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第三章-统一建模语言UML的构成

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统一建模语言UML的构成

统一建模语言UML的构成

第一节 UML的建模要素
UML建模元素组成结构图
1、UML的事物构造块
UML中的事物构造块可分成四类：
① 结构事物：UML中的名词，它是模型中的静态 部分，描述概念或物理元素。 ② 行为事物：UML中的动词，它是模型中的动态 部分，是一种跨越时间、空间的行为。 ③ 分组事物：UML中的容器，用来组织模型，使 模型更加结构化。 ④ 注释事物：UML中的解释部分，和代码中的注 释语句一样，是用来描述模型的。
1、类图
⑤ 限定符:使用限定符的关联被称为受限关联， 用来表示某种限定关系。
1、类图
4. 实现关系可将不同语义层内的元素连接起来， 通常建立在不同的模型内。在UML中，实现关 系用一条带指向接口的空心三角箭头的虚线表示。
5. 实现还有一种省略的表示方法，将接口表示 为一个小圆圈，并和实现接口的类用一条线段连 接。
1、类图
➢ 类的属性：属性（Attribute）是已被命名的 类的特性，它描述该类实例中包含的信息，在面 向对象编程中，它一般实现为类的成员变量。
在UML中，类属性的语法为：
[可见性]属性名[：类型][=初始值][{属性字
符串}]
注：[]内的部分是可选项。
1、类图
➢ 类的操作：操作（Operation）是类所提供 的服务，它可以由类的任何对象请求以影响其行 为。操作由一个返回类型、一个名称以及参数表 来描述。
4、UML的通用机制
➢ 修饰：在UML的众多修饰符中，注释是一种 最重要的并且能单独存在的修饰符，它是附加 在模型元素或元素集上用来表示约束或注解信 息的图形符号。
4、UML的通用机制
➢ 公共分类描述看待世界的特殊方法。 UML 中有两种公共分类：类/实例和接口/实现。 ① 类与对象的划分 ：类是一种抽象，对象是 一个具体的实例；类定义了基本的属性和方法， 每个对象则具有不同的属性值。 ② 接口与实现的分离。接口是一种声明，是一 个契约，也是服务的入口；实现则负责执行接口 的全部语义并实现该项服务。

UML统一建模语言共29页文档

UML统一建模语言共29页文档

说明和实现间的关系
（虚线空心箭头）
一个元素需要别的元素提供适当功能的情况 （虚线箭头）
川软智能技术有限公司
UML模型图分类和主要概念
分类 模型图 结构特性 类
用例 对象 构件 部署 行为特性 序列 协作 状态转移 活动
英文名称 主要概念
class
类，关联，泛化，依赖，接口
use Case 用例，参与者，泛化，关联，扩展
川软智能技术有限公司
类图
Customer
Name:string Phone:string
Add(Nname,phone)
类名 属性 方法（类的操作）
川软智能技术有限公司
例如：下图是售票系统的类图，他只是售票系统领域模型的一部分。图中表示了 几个重要的类，如Customer,Reservation,Ticket,Performance.顾客可多次 订票，但每一次订票只能由一个顾客来执行。有两种订票方式：个人票或套 票：前者只是一张票，后者包括多张票。每一张票不是个人票就是套票中的 一张，但是不能有事个人票又是套票中的一张。每场演出都有多张票可供预 定，每张票对应一个唯一的座位号。每次演出用剧目名，日期和时间来标识。
川软智能技术有限公司
用例之间的关系 UML用例之间主要有扩展和使用两种关系，他们是泛化关系的两种不同形式。 1》扩展关系 向一个用例中添加一些动作后构成了另一个用例，这两个用例之间的关系就是扩
展关系，后者继承前者的一些行为，通常把后者称为扩展用例。 2》使用关系 当一个用例使用另一个用例时，这两用例之间就构成了使用关系。一般来说，如
Individual Reservation * *
**
Show Name:string

