UML模型的基本概念 教程
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UML课件(完整版)引言:在软件开发和系统设计过程中,UML(Unified Modeling Language)作为一种标准化的建模语言被广泛应用。
本文旨在提供完整版的UML课件,全面介绍UML的基本概念、主要图形符号以及建模过程。
1. UML概述1.1 UML定义1.2 UML的演化历程1.3 UML的应用领域2. UML的基本概念2.1 模型、元素和关系2.2 视图和视图切换2.3 UML的图形符号和标记3. UML的主要图形符号3.1 用例图3.1.1 用例图的作用和用途3.1.2 用例图的元素和关系3.1.3 用例图的实例分析3.2 类图3.2.1 类图的作用和用途3.2.2 类图的元素和关系3.2.3 类图的实例分析3.3 时序图3.3.1 时序图的作用和用途3.3.2 时序图的元素和关系3.3.3 时序图的实例分析3.4 活动图3.4.1 活动图的作用和用途3.4.2 活动图的元素和关系3.4.3 活动图的实例分析3.5 状态图3.5.1 状态图的作用和用途3.5.2 状态图的元素和关系3.5.3 状态图的实例分析4. UML建模过程4.1 建模过程概述4.2 需求收集和分析4.3 架构设计和详细设计4.4 实现和测试4.5 部署和维护结论:UML作为一种标准化的建模语言,可以有效地帮助软件开发人员和系统设计者进行系统分析和设计。
通过学习和应用UML,可以提高软件开发过程中的沟通效率和开发质量。
参考文献:(这里列出您参考的相关文献,不需要包含网址链接)这个大致的结构可以帮助您按照一种逻辑清晰的方式来组织UML课件的内容。
您可以根据自己的风格和需求进行进一步的修改和完善。
uml概念模型-回复什么是UML 概念模型?UML,全称为统一建模语言(Unified Modeling Language),是一种用于软件系统设计、开发和文档化的标准建模语言。
UML 概念模型是UML 的一个重要组成部分,它描述了系统的概念、概念之间的关系以及系统的行为。
在软件开发过程中,通过构建UML 概念模型,可以帮助开发人员更好地理解系统的需求和功能,以及实现系统与系统之间的交互和通信。
本文将通过一步步解释,介绍UML 概念模型的相关概念和使用方法。
第一步:了解UML 概念模型的基本概念1. 事物(Things):在UML 中,事物是指表示系统内部或外部元素的术语,包括类、对象、接口、组件等。
事物是UML 概念模型的核心元素,用于描述系统的结构和行为。
2. 关系(Relationships):关系表示事物之间的联系,包括依赖关系、关联关系、继承关系等。
关系用于描述事物之间的交互和依赖关系。
3. 视图(Views):UML 概念模型可以从不同的视角进行描述,每个视图都包含了特定的概念和关系。
常见的视图包括结构视图、行为视图、交互视图等。
第二步:学习UML 概念模型的建模元素1. 类(Class):类是对一组具有共同属性、行为和关系的对象的描述。
类可以包含属性、操作和关系,用于描述系统的结构。
2. 对象(Object):对象是类的实例,具有类所描述的属性和行为。
3. 接口(Interface):接口定义了类或组件提供的一组操作或服务。
它描述了类或组件与系统外部进行通信的方式。
4. 用例(Use Case):用例是描述系统功能的场景。
它描述了系统如何与外部实体进行交互,以完成特定的功能。
5. 活动(Activity):活动表示系统的行为,是对系统内部操作的描述。
活动描述了系统内部的流程和决策。
6. 状态(State):状态表示系统或对象的一种特定状态。
状态机图可以用于描述状态之间的转换和条件。
UML建模教程第 1 章UML初览本章使用一个简单的例子对UML中所使用的概念和视图进行初览。
本章的目的是要将高层UML概念组织成一系列较小的视图和图表来可视化说明这些概念,说明如何用各种不同的概念来描述一个系统以及如何将各种视图组织在一起。
概括性的说明不可能面面俱到,其中省略了许多概念。
要想得到更详细的说明,可参见下一章对UML各视图的说明和本书大全部分的有关细节。
本章使用的例子是计算机管理的戏院售票系统。
这是一个精心设计的例子,目的是用少量篇幅来强调说明UML的各个组件。
这是一个经过有意简化的例子,忽略了有关细节。
除非进行大量的反复说明,否则一个实际系统的完整模型不可能用这么少的篇幅来对UML中使用的每种组件进行介绍。
1.1 UML视图UML中的各种组件和概念之间没有明显的划分界限,但为方便起见,我们用视图来划分这些概念和组件。
