UML及面向?qū)ο蠓治?-9-10(教案稿)

1、軟件工程概論1面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)引論面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)概述面向?qū)ο蟮幕靖拍頤ML及面向?qū)ο蠓治鼋?面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)概述面向?qū)ο蠓椒捌浒l(fā)展歷史面向?qū)ο筌浖こ谭椒▽W(xué)面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)優(yōu)點(diǎn)3面向?qū)ο蠓椒捌浒l(fā)展歷史面向?qū)ο蠹夹g(shù)發(fā)展歷史(軟件工程領(lǐng)域)初期階段(20世紀(jì)60年代) 挪威計(jì)算中心和奧斯陸大學(xué)共同研制Simula語(yǔ)言,首次引入類、繼承和對(duì)象等概念;4面向?qū)ο蠓椒捌浒l(fā)展歷史發(fā)展時(shí)期(20世紀(jì)80年代) 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言(C+)和面向?qū)ο筌浖O(shè)計(jì)成熟起來;成熟階段(20世紀(jì)90年代) 面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)技術(shù)成熟,面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)引入,支持面向?qū)ο蠼５姆椒▽W(xué)大戰(zhàn),統(tǒng)一建摸語(yǔ)言(UML)成為標(biāo)準(zhǔn).

2、5面向?qū)ο蠓椒捌浒l(fā)展歷史面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)發(fā)展的歷史必然性人與計(jì)算機(jī)之間的語(yǔ)義斷層存儲(chǔ)單元文檔文件 new() getname():string addreservation(theReservation:Reservation) name:string id:string reservation:Reservationborrowerinfo對(duì)象類6面向?qū)ο蠓椒捌浒l(fā)展歷史傳統(tǒng)方法學(xué)分析與設(shè)計(jì)之間的語(yǔ)義斷層結(jié)構(gòu)化分析數(shù)據(jù)流圖 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu)圖 面向?qū)ο蠓治鲱悎D 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)類圖 7面向?qū)ο筌浖こ谭椒▽W(xué)面向?qū)ο蠓治雒嫦驅(qū)ο笤O(shè)計(jì)面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn)(編程、測(cè)試)面向?qū)ο缶S護(hù) 8面向?qū)ο筌浖こ谭?/p>

3、法學(xué)要點(diǎn)概括地說，面向?qū)ο蠓椒ň哂邢率?個(gè)要點(diǎn)：(1) 面向?qū)ο蠓椒ㄓ脤?duì)象分解取代了傳統(tǒng)方法的功能分解。(2) 把所有對(duì)象都劃分成各種對(duì)象類(簡(jiǎn)稱為類，class)，每個(gè)對(duì)象類都定義了一組數(shù)據(jù)和一組方法。9面向?qū)ο筌浖こ谭椒▽W(xué)要點(diǎn)(3) 按照子類與父類的關(guān)系，把若干個(gè)對(duì)象類組成一個(gè)層次結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。(4) 對(duì)象彼此之間僅能通過傳遞消息互相聯(lián)系。面向?qū)ο蟮姆椒▽W(xué)可以用下列方程來概括：面向?qū)ο?對(duì)象+類+繼承+通信10面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)優(yōu)點(diǎn)面向?qū)ο蟮闹饕獌?yōu)點(diǎn)與人類習(xí)慣的思維方式一致穩(wěn)定性好可重用性好較易開發(fā)大型軟件產(chǎn)品可維護(hù)性好11(1)與人類習(xí)慣的思維方法一致 把數(shù)據(jù)和代碼作為分離的實(shí)體，反映了計(jì)算

4、機(jī)的觀點(diǎn)。但是，這樣做的時(shí)候總存在使用錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)調(diào)用正確的程序模塊，或使用正確的數(shù)據(jù)調(diào)用錯(cuò)誤的程序模塊的危險(xiǎn)。 傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)技術(shù)忽略了數(shù)據(jù)和操作之間的內(nèi)在聯(lián)系，用這種方法所設(shè)計(jì)出來的軟件系統(tǒng)其解空間與問題空間并不一致，令人感到難于理解。 12 面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法使用現(xiàn)實(shí)世界的概念抽象地思考問題從而自然地解決問題，它鼓勵(lì)開發(fā)者在軟件開發(fā)的絕大部分過程中都用應(yīng)用領(lǐng)域的概念去思考，從而按照人們習(xí)慣的思維方式建立起問題領(lǐng)域的模型，模擬客觀世界，所以這種方法開發(fā)出來的系統(tǒng)容易理解。13(2)穩(wěn)定性好 傳統(tǒng)的軟件開發(fā)方法以算法為核心，開發(fā)過程基于功能分析和功能分解。用傳統(tǒng)方法所建立起來的軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊

