UML基础教程

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1、第一章第一章 UML 的基本原理的基本原理重要技能重要技能1.1 了解软件建模的原因 1.2 理解统一建模过程 1.3 什么是 UML 1.4 认识 UML 的构件 1.5 寻找有效的 UML 建模工具1.1 了解软件建模的原因了解软件建模的原因1.1.1 分析、设计与实现分析、设计与实现依赖大量的分析，而不是设计，甚至也不是实现。 行业专家：谁要使用这个系统 重要提示： 1、模型是真实世界的简化。用模型表示系统的行为和结构。 2、使双方（需求方、开发方）更好地理解需要开发的系统。1.1.2 软件生命周期模型软件生命周期模型三种： 瀑布型 螺旋型（迭代型） 增量型1.2 理解统一建模过程理解统

2、一建模过程UML（Unified Modeling Language）：建模语言、建模方法（不是设计方法） RUP（Rational Unified Process）：统一过程应用于 UML。即用 UML 来严格实施 RUP。 软件开发过程：是将产品或者系统从概念形成为成品所遵循的一系列阶段。在 RUP 中有 4 个阶段： 初始阶段（Inception）：确定要开发的系统，包括其内容及业务。 筹划阶段（Elaboration）：实施详细的设计，确定系统的功能。 构建阶段（Construction）：编写软件。 转换阶段（Transition）：将系统交付给用户（rolling out）1.2.

3、1 初始阶段：确定业务需求，建立用例模型。初始阶段：确定业务需求，建立用例模型。1.2.2 筹划阶段（重点）：筹划阶段（重点）：设计团队从用例进行工作以得到对如何构建系统的统一认识。 用例分解-域、子系统、与之相关的业务对象设计（这是一个重要环节）-域模型-模 型图-类和类成员模型 1.2.3 构建阶段： 进行实际的软件产品构建。开发部分是一个增量过程。 1.2.4 转换阶段：1.3 什么是 UML 可以应用于任何软件开发过程的标记法和语义语言。1.4 认识 UML 的构件 主要构件：结构图和行为图 1.4.1 结构图（Structural Diagrams） 类图和实现方式图 1、 类图和对

4、象图 类图（class diagram）：用于表示不同的基础构件（类） ，它们之间的关系以及它们属 于哪个子系统。类图包括属性、操作，以及许多类型的角色和关联。对象图（object diagram）：与类图非常相似，用于处理类的实例-对象。多用于具体 示例的设计。前者是一般，后者是单独。 2、 组件图和部署图 组件图（component diagram）：用于说明系统的组件之间如何进行交互，它将显示源 文件与类之间的依赖性，以及它们属于哪个组件。组件图成为 UML 核心功 能。 部署图（deployment diagram）：用于组件安装之后在哪里配置组件，以及这些系统如何交 互建立模型。 1

5、.4.2 行为图（behavioral diagram） 用于显示组件、类、用户和系统之间的流程。 1、 用例图（use case diagram） 包括用例和参与者，用来说明这两个集合之间的关系。它是分析阶段的起点。以求把 系统的整个结构和有效性反映给非技术人员，它还可以图示化系统的主事件流程，也 可以图示化选择流程。 2、 活动图（activity diagram） 用于分析较复杂的用例中的行为，并显示它们之间的交互作用。活动图是用于对业务 工作流程进行建模的。常用于表示较为复杂的业务活动，以帮助你确定出用例或用例 之间及用例内部的交互作用。 3、 序列图（sequence diagram

6、） 用于显示参与者与对象之间，以及对象之间的交互作用。消息由参与者发送至对象， 由对象发送至对象，再由对象发送至参与者以显示系统中的控制流。4、 协作图（collaboration diagram） 用于将类图带入下一个步骤。它表示了在域建模过程初期的各个步骤中所创建的对象 之间的交互作用及相互关系。 5、 状态图（statechart diagram） 用于对子系统的行为建模、对类与系统界面的交互作用建模，以及实现用例。用于分 析和设计阶段之间的过渡时期，是可视化应用程序流程的极好方法。第二章 用例图重要技能 2.1 定义用例图 2.2 找到用例图建模的原因 2.3 认识用例图的标记符组件