视图只是表达系统某一方面特征的UML建模组件的子集。
视图的划分带有一定的随意性,但我们希望这种看法仅仅是直觉上的。
在每一类视图中使用一种或两种特定的图来可视化地表示视图中的各种概念。
在最上一层,视图被划分成三个视图域:结构分类、动态行为和模型管理。
结构分类描述了系统中的结构成员及其相互关系。
类元包括类、用例、构件和节点。
类元为研究系统动态行为奠定了基础。
类元视图包括静态视图、用例视图和实现视图。
动态行为描述了系统随时间变化的行为。
行为用从静态视图中抽取的瞬间值的变化来描述。
动态行为视图包括状态机视图、活动视图和交互视图。
模型管理说明了模型的分层组织结构。
包是模型的基本组织单元。
特殊的包还包括模型和子系统。
模型管理视图跨越了其他视图并根据系统开发和配置组织这些视图。
UML还包括多种具有扩展能力的组件,这些扩展能力有限但很有用。
这些组件包括约束、构造型和标记值,它们适用于所有的视图元素。
表3–1列出了UML的视图和视图所包括的图以及与每种图有关的主要概念。
不能把这张表看成是一套死板的规则,应将其视为对UML常规使用方法的指导,因为UML允许使用混合视图。
UML的基本概念UML是一种通用的建模语言,是用于软件设计和系统开发的标准。
UML是一种图形化编程语言,可以帮助我们更好地理解和描述软件系统的各个部分。
在本文中,我们将探讨UML的基本概念以及如何使用它来描述软件系统。
1. UML的基本元素在UML中,有一些基本的元素,这些元素可以帮助我们更好地描述软件系统的组件和交互。
下面是一些常见的UML元素:类:表示对象或者组件,通常有属性和方法。
接口:定义了一个对象应该实现的方法及其类型。
对象:表示模拟的对象实例。
关联关系:表示不同对象之间的联系。
聚合关系:表示对象之间的独立关系。
组合关系:表示不同对象的互相依赖关系。
继承关系:表示基类和派生类之间的关系。
依赖关系:表示两个对象的一种依赖关系,其中一个对象的改变可能会导致另一个对象的改变。
UML还有其他一些基本元素,如活动图、消息图、顺序图等。
这些元素都可以帮助我们更好地理解和描述软件系统的不同方面。
2. UML的设计模式UML还包含一些设计模式,这些设计模式描述了在软件开发过程中使用的通用方法。
下面是几个比较常见的设计模式:工厂模式:创建对象的一种方式,将对象的创建和使用分离。
单例模式:确保系统中只有一个实例对象。
观察者模式:对象们之间的一种依赖关系,其中一个对象的改变会影响到其他对象。
适配器模式:将一个已有的类的接口转换成其它接口,兼容原先的接口。
装饰器模式:将对象的功能添加到另一个对象上,而不是修改原有的对象。
UML的设计模式可以帮助我们更好地设计软件系统,提高系统的可维护性和可扩展性。
3. UML的开发流程UML可以在软件开发的各个阶段使用。
下面是UML的典型开发流程:需求分析:使用UML的用例图和活动图,并编写用例文档。
设计:使用UML的类图和顺序图,设计系统架构和交互。
实现:使用UML的类图和代码实现系统。
测试:使用UML的状态图和活动图,测试系统。
维护:使用UML图形以及之前的代码和文档,保持系统可维护。
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。
第一章UML模型的基本概念1 UML的建筑块组成UML有三种基本的建筑块:1、事物(Things)2、关系(Relationships)3、图(Diagrams)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。
1.1 UML的事物UML中有始终类型的事物:1、结构事物(Structural things)2、动作事物(Behavioral things)3、分组事物(Grouping things)4、注释事物(Annotational things)这些事物是UML模型中最基本的面向对象的建筑块。
它们在模型中属于最静态的部分,代表概念上等或物理上的元素。
1.1.1结构事物。
总共有七种结构化事物。
首先是类(class),类是描述具有相同属性、方法、关系和语义的对象的集合。
一个类实现一个或多个接口。
在UML 中类被画为一个矩型,通常包括它的名字、属性和方法。
图1-1 类第二种是接口(interface),接口是指类或组件提供特定服务的一组操作的集合。
因此,一个接口描述了类或组件的对外的可见的动作。
一个接口可以实现类或组件的全部动作,也可以只实现一部分。
接口在UML 中被画成一个圆和它的名字。
