程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語言

1、統(tǒng)一建模語言UML2.1 UML模型系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)n用例驅(qū)動(dòng) （use-case driven）n體系結(jié)構(gòu)為中心（architecture-centric）n增量（incremental）n迭代（iterative）為什么需要為什么需要UML應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)商務(wù)當(dāng)商務(wù)隨需應(yīng)變時(shí)面向過程的問題n需求的獲取來自對(duì)商業(yè)（業(yè)務(wù)）的分析n采集數(shù)據(jù)，通過分析數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)工作n對(duì)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性要求很大n傳統(tǒng)商業(yè)的銷售數(shù)據(jù)：銷量、利潤(rùn)、稅率等n現(xiàn)代商業(yè)：客戶滿意度、客戶消費(fèi)習(xí)慣、細(xì)分市場(chǎng)的變化、質(zhì)量反饋面向?qū)ο蟮睦щy面向?qū)ο蟮睦щyn零件是如何來的？n現(xiàn)在這個(gè)結(jié)構(gòu)能完成特定功能，但是如果換一些零件，或者組裝規(guī)則，就無

2、法完成了么？n零件是標(biāo)準(zhǔn)的，那么任意組裝是不是能夠完成功能呢？現(xiàn)實(shí)世界和對(duì)象世界的差距n對(duì)象是怎么抽象的？為什么這么抽象？（Why）n對(duì)象世界由于其靈活性，可以任意組合，可是怎樣組合能滿足現(xiàn)實(shí)世界的需求（How）n如何理解一個(gè)對(duì)象組合（What）傳統(tǒng)商務(wù)的困難我們想要什么？n把現(xiàn)實(shí)世界映射到對(duì)象世界的方法n從對(duì)象世界描述現(xiàn)實(shí)世界的方法n驗(yàn)證對(duì)象世界行為是否爭(zhēng)取反映了現(xiàn)實(shí)世界的方法什么是UMLn統(tǒng)一建模語言，具有創(chuàng)建系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為等多種結(jié)構(gòu)模型的能力，具有可擴(kuò)展性和通用性，適合于多種多變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的建模。n用例驅(qū)動(dòng)n以體系結(jié)構(gòu)為中心n增量n迭代什么是UMLn語言，包括基本詞匯和語法nUM

3、L定義了一些建立模型所需要的、表達(dá)某種特定含義的基本元素，這些基本元素稱為模型元素。n還定義了這些模型元素相互之間關(guān)系的規(guī)則，以及如何用這些元素和規(guī)則繪制圖形以建立模型來映射現(xiàn)實(shí)世界；這些規(guī)則和圖形稱為視圖（view）UML模型元素 關(guān)聯(lián)：連接（connect）模型元素及鏈接（link）實(shí)例。 依賴：表示一個(gè)元素以某種方式依賴于另一種元素。 泛化：表示一般與特殊的關(guān)系，即“一般”元素是“特殊”關(guān)系的泛化。 聚合：表示整體與部分的關(guān)系。2.1.2 UML的特點(diǎn)n統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（人和機(jī)器均可讀懂）n面向?qū)ο髇可視化、表達(dá)能力強(qiáng)n獨(dú)立于過程 n易掌握、易用可視化2.1.3 軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的描述n用例視圖

4、n邏輯視圖n構(gòu)建視圖n進(jìn)程視圖n配置視圖用例視圖n作用：需求分析n適用對(duì)象：開發(fā)者、用戶n描述使用的圖：用例圖n重要性：決定其他視圖的開發(fā)，用于確認(rèn)和最終驗(yàn)證系統(tǒng)。邏輯視圖n作用：描述如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的功能；n適用對(duì)象：分析者、設(shè)計(jì)者、開發(fā)者；n描述使用的圖：類圖和對(duì)象圖、狀態(tài)圖、順序圖、合作圖和活動(dòng)圖；n重要性：描述了系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和因發(fā)送消息而出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)協(xié)作關(guān)系。 構(gòu)件視圖n作用：描述系統(tǒng)代碼構(gòu)件組織和實(shí)現(xiàn)模塊，及它們之間的依賴關(guān)系 ；n適用對(duì)象：設(shè)計(jì)者、開發(fā)者 ；n描述使用的圖：構(gòu)件圖 ；n重要性：描述系統(tǒng)如何劃分軟件構(gòu)件，如何進(jìn)行編程 進(jìn)程視圖n作用：描述系統(tǒng)的并發(fā)性，并處理這些線程間

