uml静态模型的原理、方法和步骤

静态模型原理及应用静态模型（Static Model）是指在特定时间点上，对系统的结构和元素进行描述的模型。

它主要用于显示系统的组成部分、元素之间的关系以及系统的静态特征。

静态模型通常用于需求分析和软件设计阶段，并且被广泛应用于各个领域，如软件开发、系统工程、建筑设计等。

本文将从静态模型的原理和应用两个方面进行阐述。

静态模型的原理：1. 结构化描述：静态模型通过结构化的方式，对系统的组成部分进行描述。

它将系统划分为不同的组件或模块，并定义它们之间的关系。

这些关系可以是继承、关联、聚合等。

通过结构化描述，可以清晰地展示出系统的组成结构，帮助开发人员理解和管理系统的组成部分。

2. 抽象化：静态模型在描述系统时，通常会使用抽象化的方法。

它将系统的实体和概念抽象为类、对象和属性等概念，并通过它们之间的关系来描述系统的结构。

通过抽象化，可以将系统的复杂性降低，提高系统的可理解性和可维护性。

3. 静态特征：静态模型主要关注系统的静态特征，即系统在某个时间点上的状态。

它不考虑系统的行为和动态变化。

通过静态模型，可以了解系统中的各个部分是如何组成的，以及它们之间的关系如何。

这有助于开发人员对系统的整体把握，为后续的设计和实现工作提供依据。

静态模型的应用：1. 需求分析：静态模型在需求分析阶段扮演着重要的角色。

通过建立静态模型，可以清晰地了解系统的功能需求和结构需求。

例如，可以使用类图来描述系统中的类和关系，使用用例图来描述系统的功能需求。

这有助于开发人员和需求方之间的沟通和理解，提高需求分析的准确性和可靠性。

2. 软件设计：静态模型在软件设计阶段也起到了重要作用。

通过静态模型，可以对系统进行合理分解和组织，确定系统的组成部分和模块划分，以及它们之间的关系。

例如，可以使用包图来表示系统的模块划分，使用组件图来表示系统的组件和接口等。

通过静态模型，可以使得软件设计更加清晰、模块化和可维护。

3. 系统工程：静态模型不仅适用于软件开发，也适用于其他领域的系统工程。

UML中共有5种静态图：用例图，类图，对象图，组件图和配置图。

（1）用例图Use Case Diagram用例图展现了一组用例、参与者以及它们之间的关系可以用来描述系统的静态使用情况。

上图中小人形状的用户和ATM是参与者、椭圆形状的如插入卡、输入密码等是用例（2）类图Class Diagram类图展示了一组类、接口、子类以及他们之间的关系，在建模中最常用到的图就是类图；可以用类图说明系统的静态设计视图，包含主动类的类图。

上图中反应了5个类之间的关联关系，人民币账户和美元帐户从账户继承，账户和ATM相关联，两种账户和用户相关联（3）对象图Object Diagram对象图展示了一组对象和他们间的关系，可以用来说明类图中翻译的事物实例的数据结构和静态快照，表达了系统的静态设计视图和静态过程视图，除了显示和原型方面的因素外，它与类图的作用是相同的。

（4）组件图Component Diagram组件图，又名构件图，展现了一组组件之间的组织和依赖，用于对源代码、可执行的发布、物理数据库和可调整的系统建模。

上图中组件1和组件3依赖于组件2（5）配置图Deployment Diagram配置图展现了对运行时处理节点以及其中组件的配属，它描述系统硬件的物理拓扑结构，以及在此结构上执行的软件。

