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1、,,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,,,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,軟件工程導論第,14,課,9.4.2,表示關系的符號,,9.4.2,表示關系的符號,類與類之間通常有,關聯(lián)、泛化（繼承）、依賴,和,細化,等,4,種關系,,1,關聯(lián),,關聯(lián)表示兩個類的對象之間存在某種語義上的聯(lián)系,,,,,,9.4.2,表示關系的符號,普通關聯(lián)：,,最常見的關聯(lián)關系，只要在類與類之間存在連接關系就可以用普通關聯(lián)表示。,,例如，作家使用計算機，我們就認為在作家和計

2、算機之間存在某種語義連接，因此在類圖中應該在作家類和計算機類之間建立關 聯(lián)關系,,,,,,,,,黑三角表示關聯(lián)方向,,,(2),關聯(lián)的角色,在任何關聯(lián)中都會涉及到參與此關聯(lián)的對象所扮演的角色， 在某些情況下,顯式標明角色,名有助于別人理解類圖,,例：一個人與另一個人結婚，必然一個人扮演丈夫的角色， 另一個人扮演妻子的角色。如果沒有顯式標出角色名，則意 味著用類名作為角色名。,,,,,(3),限定關聯(lián),,(3),限定關聯(lián),,(3),限定關聯(lián),限定關聯(lián)通常在一對多或多對多的關聯(lián)關系中，可以把模型中的 重數(shù)從一對多變成一對一，或從多對多簡化成多對一,,例如，某操作系統(tǒng)中一個目錄下有許多文件，一個文件

3、僅屬于一 個目錄，在一個目錄內文件名確定了惟一一個文件。,,可見，利用限定詞把一對多關系簡化成了一對一關系,,圖,9.7,查找,,目錄,->文件名->文件,,,,,,(4),關聯(lián)類,①為了說明關聯(lián)的性質可能需要一些附加信息，可以引入一個關聯(lián)類來記錄這些信息。,,②關聯(lián)中的每個連接與關聯(lián)類的一個對象相聯(lián)系。關聯(lián)類通過一條虛線與關聯(lián)連接。,,圖,9.8,有,4個連接，每個,,連接都對應一個隊列,,2,聚集,聚集也稱為聚合，是關聯(lián)的特例。聚集表示類與類之間的關系是,整體和部分,的關系。,,在陳述需求時使用的,“包含”、“組成”、“分為,……,部分”,等字句，往往意味著存在聚集關系。除了一般聚集之外，

4、還有兩種 特殊的聚集關系，分別是共享聚集和組合聚集。,,,,(1),共享聚集,如果在聚集關系中處于部分方的對象可同時參與多個處于整體方對象的構成，則該聚集稱為共享聚集。,,一般,聚集和,共享,聚集的圖示符號，都是在表示關聯(lián)關系的直線未端，緊挨整體類的地方畫一個空心的菱形,,,,(2)組合聚集,如果,部分類完全隸屬于整,,體類,，部分與整體共存，,,整體不存在了 部分也會隨,,之消失（或失去存在的價,,值了），則該聚集稱為組合聚集（簡稱為組成）。,,例如，在屏幕上打開一個窗口，它由文本框、列表框、按鈕和菜 單組成，一旦關閉了窗口，各個組成部分也同時消失，窗口和它的組成部分之間存在著組合聚集關系,

5、,組成關系用實心菱形表示,,,,3,泛化,在,UML,中的,泛化關系,就是通常所說的,繼承關系,，它是通用元素和具體元素之間的一種分類關系。,,具體元素完全擁有通用元素的信息，并且還可以附加一些其他信息。,,③ 泛化針對類型而不針對實例，一個類可以繼承另一個類，但一個對象不能繼承另一個對象。,,④ 實際上，泛化關系指出在類與類之間存在“一般－特殊”關系。,,⑤ 泛化可進一步劃分成,普通泛化,和,受限泛化,。,,,,,,(1),普通泛化,需要特別說明的是沒有具體對象的類稱為抽象類,,抽象類通常作為父類，用于描述其他類（子類）的公共屬性和 行為。圖示抽象類時，在類名下方附加一個標記值,{abstr

