,*,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,軟件建模與UML,軟件建模與UML,1,為什么要進行軟件建模？,軟件系統(tǒng)越來越大，任何個人都不可能單獨管理這些代碼；,沒有參加開發(fā)的人員無法直接理解程序代碼；,我們需要一種描述復(fù)雜系統(tǒng)的簡單方法。,為什么要進行軟件建模？軟件系統(tǒng)越來越大，任何個人都不可能單獨,2,軟件建模的概念,軟件建模（Modeling）,：將所要設(shè)計的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的行為融匯貫通，對系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)進行可視化和控制，化解復(fù)雜性的問題，有效地管理開發(fā)風險，從而開發(fā)出高品質(zhì)的軟件。,面向?qū)ο蟮慕７椒ǎ?人們在問題空間或解空間中識別各種對象，并對其進行抽象化描述，從不同的視角建立模型，形成系統(tǒng)的不同視圖，并以對象或類作為軟件系統(tǒng)的主要構(gòu)造塊。始于80年代初。,軟件建模的概念軟件建模（Modeling）：將所要設(shè)計的結(jié)構(gòu),3,UML的發(fā)展歷史,UML的發(fā)展歷史,4,什么是UML？（1）,統(tǒng)一建模語言（Unified Modeling Language，UML）,：一種直觀化、明確化、構(gòu)建和文檔化軟件系統(tǒng)產(chǎn)物的通用可視化建模語言，從企業(yè)信息系統(tǒng)到基于Web的分布式應(yīng)用，甚至嚴格的實時嵌入式系統(tǒng)都適合于用UML來建模。,它是一種富有表達力的語言，可以描述開發(fā)所需要的各種視圖，并以此為基礎(chǔ)組建系統(tǒng)。,什么是UML？（1）統(tǒng)一建模語言（Unified Model,5,什么是UML？（2）,UML是一種語言,UML是一種可視化的建模語言,UML提供一組具有明確語義的圖形符號，可以建立清晰的模型便于交流，同時所有開發(fā)人員都可以無歧義地解釋這個模型。,UML是一種可用于詳細描述的語言,UML為所有重要的分析、設(shè)計和實現(xiàn)決策提供了精確的、無歧義的和完整的描述。,UML是一種構(gòu)造語言,UML不是一種可視化的編程語言，但它所描述的模型可以映射（正向工程/逆向工程）成不同的編程語言，如JAVA、C+和Visual Basic等。,UML是一種文檔化語言,UML不是過程，也不是方法，但允許任何一種過程和方法使用它。它可以建立系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及其詳細文檔。,什么是UML？（2）UML是一種語言,6,UML的概念模型：視圖（1）,視圖（Views）：,每個視圖代表系統(tǒng)的一個抽象，反映了系統(tǒng)中的一個特定方面，從而使不同的人員關(guān)注系統(tǒng)的不同方面。,UML的概念模型：視圖（1）視圖（Views）：每個視圖代表,7,UML的概念模型：視圖（2）,用例視圖（Use Case View）,描述系統(tǒng)應(yīng)該具有的功能集，它從系統(tǒng)外部用戶的角度出發(fā)，實現(xiàn)對系統(tǒng)的抽象表示。,角色（Actor）,代表外部用戶或其他系統(tǒng)，,用例（Use-case）,表示系統(tǒng)能夠提供的功能，通過列舉角色和用例，顯示角色在每個用例中的參與情況。,其他視圖的核心和基礎(chǔ)，其他視圖的構(gòu)造和發(fā)展依賴于用例視圖所描述的內(nèi)容。,靜態(tài)地描述系統(tǒng)功能，主要為用戶、設(shè)計人員、開發(fā)人員和測試人員而設(shè)置。,設(shè)計視圖（Design View）,用來揭示系統(tǒng)功能的內(nèi)部設(shè)計和協(xié)作情況。,利用,靜態(tài)結(jié)構(gòu),和,動態(tài)行為,描述系統(tǒng)的功能。,靜態(tài)結(jié)構(gòu)描述類、對象及其關(guān)系等，動態(tài)行為主要描述對象之間發(fā)送消息時產(chǎn)生的動態(tài)協(xié)作、一致性和并發(fā)性等。,進程視圖（Process View）,進程視圖描述系統(tǒng)的并發(fā)工作狀況，它包含形成系統(tǒng)并發(fā)與同步機制的,線程,和,進程,，主要提供給系統(tǒng)開發(fā)商和集成商。