UML系统分析与设计教程(第2版) 课件 第4章 UML的符号

UML系统分析与设计SystemAnalysis&Design冀振燕北京交通大学

第四章UML的符号1、注释2、参与者3、用例4、协作5、类6、对象7、消息8、接口9、包10、组件11、状态12、跃迁13、判定14、同步条15、活动16、节点17、UML的扩充机制UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi2UML的符号UML的最大贡献就是提供了一个标准的、统一的建模符号体系，结束了由不同符号体系的应用所带来的混乱。UML符号体系是可视化的，可为系统建立图形化的可视模型，使系统的结构变得直观，易于理解。UML符号具有定义良好的语义，不会引起歧义。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi3注释注释是用来对元素或元素集合进行注解或约束时所用的图形符号。注释的UML符号表示是右上角带有折角的矩形。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi4参与者参与者代表与系统交互的人、硬件设备、或另一个系统。参与者并不是软件系统的组成部分，参与者只存在于系统的外部。

参与者的UML符号表示是如图所示的“小人”，并可在符号下标出参与者名。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi5用例用例规定了系统或部分系统的行为，它描述了系统所执行的动作序列集，并为执行者产生一个可供观察的结果。用例的UML符号是椭圆，并可在椭圆下标出用例名。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi6协作协作命名了彼此合作完成某个行为的类、接口和其他元素的群体。协作可以用来定义用例和操作的实现，为系统体系结构上的重要机制建模。协作的UML符号是虚线椭圆，每个协作都有一个名字以与其他协作相区分。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi7类类是分享同样的属性、操作、关系和语义的对象的集合。类是现实世界中的事物的抽象，当这些事物存在于真实世界中时，它们是类的实例，并被称为对象。类可以实现一个或多个接口。类的UML符号是划分成3个格子的长方形。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi8类边界类边界类处理系统环境与系统内部之间的通信，边界类为用户或另一个系统（即参与者）提供了接口。边界类的UML符号表示UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi9类实体类实体类是模拟必须被存储的信息和其关联行为的类。实体类的UML符号表示。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi10类控制类控制类是用来为特定于一个或多个用例的控制行为建模的类。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi11类参数类参数类又被称为模板类（TemplateClasses），模板类定义了类族。模板不能直接使用，要首先实例化模板类，实例化包括将这些形式模板参数绑定到实际的参数。参数类的UML符号是在类的UML符号表示的右上角加一个虚线框，在这个虚线框中列出模板参数。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi12对象对象代表了类的一个特定实例。对象具有身份（Identity）和属性值（AttributeValues）。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi13消息消息是对象间的通信，它传递了要执行动作的信息，它能触发事件。消息的UML符号表示是带箭头的实线。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi14接口接口是用来定义类或组件服务的操作的集合。与类不同，接口没有定义任何结构，也没有定义任何实现。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi15接口像类一样，接口可以参与类属关系、关联关系和依赖关系，另外，接口还可以参与实现关系。实现接口的类或组件必须实现接口中定义的所有操作。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi16包包是一个用来将模型单元分组的通用机制。包可以用在任何一个UML图中，但一般多用于用例图和类图，它就象文件夹一样，可以将模型元素分组隐藏，从而简化UML图，使得UML图更易理解。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi17包可见性如同类属性和操作的可见性是可控制的一样，包中元素的可见性也是可控制的。包中的元素在缺省情况下是公共的（public），也就是说，对于引入含有该元素的包中的任何元素都是可见的。引入与输出（ImportingandExporting）引入可以使一个包中的元素单向地访问另一个包中的元素。在UML中，引入关系用点缀着衍型<<import>>的依赖关系来表示。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi18包类属关系（Generalization）包间的类属关系与类间的类属关系非常类似。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi19组件包（ComponentPackage）。组件包代表了逻辑上相关的组件簇或系统的重要部分。组件包的作用类似于类图中逻辑包的作用。组件包用来划分系统的物理模型。组件组件代表了一个接口定义良好的软件模块。组件是系统的一个物理的、可替代的部分，它遵循接口定义，并为接口提供了实现。组件的特点如下：组件是物理的。组件是可替代的。组件是系统的一部分。组件可以被多个系统重用。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi20组件与类组件与类的区别：类代表了逻辑的抽象，而组件是物理的、可以存在于现实世界中的。也就是说，组件可以在节点上存在，而类不能。组件代表了其他逻辑单元的物理封装，与类的抽象存在于不同的层次上。类本身有属性和操作，但是，组件的操作通常只能通过接口来访问。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi21组件与接口接口是操作的集合，定义了类或组件的服务。接口通常被用作粘合剂将组件连接在一起。被一个组件实现的接口被称为该组件的输出接口（ExportInterface），也就是说，组件将该接口作为服务窗口向其他组件开放。一个组件可以有多个输出接口。被一个组件使用的接口被称做该组件的引入接口（ImportInterface）。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi22组件组件的二进制可替代性基于组件的系统是通过组装二进制的、可替换的组件建立起来的，可以通过使用新组件替换旧组件来发展系统，而不需要重新编译整个系统。衍型UML的所有扩充机制都可以用于组件。通常，可以用标记值来扩充组件的属性（例如，规定组件的版本信息），用衍型规定组件的新种类。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi23组件UML定义了5个可以应用于组件的标准衍型。（1）可执行的（executable）。该衍型定义了可以在节点上执行的组件。（2）库（library）。该衍型定义了静态或动态的对象库。（3）表（table）。该衍型定义了代表数据库表的组件。（4）文件（file）。该衍型定义了代表含有源代码或数据的文件的组件。（5）文档（document）。该衍型定义了表示文档的组件。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi24状态状态机（StateMachine）描述了对象在生命周期中响应事件所经历的状态的序列以及对象对这些事件的响应。状态机由状态、跃迁、事件、活动、动作等组成。状态描述对象在生命周期中的一种条件或状况，在这种状况下，对象满足某个条件，或执行某个动作、或等待某个事件。一个状态在一个有限的时间段内存在。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi25状态状态由以下6部分组成：1.名字（Name）名字可以用来区分不同的状态。状态也可以是匿名的。2.入口／出口动作（Entry/ExitActions）入口动作在进入状态时执行；出口动作在退出状态时执行。

