第10章理解uml語言基礎(chǔ)

1、第10章 理解UML語言基礎(chǔ),,本章主要內(nèi)容：UML的組成結(jié)構(gòu)元模型層UML的擴(kuò)展構(gòu)造型、約束、和標(biāo)簽值,要利用UML來開發(fā)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)藍(lán)圖，第一步需要先了解uml的基本組成要素，在UML中共有三大基本組成要素——事物、關(guān)系、圖形,一、事物UML的模型中最基本的成員，分為： 結(jié)構(gòu)事物 行為事物 分組事物 備注事物 這四類事物也可以說是UML中最基

2、本的面向?qū)ο蠼５闹匾M成部分，利用這四類事物可規(guī)劃設(shè)計(jì)出合適的模型系統(tǒng)。,1、結(jié)構(gòu)事物—結(jié)構(gòu)事物主要表示概念或者和實(shí)體的組件，而在UML建模中，結(jié)構(gòu)事物大多屬于靜態(tài)部分元素。①類②界面③合作④使用案例⑤活動(dòng)類⑥組件類⑦節(jié)點(diǎn)類 這7個(gè)結(jié)構(gòu)事物是UML建模中的最基本的結(jié)構(gòu)事物,2、行為事物 簡單的說“行為事物”就是UML模型里面屬于“動(dòng)作”的部分，這種事物會(huì)隨著時(shí)間和空間的轉(zhuǎn)變不斷的執(zhí)行的動(dòng)作

3、。在UML中行為事物分為兩類 ——交互、狀態(tài)機(jī) 第一種“交互”是指對(duì)象之間的相互溝通的動(dòng)作消息，這種溝通消息基本上包含著預(yù)實(shí)現(xiàn)特定的目的所需的環(huán)境和動(dòng)作序列。 而對(duì)象之間的群體行為或者是單一執(zhí)行的行為間都會(huì)產(chǎn)生特定的“交互”行為。其中一點(diǎn)必須注意的是“交互”行為一定與其他的元素有關(guān)，因?yàn)橹辽僖袃蓚€(gè)以上的對(duì)象才能產(chǎn)生交互 消息顯示,,第二種“行為事物”是“狀態(tài)機(jī)”，狀態(tài)機(jī)本身是一種行為

4、，這種行為是用來“表示對(duì)象的一連串狀態(tài)”，但狀態(tài)機(jī)不是單一的元素，而是包含了相當(dāng)多的元素，這些元素包含有“狀態(tài)、轉(zhuǎn)換（指兩狀態(tài)之間的流程）、事件（指經(jīng)觸發(fā)而產(chǎn)生的交互動(dòng)作的行為）和活動(dòng)（指執(zhí)行轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的反應(yīng)）”,,狀態(tài)的表示方式,3、分組事物 分組事物是指UML中屬于“組織”的結(jié)構(gòu)。利用一個(gè)個(gè)的分組事物可將“模型”按特定的結(jié)構(gòu)切分為不等的元素，目前在UML中屬于“分組事物”的只有一個(gè)，那就是類庫也可以稱為包。

5、 包可以說是一種一般用途的分組/分類機(jī)制，包可以將元素分門別類一封裝，不論結(jié)構(gòu)事物、行為事物或者是其他元素都可以放置到包中。 通過包可以將UML模型加以分組，而包也會(huì)有一些變化，A、軟件框架，B、模型，C、子系統(tǒng),包的圖形表示方式,4、備注事物 備注事物是UML中用來作為“說明/表示”的元素，可說是UML模型中最基本的一種說明事物，主要用途是說明、描述、和標(biāo)注在模型元素的狀況，備注

6、事物與分組事物相同，只有一中主要的備注事物，“批注”。 批注簡單的說就是用來說明和描述元素的符號(hào)，這種符號(hào)可以用在一個(gè)元素或者一組元素上作為說明之用。,UML中批注的圖形表示方法,二、關(guān)系 UML模型中第二個(gè)組成要素是“關(guān)系”在UML中一共有四中基本的“關(guān)系元素”分別是： A、依賴關(guān)系 B、關(guān)聯(lián)關(guān)系 C、一般化關(guān)系（泛化關(guān)系）

7、 D、實(shí)現(xiàn)關(guān)系 實(shí)現(xiàn)關(guān)系是一般化關(guān)系和依賴關(guān)系的綜合體,1、依賴關(guān)系 依賴關(guān)系是指兩個(gè)事物/元素之間擁有相互影響的關(guān)聯(lián)、也就是說當(dāng)一個(gè)事物或者元素在發(fā)生改變時(shí)，會(huì)影響到另一個(gè)事物，這是因?yàn)樽兓a(chǎn)生的關(guān)聯(lián)影響，即為依賴關(guān)系 依賴關(guān)系包括 包含和擴(kuò)展2、關(guān)聯(lián)關(guān)系 關(guān)聯(lián)關(guān)系實(shí)際上是一種結(jié)構(gòu)關(guān)系，主要是指兩個(gè)事物之間的相互聯(lián)接結(jié)構(gòu)。 包括“聚合關(guān)系”“組

