UML面向对象建模 动态模型

软件系统的建模的方法和介绍软件系统建模是将现实世界中的问题抽象表示为计算机能够理解和处理的形式的过程。

它是软件开发过程中的关键步骤之一，可以帮助开发团队更好地理解问题领域，并以一种可视化的方式来描述系统的结构和行为。

下面将介绍几种常见的软件系统建模方法。

1. 面向对象建模方法：面向对象建模是一种基于对象的方法，它将问题领域分解为多个独立的对象，并描述它们之间的关系和行为。

常用的面向对象建模方法包括UML（统一建模语言）和领域模型（Domain Model）等。

UML是一种广泛应用的面向对象建模语言，它提供了用于描述系统结构、行为和交互的图形符号和语法规则。

2. 数据流图（Data Flow Diagram, DFD）建模方法：数据流图是描述软件系统中数据流动的图形化工具。

它将系统分解为一系列的功能模块，通过数据流和处理过程之间的关系来描述系统的结构和行为。

数据流图主要包括外部实体、数据流、处理过程和数据存储等基本元素。

3.结构化建模方法：结构化建模是一种基于流程的建模方法，它主要通过流程图和结构图来描述系统的结构和行为。

流程图用于描述系统中的控制流程和数据流动，结构图用于描述系统中的数据结构和模块关系。

常见的结构化建模方法包括层次图、树形图和PAD（程序设计语言图）等。

4.状态图模型：状态图是一种描述系统状态和状态转换的图形化工具。

它主要包括状态、转移和事件等元素，用于描述系统中的各种状态及其变化过程。

状态图可以帮助开发团队清晰地理解系统的状态转换规则和事件响应机制。

5.时序图和活动图：时序图和活动图是UML中的两种重要建模方法。

时序图主要用于描述对象之间的交互和消息传递顺序，而活动图主要用于描述系统中的活动和操作流程。

这两种图形化表示方法可以帮助开发团队更好地理解系统的动态行为和操作流程。

除了上述几种常见的建模方法，还有很多其他的建模方法可供选择，如数据建模、用例建模、业务流程建模等。

不同的建模方法适用于不同的场景和应用需求，开发团队可以根据具体情况选择最合适的建模方法进行系统建模。

面向对象设计与UML建模面向对象设计是一种软件开发方法，它将现实世界的实体抽象为对象，并以对象之间的相互关系来组织和描述系统的行为。

而UML（统一建模语言）是一种用于可视化、规范化软件系统设计的标准建模语言。

本文将从面向对象设计的概念入手，介绍面向对象设计与UML建模的关系及应用。

一、面向对象设计的概念面向对象设计（Object-oriented Design）是一种以对象为中心的软件开发方法。

在面向对象设计中，将系统中的各个对象抽象出来，通过定义对象之间的属性和方法，以及对象之间的关系，来描述系统的功能和行为。

面向对象设计的核心思想是将现实世界的实体抽象为对象，对于每个对象，描述其属性和方法，并通过对象之间的交互来实现系统的功能。

这样的设计方式使得系统更加模块化，易于扩展和维护。

二、UML建模的概念UML（Unified Modeling Language）是一种用于规范化、可视化软件系统设计的标准建模语言。

它提供了一套丰富的符号和约定，用于描述系统的结构、行为和交互。

UML建模是面向对象设计的重要工具之一，它能够帮助开发人员更好地理解和设计系统。

通过使用UML，开发人员可以绘制出类图、时序图、用例图等各种类型的图表，来描述系统的不同方面和视角。

三、面向对象设计与UML建模的关系面向对象设计与UML建模是紧密相关的。

面向对象设计将系统抽象为对象，定义了对象的属性和方法，以及对象之间的关系。

而UML建模则是通过各种类型的图表来表示和描述这些对象、属性、方法和关系。

具体来说，面向对象设计中的类可以通过UML的类图来表示。

类图用于描述系统中的类及其之间的继承、关联、聚合等关系。

类图能够清晰地展示系统的结构，有助于开发人员对系统进行整体把握和分析。

此外，面向对象设计中的时序和交互可以通过UML的时序图、活动图和通信图来表示。

时序图用于描述对象之间的交互顺序，活动图用于描述系统的流程和行为，通信图用于描述对象之间的消息传递。

使用UML对系统进行建模面向对象的软件工程，同传统的面向过程的软件工程相比，在需求的获取、系统分析、设计和实现方面都有着很大的区别。

UML是OOA和OOD的常用工具。

使用UML来构建软件的面向对象的软件工程的过程，就是一个对系统进行不断精化的建模的过程。

这些模型包括用例模型、分析模型、设计模型，然后，我们需要使用具体的计算机语言来建立系统的实现模型。

当然，在整个软件工程中，我们还需要建立系统的测试模型，以保证软件产品的质量。

使用面向对象的工具来构建系统，就应该使用面向对象的软件工程方法。

然我，我们经常会发现，在实际的开发过程中，很多开发人员虽然能够理解UML的所有图形，却仍然不能得心应手的使用UML来构建整个项目，其很大的原因，是仍然在使用原有的软件工程方法，而不清楚如何使用UML来建立系统的这些模型，不清楚分析和设计的区别，以及他们之间的转化。

