统一建模语言UML的构成

UML（Unified Modeling Language）统一建模语言是一种用于对软件密集系统进行可视化建模的标准化建模语言。

用例模型是UML中的一个重要概念，主要用于描述系统的功能需求和行为。

用例模型主要由三个部分组成：参与者（Actor）、用例（Use Case）和它们之间的关系。

参与者（Actor）：参与者是与系统进行交互的用户或其他系统，可以是外部实体或内部实体。

用例（Use Case）：用例描述了系统执行的功能，即参与者与系统之间的交互行为。

一个用例通常描述了一个单一的功能或业务过程。

关系：关系描述了参与者与用例之间的交互，包括关联（Association）、泛化（Generalization）和依赖（Dependency）等。

在构建用例模型时，通常首先识别参与者，然后确定系统的功能需求，为每个功能需求创建一个用例。

接着，通过添加关系来描述参与者与用例之间的交互。

用例模型的主要目的是帮助开发人员理解系统的功能需求和行为，以便更好地设计和实现系统。

通过用例模型，开发人员可以更好地理解系统的边界、参与者与系统的交互以及系统的功能需求，从而更好地进行系统设计和开发。

UML科普⽂，⼀篇⽂章掌握14种UML图前⾔上⼀篇⽂章写了⼀篇建造者模式，其中有⼏个UML类图，有的读者反馈看不懂了，我们今天就来解决⼀哈。

什么是UML？UML是Unified Model Language的缩写，中⽂是统⼀建模语⾔，是由⼀整套图表组成的标准化建模语⾔。

为什么要⽤UML？通过使⽤UML使得在软件开发之前，对整个软件设计有更好的可读性，可理解性，从⽽降低开发风险。

同时，也能⽅便各个开发⼈员之间的交流。

UML提供了极富表达能⼒的建模语⾔，可以让软件开发过程中的不同⼈员分别得到⾃⼰感兴趣的信息。

Page-Jones 在《Fundamental Object-Oriented Design in UML》⼀书中总结了UML的主要⽬的，如下：1. 为⽤户提供现成的、有表现⼒的可视化建模语⾔，以便他们开发和交换有意义的模型。

2. 为核⼼概念提供可扩展性 (Extensibility) 和特殊化 (Specialization) 机制。

3. 独⽴于特定的编程语⾔和开发过程。

4. 为了解建模语⾔提供⼀个正式的基础。

5. ⿎励⾯向对象⼯具市场的发展。

6. ⽀持更⾼层次的开发概念，如协作，框架，模式和组件。

7. 整合最佳的⼯作⽅法 (Best Practices)。

UML图有哪些？UML图分为结构图和⾏为图。

结构图分为类图、轮廓图、组件图、组合结构图、对象图、部署图、包图。

⾏为图⼜分活动图、⽤例图、状态机图和交互图。

交互图⼜分为序列图、时序图、通讯图、交互概览图。

UML图概览什么是类图？【概念】类图是⼀切⾯向对象⽅法的核⼼建模⼯具。

类图描述了系统中对象的类型以及它们之间存在的各种静态关系。

【⽬的】⽤来表⽰类、接⼝以及它们之间的静态结构和关系。

在类图中，常见的有以下⼏种关系。

泛化（Generalization）【泛化关系】是⼀种继承关系，表⽰⼦类继承⽗类的所有特征和⾏为。

【箭头指向】带三⾓箭头的实线，箭头指向⽗类。

UML的三层结构UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）是一种用于建模软件系统的标准化语言，它具有丰富的图形表示符号和语义。