图1-2 接口第三种是协作(collaboration),协作定义了交互的操作,是一些角色和其它元素一起工作,提供一些合作的动作,这些动作比元素的总和要大。
因此,协作具有结构化、动作化、维的特性。
一个给定的类可能是几个协作的组成部分。
这些协作代表构成系统的模式的实现。
协作在UML 中用一个虚线画的椭圆和它的名字来表示。
图1-3 协作第四种是use case,use case是描述一系列的动作,这些动作是系统对一个特定角色执行,产生值得注意的结果的值。
在模型中use case通常用来组织动作事物。
Use case是通过协作来实现的。
在UML 中,use case画为一个实线椭圆,通常还有它的名字。
图1-4 use case第五种是活动类(active class),活动类是这种类,它的对象有一个或多个进程或线程。
活动类和类很相象,只是它的对象代表的元素的行为和其他的元素是同时存在的。
在UML 中活动类的画法和类相同,只是边框用粗线条。
图1-5 活动类第六种是组件(component),组件是物理上或可替换的系统部分,它实现了一个接口集合。
在一个系统中,你可能会遇到不同种类的组件,例如COM+ 或JAVA BEANS。
组件在UML中用如下的图表示:图1-6 组件第七种是结点(node),结点是一个物理元素,它在运行时存在,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结点,但有可能从一个结点转到另一个结点。
结点通常用如下的图形表示:图1-7结点类、接口、协作、use case、活动类、组件和结点这七个元素是在UML 模型中使用的最基本的结构化事物。
系统中还有这七种基本元素的变化体,如角色、信号(某种类),进程和线程(某种活动类),应用程序、文档、文件、库、表(组件的一种)。
1.1.2 动作事物动态事物是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。
总共有两种主要的动作事物。
第一种是ineraction,interaction是由一组对象之间在特定上下文中,为达到特定的目的而进行的一系列消息交换而组成的动作。
interaction中组成动作的对象的每个操作都要详细列出,包括消息、动作次序(消息产生的动作),连接(对象之间的连接)。
在UML 中消息画成带箭头的直线,通常加上操作的名字。
图1-8 消息第二种是状态机(state machine),状态机由一系列对象的状态组成。
在UML 中状态表示为下图:图案1-9 状态interaction和状态机是UML 模型中最基本的两个动态事物元素,它们通常和其他的结构元素、主要的类、对象连接在一起。
1.1.3 分组事物分组事物是UML 模型中组织的部分,可以把它们看成是个盒子,模型可以在其中被分解。
总共只有一种分组事物,称为包(package)。
包是一种将有组织的元素分组的机制。
结构事物、动作事物甚至其他的分组事物都有可能放在一个包中。
与组件(存在于运行时)不同的是包纯粹是一种概念上的东西,只存在于开发阶段。
在UML 中用如下图表示包:图1-10 包1.1.4 注释事物注释事物是UML模型的解释部分。
UML中用如下图表示:图1-11 注释1.1.5 UML中的关系UML中有四种关系:1. 依赖(Dependencies)(图1-12 依赖)2. 关联(Association)(图1-13 关联)3. 一般化(generalization)(图1-14 一般化)4. 实现(realuzation)(图1-15 实现)1.1.6 UML中的图1、类图(class diagram)2、对象图(class diagram)3、Use case diagram4、Sequence diagram5、Collaboration diagram6、Statechart diagram7、Activity diagram8、Compomnent diagram9、Deployment diagram关于这些图的详细介绍将在今后的章节中讲解。
第二章 Hello World记得在学习C语言的时候,教科书上的第一个程序就是叫Hello world,一个在屏幕上简单地打印出“Hello world!”语句的例子。
在系统的学习UML语言之前我们来看一个简单的例子,让大家有一个系统的认识。
