构件图构件、接口、依赖关系、实现动态行为部署视图部署图节点、构件、依赖关系、位置状态机视图状态机图状态、事件、转换、动作活动视图活动图状态、活动、完成转换、分叉、结合交互视图顺序图交互、对象、消息、激活协作图协作、交互、协作角色、消息模型管理模型管理视图类图包、子系统、模型可扩展性所有所有约束、构造型、标记值53.视图 UML可以从下列五种视图来观察系统 1用例视图 用例视图展示

6、了外部行为者所观察到的系统将提交的功能用例视图是针对客户、分析者、设计者、编程者和测试者的，它用用例图来描述系统所期望的用法，即对系统用法(要求的功能)的一般描述。 2逻辑视图 逻辑视图展示了系统内部如何提供系统的功能。逻辑视图是针对分析者、设计者和编程者的。 3构件视图 构件视图展示了代码构件的组织，它描述了实现模块和它们之间的依赖关系构件视图是针对开发者的，它用构件图来描述。 4并发视图 并发视图展示了系统的并发性。 5部署视图 部署视图展示了系统的物理部署部署视图是针对开发者、集成者和测试者的，它用部署图来描述。6类、构件、部署和协作图中的图标7二、统一建模语言UML 视图介绍本节通过使

7、用一个简单的例子对UML中所使用的概念和视图进行概述。以UML视图为主线，将其主要用法、表示方法等进行适当的介绍和展开。希望通过这部分内容的学习，能够对UML视图的概念及基本用法有一个基本的了解。为进一步深入学习和研究UML打下一个良好基础。 1.静态视图 静态视图对应用领域中的概念以及与系统实现有关的内部概念建模。称之为是静态，主要指的是它描述类的属性及类对象通过属性的相互联系。因为静态视图以类为中心，所以又称其为类图。类图展示了系统中类的静态结构，即类与类之间的相互联系 8售票系统的类图 92.用例图 103.交互视图 114.协作图 125.状态图 136.活动视图 14 7.物理视图

8、构件图 15部署图（描述层） 16部署图（实例层） 178.模型管理视图 18三、UML在自动柜员机ATM)系统中的应用举例 本节通过自动柜员机(automatic teller machine即ATM)系统软件的设计过程来讨论UML的综合应用技术，共分为静态设计、永久对象设计、动态模型设计、通用界面设计、系统体系结构等几个方面。首先对系统作一概括描述，然后再进行面向对象分析和设计。在设计中，我们将从一个核心样式出发，逐步形成整体的设计。1.项目概述 本项目的目的是建立一个自动柜员机系统软件(ATM system software)。整个ATM系统包括自动柜员机(ATM)、中央服务器(cent

9、ral server)、自动柜员机系统软件、及有关的界面软件。以下是ATM系统软件的系统概述。 ATM系统软件的工作，是处理系统中自动柜员机和银行电脑之间的事项(Transaction)，如查账、存款、提款等。与系统合作的银行有多家，它们各有自己的电脑，处理自己的户口和事项。所有自动柜员机都通过中央服务器与每个银行的电脑通讯。 每家银行电脑处理的事项及其中运行的软件，乃至该银行的内部事情与本开发项目无关。但是，处于银行电脑和ATM系统软件之间的界面软件则属于本项目。 19银行的顾客持有提款卡(cash card)，可在任何一个自动柜员机查账、提款、取收据等。提款卡插入自动柜员机后，卡上资料被读

10、出，并提示顾客输入其个人密码。之后，ATM系统检验密码的正确性，若一切没问题，便把顾客要做的事项传送到中央服务器进一步处理。 对ATM系统软件的要求有多项，现排列如下： (1)对所有使用ATM系统的事项，都要留有记录，且能每天作报告。 (2)系统要有适当的安全措施。 (3)一个户口必须能够同时从多处接入作查询或其他账务。 (4)必须能兼顾未来的扩展，如增加出纳点、因特网客户机等。 在设计系统时，必须把以下限制考虑在内： (1)ATM系统由银行协会拥有。 (2)ATM系统软件在中央服务器里运行。 (3)各银行自己发行提款卡，并保管有关资料。一家银行发行的卡，头六个数字相同。 (4)所有自动柜员机

11、有同样的程序界面。(5)每一家银行的电脑有其程序界面，不一定与其他银行的相同。 202. 静态分析和设计 事项(transaction)是ATM系统软件的核心设计 21ATM系统软件的局部设计图 22ATM系统软件设计总图 233 .持久对象设计 自动柜员机系统软件(ATM system software)的持久对象设计 244. 动态对象设计 持有提款卡的客户，使用自动柜员机的使用个案 25ATM系统软件的序列图 26ATM管理器(ATM Manager)和银行(Bank)界面的候选运算ATM Manager accessoperations / 访问运算 login(cardinfo：Ca

12、rdinfo) / 进入系统；输入卡的资料 logout() / 退出系统 operationsOnanaccount / 账产的运算 getBalance()：Float /询问户口结余 getHistory()：String / 提取账户历史 getAccountlnfo()：Accountlnfo /提取账户资料 depos以amount：Float)：noat / 存入输入金额 withdraw(amount：F10at)：Float 提取输入金额 transferTo(accountName：String,amount:Float)：Float/转账到输入户口 payBill(rec

13、eiver：tring,amount:Float)：Float /付款给输入收款者 27Bank accessoperations / 访问运算 login(accountlnfo：Accountlnfo) / 进入系统；输入卡的资料 logout(account) /退出系统 / 账户管理 open(accountlnfO：Accountlmfo。initSaLMnoum：nOal) / 开户口；输入账产资料和开户金额 remove(accountlnfo：Accountlnfo)/除去输入账户 showAccounts()：String / 列出所有账户 /账户的运算 getBalalic

14、e()：F10at / 询问户口结余 getAccountlnfo()：Accountlnfo / 提取账户资料 getHistory()：String/提取账户历史 deposit(amount：Float)：Float/存入输入金额 withdraw(amoullt：noat)：Float/提取输入金额 transferTo(accountNamc:String,amount:F10at):Float/转账到输入户口 payBill(receiver:String,amount:Float)：Float/ 付款给输入收款者285 .通用界面设计 银行包装中的二个界面 29帐户界面（Acco

15、untIF）的详细定义 30帐户管理器界面（AccountMgrIF）的详细定义 使用期界面（SessionIF）的详细定义 31帐户的实施类 32使用期管理界面（SessionMgrIF） 33ATM系统软件设计的需求对应表(1)对所有ATM使用和账务事项要保留记且能每天作报告 所有记录均由事项(Transaction)及其他持久对象提供（图8-24）。报告则由具体程序提取持久对象资料得到(2)系统要有适当的安全措施 图8-32的使用期管理界面，含有进入和退出系统运算，并以用户标识和口令作保护(3)一个户口必须能同时从多处接入，即容许几个客户机同时连接到一个账户 账户的服务器对象(即实施类（Acountlmpl）可以同步地处理多个客户