,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,,*,第,6,章,UML,基礎(chǔ),-1,徐 天 宇,,本章內(nèi)容,面向?qū)ο蟮闹饕拍?,UML,概述,,用例圖,,類圖與對(duì)象圖,,狀態(tài)圖,,活動(dòng)圖,,交互圖,,包圖,,構(gòu)件圖,,配置圖,,UML,的擴(kuò)展,,6.1 UML,基礎(chǔ),6.1.1,面向?qū)ο蟮闹饕拍?,1,．對(duì)象,,對(duì)象（,Object,）,是系統(tǒng)中一個(gè)用來(lái)描述客觀事物的實(shí)體。,,對(duì)象具有自己的靜態(tài)特征和動(dòng)態(tài)特征。,,靜態(tài)特征是對(duì)象自身所要維護(hù)的信息，稱為屬性，可用值來(lái)描述；,,動(dòng)態(tài)特征是對(duì)象所表現(xiàn)的行為或?qū)ο笏哂械墓δ?，稱為操作（方法）。,,,,,2,．類,類（,Class,）,是一組具有相同屬性和相同操作的對(duì)象的抽象集合。,,,類有一個(gè)惟一的標(biāo)識(shí)名。,,,一個(gè)具體的對(duì)象只是類的一個(gè)實(shí)例,,,,,3,．封裝,封裝（,Encapsulation,）,是指把對(duì)象內(nèi)部信息對(duì)外界是隱蔽的，不允許外界直接存取對(duì)象的屬性，而只能通過(guò)有限的接口與對(duì)象發(fā)生聯(lián)系。,,,4,．繼承,繼承（,Inheritance,）,是指子類（特化類、派生類）可以自動(dòng)擁有父類（基類、泛化類、超類）的全部屬性與操作。,,,父類與子類的關(guān)系是一般與特殊的關(guān)系。,,,4,．繼承,,Reservation,dateExpires,discountCategory,Purchase,productSet,store,,date,ID,Transaction,,多繼承,在有些情況下，一個(gè)類可能需要同時(shí)使用兩個(gè)以上的父類的屬性和操作，或者一個(gè)類包含在兩個(gè)以上的父類的交集之中，則該類將從兩個(gè)以上的父類中繼承屬性和操作，這稱為,多繼承,（,Multiple,Inhentance,）。,,,如擔(dān)任領(lǐng)導(dǎo)的教師,,,多繼承,,,5,．消息,消息（,Message,）,是指對(duì)象之間在交互中所傳送的通信信息。,,一個(gè)消息應(yīng)當(dāng)含有以下信息：,,消息名、,,接收消息的對(duì)象的標(biāo)識(shí)、,,調(diào)用操作的標(biāo)識(shí)、,,輸入信息、,,回答信息,。,,,多態(tài)性,多態(tài)性（,Polymorphism,）,是指在基類中定義的屬性和操作為其子類繼承后，可以具有不同的數(shù)據(jù)類型或表現(xiàn)出不同的行為。,,多態(tài)性,,,6.2 UML,概述,統(tǒng)一建模語(yǔ)言（,Unified Modeling Language,，,UML,）,是一個(gè)通用的可視化建模語(yǔ)言，用于對(duì)軟件進(jìn)行描述、可視化處理、構(gòu)造和建立軟件系統(tǒng)制品的文檔。,,,6.2.1 UML,簡(jiǎn)史,,6.2.2 UML,的特點(diǎn),UML,的主要特點(diǎn)有：,,⑴,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),,⑵,面向?qū)ο?,⑶,可視化、表示能力強(qiáng)大,,⑷,獨(dú)立于過(guò)程,,⑸,容易掌握使用,,,,UML,語(yǔ)言內(nèi)容,UML,語(yǔ)言包含以下三方面內(nèi)容。,,（,1,）,UML,基本圖素。,,（,2,）,UML,模型圖。,,（,3,）,UML,建模規(guī)則。,,,UML,的應(yīng)用領(lǐng)域,UML,具有很廣的應(yīng)用領(lǐng)域，其中最常用的是為軟件系統(tǒng)建模，,,,UML,還可用來(lái)描述其他非軟件系統(tǒng)，如,,一個(gè)機(jī)構(gòu)的組成,,機(jī)構(gòu)中的工作流程。,,,,支持,UML,的工具,目前有很多支持,UML,的工具，例如,,Rational Rose,,Together,,ArgoUML,,,MagicDRaw,UML,,Visual UML,等。,,UML,只是一套可視化的面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析,與設(shè)計(jì)的,語(yǔ)言，它一定要與一套工具搭配使用。