统一建模语言UML

统一建模语言UML

进程视图
以图形方式说明了系统中进程的详细组织结构， 即建模公式中的“人”、“事”、“物”、
“规则”是如何交互的，它们的关系如何。 即分析设计视图
部署视图
以图形方式说明了处理活动在系统中各个节点 的分布，包括进程和线程的物理分布。
即建模公式中的“人”、“事”、“物”、 “规则”是如何部署在物理节点（主机、网络 环境）上的。
抽象层次
抽象层次越高，具体信息越少，但是概括能力 越强。
抽象层次越高，表达能力越丰富。 有时，抽象甚至比具体还容易让人理解。
适当采用合适的抽象层次。
软件开发中，主体上采用自顶向下的抽象法。 辅以自底向上方法，总结较低抽象层次的实践
经验来改进高抽象层次的概念，提高软件质量。
统一过程的一般抽象层次
实际工作中应该在什么地方应用视图、应用哪 一种视图、总共需要哪些视图？
视图
人们只会关心信息中他感兴趣的那部分视角， 因此在展示信息时应选择恰当的视角。
产品有着很多面，只有将这些方面都描述清楚， 用很多个不同的视图去展示软件的不同方面— 静态的、动态的、结构性的、逻辑性的等—才 能完整的建立模型。
怎么建？
采用不同的方法去认识和描述事物，将导致不 同的建模结果。
过程？ 对象？
抽象角度的不同，决定了建模方向的不同。
先弄清楚要从什么角度抽象，再进行后续工作。
模是什么？
决定了抽象角度后，我们试图从该角度进行场 景模拟。
目的是从中得到“人”、“事”、“物”、 “规则”，这就是我们要得到的“模”。
对象分析法
一切都是对象 对象都是独立的 对象都具有原子性 对象都是可抽象的 对象都有层次性

统一建模语言

统一建模语言

统一建模语言统一建模语言（UML）是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。

它融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。

它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发的全过程。

1．UML的结构UML的结构包括基本构造块、支配这些构造块如何放在一起的规则（体系架构）和一些运用于整个UML的机制。

（1）构造块。

UML有三种基本的构造块，分别是事物（thing）、关系（relationship）和图（diagram）。

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。

（2）公共机制。

公共机制是指达到特定目标的公共UML方法，主要包括规格说明（详细说明）、修饰、公共分类（通用划分）和扩展机制四种。

●规格说明：规格说明是事物语义的文本描述，它是模型真正的核心。

●修饰：UML为每一个事物设置了一个简单的记号，还可以通过修饰来表达更多的信息。

●公共分类：包括类元与对象（类表示概念，而对象表示具体的实体）、接口和实现（接口用来定义契约，而实现就是具体的内容）两组公共分类。

●扩展机制：包括约束（添加新规则来扩展事物的语义）、构造型（用于定义新的事物）、标记值（添加新的特殊信息来扩展事物的规格说明）。

（3）规则。

UML用于描述事物的语义规则分别是为事物、关系和图命名。

给一个名字以特定含义的语境，即范围；怎样使用或看见名字，即可见性；事物如何正确、一致地相互联系，即完整性；运行或模拟动态模型的含义是什么，即执行。

UML对系统架构的定义是系统的组织结构，包括系统分解的组成部分、它们的关联性、交互、机制和指导原则等这些提供系统设计的信息。

而具体来说，就是指5个系统视图，分别是逻辑视图、进程视图、实现视图、部署视图和用例视图。

●逻辑视图：以问题域的语汇组成的类和对象集合。

●进程视图：可执行线程和进程作为活动类的建模，它是逻辑视图的一次执行实例，描绘了所设计的并发与同步结构。

第3章 统一建模语言UML

第3章 统一建模语言UML
用例图（Use Case Diagram）
22

从用户角度描述系统功能，并指出各功能的操作者。 主要目的是帮助开发团队以一种可视化的方式来理解 系统的功能需求。

用于系统分析阶段，确定“谁使用系统以及能够做什 么”。
UML用例图
23
买饮料 供货人
客户 供货 取货款 收银员
P. 自动售货系统的用例图
2005年以后UML成为建模语言国际标准 目前常用的UML建模工具有Sybase Power Designer 16.5、 IBM Rational Rose 2007和Microsoft Office Visio 2013
UML简介
UML的特点