用配置图说明系统结构的静态配置视图，即说明分布、交互和安装的物理系统。

上图中，三个处理机与两个涉笔，相互之间是关联的关系UML中动态图有四种，分别是：时序图、协作图、状态图和活动图。

（1）时序图Sequence Diagram时序图展现了一组对象和由这组对象收发的信息，用于按时间顺序对控制流建模。

可以用时序图来说明系统的动态视图。

这里貌似有不同的说法Visual Paradigm里面叫时序图为Timing Diagram，而我参照的教材里边没有这种图，按理说是应该有的。

上图反应了用户与ATM交互的整个过程。

（2）协作图Collaboration Diagram协作图展现了一组对象之间的链接以及这组对象收发的消息，强调收发消息对象的组织结构，按组织结构对控制流建模。

uml建模的流程
UML建模流程主要包括以下步骤：
1. 需求分析：通过业务建模理解领域需求，绘制用例图来可视化用户与系统交互场景。

2. 用例细化：定义和详细描述每个用例的行为规约，明确系统功能需求。

3. 静态建模：基于需求，创建类图描述类结构，对象图展示对象实例关系，包图组织模块划分。

4. 动态建模：通过序列图描绘对象间的交互序列，状态图展现对象状态变迁，活动图展示业务流程。

5. 架构设计：构建组件图和部署图，规划系统结构和技术实现方案。

6. 模型验证与迭代：评审模型，根据反馈调整模型直至满足系统设计需求。

实验三静态模型一、实验目的1．理解并掌握静态模型的相关知识。

2．掌握如何从需求分析中抽象出类的方法。

3．掌握使用建模工具Rational Rose创建静态模型的操作步骤。

二、实验器材1．计算机一台。

2．Rational Rose 工具软件。

三、实验内容与步骤静态模型是UML的基础，它用于显示系统的静态结构，特别是系统中事物（例如类、对象、包等）的内部结构以及相互关系。

类图、对象图和包图都属于静态模型。

类图主要描述系统中类的内部结构（属性和操作）及类之间的关系。

对象图是类图的实例，主要描述类图的多个对象实例及相互关系。

包图用于显示系统的分层结构，主要描述包的构成及包之间的相互关系。

静态模型中以类图的使用最为广泛，所以本章主要介绍类图，稍加说明对象图和包图的部分内容。

类图中的事物1. 类（Class）类是面向对象系统中最为重要的概念。

在UML中，类是描述事物结构特性和行为特性的模型元素。

类是对众多UML元素的泛化，这些元素包括常规的类、接口、用例和参与者；反过来说，可以认为这些元素是类的特例。

在类图中，最常用的两个元素是常规的类和接口。

类在UML中被表示为一个矩形，该矩形被分隔成上、中、下三部分，如图4.2所示和图4.3所示。

其中上部描述类的名字，中部描述类的属性，下部描述类的操作（也称类的方法），具体说明如下。

图4.3 类的简略形式图4.2 类① 名称（Name ）类映射为真实世界中的对象或结构，类的名称就是根据它们所代表的真实世界中的对象和结构来定义的。

类的名称是一个字符串，是每个类必有的构成元素，用于和其它类相互区分。

类的名称应该来自系统的问题空间，并且尽可能的明确。

一般情况下，类的名字是一个名词，如“图书”、“Animal ”、“Dog ”等。

类的名称可分为简单名称（Single Name ）和路径名称（Path Name ）。

单独的名称叫做简单名称，如图4.4所示。

用类所在的包名作为前缀的类名叫做路径名称，如图4.5所示，其中Package 为NewClass 所在的包的名称，NewClass 为类名。

第四章系统概要设计中的UML静态建模静态建模的目的是获得描述软件系统模型的静态结构和各个组成元素之间的关系，也就是模型的内部组成特性及其相互之间的关系。

在统一建模语言UML中，通过用例图、组件图、包图、类图、部署图来可视化地描述系统模型的静态结构。

静态建模也是动态建模的基础，本章将系统地介绍系统概要设计中涉及的UML静态建模技术，并通过网上商城项目和BBS论坛项目的具体示例，让读者体验LIML静态建模技术的实际应用。

读者需要注意的问题是，应用某种建模工具进行软件系统建模活动的学习重点和目的在于开发人员之间的交流和对复杂软件系统进行的抽象，以简化对系统中各个问题的理解，而不在于该建模工具是否能够为开发者生成目标类的代码。

比如．在Rational Rose中也提供了将设计出的各个类直接导出为某种编程语言的类代码。

但对这样的功能在IDE工具中能否提供，读者不必过多地关注：应该将学习的重点放在对设计思想、原则和方法、模式等方面的掌握。

4.1 UML组件图4.1.1 UML中的组件及组件图1．UML中的组件图（1）UML中的组件。

组件一般用于表示实际存在的、物理的物件，它是软件系统的一个物理单元，代表系统的一个物理实现块。

（2）组件图的作用。

·描述软件系统中各个组件之间的关系，并能够帮助客户理解最终的系统结构。

·每个组件图只是系统实现视图的一个图形表示，只有各个组件图组合起来，才能表示完整的系统实现视图。

使开发实现工作有一个明确的目标。

·组件图能帮助开发组中的其他人员（如文档人员）理解整个系统的组成关系。

（3）组件图中的3大组件。

从模型视图控制器（MVC）的角度来看，一个软件系统的组件图应该包括边界组件、控制组件和实体组件3大部分。

比如，在某个Web应用系统中的边界组件一般有各种值对象的JavaBean、各个JSP页面、各种页面助手的JavaBean、各种定制标签等；控制器组件一般为各个过滤器（Filter）、业务控制器HTTPServlet或者Struts Action组件；项目中的实体组件一般为各种业务实体JavaBean和持久对象PO类型的JavaBean。