5、的通信和同步 ；n適用對(duì)象：開發(fā)者和系統(tǒng)集成者 ；n描述使用的圖：狀態(tài)圖、順序圖、合作圖、活動(dòng)圖、構(gòu)件圖和配置圖 ；n重要性：將系統(tǒng)分割成并發(fā)執(zhí)行的控制線程及處理這些線程的通信和同步 。 配置視圖n作用：描述系統(tǒng)的物理設(shè)備配置，如計(jì)算機(jī)、硬件設(shè)備以及它們相互間的連接 ；n適用對(duì)象：開發(fā)者、系統(tǒng)集成者和測(cè)試者 ；n描述使用的圖：配置圖 ；n重要性：描述硬件設(shè)備的連接和哪個(gè)程序或?qū)ο篑v留在哪臺(tái)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行 。 2.2 UML系統(tǒng)模型與建模n用例模型圖：由用例圖組成。n靜態(tài)模型圖：由類圖、對(duì)象圖、包圖、構(gòu)件圖和配置圖組成。n動(dòng)態(tài)模型圖：由活動(dòng)圖、順序圖、狀態(tài)圖和合作圖組成。2.3 UML系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

6、模型 n2.3.1 子系統(tǒng)組織的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 2.3.2 系統(tǒng)模型組織的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 2.3.3 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)模型的描述方式UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)2.5 UML與軟件開發(fā)統(tǒng)一過程2.5.1 迭代、漸增式的開發(fā)過程n1開始階段 n2詳細(xì)規(guī)劃階段q（1）用例分類n1）將用例的優(yōu)先級(jí)分為三級(jí)：n2）體系結(jié)構(gòu)方面的風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。n3）進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)（對(duì)實(shí)現(xiàn)每個(gè)用例所需工作量估算的評(píng)價(jià)）分為三級(jí)：q（2）確定每次迭代的開發(fā)周期q（3）將用例分配到各次迭代中2.5.1 迭代、漸增式的開發(fā)過程n3. 系統(tǒng)構(gòu)造階段q漸增式開發(fā)q繼承測(cè)試q測(cè)試演示q保存測(cè)試案例n4. 移交階段2.5.2 軟件開發(fā)步驟及核心支持活動(dòng)n

7、1需求分析n2系統(tǒng)設(shè)計(jì)n3實(shí)現(xiàn)n4測(cè)試n5配置n6核心支持工作q（1）配置與變化管理q（2）項(xiàng)目管理q（3）環(huán)境設(shè)置2.5.3 UML軟件開發(fā)過程產(chǎn)生的模型與文檔n（1）業(yè)務(wù)模型：建立問題領(lǐng)域的組織結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流程的抽象。q描述方式：需求分析規(guī)格說明書。n（2）領(lǐng)域模型：建立問題領(lǐng)域的需求分析說明。q描述方式：需求分析規(guī)格說明書。n（3）用例模型：表達(dá)系統(tǒng)的功能。q描述方式：用例圖、活動(dòng)圖及需求分析規(guī)格說明書。 n（4）分析模型（任選）：只有復(fù)雜的系統(tǒng)才需要建立獨(dú)立的分析模型。該模型包括：l基本功能分析；l實(shí)現(xiàn)功能的對(duì)象；l對(duì)象之間的關(guān)系；l描述方式：類圖、對(duì)象圖、包圖、順序圖、合作圖、狀態(tài)圖和

8、活動(dòng)圖n（5）設(shè)計(jì)模型：系統(tǒng)具體解決方案，由調(diào)整和完善分析模型而成。q描述方式：類圖、對(duì)象圖、包圖、順序圖、合作圖、狀態(tài)圖和活動(dòng)圖。n（6）進(jìn)程模型（任選）：描述系統(tǒng)并發(fā)和同步機(jī)制。有多線程的并發(fā)系統(tǒng)才建立。q描述方式：狀態(tài)圖、順序圖、合作圖、活動(dòng)圖、構(gòu)件圖和配置圖。n（7）實(shí)現(xiàn)模型：軟件的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。q描述方式：包圖和構(gòu)件圖。 n（8）配置模型：描述系統(tǒng)軟件在各個(gè)硬件上的配置。q描述方式：配置圖。n（9）測(cè)試模型：描述驗(yàn)證系統(tǒng)功能的途徑。q描述方式：測(cè)試案例和測(cè)試報(bào)告。n文檔q（1）技術(shù)文檔q（2）管理文檔2.5.4 UML軟件開發(fā)過程的基本特征 n1.用例驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)n2以體系結(jié)構(gòu)為中心n

