第十章UML開(kāi)發(fā)方法主要學(xué)習(xí)內(nèi)容UML概述UML的主要目標(biāo)和特點(diǎn)UML的應(yīng)用領(lǐng)域UML的建?？蚣芎突靖拍?0.1UML概述UML是由世界著名的面向?qū)ο蠹夹g(shù)專(zhuān)家GradyBooch、JimRumbaugh和IvarJacobson發(fā)起，在著名的Booch方怯、OMT方怯和OOSE方怯的基礎(chǔ)上，集眾家之長(zhǎng)，幾經(jīng)修改而完成的。在原理上，任何方法都應(yīng)由建模語(yǔ)言和建模過(guò)程兩部分構(gòu)成。其中，建模語(yǔ)言提供用于表示沒(méi)計(jì)的符號(hào)（通常是圖形符號(hào)），建模過(guò)程則描述進(jìn)行設(shè)計(jì)所需要遵循的步驟。標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言UML統(tǒng)一了面向?qū)ο蠼５幕靖拍?、術(shù)語(yǔ)及其圖形符號(hào)，建立了便于軟件開(kāi)發(fā)交流的通用語(yǔ)言。10.2UML的主要目標(biāo)和特點(diǎn)10.2.1UML的主要目標(biāo)UML的目標(biāo)是：（1）運(yùn)用面向?qū)ο蟾拍顏?lái)構(gòu)造系統(tǒng)模型（不僅僅是針對(duì)軟件）。（2）建立從概念模型直至可執(zhí)行體之間明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系。（3）刨建一種對(duì)人和機(jī)器都適用的建模語(yǔ)言。（4）易于使用，表達(dá)能力強(qiáng)，方便可視化建模。（5）與具體的實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)，可應(yīng)用于任何語(yǔ)言平臺(tái)和工具平臺(tái)。10.2.2UML的主要特點(diǎn)

作為一種建模語(yǔ)言，UML的定義包括UML語(yǔ)義和UML表示法兩個(gè)部分。UML是一種標(biāo)準(zhǔn)的圖形化建模語(yǔ)言，它是面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)方法的表現(xiàn)手段。UML的特點(diǎn)如下：（1）不是一種可視化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，而是一種可視化的建模語(yǔ)言。（2）不是工具或知識(shí)庫(kù)的規(guī)格說(shuō)明，而是一種建模語(yǔ)言規(guī)格說(shuō)明，是一種表示的標(biāo)準(zhǔn)。（3）不是過(guò)程，也不是方法，但允許任何一種過(guò)程和方法使用它。10.3UML的應(yīng)用領(lǐng)域

UML的目標(biāo)是以面向?qū)ο髨D的方式來(lái)描述任何類(lèi)型的系統(tǒng)，具有很寬的應(yīng)用領(lǐng)域。其中，最常用的是建立軟件系統(tǒng)的模型，但它同樣可以用于描述非軟件領(lǐng)域的系統(tǒng)UML適用于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中從需求規(guī)格描述到系統(tǒng)完成后測(cè)試的不同階段。在需求分析階段，可以用用例來(lái)捕獲用戶需求UML模型還可作為測(cè)試階段的依據(jù)。系統(tǒng)通常需要經(jīng)過(guò)單元測(cè)試、集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試和驗(yàn)收測(cè)試。不同的測(cè)試小組使用不同的UML圖作為測(cè)試依據(jù)10.4UML的建?？蚣芎突靖拍?0.4.1UML的建?？蚣芤话愣?，可以從以下幾種角度來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)。（1）系統(tǒng)的使用實(shí)例：從系統(tǒng)外部的操作者的角度描述系統(tǒng)的功能。（2）系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)：描述系統(tǒng)內(nèi)部的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為，即從內(nèi)部描述如何設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。（3）系統(tǒng)的構(gòu)成：描述系統(tǒng)由哪些程序構(gòu)件所組成。（4）系統(tǒng)的并發(fā)特性：描述系統(tǒng)的并發(fā)性，強(qiáng)調(diào)并發(fā)系統(tǒng)中存在的各種通信和同步。（5）系統(tǒng)的配置：描述系統(tǒng)的軟件和各種硬件設(shè)備之間的配置關(guān)系。10.4.2UML的基本概念1．UML的詞匯表

UML的詞匯表包括3個(gè)范疇。事物（thing）：對(duì)系統(tǒng)模型中最具有代表性方面的抽象。關(guān)系（relationship）：表示如何將事物通過(guò)不同的方法結(jié)合在一起，是模型元素之間具體的語(yǔ)義連接。圖（diagram）：是很多有相互關(guān)系的事物的組。

2．UML的事物

UML中有4種類(lèi)型的事物是結(jié)構(gòu)事物、動(dòng)作事物、分組事物、注釋事物。它們?cè)谀Ｐ椭袑儆陟o態(tài)的部分，代表概念上或物理上的元素

