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1、计算机科学2 0 0 2 V 0 1 2 9 N 9 8 ( 增刊)利用R a t i o n a lR o s e 快速建立面向对象的应用模型* )R a p i d l yB u i l d i n gu pO b j e c t O r i e n tA p p l i c a t i o nM o d e lw i t hR a t i o n a lR o s e彭凌西武刚黎明( 西南石油学院计算机科学学院南充6 3 7 0 0 1 )A b s t r a c tT h eU M Ll a n g u a g ei so nb e h a l fo ft h et e c h n
2、o l o g ya n dg r o w t ho ft h eo b j e c t o r i e n t e ds o f t w a r ed e v e l o p m e n t ，s y n t h e s i z i n gt h ev i r t u eo fa l lk i n d so ft h eo r i e n t e do b j e c ta n a l y s i sm e t h o d s T h ep a p e ra n a l y z e st h em e c h a n i s ma n dt h ec h a r a c t e ro fU
3、M Lm o d e l i n g ，w i t ht h et o o lo fR a t i o n a lR o s e ，w h i c hf u l l ys u p p o r t st h eU M Lm o d e l i n g ，b u i l d i n gu pas i m p l es t u d e n tr e g i s t r a t i o ns y s t e mm o d e l ，i n t r o d u c i n gt h ep r o c e s so fb u i l d i n gt h eo b j e c t o r i e n t
4、e dm o d e li nd e t a i l K e y w o r d sI n f o r m a t i o nm o d e l i n g ，O b j e c t o r i e n t e dm o d e l ，R a t i o n a lr o s e ，U M L1引言信息系统的建模方法可以分为：面向过程的建模、面向数据的建模、面向信息的建模、面向决策的建模和面向对象的建模五种。其中，面向对象的分析方法是利用面向对象的信息建模概念，如实体、关系、属性等，同时运用封装、继承、多态等机制来构造模拟现实系统的方法。面向对象的建模，把系统看成是相互协作的对象，这些对象是结
5、构和行为的封装，都属于某个类，那些类具有某种层次化的结构。系统 的所有功能通过对象之间相互发送消息来获得。面 向对象的建模是面向过程和严格数据驱动的软件开发方法的渐进演变结果，数据库技术中的实体一关系 ( E R 图) 的数据建模思想也在面向对象的方法中得以体现。2面向对象建模方法和U M L 语言建模的 特点优势2 1U M L 语言诞生和成长 在软件系统的建模分析开发过程中，开发人员经常会遇到以下问题：不能准确理解用户的需求；系统各部分难于集成；软件难于维护和扩充；对不断变 化的需求束手无策；一些严重错误到项目后期才发现。实际上，上述问题可以归结为一个问题，即信息 交流问题：开发人员与用户
6、之间以及开发人员内部都没有能够进行充分、有效的交流。究其根本，原因 在于：系统模型都没有以一种统一的方式显式地表达出来。统一才能保证相互理解。R a t i o n a l 公司的三位著名的面向对象大师( G r a d yB o o c h 、I v a r ) 提出了统 一建模语言U M L ( U n i f i e dM o d e l l i n gL a n g u a g e ) ，并不断根据业界合作伙伴( 如M i c r o s o f t 、O r a c l e 、 I B M 等) 的反馈对U M L 进行修正，以保证它能够适 应不同领域的需要。1 9 9 7 年1 1
7、 月，U M L l 1 被O M G U M L 综合了著名的B o o c h 方法、O M T 方法与 O O S E 方法的优点，被O M G 认定为国际标准。它将模型中的信息用标准的图形元素直观地表示。它不仅支持面向对象分析与设计，而且支持从需求分析开始的软件开发的各个阶段，使用它可以使用户、系 统分析员、程序员、测试人员从使用U M L 建立的模型中得到他们关心的信息。 U M L 语言作为一种极有前途的面向对象软件设计方法，它的使用将有助予在面向对象软件工程环境中，减少软件出错的可能性，降低软件开发的风险，提高软件开发的效率，大大缩短软件的开发周期，从而实现快速软件开发。2 2u
8、 M L 语言简介客观世界是一个复杂的巨大系统，需要从不同的角度来考察，才能真正理解这个系统。为了能支持 从不同角度来考察系统，标准建模语言U M L 定义了下列5 类、共1 0 种模型图：a 第一类是用例图从用户角度描述系统功能，并指出各功能的操作者。b 第二类是静态图( S t a t i cd i a g r a m )包括类图、对象图和包图。其中类图描述系统中类的静态结构。不仅定义系统中的类，表示类之间的联系如关联、依赖、聚合* ) 本论文受西南石油学院研究生培养专项基金资助彭凌西计算机应用专业硕士主要研究方向为对象关系数据库应用数据仓库数据挖掘。武刚计算机应用专业硕士黎明教授主要研究