9、3螺旋上升式的開發(fā)過程n4以質(zhì)量控制和風(fēng)險(xiǎn)管理為目標(biāo)RUP什么是RUP？nRUP（Rational Unified Process）是軟件工程化過程nRUP提供了在開發(fā)機(jī)構(gòu)中分派任務(wù)和責(zé)任的紀(jì)律化方法以及文檔模版nRUP的目標(biāo)是在可預(yù)見的日程和預(yù)算前提下確保滿足最終用戶需求的高質(zhì)量產(chǎn)品nRational Unified Process是Rational公司開發(fā)和維護(hù)的過程產(chǎn)品nRational Unified Process是有效使用Unified Modeling Language（UML）的指南 什么是UML？n統(tǒng)一建模語言（UML）是一個(gè)通用的可視化建模語言，用于對(duì)軟件進(jìn)行描述、可視化處

10、理、構(gòu)造和建立軟件系統(tǒng)產(chǎn)品的文檔 nUML描述了一個(gè)系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為 nUML是良好溝通需求體系結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)語言nUML由Rational軟件公司創(chuàng)建n1997年11月，UML被OMG（對(duì)象管理組織，面向?qū)ο蠓治鲈O(shè)計(jì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）全體成員一致通過，并被采納為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) Rational Unified Process的特點(diǎn)n迭代式開發(fā)n強(qiáng)調(diào)核心工作流程n基于角色的開發(fā)組織n用例驅(qū)動(dòng)n以構(gòu)架為中心傳統(tǒng)的瀑布式的開發(fā)方法時(shí)時(shí) 間間子系統(tǒng)測(cè)試子系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試編碼和單元測(cè)試編碼和單元測(cè)試設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)需求分析需求分析迭代（Iteration）式的開發(fā)方法TCDRT I M E迭代迭

11、代1 迭代迭代2 迭代迭代3 TCDRTCDR風(fēng)險(xiǎn)比較瀑布式迭代式迭代式RISKT I M E Iteration Iteration Iteration Iteration Iteration Iteration Iteration軟件生命周期（開發(fā)周期）先啟階段n主要目標(biāo):q建立項(xiàng)目的軟件規(guī)模和邊界條件，包括運(yùn)作前景、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)以及希望產(chǎn)品中包括和不包括的內(nèi)容q識(shí)別系統(tǒng)的關(guān)鍵用例q對(duì)比一些主要場(chǎng)景，展示至少一個(gè)備選構(gòu)架 q評(píng)估整個(gè)項(xiàng)目的總體成本和進(jìn)度q評(píng)估潛在的風(fēng)險(xiǎn)（源于各種不可預(yù)測(cè)因素）q準(zhǔn)備項(xiàng)目的支持環(huán)境精化階段n主要目標(biāo)q確保構(gòu)架、需求和計(jì)劃足夠穩(wěn)定，充分減少風(fēng)險(xiǎn)，從而能夠有預(yù)見性地確定完成開發(fā)所需的成本和進(jìn)度q處理在構(gòu)架方面具有重要意義的所有項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn) q建立一個(gè)已確定基線的構(gòu)架q制作產(chǎn)品質(zhì)量構(gòu)件的演進(jìn)式原型q證明已建立基線的構(gòu)架將在適當(dāng)時(shí)間、以合理的成本支持系統(tǒng)需求q建立支持環(huán)境（創(chuàng)建開發(fā)案例、創(chuàng)建模板和指南、安裝工具）構(gòu)建階段n主要目標(biāo)q完成所有所需功能的分析、開發(fā)和測(cè)試q迭代式、遞增式地開發(fā)q為部署應(yīng)用程序作好準(zhǔn)備產(chǎn)品化階段n主要目標(biāo)q確保最終用戶可以使用軟件q培訓(xùn)用戶和維護(hù)人員 q根據(jù)產(chǎn)品的完整前景和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)部署基線進(jìn)行的評(píng)估 核心工作流程面向?qū)ο蟮拈_發(fā)過程n業(yè)務(wù)建模n需求n分析n設(shè)計(jì)n構(gòu)建n測(cè)試