1.1跟我学UML静态建模——在Rational Rose工具中设计实现UML类图的应用示例（第1部分）1.1.1UML类图1、UML类图（1）类图类是面向对象模型的最基本的模型元素。

类图表达为了实现某一用例中的一组对象类之间的静态结构，以及它们之间的联系和交互。

（2）类图的作用主要体现在描述结构和联系：类图描述系统中类的静态结构，它不仅定义系统中的类，表示类之间的联系（关联、依赖、聚合等），还包括类的内部结构（类的属性和操作）。

（3）类与类之间的联系类与类之间的联系可以分为两种：结构性联系（静态联系）和行为性联系（动态联系）。

1)结构性联系指类的继承与派生、父类与子类间的聚合、组合、泛化/特化等。

2)行为性联系指类之间可以通过消息联系，通过系统预定义或用户自定义的语义联系。

（4）类的UML的图示类是对象的集合，这些对象有共同的结构特征、行为特征、联系和语义；在UML中类的图形表示为实线矩形框。

但要注意的是：在类图中不一定要列出全部的成员内容。

如在建立分析模型或设计模型时，可以只列出类名，在图中着重表达类间联系；在建立实现模型时，再在图中给出属性和操作等详细内容。

如：（5）类中的属性成员及其UML的图示●属性（成员变量）属性是类的命名的性质，在类图中用文字串说明。

其表示为：可视性属性名（多重性）：类型=初始值其中：可视性用可视性标记表示：公共（+）、保护（#）、私有（-）类型（即数据类型）依赖于选择的工具语言。

例如，+年龄：integer=25●类的static成员属性所应该注意的是，对类的成员属性也就是 static成员属性在类图中的表示为带下划线的形式。

如下面的“货单个数”的类的成员属性的表示方式。

abstract class Computer{private CPU intelCPU;private HDDisk oneHDDisk;private Printer hpPrinter;Computer oneUserInfo;String bingPai="联想计算机";abstract public boolean calculateDate(Data oneDate) throws DataException;}（6）类中的方法成员及其UML的图示●类中的操作（成员方法）操作是类的行为特征或动态特征，用于对服务或实体相关的操作建模。