UML是一种可视化的建模语言 UML是一种可用于详细描述的语言 UML是一种构造语言，而不是一种编程语言

UML简介
Part3.UML图－行为图

行为图（Behavior diagram）描述系统的动态模型和对 象间的交互关系，包括状态图和活动图： 状态图描述了一个对象的所有可能的状态及引起状态转 移的事件。状态图可看作是对类图的补充。 活动图通过描述满足用例要求所要进行的活动以及活动 间的约束关系。
扩展关系用标有 <<extend>>的 虚箭线表示
31
还书 <<extend>> 赔偿遗失书籍
UML用例图
执行者与用例间的关系--关联关系
32

执行者和用例的关系叫做关联关系，该关系用实线表示 （可带也可不带箭头）。
未登录客户
注册
UML用例图
用例文档
33

用例文档是通过文字描述一个用例的行为，说明用例的 逻辑流程。 主要用于对一些存在较多异常情况（不是每一个）的用 例进行描述。 用例文档一般包括：用例名称、执行者、简要说明、基 本事件流、其他事件流、异常事件流。

电子商务系统分析与设计0300UML统一建模语言

电子商务系统分析与设计0300UML统一建模语言
19:45
练习2
有一台自动销售商品（食品或 者饮料等）的机器，任何人都 可以通过按上面的按钮来购买 商品，每个商品旁边都有一个 指示灯，用来表示有没有该商 品，机器上有一个人民币入口 和找零出口，用来收钱和找钱， 如果你需要购买一瓶果汁，请 绘制出用例图。
28
19:45
练习3
29
图书馆管理系统是对书籍的借阅及师生信息进行统一管 理的系统，具体包括读者的借书、还书、书籍预订；
19:45
19
4.3 注释
在用例建模中，为了更加清楚的描述用例或者参与者，会使用 到注释。
19:45
20
4.4 用例图的作用
用例图是需求分析中的产物，主要作用是描述参与者和用例之 间的关系，帮助开发人员可视化的了解系统的功能。
借助于用例图，系统用户、系统分析人员、系统设计人员、领 域专家能够以可视化的方式对问题进行探讨，减少了大量交流 上的障碍，便于对问题达成共识。
图书馆管理员的书籍借出处理、书籍归还处理、预订信 息处理；
还有系统管理员的系统维护，包括增加书目、删除或更 新书目、增加书籍、减少书籍、增加读者账户信息删除 或更新读者账户信息、书籍信息查询、读者信息查询等。
19:45
第一题答案
30
班级信息管理用例图
成绩管理用例图 19:45
31
网上选课用例图
19:45
4
1.2 UML能做什么？ ① 提供了便于不同人之间有效地共享和交流设计结果的机制。
UML作为通用的可视化建模语言，用于对软件进行描述、可 视化处理、构造和建立软件系统制品的文档。 ② 它记录了对必须构造的系统的决定和理解，可用于对系统的 理解、设计、浏览、配置、维护和信息控制。 ③ UML 适用于各种软件开发方法、软件生命周期的各个阶段、 各种应用领域以及各种开发工具，UML 是一种总结了以往 建模技术的经验并吸收当今优秀成果的标准建模方法。

软件工程和UML3-UML统一建模语言


练一练：找出不同 图形中的事物
• 打开Rational Rose • 新建一个模型，保存一下，
命名为：第3章练习1 • ①用例——用例图——用例
视图 • ②包、③类、④注释、⑤接
口、 • ⑥状态——状态图——逻辑
视图 • ⑦组件——组件视图 • ⑧节点——配置视图
IT Education & Training
IT Education & Training
关系的修饰——设置依赖关系的数值
• 打开关系的 specification对话框。
• 在Multiplicity属性中间 设置0..0，0..1等数值。
IT Education & Training
UML中的两种建模机制
DUisDUaeigsa顺eCrgaaCrm序asamess图es
IT Education & Training
关联关系（Association）
• 关联关系是一种结构化的关系，指一种对象和另一种对象有联系。给定 关联的两个类，可以从其中的一个类的对象访问到另一个类的相关对象 。在UML图中，关联关系用一条实线表示如下图所示。
• 另外，关联可以有方向，表示该关联在某方向被使用。只在一个方向上 存在的关联，称作单向关联（Unidirectional Association），在两个方向 上都存在的关联，称作双向关联（Bidirectional Association）。
• 右边这些事物，你都 找到了吗？？？
IT Education & Training
用例
UML中的关系
• 关联关系（Association） • 依赖关系（Dependency） • 泛化关系（Generalization） • 实现关系（Realization）

