UML建模技术

UML原理与应用UML（Unified Modeling Language）是一种标准的图形化建模语言，它提供了一套丰富的符号和构造，用于描述软件系统的结构、行为和交互。

UML不仅仅是一种用于建模的语言，更是一种软件工程中的艺术和科学。

它的设计原则是简洁、直观和易于理解，适用于各种软件开发方法和过程。

UML的核心概念主要包括结构图和行为图。

结构图用于描述系统的静态结构，其中最常使用的是类图、对象图和组件图。

类图描述了系统中的对象和它们之间的关系，其中包括类、接口、关联、继承、依赖等元素。

对象图是类图的实例化，用于描述系统中的具体对象和对象之间的关系。

组件图则描述了系统中的组件和组件之间的关系，可以用于描述系统的模块化结构。

行为图用于描述系统的动态行为，其中最常使用的是用例图、活动图和状态图。

用例图用于描述系统的功能需求，其中包括参与者、用例、关联关系等元素。

活动图描述了系统中的控制流程和并发行为，可以用于描述系统的业务流程、算法等。

状态图描述系统中对象的状态转换和事件触发的流程，可以用于描述系统的状态变化和状态机制。

UML不仅仅可以用于系统设计和分析，还可以用于系统开发的各个阶段，包括需求分析、设计、编码和测试等。

在需求分析阶段，可以使用用例图和活动图来描述系统的功能需求和业务流程。

在设计阶段，可以使用类图和组件图来描述系统的结构和模块化设计。

在编码阶段，可以使用类图来实现系统的类和对象，并通过序列图来描述类之间的交互。

在测试阶段，可以使用状态图来描述系统的状态变化和状态转换的测试用例。

除了用于系统开发的各个阶段，UML还可以应用于系统维护和演化。

通过使用UML建模工具，可以方便地对系统进行分析和改进。

比如在系统维护阶段，可以使用类图来识别系统中的代码重复和耦合，从而进行代码重构。

在系统演化阶段，可以使用组件图来识别系统中的模块，从而进行模块化的重构。

总之，UML是一种广泛应用于软件工程的建模语言，它提供了一套丰富的图形符号和构造，用于描述软件系统的结构和行为。

uml建模方法
一、使用UML建模方法
1、UML基本方法
UML即统一建模语言，它是目前软件建模最流行的方法，是一种表达、理解、可视化、记录和展示系统的方法。

它在系统分析设计的过程中提供统一的视图，能帮助分析人员清楚的了解系统，从而更好的优化系统。

UML建模方法主要有以下几个：
1）类图结构：用来构建和描述不同对象之间关系的图形，它是面向对象分析的核心，是理解系统架构的窗口；
2）状态图：用来描述系统行为与状态的变化，它能够把一个激动的业务流程分解细节，为系统构思提供依据；
3）活动图：用来描述从一个状态到另一个状态的行为过程，可以降低复杂的系统的复杂度；
4）部署图：用来描述系统的物理部署情况，可以把抽象的系统行为映射到具体的系统部署；
5）构件图：用来描述系统的构件间的关系及服务，可以帮助把系统分解成一个个独立的构件；
6）交互图：用来描述不同构件间及操作的同步过程，可以设计系统的动态行为过程。

2、UML建模方法步骤
1）识别系统实体
要对系统进行建模，首先要对由哪些对象构成的实体，以及在不同实体之间是如何交互的进行把握，它们之间的关系及联系。

2）识别系统行为
根据识别的实体，以及各实体间的关系，开始对系统行为进行识别，建立各实体间的交互关系模型，从粗糙的描述到细节描述，把握系统的行为；
3）建立交互模型
最后，根据识别的实体，以及各实体间的关系，把握系统的行为，建立交互模型，来处理每个实体之间的交互，形成最终的系统模型。

