初识统一建模语言UML课件

初识统一建模语言UML一、UML的产生和发展1、UML及其起源及发展二、UML的基本概念1、什么是UML

UML是一种基于面向对象的可视化图形建模语言，用于对软件系统进行说明，构造和文档建立。1）UML中相互关联的含义UML合并了许多面向对象方法中被普遍接受的概念，并对每种概念给出了清晰的定义、表示法和有关术语。UML对于整个生命周期的开发具有无缝性。UML适用于各种应用领域的建模UML可应用于运行各种不同的编程语言和开发平台的系统。UML作为建模语言，不对开发过程的细节进行描述UML元模型揭示和表达了各种概念之间的内在联系。2）UML的目标提供一种所有建模人员都可使用的通用建模语言。能对众多系统建模的同时，尽可能简洁支持大部分软件开发过程使用面向对象概念为系统建模创建一种人和机器都可以使用的语言设计一种面向对象分析和设计的符号表示3）UML的特点统一标准面向对象可视化、表示能力强大独立于过程容易掌握使用4）UML概念模型UML事物关系图结构事物行为事物分组事物注释事物接口协作用例主动类构件节点交互状态机包注释依赖关联泛化类类图对象图用例图顺序图协作图状态图活动图构件图实施图事物是模型中最具有代表性的成分抽象。结构事物类：一组具有相同属性、相同操作、相同关系的对象的描述接口：描述一个类或构件的一个服务的操作集。协作：定义可一个交互。用例：是系统中的功能单元主动类：其对象至少拥有一个进程或线程，能够启动控制活动构件：系统中物理的、可替代的部件结点：系统运行时存在的物理单元行为事物交互：它由在特定语境中共同完成一定任务的一组对象之间交换的消息组成。状态机：它描述一个对象或一个交互在生命期内响应时间所经历的状态序列分组事物包——把元素组成为组的机制关系依赖表示两个或多个模型元素之间的一种语义联系，其中一个事物的改变将影响另一个事物。关联通过一个事物可联想到另一个事物。泛化指模型要素之间的一般与特殊的联系。5）UML视图体系三、UML的视图和图1、视图

视图代表完整系统描述中一个特定方面的抽象，系统的整体架构和特征可以用一组视图完整地描述出来。每个视图由一组图构成。1）用例视图

用例视图从系统外部用户出发，抽象地描述系统的功能集合，使系统最终实现这个功能。用例视图是其他视图的核心和基础2）逻辑视图

逻辑视图显示系统内部的功能是怎样设计的，它利用系统的静态结构和动态行为来刻画系统功能。静态结构描述类、对象和它们之间的关系等；动态行为主要描述对象之间的动态协作。3）并发视图

并发视图用来显示系统并发工作的情况，主要由动态图（状态图、顺序图、协作图、活动图）和执行图（组件图、展开图）构成。为系统开发人员和集成人员使用。4）组件视图

组件视图用来显示代码组件的组织方式，描述实现模块和它们之间的依赖关系。组件视图由组件图构成，为开发者使用。5）展开视图

组件视图用来显示代码组件的组织方式，描述实现模块和它们之间的依赖关系。展开视图由展开图组成，包括结点和结点之间的关系。2、图

显示若干参与者以及参与者与系统提供的用例之间的连接关系1）用例图

图由图片组成，图片是模型元素的符号化。图是视图的组成部分，一个系统模型包括多个各种类型的图。鉴定保险单统计保险金额建立客户档案客户保险销售员1）用例概念的基本思路

首先找出系统边界以外的活动者，然后从活动者如何与系统进行对话的角度，以用例图描述活动者怎样使用系统以及系统向活动者提供什么功能。

例：客户对“下订单”用例的描述（场景）：“确定客户，找出需要的并且仓库里还有的物品并检查客户信用额是否够”“活动者”—客户；系统对信息的处理—查找库存、检查客户信用额；处理之后的返回结果—客户订购的商品是否够，客户信用度是否够2）用例中的有关概念

系统边界：一个系统所包含的所有成分与系统以外的各种事物的分界线。活动者：是系统之外与系统进行交互的任何事物。

用例图是系统获取需求的重要手段，用例图反映系统的主要功能。2）类图

表示系统中类与类之间的关系，是对系统静态结构的描述。构造类图的三个关键问题：系统中有哪些需要关心的类？这些类是如何描述的？这些类之间的联系是什么？客户利润交易者生财工具债券股票选择股票1..*1..*0..*0..*113）对象图