应用软件系统，就其本质来说，是使用计算机对现实世界进行的数字化模拟。

应用软件的制造过程，按照UML的方法，就是建立这一些列模型的过程。

本文将就一个图书馆系统，说明如何使用UML来对系统进行这一系列的建模。

关于这个图书馆系统，基本的需求比较简单，就是允许学生可以在图书馆借阅和归还图书，另外，也可以通过网络或者图书馆的终端来查阅和预订书。

当然，图书馆管理员也可以对图书进行管理。

为了简化系统，我们没有把图书馆中的人员作细分。

之所以采用这个相对简单案例，是因为很多人都对图书馆系统有很强的感性认识，这样，读者不需要花很多的时间来理解系统包含的业务知识。

同时，也因为本文只是对使用UML 的过程做一个探讨，着眼于使用UML进行建模的过程，说明各个层次的模型之间的区别和联系，展示系统演进的过程，而不会深入UML的细节方面。

对于更加复杂的系统，其分析和设计的方法是相通的，可以举一反三。

用例模型——系统需求的获取用例模型定义系统做什么，是用来获取系统需求的有效手段。

用例模型由“角色”和“用例”组成。

UML的发展历史UML（Unified Modeling Language）是一种用于软件开发的工具，它通过图形化表示来描述各种软件系统的结构和行为。

UML 在软件开发过程中具有重要的意义，因为它可以帮助人们更好地理解软件系统，提高软件开发的效率和质量。

在本文中，我们将详细了解UML的发展历史。

1. UML的起源UML的起源可以追溯到20世纪80年代末，当时软件开发行业存在一些问题，例如软件开发周期长、成本高、缺乏标准化方法和工具等。

为了解决这些问题，一些软件工程师开始研究建立一种新的建模语言和工具，以便更好地描述和管理软件系统。

1995年，UML的前身OMT（Object Modeling Technique）首次发布，OMT是一种面向对象的建模技术，被广泛用于软件开发的早期阶段。

OMT包括三个重要的建模部分：对象模型、动态模型和功能模型。

对象模型描述了系统中的对象及其关系，动态模型描述了对象的行为，功能模型描述了系统的功能。

2. UML的发展随着需求的变化和技术的发展，UML在发展过程中也经历了一些重要的变化。

2.1 UML 1.x1996年，OMG（Object Management Group）成立了UML工作组，正式开始研发UML。

1997年，UML 1.0发布，它基于OMT 和其他面向对象建模技术，兼容了各种不同的建模方法和工具。

UML 1.x包括13种建模图，如类图、对象图、用例图、活动图、状态图、序列图等，其中类图是最基础和最重要的建模图。

2.2 UML 2.x2003年，UML 2.0发布，UML 2.x相对于UML 1.x而言，增加了很多新的特性和建模图，例如组件图、部署图、时序图、通信图、交互概览图。

UML 2.x的最大特点是引入了元模型的概念，元模型可以用于描述任何模型或模型元素，包括UML自身。

元模型的引入意味着UML成为了一个更加强大和灵活的建模语言。

2.3 UML 2.52015年，UML 2.5发布，它是UML的最新版本，与UML 2.4相比，UML 2.5主要是作了一些修补和改进，以提高其质量和稳定性。

2011UML复习题纲一、选择、判断、填空第一章UML与面向对象1、UML(Unified Modeling Language,统一建模语言)是软件和系统开发的标准建模语言，它主要以图形的方式对系统进行分析、设计。

2、UML是在多种面向对象分析与设计方法相互融合的基础上形成的，是一种专用于系统建模的语言。

它为开发人员与客户之间，以及开发人员之间的沟通与理解架起了“桥梁”。

3、UML不是开发工具，只是建模语言。

4、OOA三种基本模型：功能模型、对象模型、动态模型。

5、软件是程序、数据和相关文档的完整集合。

6、软件开发过程分为如下几个阶段：需求分析、总体设计、详细设计、编程与测试、维护。

7、面向对象的软件工程方法包括面向对易用的分析（OOA）、面向对象的设计（OOD）、面向对象的编程（OOP）。

8、软件方法学包含3个要素：方法、工具和过程。

9、对象是现实世界中一个实际存在的事物，它可以是看得见摸得着的东西。

10、类是一组具有相同属性的操作的对象集合，它为所有属于该类的对象提供了统一的描述。

11、封装是指将对象属性和操作结合在一起，构成一个独立的对象。

封装使得对象属性和操作紧密结合在一起，这反映了事物的状态特性与动作是事物不可分割的特征。

12、继承是指子类可以拥有父类的全部属性和操作，继承是OO方法的一个重要的概念，并且是OO技术可以提高软件开发效率的一个重要原因。

13、多态性是指在父类中定义的属性和操作被子类继承后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为。

