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1、,*,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,軟件建模與UML,軟件建模與UML,1,為什么要進行軟件建模？,軟件系統越來越大，任何個人都不可能單獨管理這些代碼；,沒有參加開發(fā)的人員無法直接理解程序代碼；,我們需要一種描述復雜系統的簡單方法。,為什么要進行軟件建模？軟件系統越來越大，任何個人都不可能單獨,2,軟件建模的概念,軟件建模（Modeling）,：將所要設計的結構和系統的行為融匯貫通，對系統的體系結構進行可視化和控制，化解復雜性的問題，有效地管理開發(fā)風險，從而開發(fā)出高品質的軟件。,面向對象的建模方法：,人們在問題空間或解空間中識別各種對象，并

2、對其進行抽象化描述，從不同的視角建立模型，形成系統的不同視圖，并以對象或類作為軟件系統的主要構造塊。始于80年代初。,軟件建模的概念軟件建模（Modeling）：將所要設計的結構,3,UML的發(fā)展歷史,UML的發(fā)展歷史,4,什么是UML？（1）,統一建模語言（Unified Modeling Language，UML）,：一種直觀化、明確化、構建和文檔化軟件系統產物的通用可視化建模語言，從企業(yè)信息系統到基于Web的分布式應用，甚至嚴格的實時嵌入式系統都適合于用UML來建模。,它是一種富有表達力的語言，可以描述開發(fā)所需要的各種視圖，并以此為基礎組建系統。,什么是UML？（1）統一建模語言（Uni

3、fied Model,5,什么是UML？（2）,UML是一種語言,UML是一種可視化的建模語言,UML提供一組具有明確語義的圖形符號，可以建立清晰的模型便于交流，同時所有開發(fā)人員都可以無歧義地解釋這個模型。,UML是一種可用于詳細描述的語言,UML為所有重要的分析、設計和實現決策提供了精確的、無歧義的和完整的描述。,UML是一種構造語言,UML不是一種可視化的編程語言，但它所描述的模型可以映射（正向工程/逆向工程）成不同的編程語言，如JAVA、C+和Visual Basic等。,UML是一種文檔化語言,UML不是過程，也不是方法，但允許任何一種過程和方法使用它。它可以建立系統體系結構及其詳細文

4、檔。,什么是UML？（2）UML是一種語言,6,UML的概念模型：視圖（1）,視圖（Views）：,每個視圖代表系統的一個抽象，反映了系統中的一個特定方面，從而使不同的人員關注系統的不同方面。,UML的概念模型：視圖（1）視圖（Views）：每個視圖代表,7,UML的概念模型：視圖（2）,用例視圖（Use Case View）,描述系統應該具有的功能集，它從系統外部用戶的角度出發(fā)，實現對系統的抽象表示。,角色（Actor）,代表外部用戶或其他系統，,用例（Use-case）,表示系統能夠提供的功能，通過列舉角色和用例，顯示角色在每個用例中的參與情況。,其他視圖的核心和基礎，其他視圖的構造和發(fā)展

5、依賴于用例視圖所描述的內容。,靜態(tài)地描述系統功能，主要為用戶、設計人員、開發(fā)人員和測試人員而設置。,設計視圖（Design View）,用來揭示系統功能的內部設計和協作情況。,利用,靜態(tài)結構,和,動態(tài)行為,描述系統的功能。,靜態(tài)結構描述類、對象及其關系等，動態(tài)行為主要描述對象之間發(fā)送消息時產生的動態(tài)協作、一致性和并發(fā)性等。,進程視圖（Process View）,進程視圖描述系統的并發(fā)工作狀況，它包含形成系統并發(fā)與同步機制的,線程,和,進程,，主要提供給系統開發(fā)商和集成商。,實現視圖（Implementation View）,實現視圖由一些獨立的構件和文件組成，顯示實現模塊及其之間的依賴關系。,