,,與,UML,搭配最密切的工具就是,Rational Rose,。,,,,6.2.,４,Rational Rose,Rose,提供對(duì)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的支持，其中包括統(tǒng)一建模語(yǔ)言,UML,。,,,Rose,具有建立、瀏覽、修改和保存模型的能力，保證不同模型視圖之間、模型與代碼之間轉(zhuǎn)化的一致性，它具有支持正／反向建模的能力。,,,Rose,主要針對(duì)企業(yè)信息系統(tǒng)建模。,,,,Rational Rose,有多種版本,Rose Modeler,：,提供建模功能，但不支持代碼生成和由代碼逆向生成模型（逆向工程）。,,Rose,Professinnal,：,支持生成一種語(yǔ)言的代碼。,,Rose Enterprise,：,支持,VC,，,Java,，,Ada,，,CORBA,，,Visual Basic,，,COM,，,Oracles,與,XML,架構(gòu)下生成代碼，模型的組件可以用不同語(yǔ)言生成代碼。,,近來(lái)推出的,Rose 2000,，,Rose 2002,，,Rose 2003,可以支持,Java,，,VB,，,VC++,等架構(gòu)的代碼生成和逆向工程。,,,Rose,開(kāi)發(fā)環(huán)境,啟動(dòng),Rose,,單擊［開(kāi)始］－［程序］－［,Rational suite Enterprise,］－［,Rational Rose Enterprise Edition,］，,出現(xiàn)如圖,4,－,l,所示的界面。,,,Rose,圖形界面構(gòu)成,菜單欄；,,瀏覽框（,Brower,）；,,標(biāo)準(zhǔn)工具欄（,standard Toolbar,）；,,圖素工具欄（,Diagram Toolbar,）；,,圖形窗口（,Diagram Windows,）；,,文檔窗口（,Document window,）；,,日志欄（,Log,）；,,狀態(tài)欄（,Status,）；,,規(guī)范對(duì)話框（,Specification,）。,,,Rose,界面,,圖象工具欄,瀏覽框,工具欄,菜單欄,文檔欄,狀態(tài)欄,日志欄,圖形窗口,,Rose,的四種視圖,Rose,創(chuàng)建一個(gè)新的系統(tǒng)模型時(shí)自動(dòng)生成下列四種視圖：,,用例視圖、,,邏輯視圖、,,組件視圖,,部署視圖，,,Rose,把視圖看成是模型結(jié)構(gòu)中的第一層次。,,,6.2.3,公共機(jī)制,修飾與擴(kuò)展是,UML,語(yǔ)言中有兩個(gè)重要機(jī)制，使用它們可使得,UML,更加簡(jiǎn)化。,,,注解是一種最重要的能單獨(dú)存在的修飾，,,,擴(kuò)展集則包括構(gòu)造型、標(biāo)記值和約束。,,注解,注解（,note,）,是附加在元素或元素集上用來(lái)表示約束或注釋的圖形符號(hào)。,,,在圖形上，把注解畫(huà)成帶有把角的矩形，在矩形中填寫(xiě)文字或圖形注釋。,,,注解,,,6.3,用例圖,用例圖,(Use Case Diagrams,）是顯示一組用例、參與者，以及它們之間關(guān)系的圖。,,用例圖,用于描述系統(tǒng)的功能集。,,,用例圖是其他模型的核心和基礎(chǔ)。,,,用例圖只能靜態(tài)地描述系統(tǒng)功能，為了描述系統(tǒng)的行為，可以使用活動(dòng)圖、順序圖等。,,,6.3.1,用例,,用例,(Use Case,),是對(duì)系統(tǒng)的用戶需求（主要是功能需求）的描述。用例也稱案例，用況等,,,用例是指一個(gè)或多個(gè)參與者為達(dá)到某個(gè)目的與要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行的典型交互作用。,,,用例表達(dá)了系統(tǒng)的功能，即系統(tǒng)提供的服務(wù)。,,,參與者可以是人，也可以是外部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和外部進(jìn)程。,,,獲取用例,獲取用例的最簡(jiǎn)單的途經(jīng)是與典型用戶進(jìn)行交談，,,,軟件開(kāi)發(fā)人員工作是用簡(jiǎn)單的圖形和文字描述用戶的想法，并為之取個(gè)名稱。,,,一系列用例的集合，就組成了整個(gè)系統(tǒng)的需求。,,,6.3.2,用例圖,,用例圖,(Use Case Diagrams,）是顯示一組用例、參與者，以及它們之間關(guān)系的圖。