14、OO开发中的三层设计：问题域类、GUI类和数据访问类。

15、面向对象设计准则：模块化、抽象、信息隐藏、低耦合、高内聚。

16、UML的构成：元元模型层、元模型层、模型层、用户模型层。

17、UML的核心是由视图、图、模型元素、通用机制组成。

18、UML中的视图细分：（1）用例视图（用例视图强调从系统的外部参与者角度需要的功能，描述系统应该具有的功能）；（2）逻辑视图（逻辑视图的使用者主要是设计人员和开发人员，描述用例视图提出的系统功能的实现）；（3）并发视图（并发视图的使用者主要是开发人员和系统集成人员，它主要考虑资源的有效利用、代码的并行执行以及系统环境中异步事件的处理）；（4）组件视图（组件是不同类型的代码模块，它是构造应用的软件单元。

UML建模工具中的五大视图本节和大家一起学习一下UML建模工具方面的知识，本节主要包括面向对象建模概念和UML中的五大视图等内容，相信通过本节的介绍你对UML建模工具有一定的认识。

下面让我们一起来学习UML建模工具吧。

UML建模工具1．面向对象建模建模把复杂得问题分解为易于理解的小元素，以达到问题的求解模型帮助你具体化和指出系统的不同方面，模型也显示不同的部分如何彼此相关并有助于它们的工作形象化。

UML定义了软件工程领域中的不同模型。

下面给出模型和它们的描述：.类模型描述其静态结构，状态模型表示对象的动态行为，用例模型解释用户的要求，交互模型描述消息流，实现模型包含工作单元，部署模型包含属于进程分配的细节。

提供一种简单的、准备使用的、表现为可视的建模语言，是独立于过程的，是独立于语言的2．UML建模工具的五大视图：UML定义了软件工程领域中的不同模型。

下面给出模型和它们的描述：.类模型描述其静态结构，状态模型表示对象的动态行为，用例模型描述用户的要求，交互模型描述消息流，实现模型描述工作单元，部署模型属于进程分配的细节。

◆用户视图–表示系统的目的和目标◆结构视图–表示系统的静态或空闲的状态◆行为视图–表示系统的动态状态或状态的变动◆实现视图–表示系统的逻辑元素的分布◆环境视图–表示系统物理元素的分布3．用户视图系统的用户视图由用例图组成，用例图包含执行者、用例、及它们的关系，用例图表示了系统对外部实体提供的功能，用例图由执行者和用例组成（执行者对系统做什么的）执行者主要可分为四类：主要执行者–直接与系统交互的人，次要执行者–涉及到系统维护的人，外部硬件–运行应用的非计算机的系统部分，其他系统–为其工作需要与你系统交互的外部系统4．结构视图UML建模工具中结构视图代表系统的静态方面，包含类图（描述不同的类和它们的关联，描述系统中声明的类）和对象图（描述不同的对象和它们彼此间的链接）。

类：用来描述具有特征的现实世界的实体。

软件工程导论知识点软件工程导论一、各章知识点1、统一建模语言（UML）：是一种面向对象的建模语言，它是运用统一的，标准化的标记和定义实现对软件系统进行面向对象的描述和建模2、封装从字面上理解，所谓封装就是把某个事物包起来，使外界不知道该事物的具体内容。

封装也就是信息隐藏，通过封装对外界隐藏了对象的实现细节。

3、软件维护性的过程分为四类：改正性维护；适应性维护；完善性维护；预防性维护4、白盒、黑盒测试的概念如果知道产品的内部工作过程，可以通过测试来检验产品内部动作是否按照规格说明书的规定正常进行。

这种测试叫做白盒测试，也叫结构测试。

如果已经知道了产品应该具有的功能，可以通过测试来检验是否每个功能都能正常使用，这种测试叫做黑盒测试，也叫功能测试。

5、继承：继承是指能够直接获得已有的性质和特征，而不必重复定义它们继承分单继承（树型结构）和多重继承（网状结构）6、软件生命周期以及各阶段的任务（3个时期，9个阶段）概括的说，软件生命周期由软件定义，软件开发和运行维护3个时期组成，通常把前两个时期再一步划分成若干个阶段。