uml的特点和用途UML（Unified Modeling Language）是一种用于软件系统建模的标准化语言，它具有以下特点和用途。

特点：1. 统一性：UML是一种统一的建模语言，它将多种建模技术整合在一起，包括结构建模、行为建模和交互建模等，使得不同的模型之间可以进行无缝的集成和协作。

2. 易学易用：UML采用图形符号和文本描述相结合的方式，使得它的语法和语义非常直观和易于理解，从而降低了学习和使用的难度。

3. 可扩展性：UML提供了一种扩展机制，允许用户根据具体的需求和场景进行定制和扩展，从而满足不同的建模需求。

4. 高度表达性：UML提供了丰富的图形符号和符号组合方式，可以灵活地表达不同的建模概念和语义，使得模型具有更高的表达性和可读性。

5. 易于工具支持：由于UML已成为行业标准，因此有许多建模工具和开发环境提供了对UML的良好支持，便于开发人员进行建模、分析和设计工作。

用途：1. 需求分析：通过使用用例图、活动图和状态图等UML图形，可以帮助分析师和开发团队更好地理解用户需求，明确系统功能和行为，并对需求进行有效的沟通和验证。

2. 系统设计：UML提供了类图、对象图和组件图等建模工具，可以帮助开发人员进行系统结构设计和模块划分，明确系统的组成部分和它们之间的关系，从而指导代码的编写和开发过程。

3. 架构设计：通过使用包图、部署图和组合结构图等UML图形，可以帮助架构师对系统进行整体设计和布局，明确系统的组织结构和部署方案，从而提高系统的可扩展性和可维护性。

4. 测试和验证：UML提供了序列图和协作图等建模工具，可以帮助测试人员进行系统测试和验证工作，明确系统的行为和交互方式，并根据模型生成测试用例和测试脚本，提高测试效率和覆盖率。

5. 文档生成：UML模型可以作为软件系统的文档，包含了系统的结构、行为和交互等信息，可以通过工具自动生成文档，提高文档的可读性和维护性。

6. 项目管理：UML可以作为项目管理工具的一部分，用于描述系统的工作流程、任务分配和资源调度等信息，帮助项目经理进行进度控制和资源管理。

一、课程概述在软件工程领域，UML建模和设计模式是两个非常重要的概念。

UML 建模是一种用于描述、设计和分析软件系统的标准化方法，它提供了一种统一的语言来描述系统的结构和行为。

设计模式则是一种解决特定问题的通用解决方案，它们描述了在特定情境下可重复使用的解决方案。

本课程旨在向学生介绍UML建模和设计模式的基本概念、原则和应用。

通过本课程的学习，学生将能够掌握UML建模和设计模式的基本理论知识，掌握这两个重要概念在软件开发中的应用技巧，提高软件设计和开发的能力。

二、课程目标1. 了解UML建模的基本原理和核心概念2. 掌握UML建模在软件系统设计中的应用技巧3. 掌握常见的设计模式及其在软件开发中的应用4. 能够运用UML建模和设计模式进行软件系统的分析、设计和开发三、课程大纲1. UML建模基础1.1 UML概念和分类1.2 UML建模的基本元素1.3 UML建模的基本原则和方法2. UML建模进阶2.1 UML时序图和用例图2.2 UML类图和对象图2.3 UML活动图和状态图3. 设计模式概述3.1 设计模式的定义和分类3.2 设计模式的原则和使用场景4. 创建型模式4.1 单例模式4.2 工厂模式4.3 建造者模式5. 结构型模式5.1 适配器模式5.2 装饰者模式5.3 组合模式6. 行为型模式6.1 观察者模式6.2 命令模式6.3 策略模式四、教学方法本课程采用以理论教学为主，辅以案例分析和实际操作的教学方法。

教师将通过讲解理论知识、分析实际案例以及演示操作，结合学生的课堂讨论和作业练习，使学生能够更好地理解和掌握课程内容。

五、课程评估1. 平时表现：占总成绩的20，包括课堂表现、作业情况等2. 期中考试：占总成绩的303. 期末考试：占总成绩的50六、适用对象本课程适用于计算机科学与技术、软件工程、信息安全等相关专业的本科生和研究生。

对于希望从事软件系统设计、开发和管理工作的学生来说，掌握UML建模和设计模式的基本知识和技能具有重要的意义。

13种uml简介、工具及示例UML（Unified Modeling Language）是一种用于软件开发的标准化建模语言，它使用图形表示法来描述软件系统的不同方面。

