軟件工程課件08系統(tǒng)模型2022/11/22軟件工程課件08系統(tǒng)模型系統(tǒng)模型（Systemmodels）是對經(jīng)過需求分析的系統(tǒng)的抽象描述（Abstractdescriptionsofsystemswhoserequirementsarebeinganalysed）軟件工程課件08系統(tǒng)模型目標(biāo)（Objectives）解釋為什么系統(tǒng)上下文（context）建模是需求工程過程的一部分。描述行為建模（behaviouralmodelling）、數(shù)據(jù)建模（datamodelling）和對象建模（objectmodelling）。介紹統(tǒng)一建模語言(UML-theUnifiedModellingLanguage)中使用的一些術(shù)語。說明CASE工作平臺（workbenches）是如何支持系統(tǒng)建模的。軟件工程課件08系統(tǒng)模型課題（Topicscovered）上下文模型（Contextmodels）行為模型（Behaviouralmodels）數(shù)據(jù)模型（Datamodels）對象模型（Objectmodels）CASE工作平臺（workbenches）軟件工程課件08系統(tǒng)模型系統(tǒng)建模（Systemmodelling）系統(tǒng)建模幫助分析員了解系統(tǒng)的功能，同時模型被用于與客戶進行交流。不同的模型用不同的觀點（perspectives）表示系統(tǒng)外部觀點反映系統(tǒng)的上下文和環(huán)境；行為觀點反映系統(tǒng)的行為；結(jié)構(gòu)觀點反映系統(tǒng)或數(shù)據(jù)的體系結(jié)構(gòu)。軟件工程課件08系統(tǒng)模型模型種類（Modeltypes）數(shù)據(jù)處理模型(Dataprocessingmodel)表示在不同的階段數(shù)據(jù)是如何處理的。合成模型（Compositionmodel）表示實體是如何由其它實體組成的。體系結(jié)構(gòu)模型（Architecturalmodel）把主要的子系統(tǒng)顯示出來。類模型（Classificationmodel）說明實體的具有的共同特征。激勵/響應(yīng)模型（Stimulus/responsemodel）表明系統(tǒng)對事件的反應(yīng)。軟件工程課件08系統(tǒng)模型上下文模型（Contextmodels）上下文模型用于表示一個系統(tǒng)的操作環(huán)境——它們表明了在系統(tǒng)邊界以外還存在的東西。社會和機構(gòu)的利害關(guān)系可以影響系統(tǒng)邊界的定位。體系結(jié)構(gòu)模型表明了一個系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的關(guān)系。軟件工程課件08系統(tǒng)模型一個ATM系統(tǒng)的上下文軟件工程課件08系統(tǒng)模型過程模型（Processmodels)過程模型表示總過程以及由系統(tǒng)支持的那一部分過程。數(shù)據(jù)流模型可以用來表示過程以及從一個過程到另一個過程的信息流。軟件工程課件08系統(tǒng)模型設(shè)備采購過程軟件工程課件08系統(tǒng)模型行為模型（Behaviouralmodels）行為模型用于描述一個系統(tǒng)的全部行為。有兩類描述行為的模型：數(shù)據(jù)處理模型，它表示數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中移動的時候是如何被處理的；狀態(tài)機模型（Statemachinemodels），它表示系統(tǒng)對事件的反應(yīng)。這些模型表現(xiàn)了系統(tǒng)的不同側(cè)面。因此在描述系統(tǒng)行為的時候，這兩種模型都要用到。軟件工程課件08系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)處理模型

（Data-processingmodels）數(shù)據(jù)流程圖（Dataflowdiagrams）用于對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理進行建模。它們表示數(shù)據(jù)流過一個系統(tǒng)的處理步驟。數(shù)據(jù)流程圖是許多分析方法中的本質(zhì)部分(Intrinsicpart)。表示符號簡單和直觀，顧客容易理解。顯示了端對端（end-to-end）的數(shù)據(jù)處理過程。軟件工程課件08系統(tǒng)模型訂單處理數(shù)據(jù)流程圖軟件工程課件08系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)流程圖

(Dataflowdiagrams)數(shù)據(jù)流程圖（DFD）以功能的觀點對系統(tǒng)進行建模，每個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表示為一個函數(shù)。對一個數(shù)據(jù)的相關(guān)過程進行跟蹤和歸檔有助于拓展對一個系統(tǒng)的全面了解。數(shù)據(jù)流程圖也可用于表示一個系統(tǒng)與其環(huán)境中的其它系統(tǒng)進行的數(shù)據(jù)交換。軟件工程課件08系統(tǒng)模型InsulinpumpDFD

