系统分析设计

第3章系统动态分析建模本章目录3.1活动和状态分析3.2 时序与协作分析3.3 过程建模本章小结和习题动态模型用来描述系统的动态行为，可分为状态模型和交互模型，显示对象在系统运行期间不同时刻的状态、以及其动态交互与协作。在UML中，用顺序图和通信图为交互模型建模，用活动图和状态图为状态模型建模。§3.1活动和状态分析1.活动图概述活动图是用来描述达到一个目标所实施一系列活动的过程，描述了系统的动态特征。活动图类似结构化程序设计中的流程图，不同之处在于它支持并行活动。在UML中，活动图主要是由起点、终点、活动、分支、分叉与汇合、泳道等元素组成。§3.1.1活动和状态的确定2.活动图组成元素⑴起点和终点⑵活动在活动图中，可以包含动作状态和活动状态。动作是由可执行的、不可分的计算组成，这些计算可以引起系统的状态发生变化或者返回一个值。活动状态表示工作流过程中命令的执行或活动的执行，用于等待计算处理工作的完成。与动作状态相反，活动状态是非原子的、可以分解的，也就是说活动状态是可以被打断的。§3.1.1活动和状态的确定2.活动图组成元素⑶转移⑷分支与监护条件⑸分叉和汇合§3.1.1活动和状态的确定2.活动图组成元素⑹泳道泳道代表对象对活动的职责，通过带泳道的活动图，可以清楚地了解活动的过程、动作的执行者、以及活动与对象之间的合作。§3.1.1活动和状态的确定2.活动图组成元素⑺对象流将对象放在活动图中，并用箭头将对象和产生、破坏或修改该对象的活动或转移连接起来，这被称作对象流。对象流代表了对象在控制流中的参与。§3.1.1活动和状态的确定1.活动图建模步骤一、业务过程建模步骤

⑴

确定活动图描述的范围。

⑵

确定活动对象。

⑶

确定活动（动作）序列。

⑷

确定控制流的转移。

⑸

确定工作流中涉及的重要对象。§3.1.2活动和状态图的建造P811.活动图建模步骤二、操作建模步骤

⑴

确定相关元素。

⑵

确定边界范围。

⑶

确定活动（动作）序列。

⑷

如果需要，使用分支和合并来描述条件路径和迭代。

⑸

如果操作属于主动类，在需要时可以用分叉和汇合来描述并发的控制流。§3.1.2活动和状态图的建造1.活动图建模示例§3.1.3活动和状态的建模示例P8513活动图的应用

构建活动图首先需要找到业务过程中的活动，可以通过以下的问题来帮助寻找业务过程中的活动。

该业务过程需要完成哪些工作步骤。每个参与者都将执行哪些操作。有没有哪些事件启动了哪些工作步骤。例：

旅客登机的过程一般如下：旅客进入候机大厅后，首先要出示机票和身份证号码，当身份核对无误时，可以办理登记手续，得到登机牌；如果有行李，需要办理行李托运手续；通过安检后就可以登机了。14活动图的应用根据这个过程我们可以得到下面一些主要的活动：领取登机牌：旅客进入候机大厅后，输入自己的身份证号码，领取登机牌。办理行李托运：如果旅客随身携带的行李超重，则需要办理行李托运手续，通过安检：旅客凭登机牌进行安全检查，通过安检后可以准备登机。旅客登机：旅客按照指示，到指定入口处登机。

办理登机手续的活动图：151.活动图建模示例§3.1.3活动和状态的建模示例例：过程：一个咨询公司会见一个客户时的业务过程如下：1、公司业务员打电话给客户，确立约定。2、如果约定在公司内，公司技术人员为会议准备会议室。3、如果约定在公司之外，咨询顾问就要用电脑准备一份陈述报告4、咨询顾问和业务员与客户在约定的时间和地点见面。5、业务员随后给他们准备好会议用纸6、如果会议产生了一个问题陈述，咨询顾问就根据问题陈述建立编写一个提案并把该提案发给客户。【问题】请设计上述过程的活动图。§3.1.3活动和状态的建模示例2.状态图概述状态图描述系统中类和对象随时间变化的动态行为。状态图通过状态与状态转换来描述用例、协作和方法的动态行为。§3.1.1活动和状态的确定4.状态图结构元素⑴起始状态与终止状态⑵状态在显示状态详细组成的图符中，一般来说，可以列出该状态要执行的事件和动作，如入口动作、出口动作、内部转换、延迟事件、内部活动及子状态等组成部分。§3.1.1活动和状态的确定4.状态图结构元素⑶事件“事件”是指在时间和空间上某点发生的、能够引起某些动作执行的事情，即任何能够影响到对象的东西都可以称为事件，它在某一个时间点上发生，没有持续时间。在UML状态图中，主要包含调用事件、改变事件、信号事件和时间事件四类。⑷转换转换是两个状态之间的一种关系，表示当一个特定事件出现时，且满足一定的条件，对象会从第一个状态(源)进入第二个状态(目标)，并执行一定的动作或活动。§3.1.1活动和状态的确定4.状态图结构元素⑸子状态与组合状态历史状态：表示上次离开组合状态时的最后一个子状态。如果希望转换激活上次离开组合状态时的最后一个活动子状态，则将组合状态外的这个转换直接转移到历史状态中。§3.1.1活动和状态的确定4.状态图结构元素⑸子状态与组合状态顺序子状态也称非正交状态，即其中子状态之间的关系是互斥的，不能存在两个或两个以上的状态被同时激活。§3.1.1活动和状态的确定4.状态图结构元素⑸子状态与组合状态并发子状态也称正交子状态，是一个组合状态中包含两个或多个并发执行的子状态，§3.1.1活动和状态的确定2.状态图建模过程状态图模型的基本步骤

