面向?qū)ο蠹夹g(shù)與UML陳立巖UML—UnifiedModelingLanguage統(tǒng)一建模語言課程簡(jiǎn)介課程性質(zhì)：專業(yè)選修課理論學(xué)時(shí)：52學(xué)時(shí)上機(jī)學(xué)時(shí)：18學(xué)時(shí)先行課：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)Java考核方式：總成績(jī)=平時(shí)考核+上機(jī)成績(jī)+期末考試一、為什么學(xué)習(xí)這門課?從程序員（programmer）到系統(tǒng)分析員（systemanalyst）從建筑工人（

worker）到建筑師（

architect）二、課程目標(biāo)掌握面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析和設(shè)計(jì)思想。掌握用ROSE環(huán)境下的UML進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)的描述。學(xué)會(huì)用Java或其它面向?qū)ο笳Z言實(shí)現(xiàn)用面向?qū)ο蠓椒ń⒌南到y(tǒng)模型。了解軟件工程的基本原理，會(huì)使用Java或其它OOPL。OOPL:Object-OrientedProgrammingLanguage本課程和其它課程的關(guān)系三、預(yù)備知識(shí)四、大作業(yè)：1.根據(jù)一個(gè)小型系統(tǒng)的需求說明，用UML建立系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)模型。（系統(tǒng)模型圖）2.用Java(JSP)或其它OOPL實(shí)現(xiàn)作業(yè)1中的模型，完成編程和調(diào)試。五、考核方式作業(yè)1：15%（分析和設(shè)計(jì)）作業(yè)2：5%（源代碼+使用說明）(要求：獨(dú)立、按時(shí)完成)期終考試：70%--80%參考教材UML和統(tǒng)一過程實(shí)用面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)[美]JimArlowUMLandtheUnifiedProcess機(jī)械工業(yè)出版社UML應(yīng)用建模實(shí)踐過程--尤克濱編著機(jī)械工業(yè)出版社大象－譚云杰著中國水利水電出版社UML和模式應(yīng)用（第2版）－CraigLarman著，機(jī)械工業(yè)出版社面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)UML實(shí)踐

－MarkPriestley著龔曉慶等譯清華大學(xué)出版社UML基礎(chǔ)、案例和應(yīng)用－JosephSchmuller人民郵電出版社UML參考手冊(cè)（第2版）－JamesRumbugh,IvarJacobson,GradyBooch機(jī)械工業(yè)出版社參考書目進(jìn)一步讀物國際上和面向?qū)ο蠹夹g(shù)有關(guān)的刊物,如：IEEESoftwareJSS(JournalofSystemsandSoftware)UML’2004http://RationalDeveloperNetwork(RDN)http://(http:///)(OMG:ObjectManagementGroup)

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什么是UMLUML與面向?qū)ο蟮年P(guān)系UML的產(chǎn)生和發(fā)展UML的構(gòu)成

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什么是UMLUML與面向?qū)ο蟮年P(guān)系UML的產(chǎn)生和發(fā)展UML的構(gòu)成軟件開發(fā)方法分為：面向過程方法面向?qū)ο蠓椒嫦驍?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方法面向過程方法面向過程方法認(rèn)為我們的世界是由一個(gè)個(gè)相互關(guān)聯(lián)的小系統(tǒng)組成。正如左圖所示的DNA，整個(gè)人體就是由這樣的小系統(tǒng)依據(jù)嚴(yán)密的邏輯組成，環(huán)環(huán)相扣，井然有序。每個(gè)小系統(tǒng)有著明確的開始和明確的結(jié)束，開始和結(jié)束都有著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊蚬P(guān)系。面向過程的困難

當(dāng)需求變成一個(gè)隨需應(yīng)變的商務(wù)時(shí)面向?qū)ο蠓椒嫦驅(qū)ο螅∣bjectOriented,OO）方法將世界看作一個(gè)個(gè)相互獨(dú)立的對(duì)象，相互之間并無因果關(guān)系。只有在某個(gè)外力的驅(qū)動(dòng)下，對(duì)象之間才會(huì)依據(jù)某種規(guī)律相互傳遞信息。對(duì)象有著堅(jiān)硬的外殼，從外部看，除了它用來與外界交互的消息通道外，對(duì)象內(nèi)部就是一個(gè)黑匣子。獨(dú)立的對(duì)象有著奇妙的特性：上升到面向?qū)ο笫潜厝?/p>

需求變化時(shí)功能：最易變數(shù)據(jù)：較穩(wěn)定對(duì)象：較穩(wěn)定--PeterCoad,EdwardYourdon穩(wěn)定性增加類操作屬性確定一系列規(guī)則，把符合規(guī)則的對(duì)象組織起來形成特定的結(jié)構(gòu)，它們就能擁有特定的能力。