7、2.4 理解泛化技术 2.5 理解如何使用包含关系和扩展关系 2.6 学习如何建立用例图模型2.1 定义用例图 它设计新系统的起始点。明确业务需求，是有关系统细节的最高形式。用例图说明的是谁 使用这个系统以及他们使用该系统可以做些什么。 2.2 找到用例图建模的原因 用例图为我们提供了系统的一个概览，对系统提供给用户的功能进行说明。 用例图与用例的不同之处： 用例简单地描述了用户要求系统所具备的动作。 用例图把用户、用例以及这两者包含在一个系统中，或者一个或多个子系统中。 同时用例图也是测试产品的一个好方法。2.3 认识用例图的标记符组件 解析一个用例图，可以发现它包含 4 个基本组件。 系统

8、、参与者、用例、关系 2.3.1 系统 系统是为用户执行某类功能的一个或多个软件构件。一个系统可能会有自己的子系统，它 们是系统中被组织起来的组件。 2.3.2 参与者 用于表示使用系统的对象，它可以是一个人或另一个系统，不要以实际人名命名，应该以 参与者在系统中扮演的角色命名。 2.3.3 用例 用例是用户期望系统具备的动作。在命名中不能使用冒号。因为在说明某个用例所属包时 会用到它。 2.3.4 关系 用例图的实质内容-关系（通信）：由一条连接参与者与用例的线来图示说明。 2.3.5 子系统将一个大型系统分为更易于维护的构件，这种构件就是子系统。 如 Development Environ

9、ment includes Compile、Editor、Debugger、Source Control2.4 理解泛化技术 泛化是一种用于表示 UML 中项目的继承的技术。它可以应用于参与者和用例来表示 其子项从父项继承功能，而且还表示父亲的每个孩子都有着略微不同的功能或目的以确保 自己的唯一性。 2.4.1 用例与用例的关系2.4.2 参与者与参与者的关系2.5 理解如何使用包含关系和扩展关系 包含和扩展是在两个用例紧密相关时，关联用例的两种方法。包含关系用于表示用例为执 行其功能从其他用例引入功能。扩展关系则表示用例可以通过其他用例得到扩展。 2.5.1 包含关系 包含着包含（inclu

10、ding）和被包含（included）2 种类型的用例。前者是一个从后者获取功 能的用例。后者的功能被前者包含了。当 2 个以上的用例有相同的功能，则可以将这个功 能分解到另一个用例中。或当一个用例功能太多时，可以用包含关系建模 2 个小用例。在 已建立模型的系统中确定出被包含用例是十分明智的，因为这有助于确定系统中哪些功能 可以重用，这也是基于组件设计和开发的主要益处之一。 2.5.2 扩展关系 包含着扩展（extending）和被包含（extended）2 种类型的用例。后者在一定条件下可以可 选择地被前者中的功能扩展。一个被扩展用例可以有多个扩展点，而所有的扩展点必须对 被扩展的用例为真

11、。 扩展与包含关系相似，只是扩展只能在特定的设计点发生，称这个点为扩展点。2.6 学习如何描述用例 见成绩管理系统.mdl 文件 切记：UML 建模是一个迭代过程，它不是一个简单记录数据的过程。没有人希望你在第一 轮建模时就把这个图拿出来。2.7 学习如何建立用例图模型 创建用例图的 5 项任务： 1） 找出系统中的参与者和用例 2） 区分用例的优先次序 3） 细化每个用例 4） 建立用例模型结构 5） 建立用户界面的原型 切记：一对多，多对一 2.7.1 找出系统中的参与者和用例 由系统分析员完成 2.7.2 区分用例优先次序 由系统构造师完成：找出最关键、最艰巨、可以重用的任务，如 Rec