,,,用例圖用來(lái)描述用戶的功能需求。,,,用例圖一般由參與者和用例構(gòu)成，,,訂貨系統(tǒng)用例圖,,用例圖的圖形符號(hào),,圖形符號(hào),名稱,描述,,用例,,,角色（參與者）,,,關(guān)聯(lián)關(guān)系,,,1.,參與者,在用例圖中，參與者用一個(gè)名稱寫(xiě)在下面的小人表示，,,,參與者都必須有唯一的名稱或標(biāo)識(shí)。,,,參與者運(yùn)行用例。一個(gè)參與者可運(yùn)行多個(gè)用例；反過(guò)來(lái)，一個(gè)用例也可由多個(gè)參與者所運(yùn)行。,,1.,參與者,參與者（,Actor,）,是指處于系統(tǒng)邊界之外的，與系統(tǒng)發(fā)生交互作用的外部用戶、,設(shè)備,或其他系統(tǒng)。,,在系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)作中，一個(gè)實(shí)際用戶可能對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的多個(gè)參與者。,,不同的用戶也可以只對(duì)應(yīng)于一個(gè)參與者，從而代表同一參與者的不同實(shí)例。,,在處理參與者時(shí)，重要的是角色，而不是人的職務(wù)等屬性。,,,,2.,識(shí)別用例,,識(shí)別用例的另一個(gè)重要來(lái)源是首先需要找出各種可能的參與者，開(kāi)列出他們的名單，,,,然后通過(guò)對(duì)這些參與者的調(diào)查，為他們描繪出各自要求的用例。,,,2.,識(shí)別用例,識(shí)別用例的另一個(gè)重要來(lái)源是外部事件。,,,應(yīng)該考察所有來(lái)自外部世界且需要作出反應(yīng)的事件。,,,一個(gè)給定事件可能會(huì)引起一個(gè)與參與者無(wú)關(guān)的系統(tǒng)反應(yīng)，或者一個(gè)主要來(lái)自參與者的反應(yīng)。,,,3.,用例描述,用例,描述是對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)參與者操作所進(jìn)行的內(nèi)部操作順序的詳細(xì)描述。,,,3.,用例描述,事件（,Event,）是對(duì)一個(gè)在時(shí)間和空間上占有一定位置的有意義的事情的規(guī)格說(shuō)明。,,,對(duì)于每個(gè)用例，都可以用事件流來(lái)規(guī)定用例的行為。,,,用例的事件流是對(duì)完成用例行為所需的事件的描述。,,,,3.,用例描述,在描述事件流時(shí)，應(yīng)該包括下列內(nèi)容：,,用例什么時(shí)候開(kāi)始，怎樣開(kāi)始。,,用例什么時(shí)候結(jié)束，怎樣結(jié)束。,,用例和參與者之間有什么樣的交互作用。,,用例需要什么數(shù)據(jù)。,,用例的基本事件流的描述。,,用例的分支事件流的描述。,,替代的事件流的描述。,,,用例描述模板,進(jìn)行用例描述，應(yīng)使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模板。,,X,．,用例,XX,（,用例名）的事件流,,X1,前置條件（,Pre,－,Conditions,）,,X2,后置條件（,Post-Conditions,）,,X,3,擴(kuò)充點(diǎn)（,Extension Points,）,,X4,事件流,,X4.1,基流（,Basic Flow,）,,X4.2,分支流（,Subfl,o,ws,）（,可選）,,X4.3,替代流（,Alternative Flows,）,,,用例的活動(dòng)圖描述,,,4.,用例的關(guān)系,用例除了與參與者有聯(lián)系以外，用例之間還存在著一定的關(guān)系。參與者之間還存有關(guān)系。,,,關(guān)系包括：,,參與者與用例之間的關(guān)系、用例之間的關(guān)系、參與者之間的關(guān)系。,,,關(guān)系類型包括：,,關(guān)聯(lián)關(guān)系、包含關(guān)系、擴(kuò)展關(guān)系和泛化關(guān)系。,,,⑴,關(guān)聯(lián)關(guān)系,描述參與者與用例之間的關(guān)系。在,UML,中用實(shí)線表示，例如，客戶啟動(dòng)系統(tǒng)的取錢(qián)功能，表示客戶啟動(dòng)與用例的關(guān)聯(lián),,,關(guān)系方向顯示是誰(shuí)啟動(dòng)了通信，,,,建立通信之后，信息是可以雙向流動(dòng)的。