⑴

确定状态图描述的范围。

⑵

确定描述主体在其生存期的各种稳定状态。

⑶

确定状态的序号。

⑷

对象状态可能响应的事件。

⑸

确定必要的动作。

⑹

确定高层控制，优化、简化状态图。§3.1.2活动和状态图的建造P833.活动图与状态图的对比状态图与活动图会有一些相同的特点：⑴

描述图符基本一样。⑵

可以描述一个系统或对象在生存期间的状态或行为。⑶

可以描述一个系统或对象在多进程操作中的并发行为。⑷

可以用条件分支图符描述一个系统或对象的行为控制流。最主要的不同点是：（1）触发一个系统或对象的状态（活动）发生转移的机制不同。（2）描述多个对象共同完成一个操作的机制不同。§3.1.2活动和状态图的建造2.状态图建模示例§3.1.2活动和状态的建模示例P86可以通过以下几个方面来寻找转换事件。

①

哪些事件可以创建或删除对象。

②

哪些事件可以定义或修改属性值。

③

哪些事件可以创建或结束与其他对象的关系。

④

哪些事件可以导致对象状态的转换。1.顺序图概述顺序图描述的是参与交互的对象及对象之间消息交换的顺序，用来表示用例中的行为顺序。顺序图可以把用例描述的需求，转化为进一步、更加正式的精细表达，所以用例常常被细化为一个或多个顺序图。在UML中，顺序图采用二维形式描述各个对象间的交互关系。§3.2.1时序与协作的确定2.顺序图组成元素

⑴

对象

⑵

生命线

⑶

消息§3.2.1时序与协作的确定⑷

顺序图中的结构化控制在UML2.x中引入了交互框架（InteractionFrame），有效地解决了顺序图中各种控制结构的表述问题。§3.2.1时序与协作的确定⑷

顺序图中的结构化控制§3.2.1时序与协作的确定1.顺序图建模步骤

⑴

确定交互范围及涉及的对象。

⑵

合理安排对象顺序

⑶

确定消息及传递。§3.2.2时序与协作图的建造P931.顺序图建模示例§3.2.3时序与协作的建模示例P943.通信图概述通信图是一种强调发送和接收消息的对象及其组织结构的交互图，用以描述对象以及对象之间的交互关系。通讯图与顺序图一样，都是用来展示对象间的链接及组织结构的交互，但两者的侧重点却不同。顺序图着重于描述交互的时间顺序，而通信图则侧重于描述协作对象间的交互和链接。§3.2.1时序与协作的确定P914.通信图结构元素

⑴

对象

⑵

消息

⑶

链§3.2.1时序与协作的确定2.通信图建模过程

⑴

确定交互范围及涉及的对象。

⑵

合理安排对象顺序

⑶

确定链接与消息。§3.2.2时序与协作图的建造P933.顺序图与通信图的对比顺序图和通信图都属于交互图，用于描述对象间的动态关系，并且两者之间可以相互转化。顺序图和通信图都有各自不同的建模切入点，顺序图强调消息的时间顺序，通信图强调参与交互的对象的组织。2.通信图建模示例§3.2.3时序与协作的建模示例P95过程建模概述过程建模以数据流图为基础。数据流图是一种系统模型，它通过描述系统的数据流、以及系统实施的工作或处理过程来为系统建模。§3.3过程建模过程建模的主要任务是绘制数据流图。数据流图：由外部实体、处理过程、数据流、数据存储组成。§3.3.2过程建模的元素1.构造系统上下文数据流图，确认系统的项目范围。2.绘制功能分解图，将系统划分成逻辑子系统。3.编写事件响应或用例清单表，以确定并证实系统必须提供响应的业务事件。4.为分解图中的每个事件添写处理过程。此时的分解图可作为系统的概要提纲。5.作为备选，为每个事件构造一个事件图，并进行验证。6.通过合并事件图构造一个或者多个系统图，帮助显示系统的“整体视图”。7.对需要进一步处理细节的事件过程构造基本图，帮助显示单个事件的所有基本过程、数据存储和数据流。§3.3.3过程建模步骤§3.3.3过程建模步骤上下文