它通常用于软件开发、系统分析、建模等领域。

而这个标准化语言又分为三层结构，分别是：业务层、逻辑层、物理层。

这三层结构是非常重要的，下面将分别介绍一下。

业务层（Business Layer）业务层是UML的第一层，也是最上层的层。

它主要关注的是业务对象和业务规则的抽象描述。

它是整个系统的最高层，承载着软件系统的通用性和未来的可扩展性。

这一层中的类可以分为三类：1. 控制类控制类是业务层中的一个重要元素，它是系统的核心。

控制类封装了系统的业务逻辑，负责将输入数据转换成业务规则并产生输出。

控制类与界面类、数据持久化类等其他类共同协作，来实现整个系统的业务流程。

它相当于MVC中的控制器。

2. 实体类实体类是应用程序中非常常见的一种类，它通常表示了业务对象、数据实体等。

它是在业务层中数据的流动依赖。

在一个实体类中封装了业务对象需要的数据属性和对应操作的方法。

它相当于MVC中的模型。

3. 辅助类辅助类是一个支持类，它用于增强系统的可复用性、可维护性等。

辅助类通常与实体类、控制类等其他类协作，实现特定的业务功能。

它相当于MVC中的辅助类。

逻辑层（Logic Layer）逻辑层是UML的第二层，它负责逻辑的抽象和处理。

它是整个系统的核心，负责实现逻辑的控制和处理。

这一层中的类可以分为两类：1. 服务类服务类是逻辑层中的一个重要元素，它是系统的核心。

服务类封装了业务逻辑的处理，负责接收从业务层传递进来的数据，并通过操作实现业务逻辑处理。

它相当于MVC中的服务类。

2. 工具类工具类是一个支持类，它用于增强系统的可复用性、可维护性等。

工具类通常与服务类协作，实现特定的业务逻辑。

它相当于MVC中的辅助类。

物理层（Physical Layer）物理层是UML的第三层，它是最底层的层，负责实际的数据操作。

统一建模语言统一建模语言（UML）是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。

它融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。

它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发的全过程。

1．UML的结构UML的结构包括基本构造块、支配这些构造块如何放在一起的规则（体系架构）和一些运用于整个UML的机制。

（1）构造块。

UML有三种基本的构造块，分别是事物（thing）、关系（relationship）和图（diagram）。

事物是UML中重要的组成部分，关系把事物紧密联系在一起，图是很多有相互相关的事物的组。

（2）公共机制。

公共机制是指达到特定目标的公共UML方法，主要包括规格说明（详细说明）、修饰、公共分类（通用划分）和扩展机制四种。

●规格说明：规格说明是事物语义的文本描述，它是模型真正的核心。

●修饰：UML为每一个事物设置了一个简单的记号，还可以通过修饰来表达更多的信息。

●公共分类：包括类元与对象（类表示概念，而对象表示具体的实体）、接口和实现（接口用来定义契约，而实现就是具体的内容）两组公共分类。

●扩展机制：包括约束（添加新规则来扩展事物的语义）、构造型（用于定义新的事物）、标记值（添加新的特殊信息来扩展事物的规格说明）。

（3）规则。

UML用于描述事物的语义规则分别是为事物、关系和图命名。

给一个名字以特定含义的语境，即范围；怎样使用或看见名字，即可见性；事物如何正确、一致地相互联系，即完整性；运行或模拟动态模型的含义是什么，即执行。

UML对系统架构的定义是系统的组织结构，包括系统分解的组成部分、它们的关联性、交互、机制和指导原则等这些提供系统设计的信息。

而具体来说，就是指5个系统视图，分别是逻辑视图、进程视图、实现视图、部署视图和用例视图。

●逻辑视图：以问题域的语汇组成的类和对象集合。

●进程视图：可执行线程和进程作为活动类的建模，它是逻辑视图的一次执行实例，描绘了所设计的并发与同步结构。

3.简答题（1）UML中的模型元素主要有哪些？答：UML语言中的模型元素包括事物和事物之间的联系。

一、事物UML语言中事物可以分为结构事物、动作事物、分组事物和注释事物。

1、结构事物结构事物分为：类、接口、协作、用例、活动类、组件和节点（1）类。