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什么是UMLUML與面向?qū)ο蟮年P(guān)系UML的產(chǎn)生和發(fā)展UML的構(gòu)成1.1.2面向?qū)ο蠓椒ǖ闹饕獌?yōu)點(diǎn)與人習(xí)慣的思維方法一致穩(wěn)定性好可重用性好可維護(hù)性好面向?qū)ο蟮睦щy對(duì)象是怎么被抽象出來的？現(xiàn)實(shí)世界和對(duì)象世界差別很大，為什么要這么抽象而不是那么抽象？（Why）對(duì)象世界及其靈活，可以任意組合，可是我們?cè)趺粗滥硞€(gè)組合就正好滿足了現(xiàn)實(shí)世界的需求？什么樣的組合是好，什么樣的組合是差？（How）拋開現(xiàn)實(shí)世界，對(duì)象世界是如此的難以理解。如果只給我一個(gè)對(duì)象的組合，我怎么才能理解它表達(dá)了怎樣的含義呢？（What）我們需要：一種把現(xiàn)實(shí)世界映射到對(duì)象世界的方法一種從對(duì)象世界描述現(xiàn)實(shí)世界的方法一種驗(yàn)證對(duì)象世界行為是否正確反映了現(xiàn)實(shí)世界的方法即為：面向?qū)ο蠓治鲈O(shè)計(jì)方法

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什么是UMLUML與面向?qū)ο蟮年P(guān)系UML的產(chǎn)生和發(fā)展UML的構(gòu)成

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什么是UMLUML與面向?qū)ο蟮年P(guān)系UML的產(chǎn)生和發(fā)展UML的構(gòu)成什么是面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)？面向?qū)ο蠓治觯∣OA）是一種分析方法，獲取需求的過程中強(qiáng)調(diào)在問題域內(nèi)發(fā)現(xiàn)和描述對(duì)象。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)OOD是一種設(shè)計(jì)方法，強(qiáng)調(diào)的是定義軟件對(duì)象和對(duì)象之間的協(xié)作來滿足需求。面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)（續(xù)）面向?qū)ο蠓治鲋攸c(diǎn)在于發(fā)現(xiàn)并描述問題域中的對(duì)象（或概念）面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)重點(diǎn)在于定義那些能最終用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言實(shí)現(xiàn)的邏輯軟件對(duì)象。分析設(shè)計(jì)構(gòu)造對(duì)問題的調(diào)查邏輯解決方案編碼面向?qū)ο蠓治鲈O(shè)計(jì)過程

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什么是UMLUML與面向?qū)ο蟮年P(guān)系UML的產(chǎn)生和發(fā)展UML的構(gòu)成UML----UnifiedModelingLanguage統(tǒng)一建模語言有三個(gè)要點(diǎn)：統(tǒng)一（Unified）、建模（Modeling）、語言(Language)1.2.1什么是UML?為什么建模為什么建模為什么建模為什么建模模型：是對(duì)現(xiàn)實(shí)的簡(jiǎn)化。是一組具有完整語義的信息，包括兩方面的內(nèi)容，一方面，對(duì)現(xiàn)實(shí)的化簡(jiǎn)或者對(duì)實(shí)現(xiàn)的化簡(jiǎn)（各種類型的圖）；另一方面，認(rèn)知的主體的視角和抽象層次（不同類型的視圖）?；纠碛桑簽榱烁玫乩斫庹陂_發(fā)的系統(tǒng)?！狟ooch為什么要建模?建筑的建模方法：圖紙音樂的建模方法：五線譜一個(gè)比喻：UML中所提供標(biāo)準(zhǔn)的圖符，相當(dāng)于音樂五線譜里的樂符，學(xué)會(huì)看樂符才能看得懂樂譜，才能進(jìn)一步創(chuàng)造音樂。同樣，懂得UML中的圖符才能進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)。把可以將我們的想法用一種方式記錄下來。它為多人開發(fā)提供一套統(tǒng)一的表達(dá)方式。便于開發(fā)人員、用戶，以及開發(fā)人員之間的溝通。為什么需要統(tǒng)一建模?