在软件开发过程中，使用UML可以帮助开发人员更清晰地理解系统的结构和行为，从而更好地进行设计和实现。

UML提供了包括结构模型、行为模型和交互模型在内的多种建模方式，其中每种模型都有各自的符号和语法规则。

通过使用这些模型，开发人员可以将系统分解成不同的部分，然后逐步细化这些部分的设计，以便更好地组织和管理项目。

在UML中，最常用的建模元素包括用例图、类图、时序图、活动图、状态图等。

每种图表都有其特定的用途和表达能力，开发人员可以根据实际需要选择合适的图表进行建模。

除了建模元素外，UML还定义了一系列的建模工具，这些工具可以帮助开发人员更高效地进行建模和分析。

其中一些常用的建模工具包括Enterprise Architect、Rational Rose、StarUML等。

下面将对13种UML简介、工具及示例进行详细介绍：1. 用例图（Use Case Diagram）用例图是UML中描述系统功能和用户交互的基本图表之一。

它用椭圆表示用例，用直线连接用例和参与者，展示了系统外部用户和系统之间的交互。

用例图可以帮助开发人员更清晰地理解系统的功能需求，从而指导系统的设计和实现。

示例：一个简单的在线购物系统的用例图包括用例“浏览商品”、“添加商品到购物车”、“提交订单”等，以及参与者“顾客”和“管理员”。

2. 类图（Class Diagram）类图是UML中描述系统结构和静态关系的基本图表之一。

它用矩形表示类，用线连接类之间的关系，包括关联关系、聚合关系、继承关系等。

类图可以帮助开发人员更清晰地理解系统的对象结构和类之间的关系，从而支持系统的设计和重构。

示例：一个简单的学生信息管理系统的类图包括类“学生”、“课程”、“教师”等，以及它们之间的关系如“选修”、“授课”等。

UML建模实例教程教学设计教学目标本教学设计旨在帮助学生学习和掌握UML建模技能，包括了解UML的基本概念，学习UML的核心元素和图表，掌握UML的应用方法和技巧，能够使用UML进行软件设计和开发。

教学内容第一节：UML概述1.UML的定义和发展历程2.UML的应用领域和优势3.UML的基本概念和术语第二节：UML核心元素和图表1.UML的结构图表和行为图表2.UML的类图表和对象图表，包括类、接口、关联、继承、聚合、组合、依赖等3.UML的交互图表和状态图表，包括序列图、通信图、活动图、状态图等第三节：UML的应用方法和技巧1.UML建模的过程和方法2.如何运用UML进行软件需求分析3.如何运用UML进行软件设计和开发教学方法1.讲授课堂教学，通过介绍和讲解UML的基本概念、核心元素和图表，让学生掌握UML的基本知识和技能；2.组织实验教学，让学生在实践中体验UML的应用方法和技巧，加深对UML的理解和应用能力；3.论文辅导，让学生结合实际项目，撰写UML模型的设计文档，加强UML的应用能力和文档编写能力。

教学评估针对本教学设计，可采用以下评估方式：1.课堂抽查：在课堂上随机提问学生UML的基本概念和核心元素，检验学生的掌握情况；2.实验报告：学生根据指定的项目，运用UML进行建模设计，并撰写完整的文档，评估学生的应用能力和文档编写能力；3.论文分析: 学生撰写UML应用的相关论文，半个月后由本科专业教师进行评估，评估主要从论文格式、思维深度、案例研究等方面进行分析。

总结本教学设计通过引入UML的概述、核心元素和图表、应用技巧和方法等教学内容，旨在为学生提供全面系统的UML建模技能训练，培养学生的系统分析、设计和编码能力，对于软件工程专业学生而言，这无疑是一份难得的学习资料。