6、act},,操作的圖示方法，在標記后面跟一個性質串,{abstract},,,,,例子：一副工程藍圖由許多圖形組成，圖形可以是直線，圓， 多邊形或組合圖，而多邊形由直線組成，組合圖由各種線型混合而成,,,,(2),受限泛化,可以給泛化關系,附加約束條件,，以進一步說明該泛化關系的使用方法或擴充方法，這樣的泛化關系稱為受限泛化,,預定義的約束有４種：,多重，不相交，完全和不完全,，這些約束都是,語義約束,。,,,,,,,,多重繼承,指的是，,一個子類可以同時多次繼承同一個上層基類。與多重繼承相反是,不相交繼承,,,完全繼承,指的是,父類的所有子類都已在圖中窮舉,,不完全繼承,指的是,父類的所有子

7、類沒有都窮舉出來,,,,,,4,依賴和細化,(1),依賴關系：依賴關系描述兩個模型元素之間的語義連接關系，其 中一個模型元素是獨立的，另一個模型元素不是獨立的，如果獨立的模型元素改變，將影響依賴于它的模型元素。,,箭頭指向獨立的類,,(2),細化關系：當對同一個事物在不同抽象層次上描述時，這些描述之間具有細化關系。,,箭頭由更詳細層指向上層,,,,,9.5,動態(tài)模型,動態(tài)模型表示,瞬時的，行為化,的系統(tǒng)的“控制”性質,,,它規(guī)定了對象模型中的對象的合法,變化,序列。,,狀態(tài),是任何可以被觀察到的系統(tǒng),行為模式,，,,每個類的動態(tài)行為用一張狀態(tài)圖來描繪,,? 各個類的狀態(tài)圖通過共享事件合并起來，

8、從而構成系統(tǒng) 的動態(tài)模型,,? 動態(tài)模型是基于事件共享而互相關聯(lián)的一組狀態(tài)圖的集 合,,,,,動態(tài)模型的三要素：,,①,事件,(event),：引發(fā)對象狀態(tài)改變的控制信息（瞬時）,,②,狀態(tài),(status),：即對象的屬性所處的情形（可持續(xù)）,,③,行為,(action),：對象要達到某種狀態(tài)所做的操作（耗時）,,,,注意,：,,狀態(tài)圖：適合描述跨越多個用例的單個對象的行為，不適合描述多個對象之間的協(xié)作行為,,? 不應對系統(tǒng)中的每個類都畫狀態(tài)圖，而只應對某些 關鍵類建立狀態(tài)圖；而且應將狀態(tài)圖與其它技術組 合使用,,,9.6,功能模型,表示變化的系統(tǒng)的“,功能,”性質，它指明了系統(tǒng)應該“做什么

9、”，因此更直接地反映了用戶對目標系統(tǒng)的需求,,功能模型由一組數(shù)據(jù)流圖組成，在面向對象方法學中，數(shù)據(jù)流圖 遠不如在結構分析設計方法中那樣重要,,② 一般說來，與對象模型和動態(tài)模型比較，數(shù)據(jù)流圖并沒有增加新 的信息,,UML,提供的用例圖也是進行需求分析和建立功能模塊的強有力工具，在,UML,中把用用例圖建立起來的系統(tǒng)模型成為,用例模型,。,,,,9.6.1,用例圖,用例圖包含的模型元素,:,系統(tǒng),,，,行為者,，,用例,及,用例之間,,的,關 系,．,,圖中的,方框,代表,系統(tǒng),，,,橢圓,代表,用例,，,,線條人,代表,行為者,，它們之間的,連線,表示,關系,,,,,,１系統(tǒng),,系統(tǒng)被看作是一