9、方向为网络与多媒体应用2 4 2 等，也包括类的内部结构( 类的属性和操作) 。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。对象图是类图的实例，几乎使用与类图完全相同的标识。它们的不同点在于对象图显示类的多个对象实例，而不是实际的类。一个对象图是类图的一个实例。由于对象存在生命周期，因此对象图只能在系统某一时间段存在。包由包或类组成，表示包与包之间的关系。包图用于描述系统的分层结构。c 第三类是行为图描述系统的动态模型和组成对象间的交互关系。其中状态图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。通常，状态图是对类图的补充。在实用上并不需要为所有的类画状态图，仅为那些
10、有多个状态其行为受外界环境的影响并且发生改变的类画状态图。d 第四类是交互图( I n t e r a c t i v ed i a g r a m )描述对象间的交互关系。其中顺序图显示对象之间的动态合作关系，它强调对象之间消息发送的顺序，同时显示对象之间的交互，合作图描述对象间的协作关系，合作图跟顺序图相似，显示对象间的动态合作关系。除显示信息交换外，合作图还显示对象以及它们之间的关系。如果强调时间和顺序，则使用顺序图，如果强调上下级关系，则选择合作图。这两种图合称为交互图。e 第五类是实现图( I m p l e m e n t a t i o nd i a g r a m ) 其中构件
11、图描述代码部件的物理结构及各部件 之间的依赖关系。配置图定义系统中软硬件的物理体系结构。R a t i o n a lR o s e 建模功能简介在软件工程方面，D r B o e h m 于1 9 8 5 年针对“瀑布式”软件开发模式的缺失，提出渐增式( i n c r e m e n t a l ) 、重复式( i t e r a t i v e ) 的软件发展模式。时至今日， 重复式发展过程已成为软件工程的主流技术之一。 软件工程辅助工具( 简称C A S E ) 若要支援C I D P 重 复式发展过程( 简称C I D P ) 必须具备下列特性：从 设计模式产生程式码时，不能破坏前一
12、循环的程式码；可从实作的程式码产生所谓“a s b u i l d ”的设计模式；支援即逆向工程技术；可区分原设计模式与“a s b u i l d ”设计模式在主架构上的差异；可利用实作的结果更新原来的设计，以反应主架构设计的现况。R a t i o n a lR o s e 可以和任何一种面向对象的应用程序结构组合使用，通过R a t i o n a lR o s e 系列产品可得到各类主要编程语言和快速应用开发工具的直。 接支持：、a 模型和代码的高度一致。R o s e 可以真正实现正向、逆向和双向工程。b 多语言的支持。R o s e 本身能够支持的语言包括：C + + 、V i s
13、 u a lC + + 、J a v a 、S m a l h a l k 、A d a ，以及 4 G L 语言：V i s u a lB a s i c 、P o w e r B u i l d e r ，也能够为 C O R B A 应用产生接口定义语言I D L 和为数据库应 用产生数据库描述语言D D L 。 C 对团队开发的强有力的支持。R o s e 提供了两 种方式来支持团队开发：一种是采用S C M ( 软件配 置管理) 的团队开发方式；另一种是没有S C M 情况下的团队开发方式。 d 支持建模语言。作为面向对象开发的行业标 准语言，U M L 是唯一可以在U N I X
14、上和N T 上共用的标准语言。 e 另外，R a t i o n a l 公司还提供了丰富的C A S E 工具支持R U P 。由于R U P 采用标准的U M L 描述系统模型体系结构，因此可以利用很多第三方厂家提供的产品。4 一个利用R a t i o n a lR o s e 进行快速开发的 实例在利用R a t i o n a lR o s e 进行U M L 对象信息建模时。通常采用以下步骤：先根据需求分析建立需求模型；再建立系统的 对象模型，包括静态模型和动态模型。静态模型描述 系统的对象和对象之间的静态关系，使用了U M L的包图、类图和对象图；动态模型描述对象之间的交互关系、
15、对象的生命周期及其在生命周期中各种可 能的状态和状态之间转换的约束。使用U M L 的顺序列图、协作图和状态图；然后建立系统的体系结构模型。定义系统的软件、硬件体系结构及通信机制， 可视化地表示软硬件系统之间的合作关系。使用 U M L 的组件图和配置图I 最后在组件图的基础上生成所选开发语言的代码框架。 下面以一个学生选课的例子对利用R a t i o n a lR o s e 进行快速建模开发的过程进行说明。在这个例子中，管理员通过系统增删本学期提供的课程列表， 教授根据课程目录系统授课，学生在登录选课系统后选择在本学期提供的课程列表中的课程，学生也可以更新或者是删除在学期开始时选择的课程
16、，课 程目录系统提供本学期的课程列表。本文给出了利用R a t i o n a lR o s e 2 0 0 1 设计的用例图、活动图、类图等等。 4 1 建立需求模型包括模型和动态模型。静态模型是功能模型，描 述系统功能和功能潜在的用户及其关系，使用了 U M L 的用例图；动态模型描述业务过程或事物处 理过程，使用U M L 活动图。2 4 3 在U M L 中，用例表示为一个椭圆。概括地说，用例有以下特点：用例捕获某些用户可见的需求，实现一个具体的用户目标；用例由执行者激活，并提供确切的值给执行者；用例可大可小，但它必须是对一个具体的用户目标实现的完整描述；执行者是指用 户在系统中所扮演的角色。其图形化的表示是一个小人。在建立用例模型的时候首先应指明系统的边界和各功能的操作者，操作者按照角色来划分，其次是 描述操作者和系统的交互过程，即系统应该提供的 服务和相关的外部事件，把事件和用例联系起来建立用例模型。先建立粗略的用例模型，然后细化用吴弋S = 氓矾强尚嗽髓记i 懂蒜娆图1图3例，明确用例之间的关
