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1、面向对象技术及UML建模 北京科技大学经济管理学院王柏琳wangbl 13466720092 目录 第一章面向对象技术第二章UML概述第三章用例与用例图第四章类图与对象图第五章包与包图第六章顺序图和通信图第七章状态图和活动图第八章构件图和部署图 2 1UML基本概念2 2UML演变过程2 3UML组成2 4基于UML视图的软件体系结构2 5UML建模工具 第2章UML概述 一 UML简介UnifiedModelingLanguage 统一建模语言一种概念清晰 表达能力丰富 适用范围广泛的面向对象的标准建模语言支持面向对象系统的分析 设计 实现和交付等各个环节 可以用于系统的理解 设计 浏览 维
2、护和信息控制注意 UML是一个标准的图形表示法 它不是系统分析和设计方法 只是一种系统建模的标准 2 1UML基本概念 二 UML作用最本质的用途 系统建模模型是真实事物的抽象系统建模 去掉任何无关或者可能引起混淆的信息 根据需求对真实系统进行简化模型化可以帮助用户从较高的层次理解系统 使用户更专注于系统设计的重要部分 收集关键信息 而不必注意一些无关紧要的部分UML是目前应用最广的一类建模语言 2 1UML基本概念 二 UML作用作用1 为软件系统建立可视化模型UML符号具有良好的语义 不会引起歧义 基于UML的可视化模型 使系统结构直观 易于理解 使用UML进行软件系统的建模 不但有利于系
3、统开发人员和系统用户的交流 还有利于系统维护 2 1UML基本概念 二 UML作用作用2 为软件系统建立构件UML不是面向对象的编程语言 但它的模型可以直接对应到各种各样的编程语言 正向工程 UML模型 代码生成器 程序设计语言代码逆向工程 程序源代码 反向生成器 UML模型在某些工具支持下 甚至可以生成关系数据库的表 2 1UML基本概念 二 UML作用作用3 为软件系统建立文档UML可以为系统的体系结构及其所有细节建立文档不同的UML模型图可以作为项目不同阶段的软件开发文档 2 1UML基本概念 2 1UML基本概念2 2UML演变过程2 3UML组成2 4基于UML视图的软件体系结构2
4、5UML建模工具 第2章UML概述 面向对象建模语言出现于20世纪70年代中期从1989年到1994年 其数量从不到10种增加到了50多种 爆发了一场 方法大战 20世纪90年代 一批新方法出现了 其中最引人注目的是Booch方法 OMT方法和OOSE方法等GradyBooch是面向对象方法最早的倡导者之一 他提出了面向对象软件工程的概念1991年 Booch将以前面向Ada的工作扩展到整个面向对象设计领域 推出了Booch方法Booch方法适合于系统的设计和构造 Booch方法是UML的主要来源 2 2UML演变过程 OMT ObjcetModelingTechnique 方法JimRumb
5、augh在1991年正式提出的在实体 关系模型上扩展了类 继承和行为用对象模型 动态模型 功能模型和用例模型 共同完成对整个系统的建模适用于分析和描述以数据为中心的信息系统OOSE Object OrientedSoftwareEngineering IvarJacobson在1992年提出最大特点是用例驱动 Use CaseDriven 并在用例的描述中引入了外部角色的概念比较适合支持商业工程和需求分析 2 2UML演变过程 1994 10Booch和Rumbaugh开始致力于UML开发工作 对Booch方法和OMT方法进行了合并1995 10发布了统一方法UM0 8 UnitiedMeth
6、od 1995 秋Jacobson加入 并引入了用例的思想1996 6 10发布了UML0 9和UML0 91 并将UM重新命名为UML UnifiedModelingLanguage 1996 底UML稳占面向对象技术市场85 的份额1997 1UML1 0版本被提交到OMG组织1997 11 7OMG把UML作为业界标准1998年后OMG接管了UML标准的维护工作 推出了UML的1 3版 1 4版 1 5版 后来又推出了2 0版 2 2UML演变过程 2 2UML演变过程 2 1UML基本概念2 2UML演变过程2 3UML组成2 4基于UML视图的软件体系结构2 5UML建模工具 第2章
7、UML概述 UML语义 描述基于UML的精确元模型定义元模型是定义表达模型所用语言的模型 它定义了UML模型的结构元模型为UML的所有元素在语法和语义上提供了简单 一致 通用的定义性说明UML表示法 定义了UML符号的具体表示法为开发者或开发工具使用这些图形符号和文本语法为系统建模提供了统一的标准这些图形符号和文字所表达的是应用级的模型 在语义上它是UML元模型的实例 2 3UML组成 UML视图 2类 13种图 静态 结构 6类图 描述系统中主要对象的属性和方法 以及这些对象之间的相互关系类图 对象图 包图 构件图 部署图 复合结构图 动态 行为 7类图 描述系统中重要对象的时间特性和对象间
