子情景3.3 靜態(tài)結(jié)構(gòu)建模,情境3：嵌入式軟件建模MP3播放器,湖北職業(yè)技術(shù)學(xué)院,信息技術(shù)學(xué)院,*,(中職）UML與Rose建模應(yīng)用子情境3.3ppt課件,學(xué)習(xí)情境3：嵌入式軟件建模,MP3播放器,UML及Rose建模應(yīng)用,子情境3.3 靜態(tài)結(jié)構(gòu)建模,情景描述,子情景3.1系統(tǒng)需求和3.2用例分析分別得到了需求分析和用例圖?，F(xiàn)在對該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析，并進(jìn)行系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)建模，包括：,確定系統(tǒng)類,創(chuàng)建系統(tǒng)類圖，如播放器類圖、存儲器子系統(tǒng)類圖、用戶接口子系統(tǒng)類圖等模型。,任務(wù)1:確定類,任務(wù)描述,用戶是通過顯示器及按鍵與系統(tǒng)進(jìn)行交互式操作；顯示器、按鍵是于系統(tǒng)之間橋梁（接口）；而MP3播放器不僅是播放器，同時也是一個存儲器。根據(jù)以上描述的三種關(guān)系，分別繪制出相應(yīng)的類圖。,依賴關(guān)系和實(shí)現(xiàn)關(guān)系,在UML模型中，模型元素之間的依賴關(guān)系表示某一元素以某種形式依賴于其他元素。從某種意義上說，關(guān)聯(lián)關(guān)系、泛化關(guān)系和實(shí)現(xiàn)關(guān)系都屬于依賴關(guān)系，但是他們都有其特殊的語義，因而被作為獨(dú)立的關(guān)系在建模時使用。依賴關(guān)系用一個一端帶有箭頭的虛線表示，在圖3-23中，類ClassC依賴于類ClassA。,圖3-23 帶有構(gòu)造型的依賴關(guān)系,相關(guān)知識,在UML規(guī)范中定義類4種基本的依賴類型，分別是使用（Usage）依賴、抽象（Abstraction）依賴、綁定依賴（Binding）和授權(quán)依賴（Permission），下面將對它們分別進(jìn)行介紹。,使用依賴用于表示一種元素使用其他元素提供的服務(wù)以實(shí)現(xiàn)它的行為。表3-3列出了5種依賴關(guān)系。,相關(guān)知識,依賴關(guān)系,說明,關(guān)鍵字,使用,用于聲明使用某個模型元素需要泳道已存在的另一個模型元素，這樣才能實(shí)現(xiàn)使用者的功能，包括調(diào)用、參數(shù)、實(shí)例化和發(fā)送,use,調(diào)用,用于聲明一個類調(diào)用其他類的的操作的方法,call,參數(shù),用于聲明一個操作與其參數(shù)之間的關(guān)系,parameter,實(shí)例化,用于聲明使用一個類的方法創(chuàng)建了另一個類的實(shí)例,instantiate,發(fā)送,用于聲明信號發(fā)送者和信號接受者之間的關(guān)系,send,表3-3 使用依賴,相關(guān)知識,依賴關(guān)系,說明,關(guān)鍵字,跟蹤,用于聲明不同模型中的元素之間存在一些連接，但沒有映射精確,trace,精化,用于聲明位于兩個不同語義層次上的元素之間的映射,refine,派生,用于聲明一個實(shí)例可以有另一個實(shí)例導(dǎo)出,derive,表3-4 抽象依賴關(guān)系,相關(guān)知識,依賴關(guān)系,說明,關(guān)鍵字,訪問,用于說明允許一個包訪問另一個包,access,導(dǎo)入,用于說明允許一個包訪問另一個包，并為被訪問包的組成部分增加別名,import,友元,用于說明允許一個元素訪問另一個元素，無論被訪問的元素是否具有可見性,friend,表3-5 授權(quán)依賴,相關(guān)知識,任務(wù)2:建立類圖,任務(wù)描述,任務(wù)1識別出了胸類、存儲子系統(tǒng)類和接口子系統(tǒng)類后，接下來還要識別類間的關(guān)系，然后繪制相應(yīng)的類圖。