软件工程全部课件-第6章统一建模语言UML

2．UML的表示法
❖ UML由视图、图、模型元素、通用机制和扩展机制 组成。
（1）视图
UML视图有：静态视图、用例视图、实现视图、部署视 图、状态视图、活动视图、交互视图、模型管理视图8种。
（2）图
共五类图：用例图、静态图、行为图、交互图、实现图。
（3）模型元素 （4）通用机制 （5）扩展机制
6.2 UML的静态建模机制
❖ 6.2.1 用例图 ❖ 6.2.2 类图、对象图和包 ❖ 6.2.3 构件图和配置图
6.2.1 用例图
❖ 1．用例模型
用例模型描述的是外部执行者所理解的系统功能， 用于需求分析阶段。
❖首先，它描述了待开发系统的功能需求； ❖其次，它把系统看作黑盒子，从外部执行者的角度来
第6章 统一建模语言UML
内容介绍
❖ 6.1 UML概述 ❖ 6.2 UML的静态建模机制 ❖ 6.3 UML的动态建模机制 ❖ 6.4 案例分析 ❖ 6.5 小结
6.1 UML概述
6.1.1 UML的形成 6.1.2 UML的内容
6.1.1 UML的形成
❖ 面向对象建模语言在20世纪70年代中期开始出现 。 ❖ 到了90年代中期，出现了第二代面向对象方法，其中最著名
❖ 顺序图中的对象用一个矩形框表示，框内标 有对象名（对象名的表示格式与对象图中相 同）。从表示对象的矩形框向下的垂直虚线 是对象的“生命线”，用于表示在某段时间 内该对象是存在的。
6.3.3 协作图
❖ 协作图用于描述相互合作的对象间的交互关 系和链接关系。
1．构件图 构件图代表的是实现环境中的软件模块。类图 和包图对软件的逻辑设计建模，而构件图模 拟的是实现视图，是实际的软件模块。
2．配置图 配置图描述处理器、硬件设备和软件构件在运 行时的架构，它显示系统硬件的物理拓扑结 构，以及在此结构上执行的软件。
6.3 UML的动态建模机制
❖ 在面向对象技术中，对象之间的交互是通过 对象间的消息传递完成的。
最顶部的格子包含类的名字。
❖ 类的属性
中间的格子包含类的属性，用以描述该类对象的共同特 点。
UML规定类的属性的语法格式为： 可见性 属性名：类型=默认值{约束特性}
❖ 类的操作
该项可以省略。类的操作用于修改、检索类的属性或执 行某些动作。
UML规定操作的语法格式为： 可见性 操作名（参数表）：返回值类型{约束特性}
6.1.2 UML的内容
❖ UML是一种标准的图形化（即可视化）建模 语言。
❖ 它由图和元模型组成。 ❖ 图是UML的语法，而元模型给出图的含义，
是UML的语义。
1．UML语义
❖ UML的语义被定义在一个如下四层（四个抽象级别）建模 概念框架中。
① UML的基本元模型层。由UML最基本的元素“事物”组 成，代表要定义的所有事物。
理解系统； ❖第三，它驱动了需求分析之后各阶段的开发工作。
在UML中，一个用例模型由若干个用例图来描述， 用例图的主要元素是用例和执行者。
2．用例
❖ 一个用例实质上是用户与计算机系统之间的 一次典型的交互作用，它代表的是系统的一 个完整的功能。
❖ 在UML中把用例定义成系统执行的一系列动 作，动作的结果能被外部执行者察觉到。
❖ 在UML用例图中，用例表示为一个椭圆。
顾客 收银员
2．用例
自动售货机系统
售货
供货 取货款
供货人
2．用例
❖ 概括地说，用例具有以下特点：
用例代表某些用户可见的功能，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。
关系连在一起，形成一个高内 系统内部
聚、低耦合的整体就叫做包。
（1）包的内容
保险单
构成包的模型元素称为包的内
容，包的内容可以是一个类图 也可以是另一个包图。
（2）包的依赖和继承
数据库界面 {abstract}
包与包之间允许建立依赖、泛 化和细化等关系。
客户 Oracle界面 Sybase界面
6.2.3 构件图和配置图
6.2.2 类图、对象图和包
❖ 对于一个想要描述的系统，其类模型和对象 模型揭示了系统的结构，指明了一组对象的 属性和行为。
❖ 对象是封装了状态和行为的实体。每个对象 有一个标识符，能被单独地引用并与其他对 象区别开来。
❖ 在UML中，类和对象模型分别由类图和对象 图表示。类图技术是OO方法的核心。
载客
货车 货车车厢
载货
（3）依赖关系
❖ 依赖关系描述两个模型元素（类、用例等） 之间的语义连接关系：其中一个模型元素是 独立的，另一个模型元素是不独立的，它依 赖于独立的模型元素，如果独立的模型元素 改变了，将影响依赖于它的模型元素。
《友元》
类B
类A
（4）细化关系