6、分布視圖（Deployment View）,分布視圖主要描述系統的物理架構，顯示系統硬件拓撲結構的節(jié)點，提供給開發(fā)人員、集成人員和測試人員。,UML的概念模型：視圖（2）用例視圖（Use Case Vi,8,UML的概念模型：圖（1）,圖（Diagrams）：,系統模型中每一個視圖的內容是由一些圖來描述的，UML中包含,九種圖,。,對整個系統而言，其,功能,由用例圖描述，,靜態(tài)結構,由類圖和對象圖描述，,動態(tài)行為,由狀態(tài)圖、時序圖、協作圖和活動圖描述，而,物理架構,則是由組件圖和分布圖描述。,UML的概念模型：圖（1）圖（Diagrams）：系統模型中,9,UML的概念模型：圖（2）,用例圖,

7、用例圖定義了系統的功能需求，它完全是從系統的外部觀看系統功能，并不描述系統內部對功能的具體實現。,類圖,類圖描述系統的靜態(tài)結構，表示系統中的類以及類與類之間的關系。,對象圖,對象圖描述了一組對象以及它們之間的關系，表示類的對象實例。,狀態(tài)圖,狀態(tài)圖表示一個狀態(tài)機，強調對象行為的事件順序。,時序圖和協作圖,時序圖和協作圖均表示一組對象之間的動態(tài)協作關系，兩者之間可以相互轉換。,時序圖,反映對象之間發(fā)送消息的時間順序,協作圖,反映收發(fā)消息對象的結構組織。,活動圖,活動圖反映系統中從一個活動到另一個活動的流程，強調對象間的控制流程。,組件圖,組件圖描述組件以及它們之間的關系，表示系統的靜態(tài)實現視圖。

8、,分布圖,分布圖反映了系統中軟件和硬件的物理架構，表示系統運行時的處理節(jié)點以及節(jié)點中組件的配置。,UML的概念模型：圖（2）用例圖,10,售票系統的用例圖,軟件建模與UMLppt課件,11,售票系統的類圖,軟件建模與UMLppt課件,12,包圖,軟件建模與UMLppt課件,13,順序圖,軟件建模與UMLppt課件,14,協作圖,軟件建模與UMLppt課件,15,狀態(tài)圖,軟件建模與UMLppt課件,16,活動圖,軟件建模與UMLppt課件,17,構件組件圖,軟件建模與UMLppt課件,18,部署分布圖(描述層),軟件建模與UMLppt課件,19,部署分布圖(實例層),軟件建模與UMLppt課件,

9、20,UML的概念模型：模型元素（1）,模型元素（Model Elements）：,由一些基本的構造元素以及它們之間的連接關系組成。,UML的概念模型：模型元素（1）模型元素（Model El,21,UML的概念模型：模型元素（2）,類：,對一組具有相同屬性、相同操作、相同關系和相同語義的對象的描述。,對象：,類的實例。,接口：,描述一個類或組件的服務的操作集。,用例,：對一組動作序列的描述。,狀態(tài)機：,描述了一個對象響應事件所經歷的狀態(tài)序列。,組件,：系統中物理的、可替代的部件。,節(jié)點,：在運行時存在的物理元素。,包,：把元素組織成組的機制。,注解：,依附于一個或一組元素之上，對其進行約束或

10、解釋。,依賴,：一種使用關系，它描述了一個事物的變化會影響到另一個使用它的事物。,關聯,：一種結構關系，說明一個事物的對象與另一個事物的對象間的聯系。,泛化,：一種一般事物（父類）和特殊事物（子類）之間的關系。,實現,：一個類元指定了由另一個類元保證執(zhí)行的契約，例如接口和實現它們的類或組件之間的關系。,UML的概念模型：模型元素（2）類：對一組具有相同屬性、相,22,類表示法,軟件建模與UMLppt課件,23,用例之間的關系,軟件建模與UMLppt課件,24,狀態(tài)機,軟件建模與UMLppt課件,25,帶接口的構件,構件圖中的構件,軟件建模與UMLppt課件,26,部署圖中的節(jié)點,軟件建模與UM