uml教程UML（统一建模语言）是用于设计和描述软件系统的一种图形化语言。

它广泛用于软件开发过程中的系统建模、分析、设计和实现。

本教程将向您介绍UML的基本概念、图形符号和建模过程。

一、UML的基本概念1. 类(Class)：表示了一类对象的共同属性和行为。

用矩形框表示，包含类名、属性和方法。

2. 对象(Object)：表示类的具体实例。

用矩形框表示，包含对象名和属性。

3. 关联(Association)：表示类之间的关系。

用实线连接两个类，可以有箭头指向关联的类型。

4. 聚合(Aggregation)：表示一种弱的“整体-部分”的关系。

用空心菱形连接两个类，菱形指向整体类。

5. 组合(Composition)：表示一种强的“整体-部分”的关系。

用实心菱形连接两个类，菱形指向整体类。

6. 继承(Inheritance)：表示一个类派生自另一个类。

用带空心箭头的实线连接两个类，箭头指向父类。

7. 接口(Interface)：表示类的一组相关方法的集合。

用包含方法名和返回类型的矩形框表示。

二、UML的图形符号1. 用例图(Use Case Diagram)：表示系统的功能和用户之间的交互关系。

用椭圆表示用例，用箭头表示参与者和关联关系。

2. 类图(Class Diagram)：表示系统的静态结构和类之间的关系。

用矩形框表示类，用线表示关联、聚合、组合和继承关系。

3. 时序图(Sequence Diagram)：表示对象之间的交互时序。

用矩形框表示对象，用垂直线表示消息传递顺序。

4. 活动图(Activity Diagram)：表示系统的业务处理流程。

用矩形框表示活动，用箭头表示流程顺序。

5. 状态图(State Diagram)：表示对象的各种状态及其转换。

用圆角矩形表示状态，用箭头表示状态转换条件。

三、UML的建模过程1. 理解需求：收集和分析用户的需求，确定系统的功能和目标。

2. 识别用例：将需求转化为用例，描述系统的各个功能点和用户的操作。

UML系统建模从入门到实战1 概述1.1 课程概述•汇集uml及其相关的一些话题•回顾uml相关的符号与概念•以电商订单相关业务为例，借助uml完成系统建模•将uml变成提升建模效率，表达架构思想的工具1.2 什么是umlUnified Modeling Language 统一建模语言，又称标准建模语言。

是用来对软件密集系统进行可视化建模的一种语言。

语言，也就是一个表达思想的符号约定。

1.3 uml的发展与版本•建模语言出现在二十世纪70年代，80年代末开始迅速发展，建模语言达到了50多种，百家争鸣•后来，Rumbaugh 于1994年加入Booch所在的Rational公司，他们一起研究一种统一的方法•一年后，Unified Method 0.8诞生•经过他们三年的共同努力，UML0.9和UML0.91于1996年相继面世。

•此后UML创始人Booch等人，邀请计算机界的知名人士与企业IBM，HP，Microsoft，Oracle等对UML进行评论，听取意见。

•1997年1月，Rational公司向OMG（对象管理组织）提交了UML1.0•1997年11月，OMG宣布接受UML，认定为标准的建模语言•1998年发布了UML 1.2•1999年发布了UML 1.3•2003年3月发布了UML 1.5•2004年推出UML2.01.4 uml可以做什么从命名上分析：统一、建模、语言统一：没有规矩不成方圆，它指定了一种标准，一种约束，使得大家的表达变得一致。