8、成關(guān)系” 特殊的關(guān)系，這種關(guān)系是指某個(gè)整體和其一部分之間的關(guān)系。 關(guān)聯(lián)包括聚合和組成,3、一般化關(guān)系（泛化關(guān)系） 在兩個(gè)以上對(duì)象或者元素之間互為主從（一般和特殊化）的關(guān)系類型，特殊化元素（為子元素）可以共享一般化元素（父元素）的結(jié)構(gòu)和行為。因此形成特殊化元素（子元素）的對(duì)象能被一般化元素的對(duì)象所取代。從模型上分，一般化關(guān)系的表方法為一條具有空心箭頭由特殊元素指向一般化元素的實(shí)線。4、實(shí)現(xiàn)關(guān)系

9、 實(shí)現(xiàn)關(guān)系是指分類器與分類起之間的語意關(guān)系。其中一個(gè)分類器必須依據(jù)兩者間的關(guān)系確定合約，另外一個(gè)分類器則必須保證能實(shí)現(xiàn)合約。,三、圖形 UML圖形是由元素、事務(wù)、關(guān)系和行為所繪制的圖形表示方法。 在 UML中的圖形都是利用“可視化”的方式來繪制的，因此所繪制的圖形即可視為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖標(biāo)，按照結(jié)構(gòu)系統(tǒng)用途上區(qū)分，在 UML中總共有9個(gè) 標(biāo)準(zhǔn)的、最常使用的圖形，這9類圖形可分用靜態(tài)

10、和動(dòng)態(tài)兩種不同視圖的圖形來 分析,,使用案例圖,類圖,對(duì)象圖,構(gòu)件圖,部署圖,模型,,,,,,,,順序圖,協(xié)作圖,狀態(tài)圖,活動(dòng)圖,,,,,動(dòng)態(tài)視圖,靜態(tài)視圖,1、類圖 用途：主要強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的靜態(tài)的設(shè)計(jì)視圖，用來表現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)的類和邏輯視圖上的關(guān)系。但不在于描述其行為。 使用類圖的主要目的為表現(xiàn)出系統(tǒng)中概括模型與名稱描述類（class）間的合作關(guān)系以及可以用來描述數(shù)據(jù)庫中的大綱。

11、 特點(diǎn)：類圖是軟件系統(tǒng)的抽象化結(jié)構(gòu)，基本上可分為“邏輯運(yùn)算”和“數(shù)據(jù)流邏輯”兩大結(jié)構(gòu)部分，在系統(tǒng)分析中進(jìn)行數(shù)據(jù)邏輯分析時(shí)，很重要的一件事就是“設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫大綱”，類圖則非常適合用來“設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫大綱”,2、對(duì)象圖 用途：主要強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的靜態(tài)的設(shè)計(jì)視圖和靜態(tài)進(jìn)程視圖。對(duì)象圖主要描述在在特定時(shí)刻系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。 對(duì)象圖可將類圖中的全部事物的靜態(tài)邏輯反映出來。主要用途為產(chǎn)生系統(tǒng)中數(shù)據(jù)和對(duì)象的結(jié)構(gòu)。

12、 特點(diǎn)：對(duì)象圖主要描述某一特定時(shí)刻系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，類圖描述的是所有可能的情況，對(duì)象圖則是描述某一特定的情況。,3、順序圖 用途：是一種交互圖形，主要強(qiáng)調(diào)的是消息的 時(shí)間順序，以及系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)視圖，因此此圖形是以時(shí)間為主，來描述對(duì)象間的交互關(guān)系。 其主要目的為規(guī)劃模型流程的控制以及描述活動(dòng)的 發(fā)展過程。 順序圖和協(xié)作圖都是同結(jié)構(gòu)圖形，因此這兩種圖形之間可以相互轉(zhuǎn)

13、換。 特點(diǎn)：順序圖主要是描述多個(gè)對(duì)象之間的交互關(guān)系。這些關(guān)系是已北模塊化為消息的交換。順序圖所關(guān)注的焦點(diǎn)是類和它們所交換的消息上，借此來實(shí)現(xiàn)某些特定的預(yù)期的行為。,4、協(xié)作圖 用途：協(xié)作圖也是一種交互圖形，主要強(qiáng)調(diào)的是收發(fā)消息和對(duì)象之間的結(jié)構(gòu)組織。 協(xié)作圖強(qiáng)調(diào)對(duì)象之間的數(shù)據(jù)流、控制流與消息之間的傳遞活動(dòng)。 所以利用協(xié)作圖即可分析出各個(gè)對(duì)象之間的關(guān)系，如此就

