第9章 面向对象技术与UML建模
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面向对象与UML建模技术研究第一章:绪论随着信息技术的飞速发展,软件开发已成为现代科技发展的重要组成部分,软件工程体系已逐渐形成。
在软件的开发过程中,面向对象思想及其与UML建模技术的结合已经得到了广泛应用。
本文将从面向对象思想和UML建模技术两个方面入手,探讨它们在软件开发中的应用和研究进展。
第二章:面向对象2.1 面向对象的概念和特点面向对象是一种基于对象概念的程序设计方法,其核心思想是将程序中的各种元素(包括数据和行为)看作是对象,通过对象之间的交互实现程序的功能。
面向对象具有封装、继承和多态性等特点。
2.2 面向对象编程语言面向对象的编程语言是指可以实现面向对象编程的编程语言,如C++、Java、Python等。
这些编程语言通过类、对象和继承等机制,让程序员更加方便地实现面向对象编程。
2.3 面向对象在软件开发中的应用面向对象的编程思想在软件开发中有广泛的应用,它可以提高代码的复用性和可维护性。
同时,面向对象还可以使程序结构更加清晰、易于维护和扩展。
第三章:UML建模技术3.1 UML的定义和发展史UML(Unified Modeling Language,统一建模语言)是一种应用广泛的面向对象建模语言,是一种通用的建模语言。
它是从20世纪90年代初开始形成和发展起来的,经历了多个版本的更新,现在已经成为软件开发的主流建模方法。
3.2 UML的基本元素和关系UML中的基本元素包括类、对象、接口、用例等,这些元素通过关系(如继承、关联、聚合等)来相互联系。
UML的核心在于它提供了多种关系来实现系统各个部分之间的抽象和交互。
3.3 UML的应用场景UML不仅能够描述软件系统的高级设计和结构,还可以描述软件系统的行为及不同系统之间的交互。
UML还可以用于分析和设计软件系统,以及对软件系统进行模型驱动的开发,因此在软件工程中有着广泛的应用。
第四章:面向对象与UML建模技术的结合4.1 面向对象与UML建模技术的结合优势结合面向对象思想和UML建模技术可以实现更加清晰、易于维护和扩展的软件开发,同时也能够使得系统的设计更加规范化和标准化。
面向对象程序设计中的UML建模技术研究随着计算机技术的不断发展,面向对象程序设计逐渐成为一种主流的开发方式。
而UML建模技术作为面向对象程序设计中的标准建模语言,也受到了越来越多的关注和应用。
本文将从以下几个方面进行探讨:UML建模技术的概述、UML建模技术在面向对象程序设计中的应用、UML建模技术的优势和不足、未来UML建模技术的发展方向。
一、UML建模技术的概述UML(Unified Modeling Language)是一种标准的建模语言,用于描述、构建、管理面向对象的软件系统。
UML建模技术以图形化的方式表达软件构建过程中的概念、结构、行为、交互等关键部分,使得开发人员能够更好地理解和把握整个系统的设计思路和应用场景,为软件开发提供了一种统一的建模规范。
UML建模技术包含了多种图形化表示方法,其中最核心的包括:用于表示类与类之间静态关系的类图、用于表示对象之间动态交互的时序图和用于表示对象状态转换的状态图等。
此外还有其它诸如用例图、活动图、组件图、部署图等。
二、UML建模技术在面向对象程序设计中的应用UML建模技术在面向对象程序设计中有着广泛的应用,主要体现在以下几个方面:1.需求分析UML建模技术可以帮助开发团队更好地理解需求文档并将其转化为可执行的代码,同时还能够提供一个清晰的需求分析过程,从而更好地把握系统要求和功能,缩短开发周期。
2.系统设计在系统设计阶段,开发人员可以使用UML来描述整个系统的结构及局部组成元素之间的相互关系,为系统架构和设计提供一个清晰的模型,在各种可能性中选择最优设计方案。
3.编码及测试在编码和测试阶段,UML建模技术可以帮助开发人员更好地理解代码结构、实现对象间的交互和状态转换,更好地掌控程序的运行状态和调试问题。
三、UML建模技术的优势和不足UML建模技术具有以下优势:1.能够提供系统全局视角UML建模技术可以提供整个系统的全局视角,对系统架构和设计进行把握,在设计和开发阶段避免了细节过多导致大局失误的问题。
面向对象设计与UML建模随着软件开发的不断发展和复杂性的增加,面向对象设计和UML建模成为了软件开发过程中重要的工具和方法。
面向对象设计是一种以对象为中心的开发方法,它将问题领域中的事物抽象为对象,通过定义对象之间的关系来解决问题。
UML (统一建模语言)是一种图形化的语言,用于描述软件系统的结构和行为。
在面向对象设计中,最核心的概念是类和对象。
类是一种抽象的数据类型,用于描述一类具有相同属性和行为的对象。
对象是类的一个实例,具有特定的属性和行为。