它被OMG（ObjectManagement Group）所认可。

建模：复杂业务系统建模，即建立软件系统模型。

uml的创始人之一Booch，曾用建一座摩天大楼来比喻uml的必要性。

简单系统下，可有可无，系统复杂或大到一定程度，建模和文档成为系统周期里非常重要的一环。

语言：面向对象思想的表达。

互相之间的沟通工具。

一种按照特定规则和模式组成的符号系统。

使用UML进行系统数据流建模与分析在软件开发过程中，系统数据流建模与分析是非常重要的一环。

它通过使用统一建模语言（UML）来描述系统的数据流，帮助开发者更好地理解系统的功能和数据交互，从而提高开发效率和质量。

一、UML简介统一建模语言（UML）是一种用于软件开发的标准建模语言。

它提供了一套图形化的符号和规则，用于描述软件系统的结构、行为和交互。

UML具有丰富的图形表示方式，包括用例图、类图、时序图、活动图等，可以满足不同层次的建模需求。

二、数据流建模数据流建模是系统分析的重要工具之一，它主要用于描述系统中数据的流动和处理过程。

在UML中，数据流建模可以通过活动图来实现。

活动图使用节点、边和控制流来表示系统中的活动和数据流动。

在活动图中，节点表示系统中的活动，例如输入、输出、计算等。

边表示数据的流动路径，可以是控制流或数据流。

控制流用于描述活动之间的执行顺序，数据流用于描述数据的传递和处理。

通过活动图，我们可以清晰地看到系统中数据的流向和处理过程。

例如，在一个订单管理系统中，我们可以使用活动图来描述订单的创建、审核和发货过程。

活动图可以帮助开发者更好地理解系统的业务逻辑，从而提高开发效率。

三、数据流分析数据流分析是通过对系统中的数据流进行分析，来推导系统的功能和需求。

在UML中，数据流分析可以通过用例图和类图来实现。

用例图用于描述系统的功能和用户需求。

它由参与者和用例组成，参与者表示系统的外部角色，用例表示系统的功能。

通过用例图，我们可以清晰地看到系统与用户之间的交互关系，从而推导出系统的功能和需求。

类图用于描述系统的静态结构。

它由类、属性和关系组成，类表示系统中的对象，属性表示对象的特征，关系表示对象之间的关联。

通过类图，我们可以清晰地看到系统中的对象和它们之间的关系，从而推导出系统的数据流。

通过数据流分析，我们可以更好地理解系统的功能和数据交互，从而更好地设计和开发系统。

例如，在一个学生管理系统中，我们可以使用用例图来描述学生的注册、选课和成绩查询等功能，使用类图来描述学生、课程和成绩等对象及其之间的关系。

建模技术常用的方法建模技术是指为了描述和分析一些系统而采用的方法和工具。

在软件开发过程中，建模技术起着至关重要的作用，它可以帮助开发者更好地理解系统的需求和设计，并可以减少开发过程中的错误和风险。

下面将介绍一些建模技术常用的方法。

1.UML（统一建模语言）UML是一种通用的建模语言，它提供了一套用于描述软件系统的图形符号和规则。

UML图中常用的类型包括用例图、类图、序列图、状态图等。

通过使用UML，开发者可以更好地理解系统的需求和设计，并可以方便地与团队成员进行沟通和合作。

2.数据流图3.实体关系图实体关系图是一种用于描述系统中实体及其之间关系的建模技术。

实体关系图主要使用实体、属性和关系三种元素来描述系统。

通过绘制实体关系图，开发者可以清楚地了解系统中各个实体之间的关系，从而更好地设计和规划数据库结构。

4. Petri网Petri网是一种离散事件系统的建模方法，它可以描述系统中的并发和同步行为。

Petri网主要由库所、变迁和有向弧三种元素组成。

通过绘制Petri网，开发者可以建立系统的模型，并通过分析和仿真来评估系统的性能和有效性。

5.影子建模影子建模是一种用于描述现有系统的建模技术。

开发者通过观察和分析现有系统的行为和结构，从而建立一个与之相似的模型。

影子建模可以帮助开发者更好地理解和改进现有系统，并可以提供对系统的更深入了解。

6.流程图流程图是一种用于描述系统流程和流程间关系的建模技术。

通过绘制流程图，开发者可以清晰地了解系统中各个步骤的执行顺序和流程间的依赖关系，从而更好地设计和优化系统的流程。

7.场景建模场景建模是一种用于描述系统使用过程和用户行为的建模技术。

开发者通过编写和描述一系列的场景来模拟和分析系统的使用情况。

场景建模可以帮助开发者更好地了解用户需求和系统设计，并可以提供对系统的更全面了解。

8.眼球建模眼球建模是一种以用户需求为中心的建模技术。

开发者通过观察用户在使用系统时的行为和反馈，来模拟和分析用户需求和系统设计。

UML建模的六种图解释与应用UML（Unified Modeling Language）是一种用于软件系统开发和设计的标准化语言，由Grady Booch、James Rumbaugh和Ivar Jacobson等大师共同开发。