14、能了解整個(gè)系統(tǒng)的控制流程。,5、用例圖 用途：主要強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)的靜態(tài)地使用案例視圖，利用此視圖可將特定的使用案例與角色間的關(guān)系表現(xiàn)出來。 使用這種圖可了解系統(tǒng)的需求和表達(dá)出使用案例與角色之間的關(guān)系。 使用案例圖最主要的用途為分析系統(tǒng)的功能內(nèi)容和取得結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的功能以及控制系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)與測試時(shí)的案例執(zhí)行。,6、狀態(tài)圖 用途：最主要強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)視圖，由于狀態(tài)圖

15、中可顯示出狀態(tài)，因此對(duì)于模型界面和類或者所協(xié)作間的行為模型來說都是非常重要。 狀態(tài)圖主要用途用來說明行為的狀態(tài)和響應(yīng)，因此其可以用來作為模型中個(gè)對(duì)象生命周期的指示和響應(yīng)。,7、活動(dòng)圖 用途：活動(dòng)圖可將系統(tǒng)中活動(dòng)與活動(dòng)間的執(zhí)行的流程表現(xiàn)出來，其主要強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)視圖。 而活動(dòng)圖也可以視為是一種特殊的狀態(tài)圖。 活動(dòng)圖主要用途為指出一個(gè)執(zhí)行動(dòng)作的類中的活動(dòng)和行

16、為。并描述此類為響應(yīng)內(nèi)部動(dòng)作所作的所有反映。 活動(dòng)圖的主要功能為控制模型的工作流程和 工作活動(dòng)。,8、構(gòu)件圖（組件） 用途：主要強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)中靜態(tài)的實(shí)現(xiàn)視圖，利用構(gòu)件圖可以看出構(gòu)件與構(gòu)件之間的組織和依賴的關(guān)系。 構(gòu)件圖的主要的用途是在規(guī)劃系統(tǒng) 整合開發(fā)結(jié)構(gòu)時(shí)，定義出系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)視圖以及描述系統(tǒng)在實(shí)際開發(fā)構(gòu)建的組織結(jié)構(gòu)和依賴關(guān)系。 由于構(gòu)件對(duì)應(yīng)到一個(gè)類或者多個(gè)類

17、、界面或是合作上，因此構(gòu)件圖與類圖具有相當(dāng)密切的關(guān)系。,10、部署圖 用途：其主要強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)視圖。 而活動(dòng)圖也可以視為是一種特殊的狀態(tài)圖。 利用部署圖可將系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的節(jié)點(diǎn)設(shè)置和 存在與該節(jié)點(diǎn)上的所有相關(guān)構(gòu)件表現(xiàn)出來。 部署圖的若從系統(tǒng)整合開發(fā)結(jié)構(gòu)分析上看 ，主要扮演的角色是系統(tǒng)的環(huán)境視圖，主要功能是為用來描述系統(tǒng)處理資源元素間的組態(tài)，以及系統(tǒng)實(shí)際

18、運(yùn)行構(gòu)件間的對(duì)應(yīng)方式。 部署圖最主要的用途是說明系統(tǒng)中各個(gè)分布式的組件和找出組件間無法顯示出的問題所在。,四、利用UML規(guī)劃軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 一套良好的“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”至少必須做到下述5個(gè)重要開發(fā)策略： 1、軟件系統(tǒng)的組織:包含系統(tǒng)整體組織和個(gè)組件組織。 2、系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)元素和界面的選擇分析 3、依照結(jié)構(gòu)元素制定行為模型。 4、依照基

19、礎(chǔ)結(jié)構(gòu)元素和行為元素的漸進(jìn)組成而設(shè)計(jì)出大型子系統(tǒng)。 5、從結(jié)構(gòu)樣式導(dǎo)出軟件應(yīng)用結(jié)構(gòu)組織：包含靜態(tài)和動(dòng)態(tài)元素和界面、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)元素的合作和組成。,五、標(biāo)準(zhǔn)的軟件結(jié)構(gòu)概念“4+1”視圖 所謂“4+1”視圖指的是邏輯視圖、實(shí)現(xiàn)視圖、進(jìn)程視圖、部署視圖、使用案例視圖。 邏輯視圖：以面向?qū)ο蟮母拍?，來表達(dá)出軟件設(shè)計(jì)的結(jié)果。邏輯視圖主要描述實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部功能型工作的細(xì)部設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)包括靜

20、態(tài)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)的行為。 實(shí)現(xiàn)視圖：以模塊或者組件來表現(xiàn)出按照邏輯設(shè)計(jì)的對(duì)象是在那一個(gè)模塊或組件中實(shí)現(xiàn)。 進(jìn)程視圖：通常以個(gè)典型的分布式系統(tǒng)，一般都包含許多進(jìn)程和線程。進(jìn)程視圖是描述一個(gè)系統(tǒng)中各組成部分整體運(yùn)行的程序。 部署視圖：是指網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，充分表示進(jìn)程或者線性對(duì)應(yīng)到主機(jī)或設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)。也就是描述系統(tǒng)硬件或設(shè)備之間的聯(lián)接關(guān)系和 軟件程序的配置狀況,使用案例視圖：