软件定义时期：问题定义；可行性研究；需求分析三个阶段软件开发时期：总体设计；详细设计；编码和单元测试；综合测试五个阶段软件定义时期的任务是：确定软件开发工程的总目标；研究该项目的可行性；分析确定客户对软件产品的需求估算完成该项目所需的资源和成本，并且制定工程进度表软件开发时期的任务是：具体设计和实现在前一个时期定义的软件运行维护时期的任务是：通过对已交付使用的软件做必要的修改，使软件持久地满足客户的需求7、需求/概要/详细设计阶段是干什么的？需求分析阶段的基本任务是确定软件必须”做什么”，使用的概念主题是”功能”概要设计阶段的任务是确定“怎样做“，使用的概念是”模块“详细设计阶段的任务就是把解法具体化，即回答“应该怎样具体地实现这个系统”使用的概念是“数据结构“和”算法“8、软件生命周期中时间花费做多的是维护阶段软件生命周期中最重要的是系统分析9、软件的开发模型。

基于UML的面向对象建模方法姓名: 赵付轩学号: 10041156专业: 信号与信息处理学院: 信息科学与技术学院基于UML的面向对象建模方法摘要：本文介绍了一种基于UML(统一建模语言)的网上报名系统。

首先对UML语言进行了简单说明，其次根据UML建模过程对网上报名系统进行了需求分析，构建了用例图、类图两个模型，最后根据该模型开发了大学英语四六级考试报名系统，该系统具有可操作性强、扩展性好、效率高的优点。

关键词：UML；网上报名；面向对象目录1 引言 (1)1.1 UML概述 (1)2 面向对象原理 (1)2.1 基本概念 (1)2.2 基本特征 (2)3 运用UML进行系统建模 (2)3.1 UML建模机制、步骤 (2)4 网上报名系统的UML建模 (3)4.1 需求分析 (3)4.2 分析与设计 (4)4.2.l 静态建模 (4)4.2.2 动态建模 (5)5 结语 (6)参考文献 (6)1 引言面向对象方法已经成为软件开发的主要方法，面向对象的分析方法以对象作为分析问题，解决问题的核心，并对问题空间进行直接映射，使计算机实现的对象与真实世界具有一一对应关系，符合人类认识规律，有效地解决了需求分析模型和软件设计模型的不匹配现象。

由于采用了数据抽象和封装技术，面向对象的程序设计降低了各模块间的耦合，可实现较高的代码利用率。

基于UML建模技术可以进行面向对象的分析、设计、编程、测试以及面向对象的软件过程，它以统一建模语言作为分析工具，利用面向对象的思想对问题域进行建模。

本文针对建模的方法和技术进行了讨论，并结合实例加以说明。

1.1 UML概述统一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。

它是面向对象开发系统的产品进行说明、可视化、和编制文档的一种标准语言。

UML具有庞大的体系结构和丰富的内容。

不仅融合了Booch、OMT、OOSE方法的核心内容，同时也吸取了其他面向对象方法中的优势。

UML面向对象分析、建模与设计课程教学大纲01课程说明课程代码：课程名称：UML面向对象分析、建模与设计/UML object-oriented analysis, modeling and design开课学期：4学分/学时：3/32+16课程类型：必修02课程的性质、目的与任务《UML面向对象分析、建模与设计》是软件工程专业中一门综合性很强的基础课程，主要内容包括软件工程与面向对象方法、UML的定义和背景、UML基础（UML构造块、UML通用机制、UML“4+1”架构、UML建模工具）、UML系统动态建模（用例图、活动图、状态机图、顺序图、通信图）、类图、对象图、包图、组件图、部署图、统一软件开发过程、UML具体实例等。

本课程的目的与任务是使学生通过本课程的学习，从UML的基本概念入手，由浅入深地认识和学习软件工程核心要素，以体系化、工程化的方法思考软件工程过程。

本课程除要求学生掌握UML的图示语法和语义，重点要求学生掌握设计软件的逻辑能力以及对软件内部各种组织结构的表达能力，掌握对事物的抽象能力和建模的基本思想，为更深入地学习和今后的实践打下良好的基础。

03教学内容及教学基本要求1.软件工程与面向对象方法（2学时）了解软件工程的概念和历史，了解软件工程的目标和原则；了解面向对象方法的概念和历史，了解面向对象方法的优点。

2.统一建模语言UML（2学时）了解UML的定义和历史背景；了解UML的目标和应用范围。

3.初识UML（2学时）掌握UML构造块，分别是事物、关系、图；掌握UML的通用机制；了解“4+1”架构；了解常用的UML建模工具。

4.用例图（2学时）了解用例的概念、设计方法和注意事项理解用例图的组成元素，分别为参与者、用例、用例图中的关系；理解并掌握用例图中的关系，分别为参与者间的泛化关系、参与者与用例的关联关系、用例间的泛化关系、用例间的依赖关系；理解用例描述的概念；掌握用例说明文档的书写；掌握用例图建模，分别为对系统的语境建模和对系统的需求建模；了解用例图的使用环境。