12、ord Grades。 2.7.3 细化每个用例练习：构建一个用例图 销售产品系统的需求第三章 活动图的工作流建模重要技能 3.1 定义活动图 3.2 了解为什么建模活动图 3.3 确定活动图的标记符组件 3.4 学习如何使用条件 3.5 学习活动图中的其它标记符 3.6 学习如何建模活动图活动图的作用：在面向对象的系统的不同组件之间建模工作流。用它能够演示出系统中哪 些地方存在功能，以及这些功能和系统中其它组件的功能如何共同来满足前面用例图建模 的商务需求。 3.1 定义活动图 使用活动图为把用例带入下一级分析阶段的方式。 活动图用于系统分析阶段对系统充分描述，允许读者了解系统的执行，以及如

13、何根据不同 的条件和刺激改变执行方向。3.2 了解为什么建模活动图 进一步规划用例，标识用例的前后条件，并且发现新的用例。3.3 确定活动图的标记符组件 3 种： 3.3.1 活动（活动状态） 指示要完成某项工作的指示符。 （圆角较大） 3.3.2 状态 活动内部的值，与活动类似，如 stopped（状态） 、stop（活动） ，2 种特殊的状态：开始、 结束。 （圆角较小） 3.3.3 转移 用来显示从状态到活动、活动之间或者状态之间的控制流。 3.3.4 综合运用3.4 学习如何使用条件 条件是让转移修改任何工作流的方向所必需的。使用条件来增强活动图。 使用控制点和决策点可以建模修改活动图

14、流程的条件。 3.4.1 控制点（表达式） 控制点（guard）：用来允许工作流仅沿着满足预置条件的方向继续。如 guard_SaveFile 活动图 3.4.2 决策点（标记） 决策点需要对工作流继续的方向做出决策。使用菱形标记符。 在带有大量不同条件的大型图中尤其有用。常规时与控制点作用相同。 控制点也用于决策点，但是是从转移分支到决策点，而不是从指涉的活动到决策点。 决策点的使用增加了阅读活动图的方便。3.5 学习活动图中的其它标记符 事件（event）和触发器（trigger）的用法与控制点类似，区别是前者是被触发来把工作流 移到对应的方向，而后者是通过表达式的限制来控制工作流。泳道（

15、swim lane）用来根据 活动绘制对象的域来隔离它们。分岔（fork）和联结（join）用于并行处理的转移（在两个 转移同时发生时） 。 3.5.1 事件（event）和触发器（trigger） 事件可以包含在转移中来强制控制工作流采取某个方向。 3.5.2 泳道 增强活动图的可读性。明确对象或域与哪些活动关联。当模型中使用多个对象时强力推荐 使用泳道。 3.5.3 分岔和联结 分岔用于开始并行处理，联结用于把并行处理流转换为单向处理流。分岔的每一分支都是 独立的活动图，与其它分支没有任何关系。每一个工作流不必等待其它的工作流，直到遇 到联结为止。3.6 学习如何建模活动图 创建活动图共有

16、 5 个任务： 1） 标识需要活动图的用例 2） 建模每一个用例的主路径 3） 建模每一个用例的从路径 4） 添加泳道来标识活动的事务分区 5） 改进高层活动并添加到更多活动图中 注意：Unified Process 是一个反复的过程，要比较模型修改前后的对整个工程的影响。3.6.1 标识用例 以教师修改学生分数用例为例。Update Grades（包括 Save Grades 和 Load Grades） 3.6.2 建模主路径 在开始创建用例的活动图时，往往利用一条明显的主路径执行工作流，然后再进行扩展。 主路径从开始到结束，没有任何错误或判断的从路径。 3.6.3 建模从路径 有了主路径后，应该检查一下其他可能的工作流情况。如错误处理或执行其它活动。 3.6.4 添加泳道 抽象对象为：1）Teacher（用例的参与者）2）Website（提供后端功能的泛化组织） 利用泳道再一次向活动图添加更多的细节。 要添加状态，以便指示现在处于哪一个转折点。第四章 使用顺序图建模行为重要技能 4.1 定义顺序图 4.2 为什么要建模顺序图 4.3 了解顺序图的标记