对象图表示类的对象实例，具体反映该系统执行到某处时系统内事物的状态。（见图4—3）4）状态图

状态图对类所描述事物作补充说明，从而显示类的所有对象可能具有的状态，以及引起状态变化的事件。

例：对象“发票”可以根据其付款的情况分为3个状态：未付款、部分付款以及付清款未付款部分付款付清款部分付款部分付款完全付款

状态图使用状态、事件和转换来记录对象在其生命周期中所经历的状态序列。对象的初始状态是图中任何事件都未对该对象起作用时的状态状态代表对象生命周期中的某一瞬间转换表明作为对事件的响应结果，对象将从一种状态转换到另一种状态并执行某个动作。触发状态转换的事件在状态转换中命名。在一楼下降至一楼正在下降停止正在上升向上向下向上向上至要到达的楼层向下至要到达的楼层停止时间到向下至一楼开始计算机:打印服务器：.打印文件打印机：.队列结束打印打印文件加入队列通知打印打印文件打印机忙碌打印机空闲5）顺序图

表示随时间的推进，若干对象之间是如何交互作用的，显示对象之间的动态合作关系，强调对象之间消息发送的顺序。对象之间的这些交互是指在场景或用例的事件流中发生的。每一个对象用一条生命周期线来表示，在生命线上用棒形线表示该对象的服务按时间前进方向的执行动作，生命线之间的箭头连线代表消息。6）协作图

协作图按照时间和空间的顺序描述系统元素的交互和关系。协作图由对象及其关系，以及对象之间的流动消息构成。：计算机：打印服务器：队列：打印机1、打印文件4、打印结束2.1进入队列2.2离开队列3、打印文件7）活动图

任何一个系统任务在对象观点下对应于一系列有序的消息及消息的响应，但从系统的观点来看，它是一系列有序的活动，这些活动有序地通过事件的触发连接起来实现系统任务。尽管用例也从活动的角度描述系统，但用例的活动描述难以描述系统任务中的并发活动，以及跨用例的任务。因此，引入活动图主要目的是描述并发活动和跨用例的系统任务。活动图的核心概念是活动，活动是完成系统任务必需执行的处理步骤。在UML中活动本身是一种活动状态，与状态表示法完全相同。屏幕显示磁盘满屏幕显示打印产生附录文件檫除屏幕提示信息打印文件磁盘满磁盘有空闲8）组件图

组件图反映代码的物理结构。组件包含逻辑类的实现信息。窗口控件Whnd.obj主控模块Main.obj通信控件Comlind.obj客户程序Client.exe图形库Graphic.dll主控模块Main.cpp通信控件comlind.cpp窗口控件Whnd.cpp9）展开图

展开图又称配置图，显示系统中软件和硬件的物理架构，描述环境元素的配置，并把实现系统的元素映射到配置上。个人计算机个人计算机网络服务器数据库服务器客户系统.EXE客户系统.EXE网络服务.EXE查询系统.EXE网络TCP/IPTCP/IP开列订单验证客户<extend>用例图服务人员订单客户商品条目类图10）图例顺序图订单：……..客户：……..创建订单验证客户订单调出订单分发订单存档订单入座订单填写订单类的状态图创建订单确认订单提供优惠填写订单团体付费信用卡付费填写订单个别订户分支同步条团购订户同步条合并活动图——描述订单创建过程的活动3、图的模型元素和符号类（对象）属性操作状态用例结点笔记包组件接口模型元素符号关系符号聚合泛化关联依赖4、通用机制1）修饰

修饰是在模型元素旁边用附加的文字或规格说明。例如，在类型的名字下加下划线表示该类的实例（即对象）。2）笔记

笔记用于对模型的意义作进一步的解释3）规格说明

通用机制用于描述基本模型元素无法表达的附加信息

对模型元素性质的详细描述称为规格说明4）版类是UML提供的一种扩展机制，在已有模型的基础上建立一种新的模型元素5）约束约束是对元素的限制，通过约束限定元素的用法或元素的语义。四、用UML建模1、UML系统模型的组成分析模型设计模型实现模型展开模型系统模型从用户需求角度观察从数据库设计角度观察从物理实现角度观察从系统和网络构成角度观察类图状态图顺序图包图设计类图协作图用例图活动图对象数据库模式组件图展开图实施阶段设计阶段分析阶段事物事件或事件表2、UML建模的过程集体讨论描绘目标组织目标详细说明集成验证核实原型化与测试系统评价发现不足使用非正式工具，如白板或笔记公告把上面描绘的目标组织成正式的图反复迭代，明确内容，显示细节消除图形之间的冲突，保证系统正确有效完成原型并进行测试评价结果，必要时返回以纠正不足3、UML建模的工具