胰島素泵的數(shù)據(jù)流程圖軟件工程課件08系統(tǒng)模型狀態(tài)機模型

(Statemachinemodels)這些模型對來自于系統(tǒng)外部和內(nèi)部的事件的系統(tǒng)響應(yīng)行為進行建模。它們表示系統(tǒng)對激勵的反應(yīng)，所以常被用于實時系統(tǒng)建模。狀態(tài)機模型把系統(tǒng)狀態(tài)表示為一個節(jié)點，而把事件表示為連接這些節(jié)點的弧線。當(dāng)一個事件發(fā)生的時候，系統(tǒng)從一個狀態(tài)移動到另一個狀態(tài)。狀態(tài)圖（Statecharts）是UML的一個組成部分。軟件工程課件08系統(tǒng)模型狀態(tài)機（Statecharts）允許把一個狀態(tài)機模型分解為子模型（參見下頁）。在每個狀態(tài)的“DO”符號之下，包含有對一個行動的簡單描述。可以用描述狀態(tài)和激勵的表格進行補充。軟件工程課件08系統(tǒng)模型微波爐模型

（Microwaveovenmodel）軟件工程課件08系統(tǒng)模型Microwaveovenstatedescription

微波爐狀態(tài)描述軟件工程課件08系統(tǒng)模型微波爐的激勵

（Microwaveovenstimuli）軟件工程課件08系統(tǒng)模型微波爐的操作

（Microwaveovenoperation）軟件工程課件08系統(tǒng)模型語義數(shù)據(jù)模型

(Semanticdatamodels)用于描述系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。實體-關(guān)系-屬性模型設(shè)置在系統(tǒng)中的實體，并表明這些實體與實體屬性之間的關(guān)系。在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中廣泛使用。用關(guān)系數(shù)據(jù)庫很容易實現(xiàn)。在UML中沒有提供特別的表示法，但可以用對象和關(guān)聯(lián)（associations)來表示。軟件工程課件08系統(tǒng)模型圖書館的語義模型

（Librarysemanticmodel）軟件工程課件08系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)字典（Datadictionaries）數(shù)據(jù)字典是在系統(tǒng)模型中所有使用過的名稱列表。還包括對實體，關(guān)系和屬性的描述。優(yōu)點（Advantages）支持命名管理和避免重復(fù)；把與分析，設(shè)計和實現(xiàn)相聯(lián)系的機構(gòu)信息保存了下來。許多CASE工作平臺支持?jǐn)?shù)據(jù)詞典。軟件工程課件08系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)字典的條目

（Datadictionaryentries）軟件工程課件08系統(tǒng)模型對象模型（Objectmodels）對象模型用對象類和它們的關(guān)聯(lián)關(guān)系來描述系統(tǒng)。一個對象類是對一系列具有相同屬性和服務(wù)（操作）的對象的一種抽象，其中服務(wù)是由每個對象提供的?？赡苌傻母鞣N對象模型是：繼承模型（Inheritancemodels）；聚合模型（Aggregationmodels）；互動模型（Interactionmodels）。軟件工程課件08系統(tǒng)模型對象模型（Objectmodels）是反映實體的自然方式，這些實體是在現(xiàn)實世界中存在的并由系統(tǒng)操縱的。使用這種方法的時候，實體越抽象，建模就越困難。識別對象類被被認(rèn)為是一個困難的過程，需要對應(yīng)用領(lǐng)域的深刻了解。代表領(lǐng)域?qū)嶓w的對象類可以在系統(tǒng)中復(fù)用。軟件工程課件08系統(tǒng)模型繼承模型（Inheritancemodels）把領(lǐng)域?qū)ο箢惏才诺揭粋€層次結(jié)構(gòu)(hierarchy)中。處在最高層次的類具有所有類的共同特性。對象類從一個或多個上級類（super-classes）中繼承它們的屬性和服務(wù)。必要時，可以再對它們作特別聲明。由于要避免在不同分支上的重復(fù)，所以類的層次設(shè)計是一個困難的過程。軟件工程課件08系統(tǒng)模型對象模型和統(tǒng)一建模語言(UML)UML由慣用面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計方法的開發(fā)人員所提倡。已經(jīng)成為一個有效的面向?qū)ο蠼?biāo)準(zhǔn)。表示法（Notation）用長方形表示對象類，在它的上部標(biāo)注名稱，中部標(biāo)注屬性，下部標(biāo)注操作；對象類之間的關(guān)系（稱為關(guān)聯(lián)）用對象之間的連線來表示；繼承（Inheritance）亦稱為泛化（generalisation），在層次中是由下向上的（upwards）而不是由上到下的（downwards）。軟件工程課件08系統(tǒng)模型圖書館的類圖軟件工程課件08系統(tǒng)模型用戶類的層次結(jié)構(gòu)軟件工程課件08系統(tǒng)模型多重繼承

