第二章统一建模语言简介1、U ML和软件体系结构（1）UML是UML是用于描绘软件蓝图的标准语言。
●建模的原则:●准确、分层、分治、标准●统一建模语言UML就是满足这四个原则的建模语言。
●UML是用于描绘软件蓝图的标准语言。
●它可用于对软件密集型系统进行●视化●说明●建造●建档。
●UML是用于描绘软件蓝图的标准语言。
●UML是蓝图:●支持视化:●UML包括一组明确定义的标准图符●描述软件产品生产活动中需要交流的各种内容。
●软件开发的所有相关人员，通过图符能了解和表达需要交流的内容。
●支持建模●蓝图是模型的表达●UML是标准语言●支持说明，建造和建档。
●生产软件产品, 需要对此产品进行说明●说明需要标准化●UML是一种语言●意味着UML是以标准化的形式，表达这些说明的建模工具。
●它以标准化的方式，完成对软件的●市场需求的说明●功能的说明●运行原理的说明●内部结构的说明●对外接口的说明●及其实现方式的说明,●UML是一种语言●意味着它是标准化的●因此，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建模工具，可以UML模型转换为对应的程序设计语言源代码框架。
●UML就是通过此种方式，支持软件系统的建造的●UML是一种语言●意味着它是标准化的●因此也能有效的支持软件生产的建档(documentation)●UML有标准的描述手段（格式）来表达和组织这些内容●UML支持软件制成品的建档，包括：●开发活动中产生的用于控制、评测（measuring）、交流的各种中间产物, 如：●需求分析●软件体系结构（architecture）●结构设计●行为设计●源代码/项目计划/测试计划/发行版本等等。
● e.g.:●用例视图来描述需求分析●用逻辑视图来描述结构设计, 等等。
●作为描绘软件蓝图的语言●UML定义了一系列的图符来描述软件密集型的系统●这些图符有严格的语义和清晰的语法。
●这些图符及其背后的语义和语法，组成了一个标准，●使得软件开发的所有相关人员都能用它来对软件系统的各个侧面进行描述。
（2）、UML根据软件体系结构对软件进行建模●分层是软件建模的重要原则●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●软件体系结构由一系列的决定组成，这些决定定义了如下内容：●（1）、软件系统的组织；●（2）、构成软件系统的结构元素的结构及它们之间的接口；●（3）、结构元素的行为及元素之间的协同（collaboration）；●（4）、结构元素的不断组合以构成日渐完备的子系统的过程；●（5）、指导软件建造过程的●软件构筑风格（architectural style）：●静态和动态元素之间的●接口●协同●构成（composition）。
●软件体系结构不仅仅决定软件的结构和行为，●而且还决定软件的●用途●功能●性能●应变性(resilience)●可重用性●经济和技术方面的限制和折衷●以及美学考虑（aesthetic concern）。
● UML 将软件的体系结构分解为五个不同的侧面(右图) ● 称为视图(view)。
● 分别是： ● 用例视图（Use case view ） ● 设计视图(design view)● 进程视图（process view ）● 实现视图(implementation view)● 分布视图(deployment view)● 设计视图和进程视图又可被统一称为逻辑视图(logical view)。
设计视图 实现视图 进程视图 分布视图 用例视图 动态行为 设计词汇、功能描述 系统组装、配置管理 性能、稳定性、吞吐率 系统拓扑、分布、分发、安装●其中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。
1、用例视图（use case view）：●用例视图用来支持软件系统的需求分析，它定义系统的边界，关注的是系统的外部功能的描述。
●它从系统的使用者的角度，描述系统的外部的●动态行为●静态的功能●系统的动态功能由UML以下模型图描述：●交互图(interaction diagram)●状态图(state-chart diagram)●活动图(activity diagram)2、逻辑视图（Logical View）：●逻辑视图定义系统的实现逻辑。
●描述为实现用例图描述的功能，在对软件系统进行设计时, 所产生的设计概念，●设计概念又称为软件系统的设计词汇(vocabulary)。
●逻辑视图定义●了设计词汇的逻辑结构●存在于它们之间的语义联系。
●设计词汇包括系统的●类●协同●接口及其关系●对逻辑视图的描述在原则上与软件系统的实现平台无关。
●它相当于电子产品生产中的电原理图。
逻辑视图包含的模型图有：●类图（class diagrams）●对象图（object diagrams）●交互图（interaction diagrams）●状态图（state-chart diagrams）●活动图（state-chart diagrams）。
3、实现视图（implementation view）●当系统的逻辑结构在逻辑视图里被定义之后，需要定义逻辑结构的物理实现。