在设计过程中,需要首先识别对象,然后定义对象之间的关系和交互。
UML提供了多种图形表示法,用于描述软件系统的结构和行为。
其中最常用的有类图、对象图以及活动图。
类图用于表示系统中的类和它们之间的关系,包括继承、聚合、关联等。
对象图用于展示系统中对象的实例及其关系。
活动图则用于描述系统的行为流程,包括活动、动作、决策等。
在使用UML建模时,需要注意几个重要的原则。
首先是简化原则,即在建模过程中要保持简洁和清晰,尽量避免冗余和过度复杂。
其次是一致性原则,即保持模型的一致性,确保不同图之间的关系和对象的属性是一致的。
另外还有可维护性原则,即建立易于维护和修改的模型,使得软件开发过程更加高效和可靠。
面向对象设计和UML建模的优势主要体现在以下几个方面。
首先是可重用性,面向对象设计将系统划分为多个独立的对象,这些对象可以在不同的系统中被重复使用,提高了开发效率和代码质量。
其次是可扩展性,通过定义对象之间的关系和交互,系统可以方便地进行扩展和修改,适应不断变化的需求。
另外还有可维护性,通过使用UML建模可以清晰地描述系统的结构和行为,使得维护和修改更加简单和可靠。
当然,面向对象设计和UML建模也存在一些挑战和限制。
首先是复杂性,系统的复杂性会随着对象的增加而增加,特别是当系统规模较大时,需要花费更多的时间和精力来进行建模和设计。
其次是技术难度,面向对象设计和UML建模需要一定的技术储备和经验,对于一些初学者来说可能会有一定的难度。
面向对象设计与UML建模方法在软件开发中,面向对象设计是一种常用的设计思想。
它将系统中的一切都视为对象,通过对象之间的交互来完成系统功能。
与此同时,UML建模方法也是一种常用的系统设计工具。
它能够帮助开发人员更加清晰地将系统设计表示出来,并完成系统的构建。
本文将详细介绍面向对象设计与UML建模方法。
面向对象设计的基本概念面向对象设计是一种基于“对象”的设计思想,它将系统中的一切都视为对象,并且通过对象之间的交互来完成系统的功能。
一个对象包含了属性和方法。
属性是对象的状态,而方法是对象能够做的事情。
在面向对象设计中,对象之间通过消息进行交互。
消息是一种可以触发某个对象执行某项任务的信号。
对象之间的交互通过消息传递来进行。
在面向对象设计过程中,我们需要确定系统中包含哪些对象,以及它们之间的关系。
这个过程叫做对象建模。
对象建模的目的是将系统中的对象与它们的关系表达出来,以方便系统设计和实现。
UML建模方法的基本概念UML (Unified Modeling Language) 是一种常用的面向对象建模语言。
它是由OMG (Object Management Group) 开发出来的,用于描述系统的建模过程。
UML建模方法的基本概念包括以下几点:类和对象:类是一种描述对象的集合。
一个类可以包含属性和方法。
对象是类的一个实例。
通过创建对象可以完成类中描述的任务。
关系:类之间的关系包括继承、聚合和关联等。
继承是指一个类可以从另一个类继承属性和方法。
聚合是表示一个类是由另一个类组成的一部分。
关联是表示不同的类之间的关系。
行为:一个类的行为表示了一个对象在完成任务时所需执行的步骤。
行为可以包括状态转移和事件触发等。
UML建模方法的基本步骤UML建模方法能够帮助开发人员更好地进行系统设计和构建。
下面介绍UML建模方法的基本步骤:确定项目的范围和目标:首先确定所需要设计的系统的范围和目标。
然后基于这些目标开始设计系统。
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。
UML面向对象需求分析与建模教程9.1设计介绍思考-----传统软件工程中管理系统是如何进行设计的?优缺点?-----思考OOD方法面向对象的设计方法(OOD)是面向对象方法中一个中间过渡环节。
其主要作用是对OOA分析的结果作进一步的规范化整理,以便能够被OOP直接接受。
在OOD的设计过程中,要展开的主要有如下几项工作。
图9-1 RUP中的设计过程(一)对象定义规格的求精过程对于OOA所抽象出来的对象、类以及汇集的分析文档,OOD需要有一个根据设计要求整理和求精的过程,使之更能符合OOP的需要。
面向对象设计是以面向对象分析阶段产生的分析模型作为输入,通过对分析模型中所有对象的分析,细化对象的属性和操作,指定对象属性的详细类型,补全对象之间的关系,通过不断细化把分析模型转化成描述如何解决问题、如何实现软件系统的更详细的对象模型。
此后,面向对象设计工作也需要根据面向对象分析阶段产生的动态模型,在更贴近具体实现的层面详细描述系统中所有对象的交互关系,产生最终的、可直接用于代码编写的动态模型。
利用面向对象设计的结果,实现阶段的程序员可以很容易地完成编码和测试工作。
(二)数据模型和数据库设计数据模型的设计需要确定类、对象属性的内容、消息连接的方式、系统访问、数据模型的方法等。