,識別系統(tǒng)中的類,對于MP3播放器系統(tǒng)，很顯然，用戶通過顯示器及按鍵與系統(tǒng)進(jìn)行交互。由于顯示器和按鍵是被動對象，因此需要添加一個用戶接口對象來管理用戶和系統(tǒng)之間的交互。用戶接口對象依靠音頻控制器來實(shí)現(xiàn)用戶期望的操作。實(shí)際上，音頻控制器是MP3播放器的核心，它完成用戶接口所指定的各種操作。音頻控制器通過揚(yáng)聲器來播放音樂。,步驟1,子任務(wù)1創(chuàng)建系統(tǒng)類圖,對于媒體文件，MP3播放器提供了一個可讀寫存儲器，以存儲媒體文件。存儲器可由計算機(jī)通過USB接口連接，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對存儲的媒體文件進(jìn)行管理。因此，需要一個類來表示存儲器。而媒體文件將作為一個單獨(dú)的類出現(xiàn)。,為了顯示電池的剩余電量，系統(tǒng)需要周期性地測試電池的剩余電量。因此，也可以為電池建立一個對象。,任務(wù)實(shí)施,子任務(wù)1創(chuàng)建系統(tǒng)類圖,通過上述分析，可以從系統(tǒng)中抽象出以下一些主要類：Battery、AudioController、Speaker、KeyBoard、Display、Memory、MediaFile和UserInterface。,【提示】在瀏覽窗口中右鍵單擊“Logical View”（邏輯視圖），在彈出的菜單上選擇菜單項(xiàng)“New”（新建）下的“Class Diagram”（類圖）命令，從鍵盤輸入文本“系統(tǒng)類”命名該類圖，雙擊“系統(tǒng)類”打開類圖窗口。,任務(wù)實(shí)施,子任務(wù)1創(chuàng)建系統(tǒng)類圖,創(chuàng)建類,（1）移動光標(biāo)指向工具箱中的“Class”圖標(biāo)，單擊選定該圖標(biāo)，然后移動光標(biāo)到類圖窗口，在適當(dāng)位置單擊鼠標(biāo)左鍵，出現(xiàn)名為“NewClass”的類，輸入文本“KeyBoard”重命名。,（2）采用類似的方法，依次創(chuàng)建其它類，如圖3-24所示。,步驟2,圖3-24 創(chuàng)建類,任務(wù)實(shí)施,子任務(wù)1創(chuàng)建系統(tǒng)類圖,創(chuàng)建類與類之間的關(guān)系,（1）確定類與類之間的關(guān)系,類“KeyBoard”與類“UserInterface”之間存在一對多的關(guān)聯(lián)，即多個“KeyBoard”類對應(yīng)一個“UserInterface”類，而“UserInterface”類管理多個“KeyBoard”類；由于播放器可以使用多個電池，因此，多個“Battery”類對應(yīng)一個“UserInterface”類：類“Display”與類“UserInterface”之間的關(guān)系為一對一的關(guān)系：類“Speaker”與“AudioController”類之間的關(guān)系為一對一的關(guān)聯(lián)關(guān)系；類“AudioController”與類“UserInterface”之間的關(guān)系為一對一的關(guān)聯(lián)關(guān)系；播放器只有一個存儲器，因此，“Memory”類與“AudioController”類之間的關(guān)系為一對一的關(guān)聯(lián)關(guān)系；在存儲器中可以存放0到多個媒體文件，即一個“Memory”類對應(yīng)多個“MediaFile”類。,步驟3,任務(wù)實(shí)施,子任務(wù)1創(chuàng)建系統(tǒng)類圖,（2）在工具箱中選擇“Association”按鈕，然后用鼠標(biāo)在各個類之間創(chuàng)建關(guān)聯(lián)“線段”，如圖3-25所示。,圖3-25 類間的關(guān)聯(lián),任務(wù)實(shí)施,（3）設(shè)置各類之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，最終完成系統(tǒng)類圖,下面以“KeyBoard”類與“UserInterface”類為例，雙擊“KeyBoard”類與“UserInterface”類之間的關(guān)聯(lián)“線段”，在彈出的對話框中Role B Detail頁框中的標(biāo)簽“Multiplic”對應(yīng)的文本框中輸入“1.