类是对具有相同属性、方法、关系和语义的对象的抽象，一个类可以实现一个或多个接口。

类用包括类名、属性和方法的矩形表示。

（2）接口。

接口是为类或组件提供特定服务的一组操作的集合。

（3）协作。

协作定义了交互操作。

一些角色和其他元素一起工作，提供一些合作的动作，这些动作比元素的总和要大。

UML中协作用虚线构成的椭圆表示。

（4）用例。

用例描述系统对一个特定角色执行的一系列动作。

在模型中用例通常用来组织动作事物，它是通过协作来实现的。

UML中，用例用标注了用例名称的实线椭圆表示。

（5）活动类。

活动类是类对象有一个或多个进程或线程的类。

在UML中活动类的表示法和类相同，只是边框用粗线条。

（6）组件。

组件是实现了一个接口集合的物理上可替换的系统部分。

（7）节点。

节点是在运行时存在的一个物理元素，它代表一个可计算的资源，通常占用一些内存和具有处理能力。

一个组件集合一般来说位于一个节点，但也可以从一个节点转到另一个节点。

2、动作事物UML语言中动作事物是UML模型中的动态部分，它们是模型的动词，代表时间和空间上的动作。

交互和状态机是UML模型中最基本的两个动态事物元素。

（1）交互。

交互是一组对象在特定上下文中，为达到某种特定的目的而进行的一系列消息交换组成的动作。

在交互中组成动作的对象的每个操作都要详细列出，包括消息、动作次数（消息产生的动作）、连接（对象之间的连接）。

（2）状态机。

状态机由一系列对象的状态组成。

3、分组事物分组事物是UML模型中组织的部分，分组事物只有一种，称为包。

4、注释事物注释事物是UML模型的解释部分。

二、UML语言中的关系1、关联关系关联关系连接元素和链接实例，它用连接两个模型元素的实线表示，在关联的两端可以标注关联双方的角色和多重性标记。

UML软件建模教程课后习题习题 1一、简答题1. 简述模型的作用。

答：现实系统的复杂性和内隐性，使得人们难于直接认识和把握，为了使得人们能够直观和明了地认识和把握现实系统，就需要借助于模型。

2. 软件模型有什么特征？答：建模对象特殊，复杂性，多样性3. 软件建模技术有哪些因素？答：软件建模方法，软件建模过程，软件建模语言，软件建模工具4. 软件模型包括哪些方面的内容？答：从模型所反映的侧面看：功能模型，非功能模型，数据模型，对象模型，过程模型，状态模型，交互模型，架构模型，界面模型等；从软件开发工作看：业务模型，需求模型，分析模型，设计模型，测试模型等。

5. 软件建模工具应该具有哪些基本功能？答：软件模型的生成和编辑，软件模型的质量保障，软件模型管理等二、填空题1、模型是对现实的（抽象）和模拟，是对现实系统（本质）特征的一种抽象、简化和直观的描述。

2、模型具有（反映性）、直观性、（简化性）和抽象性等特征。

3、从抽象程度，可以把模型分为（概念模型）、逻辑模型和（物理模型）三种类型。

4、较之于其他模型，软件模型具有（建模对象特殊）、复杂性和（多样性）等特征。

5、软件模型是软件开发人员交流的（媒介），是软件升级和维护的（依据）。

6、软件建模技术的要素包括软件建模方法、（软件建模过程）、软件建模语言和（软件建模工具）。

7、从开发阶段看，软件建模有业务模型、（需求模型）、分析模型、（设计模型）和测试模型。

8、软件语言有软件需求定义语言、（软件设计语言）、软件建模语言、（软件结构描述语言）、软件程序设计语言等。

9、根据软件建模工具的独立性，把软件建模工具分为（独立软件）建模工具和（插件式软件）建模工具。

10、OMG在（ 1997 ）年把UML作为软件建模的标准，UML2.0版本是（ 2005 ）年颁布的。

三、选择题1、对软件模型而言，下面说法错误的是（ D ）。

A.是人员交流的媒介B.是软件的中间形态C.是软件升级和维护的依据D.是软件的标准文档2、下面说法错误的是（ B ）。

UML（UnifiedModelingLanguage统⼀建模语⾔）UML（Unified 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。

UML是⼀种⾯向对象的建模语⾔，它可以实现⼤型复杂系统各种成分描述的可视化、说明并构造系统模型，以及建⽴各种所需的⽂档，是⼀种定义良好、易于表达、功能强⼤且普遍适⽤的建模语⾔。

