第10章理解UML語言基礎(chǔ)

單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,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,的擴展,構(gòu)造型、約束、和標簽值,要利用,UML,來開發(fā)設(shè)計軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)藍圖，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)部分元素類,界面,合作,使用案例,活動類,組件類,節(jié)點類,這7個結(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“動作”的部分，這種事物會隨著時間和空間的轉(zhuǎn)變不斷的執(zhí)行的動作在,UML,中行為事物分為兩類 交互、狀態(tài)機,第一種“交互”是指對象之間的相互溝通的動作消息，這種溝通消息基本上包含著預實現(xiàn)特定的目的所需的環(huán)境和動作序列。

而對象之間的群體行為或者是單一執(zhí)行的行為間都會產(chǎn)生特定的“交互”行為其中一點必須注意的是“交互”行為一定與其他的元素有關(guān)，因為至少要有兩個以上的對象才能產(chǎn)生交互,消息顯示,第二種“行為事物”是“狀態(tài)機”，狀態(tài)機本身是一種行為，這種行為是用來“表示對象的一連串狀態(tài)”，但狀態(tài)機不是單一的元素，而是包含了相當多的元素，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)生的交互動作的行為）和,活動,（指執(zhí)行轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的反應）”,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)利用一個個的分組事物可將“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，那就是類庫也可以稱為包包可以說是一種一般用途的分組/分類機制，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、和標注在模型元素的狀況，備注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，這種符號可以用在一個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）,D、,實現(xiàn)關(guān)系,實現(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)系是指兩個事物/元素之間擁有相互影響的關(guān)聯(lián)、也就是說當一個事物或者元素在發(fā)生改變時，會影響到另一個事物，這是因為變化而產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)影響，即為依賴關(guān)系,依賴關(guān)系包括,包含和擴展,2、關(guān)聯(lián)關(guān)系,關(guān)聯(lián)關(guān)系實際上是一種結(jié)構(gòu)關(guān)系，主要是指兩個事物之間的相互聯(lián)接結(jié)構(gòu)包括“聚合關(guān)系”“組成關(guān)系”特殊的關(guān)系，這種關(guān)系是指某個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）,在兩個以上對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）的對象能被一般化元素的對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線。

4、實現(xiàn)關(guān)系,實現(xiàn)關(guān)系是指分類器與分類起之間的語意關(guān)系其中一個分類器必須依據(jù)兩者間的關(guān)系確定合約，另外一個分類器則必須保證能實現(xiàn)合約三、圖形,UML,圖形是由元素、事務、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，按照結(jié)構(gòu)系統(tǒng)用途上區(qū)分，在,UML,中總共有9個 標準的、最常使用的圖形，這9類圖形可分用靜態(tài)和動態(tài)兩種不同視圖的圖形來 分析,使用案例圖,類圖,對象圖,構(gòu)件圖,部署圖,模型,順序圖,協(xié)作圖,狀態(tài)圖,活動圖,動態(tài)視圖,靜態(tài)視圖,1、類圖,用途：,主要強調(diào)系統(tǒng)的靜態(tài)的設(shè)計視圖，用來表現(xiàn)一個系統(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)庫中的大綱特點：,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)分析中進行數(shù)據(jù)邏輯分析時，很重要的一件事就是“設(shè)計數(shù)據(jù)庫大綱”，類圖則非常適合用來“設(shè)計數(shù)據(jù)庫大綱”,2、對象圖,用途：,主要強調(diào)系統(tǒng)的靜態(tài)的設(shè)計視圖和靜態(tài)進程視圖對象圖主要描述在在特定時刻系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。

對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)和對象的結(jié)構(gòu)特點：,對象圖主要描述某一特定時刻系統(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，主要強調(diào)的是消息的 時間順序，以及系統(tǒng)的動態(tài)視圖，因此此圖形是以時間為主，來描述對象間的交互關(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)換特點：,順序圖主要是描述多個對象之間的交互關(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)注的焦點是類和它們所交換的消息上，借此來實現(xiàn)某些特定的預期的行為4、協(xié)作圖,用途：,協(xié)作圖也是一種交互圖形，主要強調(diào)的是收發(fā)消息和對象之間的結(jié)構(gòu)組織協(xié)作圖強調(diào)對象之間的數(shù)據(jù)流、控制流與消息之間的傳遞活動所以利用協(xié)作圖即可分析出各個對象之間的關(guān)系，如此就能了解整個系統(tǒng)的控制流程5、用例圖,用途：,主要強調(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)建時與測試時的案例執(zhí)行。

6、狀態(tài)圖,用途：,最主要強調(diào)的是系統(tǒng)的動態(tài)視圖，由于狀態(tài)圖中可顯示出狀態(tài)，因此對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，因此其可以用來作為模型中個對象生命周期的指示和響應7、活動圖,用途：,活動圖可將系統(tǒng)中活動與活動間的執(zhí)行的流程表現(xiàn)出來，其主要強調(diào)的是系統(tǒng)的動態(tài)視圖而活動圖也可以視為是一種特殊的狀態(tài)圖活動圖主要用途為指出一個執(zhí)行動作的類中的活動和行為并描述此類為響應內(nèi)部動作所作的所有反映活動圖的主要功能為控制模型的工作流程和 工作活動8、構(gòu)件圖（組件）,用途：,主要強調(diào)的是系統(tǒng)中靜態(tài)的實現(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，定義出系統(tǒng)的實現(xiàn)視圖以及描述系統(tǒng)在實際開發(fā)構(gòu)建的組織結(jié)構(gòu)和依賴關(guān)系由于構(gòu)件對應到一個類或者多個類、界面或是合作上，因此構(gòu)件圖與類圖具有相當密切的關(guān)系10、部署圖,用途：,其主要強調(diào)的是系統(tǒng)的動態(tài)視圖而活動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)在運行時的節(jié)點設(shè)置和 存在與該節(jié)點上的所有相關(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)實際運行構(gòu)件間的對應方式。

部署圖最主要的用途是說明系統(tǒng)中各個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、依照基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)元素和行為元素的漸進組成而設(shè)計出大型子系統(tǒng)5、從結(jié)構(gòu)樣式導出軟件應用結(jié)構(gòu)組織：包含靜態(tài)和動態(tài)元素和界面、靜態(tài)和動態(tài)元素的合作和組成五、標準的軟件結(jié)構(gòu)概念“4+1”視圖,所謂“4+1”視圖指的是邏輯視圖、實現(xiàn)視圖、進程視圖、部署視圖、使用案例視圖邏輯視圖：,以面向?qū)ο蟮母拍?，來表達出軟件設(shè)計的結(jié)果邏輯視圖主要描述實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部功能型工作的細部設(shè)計，這些設(shè)計包括靜態(tài)的結(jié)構(gòu)和動態(tài)的行為實現(xiàn)視圖：,以模塊或者組件來表現(xiàn)出按照邏輯設(shè)計的對象是在那一個模塊或組件中實現(xiàn)進程視圖：,通常以個典型的分布式系統(tǒng)，一般都包含許多進程和線程進程視圖是描述一個系統(tǒng)中各組成部分整體運行的程序部署視圖：,是指網(wǎng)絡環(huán)境中，充分表示進程或者線性對應到主機或設(shè)備的實際狀態(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：,可以說是,UML,的核心，主要的作用四用來說明系統(tǒng)功能性的要求。

找出系統(tǒng)中使用案例和角色，和使用案例的模型來充分表達出軟件功能的的要求邏輯視圖,部署試圖,實現(xiàn)視圖,進程視圖,使用案例視圖,。