,實現(xiàn)視圖（Implementation View）,實現(xiàn)視圖由一些獨立的構(gòu)件和文件組成，顯示實現(xiàn)模塊及其之間的依賴關(guān)系。,分布視圖（Deployment View）,分布視圖主要描述系統(tǒng)的物理架構(gòu)，顯示系統(tǒng)硬件拓撲結(jié)構(gòu)的節(jié)點，提供給開發(fā)人員、集成人員和測試人員。,UML的概念模型：視圖（2）用例視圖（Use Case Vi,8,UML的概念模型：圖（1）,圖（Diagrams）：,系統(tǒng)模型中每一個視圖的內(nèi)容是由一些圖來描述的，UML中包含,九種圖,。,對整個系統(tǒng)而言，其,功能,由用例圖描述，,靜態(tài)結(jié)構(gòu),由類圖和對象圖描述，,動態(tài)行為,由狀態(tài)圖、時序圖、協(xié)作圖和活動圖描述，而,物理架構(gòu),則是由組件圖和分布圖描述。,UML的概念模型：圖（1）圖（Diagrams）：系統(tǒng)模型中,9,UML的概念模型：圖（2）,用例圖,用例圖定義了系統(tǒng)的功能需求，它完全是從系統(tǒng)的外部觀看系統(tǒng)功能，并不描述系統(tǒng)內(nèi)部對功能的具體實現(xiàn)。,類圖,類圖描述系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，表示系統(tǒng)中的類以及類與類之間的關(guān)系。,對象圖,對象圖描述了一組對象以及它們之間的關(guān)系，表示類的對象實例。,狀態(tài)圖,狀態(tài)圖表示一個狀態(tài)機，強調(diào)對象行為的事件順序。,時序圖和協(xié)作圖,時序圖和協(xié)作圖均表示一組對象之間的動態(tài)協(xié)作關(guān)系，兩者之間可以相互轉(zhuǎn)換。,時序圖,反映對象之間發(fā)送消息的時間順序,協(xié)作圖,反映收發(fā)消息對象的結(jié)構(gòu)組織。,活動圖,活動圖反映系統(tǒng)中從一個活動到另一個活動的流程，強調(diào)對象間的控制流程。,組件圖,組件圖描述組件以及它們之間的關(guān)系，表示系統(tǒng)的靜態(tài)實現(xiàn)視圖。,分布圖,分布圖反映了系統(tǒng)中軟件和硬件的物理架構(gòu)，表示系統(tǒng)運行時的處理節(jié)點以及節(jié)點中組件的配置。,UML的概念模型：圖（2）用例圖,10,售票系統(tǒng)的用例圖,軟件建模與UMLppt課件,11,售票系統(tǒng)的類圖,軟件建模與UMLppt課件,12,包圖,軟件建模與UMLppt課件,13,順序圖,軟件建模與UMLppt課件,14,協(xié)作圖,軟件建模與UMLppt課件,15,狀態(tài)圖,軟件建模與UMLppt課件,16,活動圖,軟件建模與UMLppt課件,17,構(gòu)件組件圖,軟件建模與UMLppt課件,18,部署分布圖(描述層),軟件建模與UMLppt課件,19,部署分布圖(實例層),軟件建模與UMLppt課件,20,UML的概念模型：模型元素（1）,模型元素（Model Elements）：,由一些基本的構(gòu)造元素以及它們之間的連接關(guān)系組成。,UML的概念模型：模型元素（1）模型元素（Model El,21,UML的概念模型：模型元素（2）,類：,對一組具有相同屬性、相同操作、相同關(guān)系和相同語義的對象的描述。,對象：,類的實例。,接口：,描述一個類或組件的服務(wù)的操作集。,用例,：對一組動作序列的描述。,狀態(tài)機：,描述了一個對象響應(yīng)事件所經(jīng)歷的狀態(tài)序列。,組件,：系統(tǒng)中物理的、可替代的部件。,節(jié)點,：在運行時存在的物理元素。,包,：把元素組織成組的機制。,注解：,依附于一個或一組元素之上，對其進行約束或解釋。,依賴,：一種使用關(guān)系，它描述了一個事物的變化會影響到另一個使用它的事物。,關(guān)聯(lián),：一種結(jié)構(gòu)關(guān)系，說明一個事物的對象與另一個事物的對象間的聯(lián)系。,泛化,：一種一般事物（父類）和特殊事物（子類）之間的關(guān)系。,實現(xiàn),：一個類元指定了由另一個類元保證執(zhí)行的契約，例如接口和實現(xiàn)它們的類或組件之間的關(guān)系。