10、個提供用例的黑盒子，內部如何工作，用例如何實現(xiàn)，這些對于建立用例模型來說都是不重要的。,,系統(tǒng)的方框邊線表示系統(tǒng)的,邊界,，劃定系統(tǒng)的,功能范圍,,描述系統(tǒng)功能的用例置于方框內。行為者置于方框外。,,,,,,２用例,,用例是可以被行為者感受到的，系統(tǒng)的一個完整的功能,,在,UML,中把用例,定義,成,系統(tǒng)完成的一系列動作,，動作的結果能被特定的行為者察覺到。,,用例具有下述特征：,,(1),用例代表某些用戶可見的功能，實現(xiàn)一個具體用戶目標,,(2),用例總是被行為者啟動的，并向行為者提供可識別的,,(3),用例必須是完整的,,,,,,,,２用例,,用例是一個類，它代表一類功能而,不是使用該功能

11、的某個具體實例,。,,用例的實例是系統(tǒng)的一種實際使用方法，通常把用例的實例稱為腳本。 腳本是系統(tǒng)的一次具體執(zhí)行過程,,例如，在自動售貨機系統(tǒng)中，張三投入硬幣購買礦泉水，系統(tǒng)收到錢后把礦泉水送出來，上述過程就是,一個腳本,；李四投幣買可樂，但是可樂賣完了，于是系統(tǒng)給出提示信息并把錢退還給李四，這個過程是,另一個腳本,。,,,,３行為者,,行為者,是指與系統(tǒng)交互的人或其他系統(tǒng)，它代表,外部實體,。使用用例并且與系統(tǒng)交互的任何人或物都是行為者。,,行為者代表一種,角色,，而不是某個具體的人或物,,例如，在自動售貨機系統(tǒng)中，使用售貨功能的人既可以是張三 （買礦泉水）也可以是李四的（買可樂），但是不能把

12、張三或李四這樣的個體對象稱為行為者。,,直線,連接行為者和用例，表示兩者之間交換信息，稱為,通信聯(lián)系,。行為者觸發(fā)用例，并與用例交換信息,,,,,,,,,,４用例之間的關系,,uml1.1,中有兩種用例關系,,>,關系和,>,關系,,它們都是泛化（,generalization,）關系的構造型（,stereotype,）,,uml1.3,之后，提供了三種用例關系,,>,關系、,>,關系都是依賴（,dependency,）關系的構造型（,stereotype,）,,泛化關系（,generalization,）,,,,,,(1),擴展關系,向一個用例中,添加,一些動作后構成了另一個用例,,,這兩個

13、用例之間的關系就是擴展關系,,,后者稱為擴展用例。,,例如,,,在自動售貨機系統(tǒng)中,,,”售貨”是一個基本的用例,,,如果顧客購買罐裝飲料,,,順利實現(xiàn)。而買散裝飲料則不行，買散裝飲料是非常規(guī)動作。把非常規(guī)動作放置于”售散裝飲料”用例中,,,這兩個用例之間關系就是擴展關系,,,(2),使用關系,當一個用例使用另一個用例時,,,這兩個用例之間就構成了,使用關系,,一般說來,,,如果在若干個用例中有某些相同的動作,,,則可以把這些相同的動作提取出來單獨構成一個用例,(,成為抽象用例,),。,,例如,,,在自動售貨機系統(tǒng)中,,,”供貨”和”取貨款”都要先打開機器，結束后關閉機器。把打開機器抽象成”打