UML的定义和组成详细介绍

UML的定义和组成详细介绍⽬录1、UML1.1概述UML(Unified Modeling Language 统⼀建模语⾔) 是为软件系统的制品进⾏描述（specifying）、可视化（visualizing）、构造（constructing）、⽂档化（documenting）的⼀种语⾔。

UML规范⽤来描述建模的概念有: 类、对象、关联、职责、⾏为、接⼝、⽤例、包、顺序、协作，以及状态。

1.2 UML是⼀种建模语⾔建模⽅法 = 建模语⾔ + 建模过程。

建模语⾔定义了⽤于表⽰设计的符号(通常是图形符号)；建模过程描述进⾏设计所需要遵循的步骤。

标准建模语⾔UML是⼀种建模语⾔，⽽不是⼀种⽅法，它统⼀了⾯向对象建模的基本概念、术语及其图形符号，为⼈们建⽴了便于交流的共同语⾔。

建模能⼒：建模⽅法 + 领域知识 + 实践1.3 UML语⾔包含三⽅⾯1. UML基本图素：它是构成UML模型图的基本元素。

例如类、对象、包、接⼝、组件等。

2. UML模型图：它由UML基本图素按照UML建模规则构成。

例如⽤例图、类图、对象图、…等。

3. UML建模规则：UML模型图必须按特定的规则有机地组合⽽成,从⽽构成⼀个有机的、完整的UML模型图（well-formed UMLdiagram）。

2、UML⽀持软件体系结构建模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。

软件的体系结构分解为五个不同的侧⾯，称为4＋1视图(view)。

分别是：⽤例视图（Use case view，Scenarios）—场景视⾓逻辑视图(Logical view) — 逻辑视⾓进程（过程）视图（Process view） — 过程视⾓实现（开发）视图(Implementation view) —开发视⾓部署（物理、配置）视图(Deployment view) —物理视⾓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。

uml统一建模课件3


-50-
要点：结果值由系统生成
出纳员
-6-
3.1 前言

学习用例建模的必要性

UML的局限性不可避免 解决问题的客观需要
-7-
UML的局限性
摆脱符号烦恼 1. 用UML画图很容易 但知道要画什么是困难的！全心面对问题
2. UML仅仅是一种表达形式 用好UML首先需要掌握OOAD的基本原则和 方法，并在一定的软件开发过程（如统一过 程UP/USDP/RUP、XP等）的指导下进行有 取舍的运用
用例A 雇员 用例B
经理
用例C
-43-
泛化关系的误用
无意义的参与者, 不访问任何用例
普通浏览者
浏览信息
注册成员
搜索产品
用户
留言
登录验证身分
系统管理员
回复留言
发送邮件
-44-
2.2 识别用例

学习内容

用例定义 用例要点 用例与功能的区别 用例的命名 用例粒度 关于识别用例的思考题
-40-
识别参与者：考勤卡系统
开发者：谁将使用这个应用程序？ 客 户：所有用它来记录可记帐以及不可记帐的工时的雇员 …… Employee 开发者：现在考勤卡应用程序是什么样的？ 客 户：每半个月就用一个Excel表格来记录。每个雇员都将通过他的表 格填好，然后用电子邮件发给我。这个表格相当标准：纵向是收费项目 代码，横向是日期。雇员可以在每个条目上填写说明。 开发者：这个收费项目代码可以从什么地方得到？ …… 开发者：谁来管理收费项目代码？ Administrativ 客 户：嗯，必要的时候由我（业务经理）来添加这个代码。而每个经 e User 理总会告诉他的下属应该填写什么。 ……

第3章 统一建模语言UML

第3章统一建模语言UML简介本章目录第3章统一建模语言UML简介.............................................................. 错误！未定义书签。