在java中一个在浏览器中显示“Hello World!”的Applet代码如下:import java.awt.Graphics;class HelloWorld extends java.applet.Applet{public void paint( Graphics g ){g.drawString("Hello World!", 10,10 );}}代码的第一行:import java.awt.Graphics;使得程序可以使用Graphics类。
前缀java.awt指出了类Graphics所在的包。
第二行代码:class HelloWorld extends java.applet.Applet{从Applet类派生出新的类HelloWorld,Applet类在java.applet包中。
接下来的三行代码:public void paint( Graphics g ){g.drawString("Hello World!", 10,10 );}声明了类HelloWorld的方法paint,在他的实现中调用了另一个方法drawString来输出“Hello World!”。
我们可以很直接地为这个程序用UML建立模型。
如图2-1。
图2-1 HelloWorld图2-1表达了最基本的HelloWorld模型,但它还有很多东西没有表示出来。
在我们的程序中Applet 类和Graphics类的使用是不相同的。
Applet用作HelloWorld类的父类,而Graphics类用在方法paint的实现中。
在UML模型中可以将这些关系表示为图2-2:图2-2 HelloWorld的类图在图2-2的类关系图中,我们用简单的矩行图标表示类Applet和Graphics类,没有将它们的属性和方法显露出来是为了简化。
图中的空心箭头表示HelloWorld类是Applet类的子类,代表一般化。
HelloWorld和Graphics之间的虚线箭头表示依赖关系,表示HelloWorld类使用了Graphics类。
到这里或许你认为已结束了,其实不然,如果认真研究java库中的Applet类和Graphics类会发现他们都是一个庞大的继承关系中的一部分。
追踪Applet的实现可以得到另外一个类图,如图2-3所示:图2-3 HelloWorld继承图第三章类类是具有相同属性、操作、关系的对象集合的总称。
通常在UML中类被画成矩形。
名称每个类都必须有一个名字,用来区分其它的类。
类名是一个字符串,称为简单名字。
路径名字是在类名前加包含类的包名为前缀。
例如Wall、java::awt::Wall 都是合法的类名。
属性属性是指类的命名的特性,常常代表一类取值。
类可以有任意多个属性,也可以没有属性。
在类图中属性只要写上名字就可以了。
如下图也可以在属性名后跟上类型甚至缺省取值,如下图:操作操作是类的任意一个实例对象都可以调用的,并可能影响该对象行为的实现。
操作在类图中如下图描述:组织属性和方法在画类图的时候没有必要将全部的属性和操作都画出来。
实际上,在大部分情况下你也不可能在一个图中将类的属性和操作都画出来。
在画类图时可以只将感兴趣的属性和操作画出来就可以了。
可以用”...”表示还有属性或方法没有画出来。
为了更好地组织属性或方法,可以在一组功能相同的属性或方法前加上一个描述的前缀(<<>>中的文字),如下图:职责职责指的是类所担任的任务,类的设计要完成什么样的功能,要存担的义务。
一个类可以有多种职责,设计得好的类一般至少有一种职责,在定义类的时候,将类的职责分解成为类的属性和方法。
通常在UML中在类图的最下方用单独的部分列出类的职责。
类的职责其实只是一段或多段文本描述。
通用建模技术1.为系统的词汇建立模型标识出用户或解决问题时用来描述问题的东西,使用CRC卡片和基于USE-CASE 的分析来找出这些抽象。
●对每一个抽象,标识出它的职责集合。
确定明确地定义了每一个类,在为所有类确定的职责中取得了很好的平衡。
●为类提供实现类的职责所需要的属性和方法。
2.为系统的职责分配建立模型●标识出行为相类似的对类●找出这些类的职责●把这些类作为整体看待,把职责多的类分为几个小类●考虑这些类如何协作,重新进行类的职责分配已满足协作中没有类太多职责或太少职责3.为非软件的事务建立模型●为抽象成类的事务建立模型●如果你建模的是硬件本身包含有软件,建模时考虑为一种NODE,这样可以对它进一步的分解。
4.为原始类型建模●为类型或枚举建立模型●如果要对这种类型取值范围进行说明,使用约束。
第五章通用机制UML中的四种机制使地它简单和更易于使用,你可以在UML语言的任何时候用同样的方法来使用,这四种机制是:●specifications●adornments●common divisions●extensibility本章讨论adornments和extensibility这两种机制。