標準建模語言UML及其支持環(huán)境(二)

1、    標準建模語言UML及其支持環(huán)境(二)北京航空航天大學軟件工程研究所 01-10-19 20:13 474p 作者不詳-    標準建模語言UML及其支持環(huán)境(二)    北京航空航天大學軟件工程研究所(接上期)4. 標準建模語言UML的應用領域UML的目標是以面向對象圖的方式來描述任何類型的系統(tǒng),具有很寬的應用領域。其中最常用的是建立軟件系統(tǒng)的模型,但它同樣可以用于描述非軟件領域的系統(tǒng),如機械系統(tǒng)、企業(yè)機構或業(yè)務過程,以及處理復雜數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)、具有實時要求的工業(yè)系統(tǒng)

2、或工業(yè)過程等?？傊?UML是一個通用的標準建模語言,可以對任何具有靜態(tài)結構和動態(tài)行為的系統(tǒng)進行建模。此外,UML適用于系統(tǒng)開發(fā)過程中從需求規(guī)格描述到系統(tǒng)完成后測試的不同階段。在需求分析階段,可以用用例來捕獲用戶需求。通過用例建模,描述對系統(tǒng)感興趣的外部角色及其對系統(tǒng)(用例)的功能要求。分析階段主要關心問題域中的主要概念(如抽象、類和對象等)和機制,需要識別這些類以及它們相互間的關系,并用UML類圖來描述。為實現(xiàn)用例,類之間需要協(xié)作,這可以用UML動態(tài)模型來描述。在分析階段,只對問題域的對象(現(xiàn)實世界的概念)建模,而不考慮定義軟件系統(tǒng)中技術細節(jié)的類(如處理用戶接口、數(shù)據(jù)庫、通訊和并行性等問題的類

3、)。這些技術細節(jié)將在設計階段引入,因此設計階段為構造階段提供更詳細的規(guī)格說明。編程(構造)是一個獨立的階段,其任務是用面向對象編程語言將來自設計階段的類轉換成實際的代碼。在用UML建立分析和設計模型時,應盡量避免考慮把模型轉換成某種特定的編程語言。因為在早期階段,模型僅僅是理解和分析系統(tǒng)結構的工具,過早考慮編碼問題十分不利于建立簡單正確的模型。UML模型還可作為測試階段的依據(jù)。系統(tǒng)通常需要經(jīng)過單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試和驗收測試。不同的測試小組使用不同的UML圖作為測試依據(jù):單元測試使用類圖和類規(guī)格說明;集成測試使用部件圖和合作圖;系統(tǒng)測試使用用例圖來驗證系統(tǒng)的行為;驗收測試由用戶進行,以驗

4、證系統(tǒng)測試的結果是否滿足在分析階段確定的需求?？傊?標準建模語言UML適用于以面向對象技術來描述任何類型的系統(tǒng),而且適用于系統(tǒng)開發(fā)的不同階段,從需求規(guī)格描述直至系統(tǒng)完成后的測試和維護。二、標準建模語言UML的靜態(tài)建模機制任何建模語言都以靜態(tài)建模機制為基礎,標準建模語言UML也不例外。UML的靜態(tài)建模機制包括用例圖(Use case diagram)、類圖(Class diagram)、對象圖(Object diagram )、包(Package)、構件圖(Component diagram)和配置圖(Deployment diagram)。1.(1) 用例模型(Use case model)長

5、期以來,在面向對象開發(fā)和傳統(tǒng)的軟件開發(fā)中,人們根據(jù)典型的使用情景來了解需求。但是,這些使用情景是非正式的,雖然經(jīng)常使用,卻難以建立正式文擋。用例模型由IvarJacobson在開發(fā)AXE系統(tǒng)中首先使用,并加入由他所倡導的OOSE和Objectory方法中。用例方法引起了面向對象領域的極大關注。自1994年Ivar Jacobson的著作出版后,面向對象領域已廣泛接納了用例這一概念,并認為它是第二代面向對象技術的標志。用例模型描述的是外部執(zhí)行者(Actor)所理解的系統(tǒng)功能。用例模型用于需求分析階段,它的建立是系統(tǒng)開發(fā)者和用戶反復討論的結果,表明了開發(fā)者和用戶對需求規(guī)格達成的共識。首先,它描述了