UML之系统静态模型—类图类图⽤来描述系统的静态结构，主要由类、接⼝、协作及类之间的关系构成。

其中类之间有关联、依赖、泛化、聚合与组合的关系。

类和类之间的关系是类图的主要组成部分，其中类⼜具有属性、操作、多重性、抽象类、Root，Leef类等的性质。

⼀、理论积淀1 类1.1 属性类的⼀个特性。

⼀个类可具有零个或多个属性，单属性名必须唯⼀，不得有重复。

类属性的表⽰：可视性属性名 [多重性]：类型=初始值可视性：+ — 公共# — 保护 - — 私有多重性：说明该属性可取多少值。

如：3，4，*，0..* ，...等。

(*表⽰任意⾮负整数)类型：属性值的数据类型。

依赖于实现语⾔。

=初始值：新建对象时该属性的初始值1.2 操作操作是类能够做的事或是能对类做的事情。

⼀个类可具有零个到多个操作；操作名必须唯⼀。

类操作的表⽰：可视性操作名（参数列表）：返回列表1.3 关系⼆、实践经验1、类的发现同客户交谈，分析他们的领域知识。

注意客户描述业务事件流中的名词术语，也要注意客户提到的动词。

名词：可作为领域模型中的类或类中的属性。

动词：可能会构成类中的操作。

如果不能给类写出简短的描述，就可能希望它表⽰更多的内容，此时应分解为多个类。

2、实例应⽤篮球⽐赛：⽐赛⽬标是要把篮球投⼊蓝框并且尽量⽐对⼿得更多的分。

每个篮球队由5名队员组成：2名后卫、2名前锋和1名中锋。

每个队要将球推进蓝框附近（通过运球和传球），⽬的将篮球投⼊蓝框（必须在规定的时间内投⼊，美国职业是24秒，国际是30秒，美国⼤学是35秒）。

计算得分：三分线内得2分，线外得3分。

对⽅犯规后在罚球线处罚球投⼊得1分。

名词：篮球、蓝框、篮球队、队员、后卫、前锋、中锋、投⼊、进攻时间、三分线、罚球线、球场、⽐赛时钟等。

动词：投蓝、推进、运球、传球、犯规、...等。

UML 静态建模机制UML 静态建模机制00任何建模语言都以静态建模机制为基础。

UML 的静态建模机制包括用例图、类图、对象图、构件图和配置图等，使用它们建立系统的静态结构。

一、用例图长期以来，在面向对象开发和传统的软件开发中，人们根据典型的使用情景来了解需求。

但是，这些使用情景是非正式的，虽然经常使用，却难以建立正式文挡。

用例模型由Ivar Jacobson 在开发 AXE 系统中首先使用，并加入由他所倡导的OOSE 和 Objectory 方法中。

用例方法引起了面向对象领域的极大关注。

自 1994 年 Ivar Jacobson 的著作出版后，面向对象领域已广泛接纳了用例这一概念，并认为它是第二代面向对象技术的标志。

用例视图也称用例模型，用例模型描述的是外部执行者(actor)所理解的系统功能。

用例模型用于需求分析阶段，它的建立是系统开发者和用户反复讨论的结果，表明了开发者和用户对需求规格达成的共识。

首先，它描述了待开发系统的功能需求；其次，它将系统看作黑盒，从外部执行者的角度来理解系统；第三，它驱动了需求分析之后各阶段的开发工作，不仅在开发过程中保证了系统所有功能的实现，而且被用于验证和检测所开发的系统，从而影响到开发工作的各个阶段和 UML 的各个模型。

在 UML 中，一个用例模型由若干个用例图描述，用例图中显示执行者、用例和用例之间的关系。

用例图包含系统、执行者和用例 3 种模型元素。

1. 系统系统是用例模型的一个组成部分，代表的是一部机器或一个业务活动，而不是真正实现的软件系统。

系统的边界用来说明构建的用例模型的应用范围。

例如一台自助式售货机(被看作系统)应提供售货、供货、提取销售款等功能。

这些功能在自动售货机之内的区域起作用，自动售货机之外的情况不考虑。

准确定义系统的边界并不总是件容易的事，因为严格地划分哪种任务最好由系统自动实现，哪些任务由其他系统或人工实现是很困难的。

另外，系统最初的规模应有多大也应该考虑。

uml 类static函数UML类的static函数一、静态方法的特点静态方法是属于类的，而不是属于类的实例。

以下是静态方法的特点：1. 静态方法可以直接通过类名调用，无需创建类的实例。

2. 静态方法不能访问实例变量，只能访问静态变量。

3. 静态方法不能使用this关键字。

4. 静态方法不能被子类重写。

二、静态方法的用途静态方法在面向对象编程中具有广泛的应用。

以下是一些常见的用途：1. 工具类方法：静态方法通常用于封装一些通用的功能，例如数学计算、日期处理、字符串处理等。

这些方法不依赖于具体的对象实例，因此可以定义为静态方法。

2. 常量定义：静态方法可以用于定义常量，例如Java中的Math类中的PI常量就是一个静态常量。

3. 单例模式：在实现单例模式时，通常会将构造函数定义为私有的，并提供一个静态方法来获取类的实例。

4. 工厂方法：在工厂模式中，通常会定义一个静态方法来创建产品对象，隐藏产品对象的创建细节。

三、UML类图中的静态方法表示方法在UML类图中，静态方法通常用下划线加粗的方式来表示。

例如，对于一个名为"Utils"的工具类，其中有一个静态方法"calculate"，可以在类图中表示为"Utils::calculate()"。

类图还可以使用标注来表示静态方法的访问修饰符，例如"+calculate()"表示public访问修饰符，"-calculate()"表示private访问修饰符。

四、静态方法的示例为了更好地理解静态方法的用途和表示方法，我们来看一个简单的示例：一个名为"StringUtils"的工具类，其中有一个静态方法"reverse"，用于反转字符串。

下面是该工具类的代码示例：```javapublic class StringUtils {public static String reverse(String str) {StringBuilder sb = new StringBuilder(str);return sb.reverse().toString();}}```在上述代码中，"StringUtils"类定义了一个静态方法"reverse"，该方法接收一个字符串作为参数，并返回反转后的字符串。