这包括●设计元素对应的源代码文件●各物理文件之间的●关系●存放路径，等等。
●实现视图就是定义这些内容的地方。
●它当于电子产品的印刷电路板的布线图。
●实现视图描述组成一个软件系统的各个物理部件，这些部件●以各种方式组合起来，●（如：不同的源代码经过编译，构成一个可执行系统；或者不同的软件组件配置成为一个可执行系统；以及不同的网页文件，以特定的目录结构，组成一个网站，等等）●构成了一个可实际运行的系统。
●实现视图包含的模型图有:●部件图（Component diagram）●交互图（Interaction Diagram）●状态图（state-chart diagram）●活动图（activity diagram）。
4、分布视图（Deployment View）●软件产品将运行在计算机硬件系统上●如果软件产品是面向网络的应用系统，●则有可能同时运行在多个计算机上。
●分布视图用来描述软件产品在计算机硬件系统和网络上的●安装●分发（delivery）●分布（distribution）●在分布视图中，系统的●静态特性用●分布图（deployment diagram）描述，●动态特性用●交互图（interaction diagram）●状态图（state-chart diagram）●活动图（activity diagram）描述。
2、UML概述●从软件的体系结构出发，UML把软件模型分成了五个视图●每个视图由不同的模型图构成。
●模型图实际上就是UML的基本成员之一。
●作为UML的完整的概念模型，UML的构成为：UML = UML成员+ UML建模规则（roles of the UML）●UML建模规则●相当于建模语言的语法●UML成员（building blocks of the UML）●它UML的基本组成部分●它和UML建模规则一起组成了UML●UML成员可进一步划分为●UML 基本模型元素（things in UML）●关系（relationship）●模型图（diagram）：UML成员= UML 基本模型元素+ 关系+ 模型图●UML基本模型元素:●类似于电子产品电原理图里的集成电路符号,●是模型图上包含的基本符号。
●基本模型元素可分为四类，它们是：●结构模型元素（structural things）●行为模型元素（behavioral things）●分组模型元素（grouping things）●注解元素（annotational things）：UML基本模型元素= 结构模型元素+行为模型元素+成组元素+注解元素●关系:基本模型元素之间的语义上的联系，在UML里用关系来描述。
（1）、结构模型元素●结构模型元素●是UML模型里的名词（noun）●是模型的静态组成部分●代表软件系统的●概念的, 或●物理的存在。
●例如：类（class）●最常用的一个结构模型元素●它代表一系列共享同样的●属性（attributes）●操作（operation）●关系、●语义●的对象（object）。
●类的图形表示●类在模型图（类图）上被通常用一个矩形为一个矩形●其上包含类的●名字●属性●操作（下图）Windoworiginsizeopen()close()display()图2.2类● 结构模型元素一共有七种，它们是：● 类● 接口（ interface ）● 协同● 用例（use case ）● 主动类（active class ）● 组件（component ）● 节点（node ）● 在这些结构元素中，最常用的包括：● 类、用例、接口、组件等(下图)用例 接口 组件图2.3 一些常用的结构模型元素 Check Pass Word ISpelling Shell.cpp（2）、行为模型元素●行为模型元素（behavioral things）●UML模型的动态组成部分●它是模型的动词，代表软件系统在空间和时间上的行为。
●行为模型元素包括两类:●交互（interaction）●状态机（state machine）行为模型元素= 交互+ 状态机●交互●它是系统内一系列的对象之间互相交换消息的行为。
●消息代表软件系统内两个对象中一个对象向另一个对象发出的执行某种操作的请求。
●交互描述了一系列的对象为完成某一项任务而联合采取的一系列的行动，其中包括●这些行动在时间上的顺序，以及●为执行这些动作序列，对象之间所发生的语义上的联系。
●所以，消息是描述交互的一个重要手段。
●消息的图形表示：●在模型图上，消息被表示为一个箭头（下图）。
display消息●状态机:●状态机是描述一个对象的动态特性的有效手段●它描述的是对象在其生命周期内，在响应外界的事件的过程中，自身的状态的变化过程。
Waiting状态●状态机包括●对象状态（上图2.5）●事件●由事件引起的状态之间的变迁●以及变迁发生的同时对象所执行的动作（3）、成组模型元素●分治的原则:●在为复杂的软件系统建模的时候，将大的问题分解为多个子问题分别描述和解决。
●UML提供了支持分治原则的语言成份，●成组模型元素(grouping things)●成组模型元素只有一类，即●模型包（package）。
●模型包一个通用的手段●用来组织多种语言成份，其中可包含：●结构模型元素●行为模型元素●成组模型元素自身●都可以置于模型包中。