❖ 当对同一事物在不同抽象层次上描述时，这些描述 之间具有细化关系。
2．状态转换
状态图中两个状态之间带箭头的连线称为状态转换。状态的 变迁通常是由事件触发的，此时应在转移上标出触发转移的 事件表达式。如果转移上未标明事件，则表示在源状态的内 部活动执行完毕后自动触发转移。
6.3.2 顺序图
❖ 顺序图描述对象之间的动态交互关系，着重 表现对象间消息传递的时间顺序。顺序图有 两个坐标轴：纵坐标轴表示时间，横坐标轴 表示不同的对象。
关系。 ❖ 除了一般聚集之外，还有两种特殊的聚集关
系，分别是共享聚集和复合聚集。
共享聚集
❖ 如果在聚集关系中处于部分方的对象可同时 参与多个处于整体方对象的构成，则该聚集 称为共享聚集。
社团
成员
*
1..*
学生
复合聚集
❖ 如果部分类完全隶属于整体类，部分与整体
共存，整体不存在了部分也会随之消失（或
3．UML的图
❖ UML的主要内容可以用以下五类图（共9种图 形）来定义：
（1）用例图 （2）静态图——类图、对象图 （3）行为图——状态图、活动图 （4）交互图——顺序图、协作图 （5）实现图——构件图、配置图
6.1.3 UML的特点
❖ 统一标准。UML统一了Booch、OMT和OOSE等方法中的基本概念， 已成为OMG的正式标准，提供了标准的面向对象的模型元素的定义和 表示。
❖ 在UML中，对象图与类图表示形式类似，主要差别 是对象的名字下面要加一条下划线。
❖ 对象名有下列三种表示格式：
第一种格式。对象名:类名。
第二种格式。:类名。 第三种格式。对象名。
三机房8号机: 计算机
张林:学生
五机房8号机: 计算机
4．包
❖ 包是一种组合机制。把各种各
保险单填写 界面
样的模型元素通过内在的语义
2．关系
❖ 类图描述了类和类之间的静态关系。 ❖ 类与类之间通常有关联、泛化（继承）、依
赖和细化等四种关系。
（1）关联关系
❖ 关联表示两个类之间存在某种语义上的联系。 ❖ 例如，学生使用计算机，我们就认为在学生
和计算机之间存在某种语义上的联系，因此， 在类图中应该在学生类和计算机类之间建立 关联关系。
失去存在价值了），则该聚集称为复合聚集 （简称为组成）。
*
窗口
* 包含
1
*
*
文本框 列表框
按钮 菜单
（2）泛化关系
❖ UML中的泛化关系就是通常所说的继承关系，它是 通用元素和具体元素之间的一种分类关系。
❖ 在UML中，用一端为空心三角形的连线表示泛化关 系，三角形的顶角紧挨着通用元素。
汽车
车厢
客车 客车车厢
①普通关联
❖ 普通关联是最常见的关联关系，只要在类与 类之间存在连接关系就可以用普通关联表示。
❖ 普通关联的图示符号是连接两个类之间的直 线。
▲
学生
使用
计算机
*
被使用 1..*
▲
①普通关联
❖ 如果关联是单向的，则称为导航关联，其符 号是用实线箭头连接两个类。仅在箭头所指 的方向上才有这种关联关系 。
❖ 易掌握、易用。由于UML的概念明确，建模表示法简洁明了，图形结 用于系统开发的全过程，它的应用贯穿于从 需求分析到系统建成后测试的各个阶段。
需求分析。
分析。
设计。
构造（编码）。
测试。
❖ 总之，统一建模语言UML适用于以面向对象方法来 描述任何类型的系统，而且适用于系统开发的全过 程，从需求规格描述直到系统建成后的测试和维护 阶段。
1．类图
❖ 类图（Class Diagram）描述类和类之间的静 态关系。
❖ 所谓类是对一类具有相同特征的对象的描述。 而对象是类的实例。
❖ 类描述一类对象的属性和行为。在UML中， 类的可视化表示为一个划分成三个格子的长 方形（下面两个格子可以省略）。 类的名称
属性
操作
1．类图
❖ 类的获取和命名
❖ 注意：用例是一个类，它代表一类功能而不 是使用该功能的某个具体实例。
3．执行者
❖ 执行者是与系统交互的人或物，它代表外部实体 。
❖ 执行者是一个群体概念，代表的是一类能够使用某 个功能的人或物，而不是某个个体。
❖ 在UML的用例图中，用一个小人图形代表一个执行 者，但这并不意味着执行者就一定是人。用不带箭 头的线段把执行者与用例连接在一起，表示两者之 间交换信息，称为通信联系。
❖ UML定义了如下三种消息：
同步消息。 异步消息。 简单消息。
同步 异步 简单 同步且立即返回
6.3.1 状态图
❖ 状态图用来描述一个特定对象的所有可能状态，以及引起状 态转换的事件。
1．状态
所有对象都具有状态，状态是对象执行了一系列活动的结果。 当某个事件发生后，对象的状态将发生变化。在状态图中定 义的状态可能有：初始状态、最终状态、中间状态和复合状 态。