UML基本内容详述（1）视图 视图是表达系统的某⼀⽅⾯特征的UML建模元素的⼦集；试图并不是图，它是由⼀个或多个图组成的对系统某个⾓度的抽象。

1）⽤例视图（核⼼视图） 强调从⽤户的⾓度看到的或需要的系统功能。

2）逻辑视图 该视图⽤于描述系统内实现的逻辑功能，展现系统的静态或结构组成及特征。

3）组件视图 该视图从系统实现的⾓度来描述模型对象间的关系。

4）配置视图 该视图⽤于说明系统的物理配置。

（2）图表 图表是描述视图内容的图。

1）⽤例图 ⽤于描述外部项与系统提供的使⽤事件之间的联系。

⼀个使⽤事件是系统提供的功能的具体描述，是系统分析⼈员从⽤户⾓度描述系统的功能，是功能与功能之间以及功能与⽤户之间的关系。

使⽤事件定义了系统的功能需求。

简单理解：⽤来描述系统的功能。

2）类图 ⽤于描述系统的静态结构。

类可以⽤不同⽅式连接，主要包括联合、依赖、独⽴和包装。

⼀个系统⼀般有多张类图，⼀个类可在不同的视图中出现。

3）对象图 ⽤于表述系统在某个时刻的静态结构。

对象图也可作为协作图的⼀部分，说明⼀组对象之间的动态协作关系。

对象图与类图的区别：对象图表⽰的是类中的许多对象实例，⽽不是类本⾝。

4）状态图 ⽤于说明类中的对象可能具有的状态，以及由时间引起的状态的改变。

简单理解：描述了系统元素的状态条件和响应。

5）顺序图（时序图） ⽤于描述对象间的动态协作关系。

表达了对象间发⾏消息的时序，同时也表达出对象间的相互作⽤，以及当系统执⾏到某个特定位置时可能会发⽣的事。

UML的定义和组成详细介绍⽬录1、UML1.1概述UML(Unified Modeling Language 统⼀建模语⾔) 是为软件系统的制品进⾏描述（specifying）、可视化（visualizing）、构造（constructing）、⽂档化（documenting）的⼀种语⾔。

UML规范⽤来描述建模的概念有: 类、对象、关联、职责、⾏为、接⼝、⽤例、包、顺序、协作，以及状态。

1.2 UML是⼀种建模语⾔建模⽅法 = 建模语⾔ + 建模过程。

建模语⾔定义了⽤于表⽰设计的符号(通常是图形符号)；建模过程描述进⾏设计所需要遵循的步骤。

标准建模语⾔UML是⼀种建模语⾔，⽽不是⼀种⽅法，它统⼀了⾯向对象建模的基本概念、术语及其图形符号，为⼈们建⽴了便于交流的共同语⾔。

建模能⼒：建模⽅法 + 领域知识 + 实践1.3 UML语⾔包含三⽅⾯1. UML基本图素：它是构成UML模型图的基本元素。

例如类、对象、包、接⼝、组件等。

2. UML模型图：它由UML基本图素按照UML建模规则构成。

例如⽤例图、类图、对象图、…等。

3. UML建模规则：UML模型图必须按特定的规则有机地组合⽽成,从⽽构成⼀个有机的、完整的UML模型图（well-formed UMLdiagram）。

2、UML⽀持软件体系结构建模为了表达不同的软件开发相关⼈员在软件开发周期的不同时期看待软件产品的不同侧重⾯, 需要对模型进⾏分层。

UML根据软件产品的体系结构（architecture）对软件进⾏分层。

软件的体系结构分解为五个不同的侧⾯，称为4＋1视图(view)。

分别是：⽤例视图（Use case view，Scenarios）—场景视⾓逻辑视图(Logical view) — 逻辑视⾓进程（过程）视图（Process view） — 过程视⾓实现（开发）视图(Implementation view) —开发视⾓部署（物理、配置）视图(Deployment view) —物理视⾓每个视图分别关注软件开发的某⼀侧⾯视图由⼀种或多种模型图(diagram)构成模型图描述了构成相应视图的基本模型元素（element）及它们之间的相互关系。