UML不仅具有图形化表示系统结构的能力，还能够从不同角度分析和设计软件系统的结构。

UML中的图形化表示是UML建模的关键特点之一，下面将解释UML的六种图。

一、用例图用例图是UML建模的第一种图形化表示法，它对系统的功能进行了整体把握，并说明系统和外部环境之间的交互关系。

在用例图中，系统和外部的人员和物体都表示成参与者，而系统和外部参与者之间的交互行为则用用例来描述，用例可以表示系统的内部处理过程或与外界协调完成的事件。

例如，我们可以使用用例图来表示一个在线购物网站的功能，网站本身就是一个系统，用户可以通过在网站上购买商品，而交互行为包括注册、登录、搜索商品、加入购物车、下订单以及查询订单等操作。

在用例图中，网站就是系统，用户是参与者，用例分别表示各种交互功能。

二、类图类图是UML建模的第二种图形化表示法，它主要用于定义系统中的对象的属性和方法，并描述这些对象之间的关系。

在类图中，类是表示系统中实际对象的模型，类包括类名、属性和方法，类之间的关系一般有继承、关联、聚合和组合四种。

例如，我们可以使用类图来表示一个学生选课系统，其中学生和课程就是类，属性包括学生的姓名、学号、所选课程等，方法包括选课、退课等，类之间的关系可以用关联和聚合来表示。

三、时序图时序图是UML建模的第三种图形化表示法，它主要用于描述系统中的对象之间的交互过程，包括对象之间的消息传递、方法调用以及时间顺序等。

在时序图中，对象一般用竖直方向的生命线表示，消息则用水平方向的箭头表示，并标明消息发送者、接受者和消息内容，可以清晰地描述系统中复杂的交互过程。

例如，我们可以使用时序图来表示一个学生选课系统中学生选课的整个流程，从学生登陆网站开始，选择课程和提交选课申请，再到后台管理员审核后确认选课，之后再将该课程加入到学生的选课列表，最后生成成绩单等交互流程。

使用UML时序图进行系统交互建模的方法在软件开发过程中，了解系统的交互过程是至关重要的。

为了更好地理解系统的交互行为和消息传递，软件工程师通常使用UML时序图进行系统交互建模。

时序图是一种图形化的工具，用于描述对象之间的时序关系和消息传递。

本文将介绍使用UML时序图进行系统交互建模的方法。

1. 确定参与者和角色在创建时序图之前，首先需要确定系统中的参与者和角色。

参与者是与系统进行交互的实体，可以是人、其他系统或外部设备。

角色是参与者的一种特殊类型，代表系统内部的组件或模块。

通过明确参与者和角色，可以更好地理解系统的整体结构和交互过程。

2. 确定交互场景在进行系统交互建模之前，需要明确系统的交互场景。

交互场景是指系统在特定情况下的交互行为和消息传递。

通过定义交互场景，可以更好地理解系统的行为和需求，并将其转化为时序图中的对象和消息。

3. 创建时序图一旦确定了参与者、角色和交互场景，就可以开始创建时序图。

时序图由参与者、角色、对象和消息组成。

参与者和角色用矩形表示，对象用椭圆形表示，消息用箭头表示。

在时序图中，可以使用垂直的虚线来表示时间轴。

每个对象在时间轴上占据一定的空间，表示对象的生命周期。

消息可以沿着时间轴进行传递，从一个对象发送到另一个对象。

4. 描述对象的生命周期在时序图中，对象的生命周期可以通过垂直的虚线来表示。

对象的生命周期包括创建、活动和销毁三个阶段。

创建阶段表示对象的创建过程，活动阶段表示对象的活动过程，销毁阶段表示对象的销毁过程。

通过描述对象的生命周期，可以更好地理解对象的行为和状态变化。

在时序图中，可以使用垂直的虚线和箭头来表示对象的生命周期和状态变化。

5. 描述消息的传递在时序图中，消息用箭头表示。

箭头的起点表示消息的发送者，箭头的终点表示消息的接收者。

消息的传递可以是同步的或异步的。

同步消息表示发送者在发送消息后等待接收者的响应。

在时序图中，可以使用实线箭头表示同步消息。

异步消息表示发送者在发送消息后不等待接收者的响应。