3.1 UML概述 (1)3.1.1 UML的产生背景 (1)3.1.2 什么是UML (2)3.1.3 UML中的视图 (3)3.2 UML的构成 (4)3.2.1 UML的体系结构 (4)3.2.2 UML的模型元素 (5)3.2.3 UML的模型结构 (5)3.2.4 UML的模型图 (6)3.2.5 UML建模规则 (7)3.2.6 UML的公用机制 (8)3.3 一个UML的例子 (8)3.3.1 用例图 (9)3.3.2 活动图 (9)3.3.3 顺序图 (10)3.3.4 协作图 (11)3.3.5 类图 (12)3.3.6 状态图 (12)3.3.7 组件图 (13)3.3.8 部署图 (13)建模是为软件开发服务的，因此，如果模型所包含的信息足够完备，就可以以这些信息为基础，进行软件系统的建造。

统一建模语言UML是一种总结了以往建模技术的经验并吸收当今优秀成果的标准建模技术，利用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建造工具，将UML模型转换为对应的程序设计语言源代码框架。

本章简要地回顾了UML的产生背景与UML的视图，重点介绍UML的体系结构和建模规则等内容。

3.1 UML概述UML是一个通用的可视化建模语言，是用于对软件进行描述、可视化处理、构造和建立软件系统制品的文档。

其中制品是指软件开发过程中产生的各种产物，例如模型、源代码、测试用例等。

UML适用于各种软件开发方法、软件生命周期的各个阶段、各种应用领域及各种开发工具。

3.1.1 UML的产生背景早在20世纪70年代就陆续出现了面向对象的建模方法，在80年代末到90年代中期，各种建模方法如雨后春笋般出现，从不到10种增加到50多种。

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5、扩展机制
➢ 约束是用文字表达式表示的施加在某个模型 元素的语义限制。约束是对UML元素的语义的 扩展，主要用于增加新的规则或者修改已有的规 则；约束是一种限制，这种限制限定了该模型元 素的用法或定义。
第二节 UML图
UML2.0标准共定义了13种图 。 从使用角度可将UML2.0的13种图分为静态 图（结构图）和动态图（行为图）两大类。结 构图包括：类图、对象图、包图、复合结构图、 组件图和部署图；行为图包括：活动图、交互 图、用例图和状态机图，其中交互图是顺序图、 通信图、交互概观图和时序图的统称。
1、UML的事物构造块
结构事物有7种，类、接口、协作、用例、 主动类、组件和节点。
① 类是对具有相同属性、 ② 接口是为类或组件提 方法、关系和语义的对象 供特定服务的一组操作的 的抽象，一个类可以实现 集合。 一个或多个接口。
1、UML的事L中用虚线 构成的椭圆表示，椭圆 中要标注协作的名字。
2、UML的关系构造块
UML中常用的关系有关联、依赖、泛 化和实现关系。
① 关联关系连接元素和链接实例，它提供了通 信的路径，是所有关系中最通用、语义最弱的。 在UML中，用一条实线表示。
2、UML的关系构造块
在关联关系中，有两种比较特殊的关系：聚合 和组合。
聚合关系描述元素之 间部分与整体的关系。 一个表示整体的模型元 素可能由几个表示部分 的模型元素聚合而成。
⑦ 节点是运行时存在的一个物理元素，它代表 一个可计算的资源，通常占用一些存储空间和具 有处理能力。
1、UML的事物构造块
行为事物是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。
交互和状态机是UML模型中最基本的两个 行为事物。
➢ 交互是一组对象在特定上下文中，为达到某种目的 而进行的一系列消息交换组成的动作。 ➢ 状态机是一个对象或交互在生命周期内响应事件所 经历的状态序列。
1、UML的事物构造块
分组事物是UML模型中组织的部分，分组 事物只有一种，称为包。包是一种将有组织的元 素分组的机制，结构事物、行为事物甚至其他的 分组事物都可以放在一个包中。