UML九种图作用简介UML（统一建模语言）：是面向对象的可视化建模语言。

UML中有3种构造块：事物、关系和图，事物是对模型中最具有代表性的成分的抽象，关系是把事物结合在一起，图聚集了相关的事物UML中有九种图如下：1、用例图描述角色以及角色与用例之间的连接关系。

说明的是谁要使用系统，以及他们使用该系统可以做些什么。

2、类图类图是描述系统中的类，以及各个类之间的关系的静态视图。

能够让我们在正确编写代码以前对系统有一个全面的认识。

类图是一种模型类型，确切的说，是一种静态模型类型。

3、对象图与类图极为相似，它是类图的实例，对象图显示类的多个对象实例，而不是实际的类。

它描述的不是类之间的关系，而是对象之间的关系。

4、活动图描述用例要求所要进行的活动，以及活动间的约束关系，有利于识别并行活动。

能够演示出系统中哪些地方存在功能5、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。

可以捕获对象、子系统和系统的生命周期。

他们可以告知一个对象可以拥有的状态，并且事件(如消息的接收、时间的流逝、错误、条件变为真等)会怎么随着时间的推移来影响这些状态。

一个状态图应该连接到所有具有清晰的可标识状态和复杂行为的类；该图可以确定类的行为，以及该行为如何根据当前的状态变化，也可以展示哪些事件将会改变类的对象的状态。

状态图是对类图的补充。

6、序列图（顺序图）序列图是用来显示你的参与者如何以一系列顺序的步骤与系统的对象交互的模型。

顺序图可以用来展示对象之间是如何进行交互的。

顺序图将显示的重点放在消息序列上，即强调消息是如何在对象之间被发送和接收的。

7、协作图和序列图相似，显示对象间的动态合作关系。

可以看成是类图和顺序图的交集，协作图建模对象或者角色，以及它们彼此之间是如何通信的。

如果强调时间和顺序，则使用序列图；如果强调上下级关系，则选择协作图；这两种图合称为交互图。

8、构件图（组件图）描述代码构件的物理结构以及各种构建之间的依赖关系。

第3章统一建模语言UML简介本章目录第3章统一建模语言UML简介.............................................................. 错误！未定义书签。

3.1 UML概述 (1)3.1.1 UML的产生背景 (1)3.1.2 什么是UML (2)3.1.3 UML中的视图 (3)3.2 UML的构成 (4)3.2.1 UML的体系结构 (4)3.2.2 UML的模型元素 (5)3.2.3 UML的模型结构 (5)3.2.4 UML的模型图 (6)3.2.5 UML建模规则 (7)3.2.6 UML的公用机制 (8)3.3 一个UML的例子 (8)3.3.1 用例图 (9)3.3.2 活动图 (9)3.3.3 顺序图 (10)3.3.4 协作图 (11)3.3.5 类图 (12)3.3.6 状态图 (12)3.3.7 组件图 (13)3.3.8 部署图 (13)建模是为软件开发服务的，因此，如果模型所包含的信息足够完备，就可以以这些信息为基础，进行软件系统的建造。

统一建模语言UML是一种总结了以往建模技术的经验并吸收当今优秀成果的标准建模技术，利用UML表达的软件模型，可以直接和某种设计语言建立映射关系，通过UML建造工具，将UML模型转换为对应的程序设计语言源代码框架。

本章简要地回顾了UML的产生背景与UML的视图，重点介绍UML的体系结构和建模规则等内容。

3.1 UML概述UML是一个通用的可视化建模语言，是用于对软件进行描述、可视化处理、构造和建立软件系统制品的文档。

其中制品是指软件开发过程中产生的各种产物，例如模型、源代码、测试用例等。

UML适用于各种软件开发方法、软件生命周期的各个阶段、各种应用领域及各种开发工具。

3.1.1 UML的产生背景早在20世纪70年代就陆续出现了面向对象的建模方法，在80年代末到90年代中期，各种建模方法如雨后春笋般出现，从不到10种增加到50多种。

第1章1．UML中英文含义：Unified Modeling Language 统一建模语言。

2. 从UML模型生成编码语言代码的过程称为正向工程。

从编程语言代码生成UML模型的过程称为逆向工程。

3.UML由视图（View）、图（Diagram）、模型元素（Model Element）和通用机制（GeneralMechanism）几个部分组成。

4.视图并不是具体的图，它是由一个或多个图组成的对系统某个角度的抽象。

5.UML视图的类型：用例图（Use Case View）、逻辑视图（Logical View）、组件视图（Component View）、部署视图（Deployment View）。