3.内部跃迁（InternalTransitions）内部跃迁是没有引起状态变化的跃迁。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi26图4.30状态状态4.子状态（Substate）子状态是被嵌套的状态。子状态包括不相交子状态（DisjointSubstates）和并发子状态（ConcurrentSubstates）。不相交子状态也被称为顺序子状态（SequentialSubstates）。不含有子结构的状态被称为简单状态（SimpleState），含有子结构的状态被称为组合状态（CompositeState）。并发子状态是指并发进行的子状态。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi27状态UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi28顺序子状态状态UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi29并发子状态状态5.延迟事件（DeferredEvents）延迟事件是指不处理那些当前发生的状态，而将事件推迟到不再被推迟的另外一个状态中才处理，此时延迟事件发生并可能触发跃迁，就好像这些事件刚发生一样。延迟事件的实现需要存在一个内部的事件队列。6.初始状态（InitialState）和最终状态（FinalState）初始状态和最终状态是两种特殊的状态。初始状态表示状态机的执行开始，最终状态表示状态机的执行结束。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi30跃迁跃迁是两个状态间的一种关系，它表示对象在第一个状态将执行某些动作，当规定的事件发生或满足规定的条件时，对象进入第二个状态。跃迁表示了从活动（或动作）到活动（或动作）的控制流的传递。跃迁由以下部分组成：源状态与目标状态触发事件护卫条件动作UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi31判定判定（Decision）代表了活动图或状态机图上的一个特殊位置，在这个位置上工作流将根据护卫条件进行分支。判定节点的UML符号是一个空心菱形。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi32同步条同步条（SynchronizationBars）用来定义活动图中的分叉（Fork）和联结（Join）。同步条的UML符号表示用粗的水平或竖直条表示。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi33活动活动是在状态机中进行的一个非原子的执行，它由一系列的动作组成。活动的UML符号表示：UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi34节点节点是运行时存在的物理单元，它代表了具有内存以及处理能力的计算资源。节点与组件之间有许多重要的不同之处：组件参加系统的运行；节点是运行组件的硬件。组件代表了其他逻辑组件的物理封装；节点代表了组件的物理分布。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi35UML的扩充机制UML是可扩充的，UML的扩充机制允许用户以可控制的方式扩充语言。UML的扩充机制包括3种：衍型（Stereotypes）衍型扩充了UML的词汇表，使用户可以从已存在的模型元素派生出新模型元素，这些元素是为特定的问题域定制的。衍型提供了扩充基本模型元素以创建新元素的能力。衍型的概念使得UML虽然有最小的符号集，但是可以随时扩充以满足需要。衍型名字被放在“<<”和“>>”之间，且被放在模型元素的名字上面。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi36UML的扩充机制UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi37衍型UML的扩充机制标记值（TaggedValues）标记值扩充了UML模型元素的属性，使用户可以在模型元素的规格说明中添加新的信息。标记值可以用放在“{}”中的字符串表示，这个字符串由标记名、分隔符“=”以及标记值组成。UML系统分析与设计第2版ZhenyanJi38UML的扩充机制约束（Constraints）约束扩充了UML模型元素的语义，使用户可以添加新规则或修改已存在的规则。在UML中