(Multipleinheritance)一個系統(tǒng)不但支持對象類從一個父類中繼承屬性和服務(wù)，而且允許它從幾個上級類中進行繼承。在出現(xiàn)對象類與它的上級類具有同名而不同語義的情況下，這可能會產(chǎn)生語義沖突（semanticconflicts）。這讓類的層次結(jié)構(gòu)重組（reorganisation）變得更加復(fù)雜。軟件工程課件08系統(tǒng)模型多重繼承例子軟件工程課件08系統(tǒng)模型對象聚合（Objectaggregation）聚合模型表示聚合類是如何由其它類組成的。相似于語義數(shù)據(jù)模型中的局部-整體關(guān)系。軟件工程課件08系統(tǒng)模型對象聚合（Objectaggregation）軟件工程課件08系統(tǒng)模型對象行為模型

(Objectbehaviourmodelling)一個行為模型表示對象之間的相互作用而產(chǎn)生的特殊系統(tǒng)行為，并且它的行為是用一個用例來說明的。在UML中的順序圖(Sequencediagrams)（或協(xié)作圖(collaborationdiagrams)）被用于就對象之間的互動進行建模。軟件工程課件08系統(tǒng)模型電子信息條目的發(fā)布軟件工程課件08系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)化方法

(Structuredmethods)結(jié)構(gòu)化方法與系統(tǒng)建模結(jié)合在一起。它成為建模方法中必不可少的一部分。方法定義了一組模型，一個產(chǎn)生這些模型的過程和規(guī)則，以及在這些模型上應(yīng)用的指導(dǎo)方針。CASE工具也是結(jié)構(gòu)化方法一部分，它對系統(tǒng)建模提供支持。軟件工程課件08系統(tǒng)模型方法的不足（weaknesses）它們不能對非功能系統(tǒng)需求進行建模。通常它們不包含某種方法對一個給定問題是否合適的信息。可能會產(chǎn)生太多的文檔。系統(tǒng)模型有時過于詳盡，讓用戶無法理解。軟件工程課件08系統(tǒng)模型CASE工作平臺（workbenches）它是為了支持類似于分析，設(shè)計和測試這樣的相互關(guān)聯(lián)的軟件過程活動而設(shè)計的一套協(xié)調(diào)一致的工具集。分析和設(shè)計工作平臺都支持在需求工程和系統(tǒng)設(shè)計兩個階段的系統(tǒng)建模工作。這些工作平臺既支持一個特定的設(shè)計方法，也支持生成幾種不同類型的系統(tǒng)模型。軟件工程課件08系統(tǒng)模型一個分析和設(shè)計工作平臺軟件工程課件08系統(tǒng)模型分析工作平臺的組件圖表編輯器（Diagrameditors）模型分析和檢測工具（Modelanalysisandcheckingtools）知識庫和相關(guān)的查詢語言（Repositoryandassociatedquerylanguage）數(shù)據(jù)字典（Datadictionary）報告說明和產(chǎn)生工具（Reportdefinitionandgenerationtools）窗體定義工具（Formsdefinitiontools）導(dǎo)入/導(dǎo)出翻譯程序（Import/exporttranslators）代碼生成工具（Codegenerationtools）軟件工程課件08系統(tǒng)模型要點（Keypoints）一個模型是一個系統(tǒng)的抽象視圖。各類模型相互補充，提供不同的系統(tǒng)信息。上下文模型指明了一個系統(tǒng)在它與其它系統(tǒng)和過程中的處境。數(shù)據(jù)流模型可用于對一個系統(tǒng)的