6.UML图的类型：用例图、类图、对象图、组件图、部署图、顺序图、通信图、状态机图、活动图。

7.UML图的分类：（1）用例图（2）静态图：类图、对象图（3）行为图：状态机图、活动图（4）交互图：顺序图、通信图（5）实现图：组件图、部署图习题1.Rational Rose 2003具有非常友好的图形用户界面，其初始界面主要包括标题栏、菜单栏、工具栏、模型浏览窗口、文档窗口、模型图窗口、日志窗口、状态栏等部分。

2.Rational Rose同时支持Booch方法、OMT方法和UML方法，不同的建模方法其模型元素的图标以及工具栏图标一般不同。

采用不同的建模方法时。

可以在view菜单中选择相应的菜单项即可。

3.Rose模型文件有多种形式的扩展名，默认情况下，Rose模型文件的扩展名为mdl，类似于模型文件但只是模型文件一部分的扩展名是md~。

4.在模型绘制窗口或者模型浏览窗口中按任意顺序选取任意多个模型元素，只要按下Ctrl 键，然后选取要选择的模型元素即可。

5.在模型元素的属性设置窗口中，一般都有Cencral、Relations选项卡。

第2章1.用例图描述哪几个方面内容（1）简要说明（2）前置条件（3）基本事件流（4）其他事件流（5）后置条件2.用例图元素主要包括参与者与用例两个部分，另外还包括参与者（Actor）与(Use Case)之间以及用例之间的关系。

UML软件建模教程课后习题习题 1一、简答题1. 简述模型的作用。

答：现实系统的复杂性和内隐性，使得人们难于直接认识和把握，为了使得人们能够直观和明了地认识和把握现实系统，就需要借助于模型。

2. 软件模型有什么特征？答：建模对象特殊，复杂性，多样性3. 软件建模技术有哪些因素？答：软件建模方法，软件建模过程，软件建模语言，软件建模工具4. 软件模型包括哪些方面的内容？答：从模型所反映的侧面看：功能模型，非功能模型，数据模型，对象模型，过程模型，状态模型，交互模型，架构模型，界面模型等；从软件开发工作看：业务模型，需求模型，分析模型，设计模型，测试模型等。

5. 软件建模工具应该具有哪些基本功能？答：软件模型的生成和编辑，软件模型的质量保障，软件模型管理等二、填空题1、模型是对现实的（抽象）和模拟，是对现实系统（本质）特征的一种抽象、简化和直观的描述。

2、模型具有（反映性）、直观性、（简化性）和抽象性等特征。

3、从抽象程度，可以把模型分为（概念模型）、逻辑模型和（物理模型）三种类型。

4、较之于其他模型，软件模型具有（建模对象特殊）、复杂性和（多样性）等特征。

5、软件模型是软件开发人员交流的（媒介），是软件升级和维护的（依据）。

6、软件建模技术的要素包括软件建模方法、（软件建模过程）、软件建模语言和（软件建模工具）。

7、从开发阶段看，软件建模有业务模型、（需求模型）、分析模型、（设计模型）和测试模型。

8、软件语言有软件需求定义语言、（软件设计语言）、软件建模语言、（软件结构描述语言）、软件程序设计语言等。

9、根据软件建模工具的独立性，把软件建模工具分为（独立软件）建模工具和（插件式软件）建模工具。

10、OMG在（ 1997 ）年把UML作为软件建模的标准，UML2.0版本是（ 2005 ）年颁布的。

三、选择题1、对软件模型而言，下面说法错误的是（ D ）。

A.是人员交流的媒介B.是软件的中间形态C.是软件升级和维护的依据D.是软件的标准文档2、下面说法错误的是（ B ）。