*”，如圖3-26（a）所示；然后在Role A Detail頁框中的標(biāo)簽“Multiplic”對應(yīng)的文本框中輸入“1”，如圖3-26（b）所示，最后單擊“OK”按鈕，這樣就設(shè)置了“UserInterface”與“KeyBoard”的關(guān)系為一對多，如圖3-27所示。,依次類推，設(shè)置其它類之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。最終得到效果如圖3-28所示。,子任務(wù)1創(chuàng)建系統(tǒng)類圖,任務(wù)實(shí)施,子任務(wù)1創(chuàng)建系統(tǒng)類圖,（a）（b）,圖3-26 設(shè)置類間一對多的關(guān)聯(lián)關(guān)系,任務(wù)實(shí)施,子任務(wù)1創(chuàng)建系統(tǒng)類圖,圖3-27 類間一對多的關(guān)聯(lián)關(guān)系示例,圖3-28 MP3播放器的類圖,任務(wù)實(shí)施,子任務(wù)2創(chuàng)建系統(tǒng)創(chuàng)建存儲子系統(tǒng)類圖,【提示】在瀏覽窗口中右鍵單擊“Logical View”（邏輯視圖），在彈出的菜單上選擇菜單項(xiàng)“New”（新建）下的“Class Diagram”（類圖）命令，從鍵盤輸入文本“存儲類”命名該類圖，雙擊“存儲類”打開類圖窗口。,確定存儲子系統(tǒng)包含的類及它們之間的關(guān)系,存儲器類用來管理MP3播放器的存儲空間，它維護(hù)已經(jīng)存儲的媒體文件，并為新的媒體文件分配存儲空間，通過分析發(fā)現(xiàn)存儲子系統(tǒng)包含音頻控制器AudioController、存儲器Memory、音頻幀AudioFrame和媒體文件MediaFile這四個類組成。音頻控制器由存儲器組成，是聚合關(guān)系，它們之間一對一的關(guān)系。存儲器由媒體文件和音頻幀組成，是聚合關(guān)系，存儲器中可以包含0個或多個媒體文件，因而也就可以包含0個或多個音頻幀。媒體文件和音頻幀的關(guān)系是一對多的關(guān)系。,步驟1,任務(wù)實(shí)施,子任務(wù)2創(chuàng)建系統(tǒng)創(chuàng)建存儲子系統(tǒng)類圖,確定存儲子系統(tǒng),包含的類及它們之間的關(guān)系,（1）創(chuàng)建類“MediaFile”：移動光標(biāo)指向工具箱中的“Class”圖標(biāo)，單擊選定該圖標(biāo)，然后移動光標(biāo)到類圖窗口，在適當(dāng)位置單擊鼠標(biāo)左鍵，出現(xiàn)名為“NewClass”的類，從鍵盤輸入“MediaFile”取代“NewClass”實(shí)現(xiàn)重命名。,（2）創(chuàng)建類“MediaFile”的屬性：鼠標(biāo)右鍵單擊“MediaFile”類，對彈出的菜單上選擇“New Attribute”（新屬性）命令，如圖3-29所示，單擊鼠標(biāo)左鍵。,步驟2,【注意】以類“MediaFile”創(chuàng)建為例，說明類、類屬性及類操作的創(chuàng)建過程。,任務(wù)實(shí)施,子任務(wù)2創(chuàng)建系統(tǒng)創(chuàng)建存儲子系統(tǒng)類圖,圖3-29 選擇“New Attribute”命令,如圖3-30（a）所示，出現(xiàn)名為“name”的屬性，從鍵盤輸入“name:String”（【注意】輸入冒號時請切換至英文方式），按回車確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)對類“MediaFile”的屬性創(chuàng)建，類似方法，創(chuàng)建“l(fā)ength:Time”屬性，如圖3-30（b）所示。