,UML的概念模型：模型元素（2）類：對一組具有相同屬性、相,22,類表示法,軟件建模與UMLppt課件,23,用例之間的關(guān)系,軟件建模與UMLppt課件,24,狀態(tài)機,軟件建模與UMLppt課件,25,帶接口的構(gòu)件,構(gòu)件圖中的構(gòu)件,軟件建模與UMLppt課件,26,部署圖中的節(jié)點,軟件建模與UMLppt課件,27,包和包間的關(guān)系,軟件建模與UMLppt課件,28,關(guān)聯(lián)表示法 限定關(guān)聯(lián),關(guān)聯(lián)的設(shè)計特性 關(guān)聯(lián)類,軟件建模與UMLppt課件,29,泛化表示法 多重繼承,軟件建模與UMLppt課件,30,實現(xiàn)關(guān)系,接口和實現(xiàn)圖標,軟件建模與UMLppt課件,31,依賴關(guān)系,軟件建模與UMLppt課件,32,約束關(guān)系,軟件建模與UMLppt課件,33,UML的概念模型：語義規(guī)則,語義規(guī)則（Rules）：,用于建立語義一致、與其他模型協(xié)調(diào)的良好模型。,命名（Name）：,為事物、關(guān)系和圖起名；,范圍（Scope）：,給一個名稱以特定含義的語境；,可見性（Visibility）：,如何使一個名字被外部識別和使用，它包括,public,（公共）、,protected,（保護）、,private,（私有）三種可見性，分別用“+”、“#”和“-”表示；,完整性（Integrity）：,事物如何正確地、一致地相互聯(lián)系；,可執(zhí)行性（Execution）：,運行或模擬動態(tài)模型的含義是什么。,UML的概念模型：語義規(guī)則 語義規(guī)則（Rules）：用于建立,34,UML的概念模型：公共機制,說明（Specification）：,規(guī)定了對于每一個UML圖形的文字說明的語法和語義。,修飾（Adornment）：,對UML元素加上各種修飾，說明該元素最重要特征之外的其他方面的細節(jié)特征。,通用劃分（Common Division）：,UML的模型元素有兩種劃分，即型-實例、接口-實現(xiàn)。,型-實例：,是一個通用描述符與單個元素項之間的對應(yīng)關(guān)系，如類與對象的劃分、數(shù)據(jù)類型與數(shù)據(jù)值的劃分；,接口-實現(xiàn)：,接口聲明了一個約定，而實現(xiàn)則負責執(zhí)行接口的全部語義。,擴展機制（Extensibility）：,允許UML的使用人員根據(jù)需要在不用改變基本建模語言的情況下自定義一些構(gòu)造型語言成分。,約束（constraint）,擴展了UML構(gòu)造元素的語義，它是用文字表達式表示的語義限制。,標記值（tagged value）,擴展了UML構(gòu)造元素的特性，它是附加到任何模型元素上的命名的信息塊。,構(gòu)造型（stereotype）,擴展了UML的語匯，它是在一個已定義的模型元素的基礎(chǔ)上構(gòu)造的一種新的模型元素。,UML的概念模型：公共機制 說明（Specification,35,UML的概念模型：擴展機制示例,UML的概念模型：擴展機制示例,36,UML建模示例（1）,import java.awt.Graphics;class HelloWorld extends java.applet.Applet public void paint(Graphics g)g.drawString(Hello,World！,10,10);,HelloWorld抽象模型,UML建模示例（1）import java.awt.Grap,37,UML建模示例（2）,與HelloWorld直接相關(guān)的類,UML建模示例（2）與HelloWorld直接相關(guān)的類,38,UML建模示例（3）,HelloWorld的繼承層次,UML建模示例（3）HelloWorld的繼承層次,39,UML建模示例（4）,HelloWorld包,UML建模示例（4）HelloWorld包,40,UML建模示例（5）,painting機制,UML建模示例（5）painting機制,41,UML建模示例（6）,HelloWorld構(gòu)件,UML建模示例（6）HelloWorld構(gòu)件,42,UML的應(yīng)用,支持用例驅(qū)動,用例成為系統(tǒng)分析、設(shè)計、測試、編寫文檔的基礎(chǔ)。,以體系結(jié)構(gòu)為中心,在開發(fā)過程中對系統(tǒng)進行抽象、構(gòu)造、管理和改進。,迭代的或增量的開發(fā)過程,軟件開發(fā)人員漸進地開發(fā)和逐步完善軟件系統(tǒng)，每一次迭代都產(chǎn)生比上一次發(fā)布有所改善的新發(fā)布，而每一次發(fā)布都努力處理和降低項目風險。,UML的應(yīng)用 支持用例驅(qū)動,43,