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什么是UMLUML與面向?qū)ο蟮年P(guān)系UML的產(chǎn)生和發(fā)展UML的構(gòu)成我們?yōu)槭裁葱枰猆ML?UML----UnifiedModelingLanguageUML不是OOA/D，也不是方法，它僅僅只是一種圖形表示法。如果不掌握對(duì)象思想，那么UML或任何case工具（如Rose）將毫無意義。我們需要一種用于OOA/D的語言，這既是一種思考的工具，也是一種溝通的形式，因此我們將在OOA/D中應(yīng)用UML。1.2.2UML與面向?qū)ο蟮年P(guān)系

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什么是UMLUML與面向?qū)ο蟮年P(guān)系UML的產(chǎn)生和發(fā)展UML的構(gòu)成1.2.3UML的歷史(1/3)方法學(xué)大戰(zhàn)階段（上世紀(jì)90年代初）統(tǒng)一階段（1996年）標(biāo)準(zhǔn)化階段（上世紀(jì)90年代末）工業(yè)化階段（2001年至今）GradyBoochIvarJacobsonJimRumbaugh1.2.3UML的歷史(2/3)1.2.3UML的歷史(3/3)MellorBoochRumbaughJacobsonCoad史前Fusion首次嘗試統(tǒng)一OMT、Booch、CRCUMLOMGRFPUML被OMG采納19941995199619972001Booch和RumbaughJacobsonUML成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UML1.4UML發(fā)展

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什么是UMLUML與面向?qū)ο蟮年P(guān)系UML的產(chǎn)生和發(fā)展UML的構(gòu)成1.2.4UML的構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)定義：UML是描述、構(gòu)造和文檔化系統(tǒng)制品的可視化語言。UML是一個(gè)龐大的圖形化表示法體系學(xué)習(xí)UML的要素表示法-圖形過程-（UML與過程無關(guān)，但最好用于RUP）工具-如，RationalRoseUML的構(gòu)成表示法-圖形過程-（最好用RUP）工具-如，RationalRoseUML的構(gòu)成表示法-圖形過程-（最好用RUP）工具-如，RationalRoseUML表示法UML包括事物關(guān)系圖擴(kuò)展機(jī)制事物結(jié)構(gòu)：類、接口、構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)等行為：交互（消息）、狀態(tài)等分組：包、子系統(tǒng)等注釋：注釋關(guān)系依賴、關(guān)聯(lián)（聚合、組合）、泛化、實(shí)現(xiàn)圖用例圖、類圖、交互圖（順序圖、協(xié)作圖）、活動(dòng)圖、狀態(tài)圖等擴(kuò)展機(jī)制Stereotype、TaggedValue、Constraint擴(kuò)展機(jī)制構(gòu)造型（stereotype）：允許基于已有的模型元素定義新的UML建模元素<<interface>>約束(constraint)：添加新規(guī)則來擴(kuò)展元素的語義{ordered}標(biāo)記值(tagged)：通過添加新的特殊信息來擴(kuò)展模型元素的規(guī)格說明圖的分類靜態(tài)建模（對(duì)象模型）類圖包圖、部署圖動(dòng)態(tài)建模用例圖順序圖狀態(tài)圖活動(dòng)圖學(xué)習(xí)的順序用例圖類圖順序圖狀態(tài)圖活動(dòng)圖視圖與圖邏輯視圖實(shí)現(xiàn)視圖進(jìn)程視圖部署視圖類圖狀態(tài)圖對(duì)象圖用例視圖組件圖類圖對(duì)象圖部署圖用例圖交互圖UML中的視圖包括：用例視圖(UseCaseView)、邏輯視圖(LogicalView)、實(shí)現(xiàn)視圖(ImplementationView)、進(jìn)程視圖(ProcessView)、部署視圖(DeploymnetView)等。從觀察角度分為5種視圖：Usecaseview（用例視圖）描述系統(tǒng)的功能需求Logicview（邏輯視圖）描述如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的功能Processview(進(jìn)程視圖)描述系統(tǒng)的并發(fā)性，處理線程間的通信Implementationview(實(shí)現(xiàn)視圖)描述系統(tǒng)代碼構(gòu)件組織和實(shí)現(xiàn)構(gòu)件間的依賴Deploymentview(部署視圖)描述系統(tǒng)的物理設(shè)備配置分析人員和測(cè)試人員關(guān)心的是系統(tǒng)的行為，因此會(huì)側(cè)重于用例視圖；最終用戶關(guān)心的是系統(tǒng)的功能，因此會(huì)側(cè)重于邏輯視圖；程序員關(guān)心的是系統(tǒng)的配置、裝配等問題，因此會(huì)側(cè)重于實(shí)現(xiàn)視圖；系統(tǒng)集成人員關(guān)心的是系統(tǒng)的性能、可伸縮性、吞吐率等問題，因此會(huì)側(cè)重于進(jìn)程視圖；系統(tǒng)工程師關(guān)心的是系統(tǒng)的發(fā)布、安裝、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等問題，因此會(huì)側(cè)重于部署視圖。說明：對(duì)于同一個(gè)系統(tǒng)，不同人員所關(guān)心的內(nèi)容并不一樣：UML的構(gòu)成表示法-圖形過程-（最好用RUP）工具-如，RationalRose過程--UP與瀑布模型什么是UP?軟件開發(fā)過程（SoftwareDevelopmentProcess）描述了構(gòu)造、部署以及維護(hù)軟件的方式。統(tǒng)一過程（UP,TheUnifiedSoftwareDevelopmentProcess）是一種流行的構(gòu)造面向?qū)ο笙到y(tǒng)的迭代軟件開發(fā)過程。特別是，Rational統(tǒng)一過程（RationalUnifiedProcess,RUP）是對(duì)統(tǒng)一過程的詳細(xì)精化，并且已經(jīng)被廣泛采納。UP也可以引進(jìn)其它方法中的有用的實(shí)踐，比如極限編程（ExtremeProgramming,XP），在XP中的測(cè)試驅(qū)動(dòng)開發(fā)（test-drivendevelopment）、重構(gòu)（refactoring）和持續(xù)集成（continuousintegration）等。管理環(huán)境商業(yè)建模實(shí)現(xiàn)測(cè)試分析設(shè)計(jì)Preliminary