,,,關(guān)于雙向通信,——,由客戶或用例來(lái)啟動(dòng)查看購(gòu)物車(chē)狀態(tài),,⑵,泛化關(guān)系,泛化,關(guān)系,（,Generalization Association,）是,表示一般與特殊的關(guān)系。,,泛化關(guān)系用于共享用例的共同功能行為。,,子,用例可以繼承父用例的含義和行為，也可以對(duì)父用例的行為進(jìn)行增加和修改。,,子,用例可以出現(xiàn)在父用例出現(xiàn)的任何位置。,,,泛化關(guān)系,泛化關(guān)系用泛化箭線（帶空心三角箭頭的實(shí)線）表示，從子用例發(fā)出，指向父用例。,,,如果需要可以在箭線上標(biāo)出聯(lián)系的名稱,,,泛化,關(guān)系,,⑵,包含關(guān)系,包含關(guān)系（,Include Association,）,是指一個(gè)基本用例的行為包含了另一個(gè)用例的行為。,,,使用時(shí)，常常是把公共的行為放到被包含的用例中，被包含的用例通常作為某些包含它的更大的基本用例的一部分。,,,在圖,形上，,用一條從基本用例指向被包含的用例的虛箭線表示，并在箭線上標(biāo)有構(gòu)造型,<<Include,>>,。,,,用例之間的關(guān)系,,包含關(guān)系,,,⑶,擴(kuò)展關(guān)系,擴(kuò)展關(guān)系（,Extend Association,）,表明擴(kuò)展用例的行為相對(duì)于基本用例是在一個(gè)給定延伸點(diǎn)上的延伸關(guān)系。,,,擴(kuò)展關(guān)系允許一個(gè)用例擴(kuò)展另一個(gè)用例所提供的功能。,,,,擴(kuò)展關(guān)系,在圖,形上，,擴(kuò)展關(guān)系用一條從擴(kuò)展用例指向基本用例的虛箭線表示，并在箭線上標(biāo)有構(gòu)造型,<<E,xtend,>>,。,,,擴(kuò)展關(guān)系,,,擴(kuò)展關(guān)系,,,擴(kuò)展關(guān)系,,,擴(kuò)展關(guān)系,,,擴(kuò)展關(guān)系,,,以下規(guī)則用來(lái)判斷應(yīng)使用哪種關(guān)系：,當(dāng)處理一般行為的某種變化時(shí)，采用泛化關(guān)系。,,,當(dāng)處理一般行為的某種異常情況，且希望通過(guò)基本用例中的擴(kuò)展點(diǎn)來(lái)加強(qiáng)控制時(shí)，則應(yīng)采用擴(kuò)展關(guān)系。,,,當(dāng)為了避免在兩個(gè)或多個(gè)用例中出現(xiàn)重復(fù)描述時(shí)，則采用包含關(guān)系。,,,,4.,用例的級(jí)別,,概要級(jí)或稱系統(tǒng)級(jí)用例：可以作為概要來(lái)描述更低級(jí)別的用例。比如“客戶管理”。,,用戶目標(biāo)級(jí)用例：參與者為完成某種工作而具有的目標(biāo)，通常由某個(gè)人在某個(gè)地點(diǎn)和某個(gè)時(shí)間內(nèi)完成。比如“添加客戶”。,,子功能級(jí)用例：執(zhí)行用戶目標(biāo)級(jí)用例時(shí)要完成的功能，通常是具體的操作，我們通常不會(huì)直接使用，而是通過(guò)用戶目標(biāo)級(jí)用例間接調(diào)用。比如“客戶驗(yàn)證”。,,,,用例圖的層次,A,B,C,B1,B2,A2,A3,A1,C1,C2,子系統(tǒng),1,子系統(tǒng),3,子系統(tǒng),2,,學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)高層用例圖,,成績(jī)管理,教學(xué)管理系統(tǒng),試題管理,選課管理,,學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)細(xì)化的用例圖,輸入成績(jī),查詢成績(jī),成績(jī)修改,,,統(tǒng)計(jì),成績(jī)管理系統(tǒng),>,,５,.,建立用例模型,用例模型是用用例圖和相應(yīng)的說(shuō)明文檔表示。,,,繪制用例圖的步驟,（,1,）找出系統(tǒng)的參與者，確定系統(tǒng)的邊界和范圍。,,（,2,）確定每一個(gè)用戶所期望的系統(tǒng)行為。,,（,3,）把這些用戶所期望的系統(tǒng)行為命名為用例。,,（,4,）把一些公共的系統(tǒng)行為單獨(dú)分解為一些用例，供其他的用例引用。把一些變更的行為分解為擴(kuò)展用例。,,,(5,）繪制出用例圖。,,,,END,,