,（a）（b）,圖3-30創(chuàng)建類“MediaFile”的屬性,任務(wù)實(shí)施,子任務(wù)2創(chuàng)建系統(tǒng)創(chuàng)建存儲子系統(tǒng)類圖,（3）設(shè)置類“MediaFile”的屬性訪問權(quán)限：鼠標(biāo)左鍵單擊“MediaFile”屬性左邊的圖標(biāo)，出現(xiàn)如圖3-31（a）所示的權(quán)限圖標(biāo)列表，在其中選擇“帶鑰匙”的圖標(biāo)，設(shè)置類“MediaFile”的屬性的訪問權(quán)限為私有的訪問權(quán)限，如圖3-31（b）所示。,（a）（b）,圖3-31設(shè)置類“MediaFile”的屬性訪問權(quán)限,（4）設(shè)置“MediaFile”類的Operation（操作）：鼠標(biāo)右鍵單擊“MediaFile”類，對彈出的菜單上選擇“New Operation”（新操作）命令，如圖3-32所示，單擊鼠標(biāo)左鍵。,圖3-32 選擇“New Operation”命令,任務(wù)實(shí)施,子任務(wù)2創(chuàng)建系統(tǒng)創(chuàng)建存儲子系統(tǒng)類圖,如圖3-33（a）所示，出現(xiàn)名為“opname（）”的操作，從鍵盤輸入“getAudioFrame（）”（,【注意】輸入圓括號時請切換至英文方式,），按回車確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)對“MediaFile”類的操作創(chuàng)建，類似方法，創(chuàng)建“addAudioFrame（）”、“delete（）”、“save（）”操作，如圖3-33（b）所示。,（a）（b）,圖3-33 創(chuàng)建類的操作,（a）（b）,圖3-34 設(shè)置類“MediaFile”的操作的調(diào)用權(quán)限,（5）設(shè)置類“MediaFile”的操作的調(diào)用權(quán)限：鼠標(biāo)左鍵單擊“getAudioFrame（）”操作左邊的圖標(biāo)，出現(xiàn)如圖3-34（a）所示的調(diào)用權(quán)限圖標(biāo)列表，在其中選擇第一個圖標(biāo)，設(shè)置“getAudioFrame（）”操作為公有的調(diào)用權(quán)限，如圖3-34（b）所示。,任務(wù)實(shí)施,子任務(wù)2創(chuàng)建系統(tǒng)創(chuàng)建存儲子系統(tǒng)類圖,（6）類“AudioController”有play（）、stop（）操作；類“Memory”有g(shù)etFile（）、delFile（）、saveFile（）操作；所有類的操作的調(diào)用權(quán)限皆為公有，如圖3-35所示，請自行創(chuàng)建與設(shè)置。,圖3-35 創(chuàng)建類、類屬性及類操作示例,（1）創(chuàng)建類“MediaFile”與“AudioFrame”間的關(guān)系,鼠標(biāo)左鍵單擊選定工具箱中的“Aggregation”（聚合）工具圖標(biāo)，移動光標(biāo)指向類“AudioFrame”，按住鼠標(biāo)左鍵，拖動至類“MediaFile”，松開鼠標(biāo)，出現(xiàn)如圖3-36（a）所示的聚合關(guān)系，在圖3-36（a）所示的光標(biāo)位置，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單上找到“Aggregate”命令，單擊取消對其的“勾選”狀態(tài)，如圖3-36（b）所示。,步驟3,創(chuàng)建類與類之間的關(guān)系,任務(wù)實(shí)施,子任務(wù)2創(chuàng)建系統(tǒng)創(chuàng)建存儲子系統(tǒng)類圖,（a）（b）,圖3-36 創(chuàng)建類之間的關(guān)系示例,任務(wù)實(shí)施,子任務(wù)2創(chuàng)建系統(tǒng)創(chuàng)建存儲子系統(tǒng)類圖,（2）創(chuàng)建類“MediaFile”與“AudioFrame”間的一對多的關(guān)系,在如圖3-36（b）所示的位置，單擊右鍵，在彈出的菜單上選擇“Multiplicity