8、为完成某个目标而相互进行通信的机制用例图 顺序图 通信图 状态机图 活动图 交互概览图 时间配置图 2 3UML组成 一 静态结构图 StructureDiagram 类图 ClassDiagram 描述系统中类的静态结构类图作用 定义系统中的类 详细表示类的内部结构 如类的属性和方法详细表示类与类之间的联系 如关联 依赖 聚合等类图描述的是一种静态关系 在系统的整个生命周期都是有效的 2 3UML组成 一 静态结构图 StructureDiagram 对象图 ObjectDiagram 类图的实例 使用与类图几乎完全相同的标识对象图和类图的不同点 对象图显示类的对象实例 而不是实际的类由于对
9、象存在生命周期 因此对象图与类图的生命周期也不一样 它只能在系统的某一时间段存在 2 3UML组成 一 静态结构图 StructureDiagram 包图 PackageDiagram 由包或类组成 表示包与包 包与类之间的关系包图主要用来描述系统的分层结构 2 3UML组成 构件图 ComponentDiagram 主要描述代码部件的物理结构及各部件之间的依赖关系一个部件可能是一个资源代码部件 一个二进制部件或一个可执行部件构件图显示了系统模型的物理视图 2 3UML组成 一 静态结构图 StructureDiagram 一 静态结构图 StructureDiagram 部署图 Deploy
10、mentDiagram 定义系统中软硬件的物理体系结构 显示网络的物理布局和各种组件的位置复合结构图 CompositeStructureDiagram 展示模型元素的内部结构 是UML2 0的新增图 2 3UML组成 二 动态行为图 BehaviorDiagram 用例图 UseCaseDiagram 主要描述用例与参与者间的交互用例 用户可见的需求 一个具体的用户目标参与者 系统的主体 表示提供或接收系统信息的人或系统用例图主要用来描述用户的需求 从用户的角度描述系统的功能 并指出各功能的参与者 强调谁在使用系统 系统为参与者完成哪些功能 2 3UML组成 状态图 StateDiagram
11、 主要描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条件一般情况下 状态图被作为是对类图的具体补充活动图 ActivityDiagram 主要描述为了满足用例要求所要进行的活动以及活动间的约束关系有利于识别系统中并行活动用例与执行者间的交互 2 3UML组成 二 动态行为图 BehaviorDiagram 顺序图 SequenceDiagram 显示对象之间的动态合作关系 着重体现对象间消息传递的时间顺序顺序图强调对象之间消息发送的顺序 同时显示对象之间的交互顺序通信图 CommunicationDiagram 在UML2 0之前的版本中为 合作图 协作图 描述对象间的协作关系 显示对象间
12、的动态合作关系除显示信息交换外 通信图还显示对象以及它们之间的关系 2 3UML组成 二 动态行为图 BehaviorDiagram 顺序图与通信图的关系如果强调时间和顺序 则使用顺序图如果强调对象间关系 则选择通信图两个图之间可以相互转化 2 3UML组成 二 动态行为图 BehaviorDiagram UML2 0又增加了下列两种行为图 交互概览图 InteractionOverviewDiagram 一种高层视图 从总体上显示交互序列之间的控制流时间配置图 TimingDiagram 也译为 定时图 时间图 描绘与交互元素的状态转换或条件变化有关的详细时间信息 顺序图 通信图 交互概览图
13、 时间配置图统称为交互图 InteractionDiagram 2 3UML组成 二 动态行为图 BehaviorDiagram 在具体的软件项目开发中 使用UML进行系统建模时不一定非要用到UML中所有的模型图 2 3UML组成 2 1UML基本概念2 2UML演变过程2 3UML组成2 4基于UML视图的软件体系结构2 5UML建模工具 第2章UML概述 2 4基于UML视图的软件体系结构 4 1视图 DeploymentView 2 1UML基本概念2 2UML演变过程2 3UML组成2 4基于UML视图的软件体系结构2 5UML建模工具 第2章UML概述 一 UML工具的选择支持UML
14、图工具至少应支持以下UML模型图 用例图 类图 顺序图 合作图 通信图 活动图 状态图 包图支持双向工程技术正向工程 节省编写类 属性 方法代码等工作的时间逆向工程 将代码转换成模型或者重新同步模型和代码支持项目组的协同开发允许某个开发人员拥有整个模型 其他人员只能以只读方式访问该模型 或者将这些组件结合到自己的设计中允许从模型中只引入所需要的组件 不必引入整个模型 2 5UML建模工具 二 常用的UML工具RationalRose在面向对象应用程序开发领域 RationalRose是影响其发展的一个重要因素把UML有机地集成到面向对象的软件开发过程中 提供了清晰的UML表达方法和完善的工具EnterpriseArchitect全功能且基于UML的VisualCASE工具 主要用于设计 编写 构建并管理以目标为导向的软件系统MicrosoftVisio独立的图表解决方案 可以帮助用户交流创意 信息和系统并将其可视化 可合并到Office文档中 2 5UML建模工具 1 UML 统一建模语言2 UML的演变过程3 UML的组成结构图6种 行为图7种 交互图4种 4 UML 4 1 视图1 用例视图4 进程视图 逻辑视图 实现视图 部署视图5 UML建模工具 Rose EA Visio 小结