14、開機器” 用例,,,把最后的動作抽象成”關閉機器”用例。,,注意：,通常在描述一般行為的變化時采用擴展關系,;,在兩個或多個用例中出現(xiàn)重復描述又想避免這種重復時,,,可以采用使用關系,,,,,,9.6.2,用例建模,一個用例模型由若干幅用例圖組成,,創(chuàng)建用例模型的工作包括,:,,定義系統(tǒng),,,尋找行為者和用例,,② 描述用例,,,定義用例之間的關系,,③ 確認模型。,,其中,,,尋找行為者和用例是關鍵,。,,,,,,,1.,尋找行為者,通過請系統(tǒng)的用戶回答一些問題的辦法來發(fā)現(xiàn)行為者，下述問題有助于發(fā)現(xiàn)行為者,:,,誰將使用系統(tǒng)的主要功能,(,主行為者,)?,,誰需要借助系統(tǒng)的支持來完成日常工作

15、,?,,誰來維護和管理系統(tǒng),(,副行為者,)?,,系統(tǒng)控制哪些硬件設備,?,,系統(tǒng)需要與哪些其他系統(tǒng)交互,?,,哪些人或系統(tǒng)對本系統(tǒng)產生的結果,(,值,),感興趣,?,,,,,,,,,2.,尋找用例,一旦找到了行為者,,,就可以通過請每個行為者回答下述問題來獲取用例,:,,行為者需要系統(tǒng)提供哪些功能,?,行為者自身需要做什么,?,,行為者是否需要讀取,,,創(chuàng)建,,,刪除,,,修改或存儲系統(tǒng)中的某類信息,?,,系統(tǒng)中發(fā)生的事件需要通知行為者嗎,?,行為者需要通知系統(tǒng)某些事情嗎,?,,從功能觀點看,,,這些事件能做什么,?,,行為者的日常工作是否因為系統(tǒng)的新功能而被簡化或提高了效率,?,,系統(tǒng)需要

16、哪些輸入輸出,?,輸入來自何處,?,輸出到哪里去,?,,當前使用的系統(tǒng),(,可能是人工系統(tǒng),),存在的主要問題是什么,?,,,,,,,,9.6.2,用例建模,,9.6.2,用例建模,,,9.7,三種模型之間的關系,三種模型之間關系,,FM,：功能模型做什么,What,,DM,：動態(tài)模型何時做,When,,OM,：對象模型操作的實體,How,,,,,9.7,三種模型之間的關系,(1),針對每個類建立的動態(tài)模型,,,描述了類實例的生命周期或運行周期。,,(2),狀態(tài)轉換驅使行為發(fā)生,,,這些行為在數(shù)據(jù)流圖中被映射成處理,,,在用例圖中被映射成用例,,,它們同時與類圖中的服務相對應。,,(3),功能

17、模型中的處理,(,或用例,),對應于對象模型中的類所提供的服務。,,(4),數(shù)據(jù)流圖中的數(shù)據(jù)存儲,,,以及數(shù)據(jù)的源點,/,終點,,,通常是對象模型中的對象。,,9.7,三種模型之間的關系,(5),數(shù)據(jù)流圖中的數(shù)據(jù)流,,,往往是對象模型中對象的屬性值,,,也可能是整個對象。,,(6),用例圖中的行為者,,,可能是對象模型中的對象。,,(7),功能模型中的處理,(,或用例,),可能產生動態(tài)模型中的事件。,,(8),對象模型描述了數(shù)據(jù)流圖中的數(shù)據(jù)流,,,數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)源點,/,終點的結構。,,第,10章,面向對象分析,分析的過程是提取,系統(tǒng)需求,的過程,,分析兇包括,3項內容：,理解、表達、驗證,

18、,面向對象分析的關鍵是,識別出問題域內的類與對象,，并分析它們相互間的,關系,，最終建立起問題域的簡潔、精確、可理解的正確模型。由,對象模型,、,動態(tài)模型,、和,功能模型,組成。,,10.1,面向對象分析的基本過程,10.1.1 概述,10.1.2,3個子模型與5個層次,Requirement statement =>,,Rapid prototype => Models,,3,個模型,,Object model,：最重要，開發(fā)任何系統(tǒng)都需要；,,Dynamic model,：對于開發(fā)交互式系統(tǒng),(interactive system),很重要；,,Function model,：對于開發(fā)大運