2．UML的事物（1）結(jié)構(gòu)事物（總共有7種結(jié)構(gòu)化事物）

1）類(lèi)（Class）。類(lèi)是一組具有相同屬性、相同操作、相同關(guān)系和相同語(yǔ)義的對(duì)象描述，是對(duì)事物概念本質(zhì)的抽象。UML中類(lèi)的表示法是一個(gè)矩形框上面區(qū)域表示類(lèi)名，中間區(qū)域是類(lèi)的屬性，下面區(qū)域是類(lèi)的操作，屬性和操作都可以省略，將對(duì)應(yīng)的矩形框空著。

2．UML的事物（1）結(jié)構(gòu)事物（總共有7種結(jié)構(gòu)化事物）

2）接口（Interface）。描述了類(lèi)中部分行為的一組操作，它是用來(lái)重用類(lèi)中操作的一個(gè)UML組件，可以向一個(gè)類(lèi)提供另一個(gè)類(lèi)的一組操作。

2．UML的事物（1）結(jié)構(gòu)事物（總共有7種結(jié)構(gòu)化事物）

3）協(xié)作（Collaboration）。是一組類(lèi)、接口和其它元素的群體，它們共同工作，提供比各個(gè)組成部分總和更強(qiáng)的合作行為，一個(gè)給定的類(lèi)可以參與多個(gè)協(xié)作

2．UML的事物（1）結(jié)構(gòu)事物（總共有7種結(jié)構(gòu)化事物）

4）用例(UseCase )。是能夠幫助分析員和用戶確定系統(tǒng)使用情況的UML組件，一個(gè)用例就是從用戶角度出發(fā)對(duì)如何使用系統(tǒng)的表示，它是一組動(dòng)作序列的描述

2．UML的事物（1）結(jié)構(gòu)事物（總共有7種結(jié)構(gòu)化事物）

5）活動(dòng)類(lèi)（ActiveClass）。所對(duì)應(yīng)的對(duì)象有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程或線程，因此能夠啟動(dòng)控制活動(dòng)?；顒?dòng)類(lèi)與其它類(lèi)的區(qū)別在于，活動(dòng)類(lèi)的對(duì)象實(shí)例所描述的操作行為與其它主動(dòng)對(duì)象的操作行為并發(fā)

2．UML的事物（1）結(jié)構(gòu)事物（總共有7種結(jié)構(gòu)化事物）

6）構(gòu)件（Component）。是系統(tǒng)中遵從一組接口并且提供其實(shí)現(xiàn)的可替換的物理部分。類(lèi)與構(gòu)件之間的重要關(guān)系在于，一個(gè)構(gòu)件可以是多個(gè)類(lèi)的實(shí)現(xiàn)7）節(jié)點(diǎn)（Node）。是運(yùn)行時(shí)的物理對(duì)象，代表一個(gè)計(jì)算資源，通常至少有一定的存儲(chǔ)能力和處理能力，運(yùn)行時(shí)對(duì)象實(shí)例和構(gòu)件實(shí)例可以駐留在節(jié)點(diǎn)內(nèi)

2．UML的事物（2）動(dòng)作事物

1）交互（Interaction）。表示在對(duì)象或其它實(shí)例之間如何傳遞消息，它是在特定的協(xié)作語(yǔ)境中定義的，由共同完成一定任務(wù)的一組對(duì)象之間交換的消息組成，交互涉及其它的一些元素，包括消息、動(dòng)作序列和對(duì)象之間的連接。簡(jiǎn)單消息：表示從一個(gè)對(duì)象到另一個(gè)對(duì)象的控制流的轉(zhuǎn)移。同步消息：一旦一個(gè)對(duì)象發(fā)送了一個(gè)同步消息，它必須等到對(duì)方的應(yīng)答才能繼續(xù)自己的操作。異步消息：發(fā)送異步消息的對(duì)象不需要等待應(yīng)答就可以繼續(xù)自己的操作。消息用一條有向直線表示，表示消息的直線上有操作名