6、待開發(fā)系統(tǒng)的功能需求;其次,它將系統(tǒng)看作黑盒,從外部執(zhí)行者的角度來理解系統(tǒng);第三,它驅動了需求分析之后各階段的開發(fā)工作,不僅在開發(fā)過程中保證了系統(tǒng)所有功能的實現(xiàn),而且被用于驗證和檢測所開發(fā)的系統(tǒng),從而影響到開發(fā)工作的各個階段和 UML 的各個模型。在UML中,一個用例模型由若干個用例圖描述,用例圖主要元素是用例和執(zhí)行者。(2) 用例(use case)從本質上講,一個用例是用戶與計算機之間的一次典型交互作用。以字處理軟件為例,"將某些正文置為黑體"和"創(chuàng)建一個索引"便是兩個典型的用例。在UML中,用例被定義成系統(tǒng)執(zhí)行的一系列動作,動作執(zhí)行的結果能被指定執(zhí)

7、行者察覺到。在UML中,用例表示為一個橢圓。圖1顯示了一個金融貿(mào)易系統(tǒng)的用例圖。其中,"風險分析","交易估價","進行交易","設置邊界","超越邊界的交易","評價貿(mào)易","更新帳目"等都是用例的實例。概括地說,用例有以下特點:·用例捕獲某些用戶可見的需求,實現(xiàn)一個具體的用戶目標。·用例由執(zhí)行者激活,并提供確切的值給執(zhí)行者。·用例可大可小,但它必須是對一個具體的用戶目標實現(xiàn)的完整描述。(3) 執(zhí)行者(Actor)執(zhí)行者是指

8、用戶在系統(tǒng)中所扮演的角色。其圖形化的表示是一個小人。圖1中有四個執(zhí)行者:貿(mào)易經(jīng)理、營銷人員、售貨員和記帳系統(tǒng)。在某些組織中很可能有許多營銷人員,但就該系統(tǒng)而言,他們均起著同一種作用,扮演著相同的角色,所以用一個執(zhí)行者表示。一個用戶也可以扮演多種角色(執(zhí)行者)。例如,一個高級營銷人員既可以是貿(mào)易經(jīng)理,也可以是普通的營銷人員;一個營銷人員也可以是售貨員。在處理執(zhí)行者時,應考慮其作用,而不是人或工作名稱,這一點是很重要的。1中,不帶箭頭的線段將執(zhí)行者與用例連接到一起,表示兩者之間交換信息,稱之為通信聯(lián)系。執(zhí)行者觸發(fā)用例,并與用例進行信息交換。單個執(zhí)行者可與多個用例聯(lián)系;反過來,一個用例可與多個執(zhí)行者

9、聯(lián)系。對同一個用例而言,不同執(zhí)行者有著不同的作用:他們可以從用例中取值,也可以參與到用例中。需要注意的是執(zhí)行者在用例圖中是用類似人的圖形來表示,盡管執(zhí)行的,但執(zhí)行者未必是人。例如,執(zhí)行者也可以是一個外界系統(tǒng),該外界系統(tǒng)可能需要從當前系統(tǒng)中獲取信息,與當前系統(tǒng)有進行交互。在圖1中,我們可以看到,記帳系統(tǒng)是一個外界系統(tǒng),它需要更新帳目。通過實踐,我們發(fā)現(xiàn)執(zhí)行者對提供用例是非常有用的。面對一個大系統(tǒng),要列出用例清單常常是十分困難。這時可先列出執(zhí)行者清單,再對每個執(zhí)行者列出它的用例,問題就會變得容易很多。(4) 使用和擴展(Use and Extend)圖1中除了包含執(zhí)行者與用例之間的連接外,還有另外

10、兩種類型的連接,用以表示用例之間的使用和擴展關系。使用和擴展是兩種不同形式的繼承關系。當一個用例與另一個用例相似,但所做的動作多一些,就可以用到擴展關系。例如圖1中,基本的用例是"進行交易"。交易中可能一切都進行得很順利,但也可能存在擾亂順利進行交易的因素。其中之一便是超出某些邊界值的情況。例如,貿(mào)易組織會對某個特定客戶規(guī)定最大貿(mào)易量,這時不能執(zhí)行給定用例提供的常規(guī)動作,而要做些改動。我們可在"進行交易"用例中做改動。但是,這將把該用例與一大堆特殊的判斷和邏輯混雜在一起,使正常的流程晦澀不堪。圖1中將常規(guī)的動作放在"進行交易"用例中,而將非常規(guī)的動作放置于"超越邊界