19、算量問題（如科學計算、編譯系統(tǒng)等）很重要,,5,個層次,,,復雜問題的對象模型通常由,5個層次組成：,,主題層,,類與對象層,,結構層,類與對象間的關系,,屬性層,,服務層,,主題是指導讀者理解大型、復雜模型的一種機制。,通過劃分主題把一個大型、復雜的對象分解成幾個不同的概念范疇,。,,從高層次描述總體模型，指導讀者的注意力,,5個層次對應5項,主要活動,：,,找出類與對象,，識別結構、識別主題、定義屬性、定義服務。,,工作順序,：,,尋找類與對象,，識別結構、識別主題、定義屬性、建立動態(tài)模型、建立功能模型、定義服務。,,面向對象分析的,,基本過程,,10.2,需求陳述,第三章中已介紹過，需求

20、陳述的,內容,包括：,,?,問題范圍、功能需求、性能要求、應用環(huán)境、假設條件,等等。陳述方式可繁可簡，說明,What,而不是,How,。,,? 見教材對,Automated Teller Machine (ATM),的需求陳述。,,10.2.2 例子,,,,10.3,建立對象模型,面向對象分析的首要工作，是建立問題域的對象模型。,,典型的工作步驟：,,確定,Class-&-Object,,確定關聯(lián)?結構層,,完善,,確立屬性,,識別繼承關系及其它修改,,10.3.1,確定類與對象,Class-&-Object,第,1,步：列出所有候選對象,(candidates),，它們可能是,：,,(1),

21、物理實體 ，,(2),人或組織 ，,(3),要處理的事件，,(4),對象間的活動，,(5),抽象概念 等等；,,另一種方法非正式分析：從需求陳述中挑出,,名詞,?,Class-&-Object,,形容詞,?,Attribute,,動詞,?,Method,,,2,去粗取精,篩選出正確的類與對象,,,2,、確定關聯(lián)?結構層,兩個或多個對象之間的相互依賴、相互作用的關系就是關聯(lián)。分析確定關聯(lián)，能促使分析員考慮問題域的,邊緣情況,，有助于發(fā)現(xiàn)那些,尚未被發(fā)現(xiàn)的類與對象,。,1 初步確定關聯(lián),,需求陳述中使用的描述性,動詞或動詞詞組，通常表示關聯(lián)關系。,,大多數(shù)關聯(lián)可以通過直接提取需求陳述中的動詞詞組得

22、出。,ATM例子有下列關聯(lián),,(1)直接提取動詞短語得出的關聯(lián),,,ATM,、中央計算機、分行計算機及柜員終端組成網(wǎng)絡,,? 總行擁有多臺,ATM,,?,ATM,設在主要街道上,,? 分行提供分行計算機和柜員終 端,,? 柜員終端設在分行營業(yè)廳及儲 蓄所內,,? 分行分攤軟件開發(fā)成本,,? 儲戶擁有賬戶,,? 分行計算機處理針對賬戶的事務,,? 分行計算機維護賬戶,,? 柜員終端與分行計算機通信,,? 柜員輸入針對賬戶的事務,,?,ATM,與中央計算機交換關于事務的信息,,? 中央計算機確定事務與分行的對應關系,,?,ATM,讀現(xiàn)金兌換卡,,?,ATM,與用戶交互,,?,ATM,吐出現(xiàn)金,,?,ATM,打印賬單,,? 系統(tǒng)處理并發(fā)的訪問,,(2),需求陳述中隱含的關聯(lián),,總行由各個分行組成 ?,,? 分行保管賬戶 ?,,? 總行擁有中央計算機,,系統(tǒng)維護事務日志,,系統(tǒng)提供必要的安全性?,,,儲戶擁有現(xiàn)金兌換卡,,(3)根據(jù)問題知識得出的關聯(lián),,現(xiàn)金兌換卡訪問賬戶,,? 分行雇用柜員,2 篩選,,,