2．UML的事物（2）動(dòng)作事物

2）狀態(tài)機(jī)（StateMachine）。狀態(tài)機(jī)由一系列對(duì)象的狀態(tài)組成。2．UML的事物（3）分組事物（4）注釋事物3．UML中的關(guān)系（1）依賴（2）關(guān)聯(lián)（3）一般化（4）實(shí)現(xiàn)①1：表示1個(gè)②*：表示多個(gè)③1..*：表示1個(gè)或多個(gè)④0..1：表示0個(gè)或1個(gè)10.5UML的基本準(zhǔn)則和圖形表示10.5.1UML的基本準(zhǔn)則（1）不要試圖使用所有的圖形和符號(hào)在UML中有些符號(hào)僅用于特殊的場(chǎng)合和方法中，僅當(dāng)確實(shí)需要時(shí)才使用它們。（2）不要為每個(gè)事物都畫(huà)一個(gè)模型抽取事物的本質(zhì)（內(nèi)核）然后圍繞內(nèi)核建模，實(shí)現(xiàn)內(nèi)核的具體表示（3）應(yīng)該分層次地畫(huà)模型圖10.5.2UML的圖形表示（1）類(lèi)圖類(lèi)圖描述系統(tǒng)中類(lèi)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。（2）對(duì)象圖對(duì)象圖描述系統(tǒng)中某個(gè)時(shí)刻的一組對(duì)象及它們之間的關(guān)系，它是類(lèi)圖的特殊用例，是類(lèi)圖的實(shí)例。10.5.2UML的圖形表示（3）用例圖

1）用例模型描述外部執(zhí)行者所理解的系統(tǒng)功能。用例模型用于需求分析階段。

2）用例代表一個(gè)完整的功能

3）執(zhí)行者是指用戶在系統(tǒng)中所扮演的角色

4）用例之間具有使用、擴(kuò)展和組合三種關(guān)系。10.5.2UML的圖形表示（4）順序圖

1）從上到下：從上到下代表時(shí)間的先后順序，并表示某段時(shí)間內(nèi)該對(duì)象是存在的。

2）水平方向：橫向水平線的箭頭指示了不同對(duì)象之間傳遞消息的方向。10.5.2UML的圖形表示（5）協(xié)作圖協(xié)作圖與順序圖相似，都是顯示對(duì)象間的交互關(guān)系。但它們的側(cè)重點(diǎn)不同，順序圖著重表示交互的時(shí)間順序，協(xié)作圖則著重表示交互對(duì)象的靜態(tài)鏈接關(guān)系。如果強(qiáng)調(diào)時(shí)間和順序，則使用順序圖，如果強(qiáng)調(diào)上下級(jí)關(guān)系，則選擇協(xié)作圖。10.5.2UML的圖形表示狀態(tài)圖描述類(lèi)的對(duì)象所有可能的狀態(tài)及事件發(fā)生時(shí)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件。通常狀態(tài)圖是對(duì)類(lèi)圖的補(bǔ)充。10.5.2UML的圖形表示（7）活動(dòng)圖活動(dòng)圖描述滿足用例要求所要進(jìn)行的活動(dòng)及活動(dòng)間的約束關(guān)系，有利于識(shí)別并行活動(dòng)，是狀態(tài)圖的一種特殊形式，是對(duì)狀態(tài)圖的擴(kuò)展10.5.2UML的圖形表示（8）構(gòu)件圖構(gòu)件圖描述代碼部件的物理結(jié)構(gòu)及各部件之間的依賴關(guān)系。一個(gè)部件可能是一個(gè)資源代碼部件、一個(gè)二進(jìn)制部件或一個(gè)可執(zhí)行部件，其中，只有可執(zhí)行構(gòu)件才有實(shí)例。10.5.2UML的圖形表示（9）部署圖部署圖定義系統(tǒng)中軟硬件的物理體系結(jié)構(gòu)。表示運(yùn)行中進(jìn)行處理的節(jié)點(diǎn)和在節(jié)點(diǎn)上活動(dòng)的構(gòu)件的配置。

1）結(jié)點(diǎn)是一種代表運(yùn)行時(shí)計(jì)算資源的分類(lèi)器2）構(gòu)件和接口部署圖中的構(gòu)件代表可執(zhí)行的物理代碼模塊(可執(zhí)行構(gòu)件的實(shí)例)，在邏輯上可以和類(lèi)圖中的包或類(lèi)對(duì)應(yīng)。3）對(duì)象部署圖中的構(gòu)件是包或類(lèi)對(duì)應(yīng)的物理代碼模塊10.6運(yùn)用UML對(duì)學(xué)籍管理系統(tǒng)建模1．開(kāi)放式學(xué)籍管理系統(tǒng)概述開(kāi)放式學(xué)籍管理系統(tǒng)是一個(gè)由學(xué)校學(xué)籍管理信息中心監(jiān)控，各教學(xué)系（部）、教研室分級(jí)管理，由學(xué)生檔案管理、導(dǎo)師管理、授課教師管理、選課管理、成績(jī)查詢管理、打印報(bào)表等幾部分組成，選課學(xué)生可以是聯(lián)網(wǎng)的鄰近院校共同參與的管理系統(tǒng)。學(xué)籍管理由學(xué)校學(xué)籍管理中心監(jiān)控，各教學(xué)系部、教研室分級(jí)管理，任課教師，選課學(xué)生共同參與。2．開(kāi)放式學(xué)籍管理系統(tǒng)的用例和角色3．開(kāi)放式學(xué)籍管理系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)（1）靜態(tài)結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)3．開(kāi)放式學(xué)籍管理系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)（