1、UML的事物构造块
注释事物用来在UML模型上添加适当的解 释部分，即与源程序中的“注释语句”有异曲同 工之处。在UML中，主要的注释事物就是“注 释”。
4、UML的通用机制
➢ 修饰：在UML的众多修饰符中，注释是一种 最重要的并且能单独存在的修饰符，它是附加 在模型元素或元素集上用来表示约束或注解信 息的图形符号。
4、UML的通用机制
➢ 公共分类描述看待世界的特殊方法。 UML 中有两种公共分类：类/实例和接口/实现。 ① 类与对象的划分 ：类是一种抽象，对象是 一个具体的实例；类定义了基本的属性和方法， 每个对象则具有不同的属性值。 ② 接口与实现的分离。接口是一种声明，是一 个契约，也是服务的入口；实现则负责执行接口 的全部语义并实现该项服务。
第一节 UML的建模要素
UML建模元素组成结构图
1、UML的事物构造块
UML中的事物构造块可分成四类：
① 结构事物：UML中的名词，它是模型中的静态 部分，描述概念或物理元素。 ② 行为事物：UML中的动词，它是模型中的动态 部分，是一种跨越时间、空间的行为。 ③ 分组事物：UML中的容器，用来组织模型，使 模型更加结构化。 ④ 注释事物：UML中的解释部分，和代码中的注 释语句一样，是用来描述模型的。
2、UML的关系构造块
④ 实现关系是用来规定接口和实现接口的类或 组件之间的关系。接口是操作的集合，这些操作 作用于规定类或组件的服务。在UML中，用一 个带空心箭头的虚线表示 。
3、UML规则
UML也有自己的一系列规则，最常见的语义 规则有三种： ① 命名：也就是为事物、关系或图起名字。 ② 范围：写过程序的读者肯定不会对“变量范 围”的概念感到陌生，在UML中也定义了类 似的作用域的概念。
第三章 统一建模语言UML的构成
第一节 第二节 第三节
UML的建模要素 UML图 UML视图
第一节 UML的建模要素
1、UML的事物构造块 2、UML的关系构造块 3、UML规则 4、UML的通用机制 5、扩展机制
第一节 UML的建模要素
UML建模要素主要包括以下三个方面： ➢ 基本构造块：即建模元素，是模型的主体。 ➢ UML规则：即支配建模元素结合在一起的 规则。 ➢ 通用机制：运用于整个UML模型中的公共 机制、扩展机制。
3、UML规则
③ 可见性有过面向对象编程经验的读者，相信 马上会想起Public、Private、Protected，在 UML中共定义了4种可见性。
4、UML的通用机制
UML通用机制描述为达到对象建模目的的 策略，它们在UML的不同语境中会被反复运用。 ➢ 规格说明 ：UML模型元素具有至少两种维 度。图形维度允许使用图和图标可视化模型；文 本维度由各种建模元素的规格说明所组成。规格 说明是元素语义的文本描述。
如果表示“部分”的 模型元素的存在完全依 赖于表示“整体”的模 型元素，那么应该用
“组合”关系来描述。
2、UML的关系构造块
② 有两个元素X、Y， ③ 泛化关系描述了一 如果修改元素X的定义 般事物与该事物中的特 可能会引起对另一个元 殊种类之间的关系，即 素Y的定义的修改，则 父类与子类的关系。 称Y依赖于X。
5、扩展机制
UML的扩展机制包括构造型、标记值 和约束。
➢ 构造型是一种优秀的扩展机制，它不仅允许 用户对模型元素进行必要的扩展和调整，还能有 效的防止UML变得过于复杂。在UML中，表示 构造型号的符号有三种 。
5、扩展机制
➢ 标记值是对UML元素的特性的扩展，主要 用于在模型的规约中创建新的信息。标记值可以 用来存储模型元素的任意信息。在UML中，标 记值是用字符串表示的，字符串有标记名、符号 和值，写法上为“键=值”。
④ 用例描述系统对一 个特定角色执行的一系 列动作。在UML中， 用例用标注了用例名称 的实线椭圆表示 。
1、UML的事物构造块
⑤ 主动类是指其对象至少 ⑥ 组件是系统设计的
拥有一个或多个进程或 线程的类。在UML中
一个模块化部分。
主动类的表示法和类相
同，只是边框用粗线条。
1、UML的事物构造块