11、Lppt課件,27,包和包間的關系,軟件建模與UMLppt課件,28,關聯表示法 限定關聯,關聯的設計特性 關聯類,軟件建模與UMLppt課件,29,泛化表示法 多重繼承,軟件建模與UMLppt課件,30,實現關系,接口和實現圖標,軟件建模與UMLppt課件,31,依賴關系,軟件建模與UMLppt課件,32,約束關系,軟件建模與UMLppt課件,33,UML的概念模型：語義規(guī)則,語義規(guī)則（Rules）：,用于建立語義一致、與其他模型協調的良好模型。,命名（Name）：,為事物、關系和圖起名；,范圍（Scope）：,給一個名稱以特定含義的語境；,可見性（Visibility）：,如何使一個名字被

12、外部識別和使用，它包括,public,（公共）、,protected,（保護）、,private,（私有）三種可見性，分別用“+”、“#”和“-”表示；,完整性（Integrity）：,事物如何正確地、一致地相互聯系；,可執(zhí)行性（Execution）：,運行或模擬動態(tài)模型的含義是什么。,UML的概念模型：語義規(guī)則 語義規(guī)則（Rules）：用于建立,34,UML的概念模型：公共機制,說明（Specification）：,規(guī)定了對于每一個UML圖形的文字說明的語法和語義。,修飾（Adornment）：,對UML元素加上各種修飾，說明該元素最重要特征之外的其他方面的細節(jié)特征。,通用劃分（Common

13、 Division）：,UML的模型元素有兩種劃分，即型-實例、接口-實現。,型-實例：,是一個通用描述符與單個元素項之間的對應關系，如類與對象的劃分、數據類型與數據值的劃分；,接口-實現：,接口聲明了一個約定，而實現則負責執(zhí)行接口的全部語義。,擴展機制（Extensibility）：,允許UML的使用人員根據需要在不用改變基本建模語言的情況下自定義一些構造型語言成分。,約束（constraint）,擴展了UML構造元素的語義，它是用文字表達式表示的語義限制。,標記值（tagged value）,擴展了UML構造元素的特性，它是附加到任何模型元素上的命名的信息塊。,構造型（stereotype

14、）,擴展了UML的語匯，它是在一個已定義的模型元素的基礎上構造的一種新的模型元素。,UML的概念模型：公共機制 說明（Specification,35,UML的概念模型：擴展機制示例,UML的概念模型：擴展機制示例,36,UML建模示例（1）,import java.awt.Graphics;class HelloWorld extends java.applet.Applet public void paint(Graphics g)g.drawString(Hello,World！,10,10);,HelloWorld抽象模型,UML建模示例（1）import java.awt.Grap,

15、37,UML建模示例（2）,與HelloWorld直接相關的類,UML建模示例（2）與HelloWorld直接相關的類,38,UML建模示例（3）,HelloWorld的繼承層次,UML建模示例（3）HelloWorld的繼承層次,39,UML建模示例（4）,HelloWorld包,UML建模示例（4）HelloWorld包,40,UML建模示例（5）,painting機制,UML建模示例（5）painting機制,41,UML建模示例（6）,HelloWorld構件,UML建模示例（6）HelloWorld構件,42,UML的應用,支持用例驅動,用例成為系統分析、設計、測試、編寫文檔的基礎。,以體系結構為中心,在開發(fā)過程中對系統進行抽象、構造、管理和改進。,迭代的或增量的開發(fā)過程,軟件開發(fā)人員漸進地開發(fā)和逐步完善軟件系統，每一次迭代都產生比上一次發(fā)布有所改善的新發(fā)布，而每一次發(fā)布都努力處理和降低項目風險。,UML的應用 支持用例驅動,43,