最后每个对象实例的数据都必须落实到面向对象的库结构模型中。
案例----如果开发一个网络商城,希望实现性价比的功能,那在数据库中应该存贮哪些相关的数据?----案例(三)优化OOD的优化设计过程是从另一个角度对分析结果和处理业务过程的整理归纳,优化包括对象和结构的优化、抽象、集成。
9.2 对象设计1.模块化面向对象开发方法很自然地支持了把系统分解成模块的设计原则:对象就是模块。
它是把数据结构和操作这些数据的方法紧密地结合在一起所构成的模块。
2.抽象面向对象方法不仅支持过程抽象,而且支持数据抽象。
3.信息隐藏在面向对象方法中,信息隐藏通过对象的封装性来实现。
面向对象程序设计中的UML建模研究与应用随着计算机技术的不断发展,面向对象程序设计正成为当前软件开发中的主要方法。
而在面向对象程序设计中,UML建模已经成为了一种非常重要的工具,它可以帮助我们更好地设计、开发和维护软件系统。
在本文中,我们将深入探讨面向对象程序设计中UML建模的研究与应用。
一、UML建模的概述UML全称为Unified Modeling Language,是一种用于面向对象程序设计的标准化建模语言。
它不仅可以用来表示软件系统的结构、行为和交互过程,还可以用来描述系统的性能和安全特性等。
因此,在软件开发中,UML建模被广泛地应用于需求分析、架构设计、系统实现和系统测试等方面。
UML建模包括多种类型的图,例如:用例图、类图、时序图、活动图、状态图、组件图、部署图等。
这些图可以帮助我们更好地理解系统的各个方面,并且提供了一个可视化的方式来进行系统设计和交流。
二、面向对象程序设计中UML建模的应用在面向对象程序设计中,UML建模可以用来表示软件系统的各个方面。
以下是UML建模在软件开发过程中的一些应用:1. 需求分析和设计这是UML建模最常见的应用之一,我们可以使用用例图和类图来描述系统的需求和设计。
用例图可以用来表示系统的用户行为和系统用例之间的关系,它可以帮助我们表示系统的功能和角色。
类图可以用来表示软件系统中不同类之间的关系,它可以帮助我们把软件系统分解成各个部分,从而更好地进行设计和实现。
2. 架构设计架构设计是软件开发中非常重要的一个方面,在这个阶段,我们需要定义软件系统的整体结构以及各个组件之间的关系。
在这个过程中,我们可以使用组件图和部署图来描述系统的体系结构和部署方式。
组件图可以用来表示系统中各个组件之间的关系,从而更好地理解系统的整体结构。
部署图可以帮助我们表示系统的部署方式,从而预测系统的性能和可靠性。
3. 系统测试系统测试是软件开发中非常重要的一个环节,它可以帮助我们保证系统的质量和稳定性。
第九章面向对象的系统开发方法9.。
1 单向选择题1.。
面向对象技术中,对已有实例稍作修改生成新实例的机制被称为()A.。
委托 B。
代理C.。
继承 D。
封装2.。
UML是一种面向对象的统一建模语言。
它包含若干种图,其中,用例图展示了外部actor 与系统所提供用例之间的连接,UML中的外部actor是指()A..人员B..单位C..人员或单位D..人员或外部系统3..UML中用例可以用()图来描述.A..类B..状态C..活动D..协作4..协作图描述了协作的()之间的交互和连接,他画成对像图的形式.A.,.对象B..类C..用例D..状态5..在使用UML建模时,若要描述跨多个用例的单个对象行为,用()最合适.A.协作图B..序列图C..活动图D..状态图9.4 问答题1..与传统开发方法相比,面向对象的系统开发方法主要解决了哪些问题?2..试述消息的目的及消息运作远离.3..市属UMLde主要内容.4..为神马面向对象系统开发过程需要如此多的图形工具来支持?第九章参考答案9.1 单向选择题参考答案1..C2..D3..C4..A5..D9.4 问答题参考答案1..答解决了两大问题:首先是传统的系统模型之中除了分离的信息和功能模型,行为模型显得越来越需要建立 ,而现有的工具无法检查和验证信息和功能模型联合起来的一致性和精确度.其次是如何从分析平滑的过度到设计的问题.2..答消息是对象之间的一种通信机制,目的是帮助一个类或对象执行责任.一个类或对对象类通过消息像另一方提出执行另一方特定服务的请求斌且获得反馈或返回.3..答UML 包括一些相互组合图表的图元素,可以及组合这些元素的法规.各种图元素是UML展示某个元素的多个视图,这些图描述了系统的组成结构及功能结构,UML还组织和提供这些图的方法 .多个视图组成一个模型(model),系统的UML 模型有点像建筑物按照比例缩小并经修饰后的建筑模型.从组成结构角度看,UML 包括类图、对象图、用例图、顺序图、状态图、活动图、协作图、组建图和包图等若干种图元素.4..答。
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。