Iteration(s)Iter.

#1階段過程工作流迭代支持工作流Iter.

#2Iter.

#nIter.

#n+1Iter.

#n+2Iter.

#mIter.

#m+1擴(kuò)展配置管理需求細(xì)化移交初始構(gòu)造迭代開發(fā)和統(tǒng)一過程（UP）時(shí)間組織內(nèi)容組織什么是瀑布生命周期試圖在編程之前（詳細(xì)）定義所有或大部分需求。并且，通常在編程之前構(gòu)造出完整的設(shè)計(jì)。試圖在開始前定義“可靠的”計(jì)劃或時(shí)間表。軟件概念需求分析架構(gòu)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)編碼編碼編碼單元測(cè)試單元測(cè)試單元測(cè)試集成測(cè)試用戶需求軟件需求原型架構(gòu)文檔UML的構(gòu)成表示法-圖形過程-（最好用RUP）工具-如，RationalRoseUML的構(gòu)成表示法-圖形過程-（最好用RUP）工具-如，RationalRose支持UML的工具RationalRose2003Together6.1Visio……RationalRose簡(jiǎn)介目前，是世界知名的優(yōu)秀建模工具之一。IBM公司VisualUMLVisualObjectModelers公司2003年9月發(fā)布3.21版支持VB,C#,Java的雙向工程，支持業(yè)務(wù)建模、數(shù)據(jù)建模、XML建模、Web建模。http:://TogetherBorland公司出品。Java開發(fā)。最新版本6.1支持UML所有類型的圖，支持HTML生成、代碼調(diào)試、重構(gòu)、java的雙向工程、EJB開發(fā)和部署、GoF設(shè)計(jì)模式等http://MagicDrawUMLNoMagic公司開發(fā)最新7.0。支持全部UML圖，還支持XML建模、Web應(yīng)用圖、WSDL圖、CORBAIDL圖。支持java、C++、C#、CORBAIDL、EJB雙向工程。http://MagicDrawUMLNoMagic公司開發(fā)最新7.0。支持全部UML圖，還支持XML建模、Web應(yīng)用圖、WSDL圖、CORBAIDL圖。支持java、C++、C#、CORBAIDL、EJB雙向工程。http://快速開始的示例骰子游戲：軟件模擬游戲者投擲兩個(gè)骰子，如果總點(diǎn)數(shù)是7則贏得游戲，否則為輸。過程：定義用例->定義領(lǐng)域模型->定義交互圖->定義設(shè)計(jì)類圖定義用例（用例是需求分析的一種工具，它是一些情節(jié)的描述）骰子游戲：1.游戲者請(qǐng)求骰子2.系統(tǒng)展示結(jié)果：如果骰子的總點(diǎn)數(shù)是7，則游戲者贏，否則為輸。定義領(lǐng)域模型（OOA）：識(shí)別問題中的概念，它是對(duì)真實(shí)世界領(lǐng)域中的概念和想象可視化，與具體實(shí)現(xiàn)的軟件技術(shù)無關(guān)（比如Java或c++）游戲者骰子骰子游戲骰子游戲的概念模型游戲者骰子骰子游戲1投擲

2包含

12玩骰子游戲11分配對(duì)象職責(zé)并繪制順序圖（動(dòng)態(tài)建模）5.獲取點(diǎn)數(shù)1.開始玩游戲者骰子游戲骰子1骰子27.返回輸贏