5、密依賴于系統(tǒng)所要完成的功能，當(dāng)功能需求發(fā)生變化時(shí)將引起軟件結(jié)構(gòu)的整體修改。事實(shí)上，用戶需求變化大部分是針對(duì)功能的，因此，這樣的軟件系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。 14 面向?qū)ο蠓椒ɑ跇?gòu)造問題領(lǐng)域的對(duì)象模型，以對(duì)象為中心構(gòu)造軟件系統(tǒng)。所以，當(dāng)對(duì)系統(tǒng)的功能需求變化時(shí)并不會(huì)引起軟件結(jié)構(gòu)的整體變化，往往僅需要作一些局部性的修改。 總之，由于現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體是相對(duì)穩(wěn)定的，因此，以對(duì)象為中心構(gòu)造的軟件系統(tǒng)也是比較穩(wěn)定的。15(3)可重用性好重用是提高生產(chǎn)率的最主要的方法。 傳統(tǒng)的軟件重用技術(shù)是利用標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)。并不是理想的可重用的軟件成分。 對(duì)象所固有的封裝性和信息隱藏等機(jī)理，使得對(duì)象內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)與外界隔離，具有較強(qiáng)的獨(dú)

6、立性。因此，對(duì)象類提供了比較理想的模塊化機(jī)制和比較理想的可重用的軟件成分。164. 較易開發(fā)大型軟件產(chǎn)品 用面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)開發(fā)軟件時(shí)可以把一個(gè)大型軟件產(chǎn)品分解成一系列本質(zhì)上相互獨(dú)立的小產(chǎn)品來處理，不僅降低了開發(fā)的技術(shù)難度，而且也使得對(duì)開發(fā)工作的管理變得容易。17(5)可維護(hù)性好 用傳統(tǒng)方法和面向過程語(yǔ)言開發(fā)出來的軟件很難維護(hù)。 用面向?qū)ο蠓椒ㄋ_發(fā)的軟件可維護(hù)性好，原因是： 面向?qū)ο蟮能浖€(wěn)定性比較好 面向?qū)ο蟮能浖容^容易修改。 面向?qū)ο蟮能浖容^容易理解。 易于測(cè)試和調(diào)試。類的獨(dú)立性好。18面向?qū)ο蟮幕靖拍顚?duì)象類消息封裝繼承性多態(tài)性重載19面向?qū)ο蟮幕靖拍?1.對(duì)象 對(duì)象（Object

7、）是系統(tǒng)中描述客觀事物的一個(gè)實(shí)體，它是構(gòu)成系統(tǒng)的一個(gè)基本單位，由一組屬性和對(duì)這組屬性進(jìn)行操作的一組服務(wù)組成。屬性是用來描述對(duì)象靜態(tài)特征的一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。服務(wù)是用來描述對(duì)象動(dòng)態(tài)特征（行為）的一個(gè)操作序列。20面向?qū)ο蟮幕靖拍铑?類（Class）是具有相同屬性和服務(wù)的一組對(duì)象的集合，它為屬于該類的全部對(duì)象提供了統(tǒng)一的抽象描述，其內(nèi)部包括屬性和服務(wù)兩個(gè)主要部分。 類代表一個(gè)抽象的概念或事物，對(duì)象是在客觀世界中實(shí)際存在的類的實(shí)例。 類體現(xiàn)了人們認(rèn)識(shí)事物的基本思維方法：分類21面向?qū)ο蟮幕靖拍铑惻c對(duì)象的比較 : “同類對(duì)象具有相同的屬性和服務(wù)”是指它們的定義形式相同，而不是說每個(gè)對(duì)象的屬性值都相同。 類

8、是靜態(tài)的，類的存在、語(yǔ)義和關(guān)系在程序執(zhí)行前就已經(jīng)定義好了。 對(duì)象是動(dòng)態(tài)的，對(duì)象在程序執(zhí)行時(shí)可以被創(chuàng)建和刪除。 在面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析和設(shè)計(jì)中，并不需要逐個(gè)對(duì)對(duì)象進(jìn)行說明，而是著重描述代表一批對(duì)象共性的類。22面向?qū)ο蟮幕靖拍?. 消息消息是用來請(qǐng)求對(duì)象參與某一處理或回答某一要求的信息，是對(duì)象之間建立的一種通信機(jī)制。通常一個(gè)消息由三部分組成：接收消息的對(duì)象消息標(biāo)識(shí)符（即消息名）零個(gè)或多個(gè)變?cè)?例如：MyCircle.Show(Green)MyCircle是接收消息的對(duì)象的名字，Show是消息名，Green是消息的變?cè)?3面向?qū)ο蟮幕靖拍?、 封裝 封裝（Encapsulation）是把對(duì)象的

9、屬性和服務(wù)結(jié)合成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)單位，并盡可能隱藏對(duì)象的內(nèi)部細(xì)節(jié)。24面向?qū)ο蟮幕靖拍罘庋b的作用（1）使對(duì)象形成兩個(gè)部分：接口和實(shí)現(xiàn)（2）信息隱藏將所聲明的功能（行為）與內(nèi)部實(shí)現(xiàn)（細(xì)節(jié)）分離（3）封裝可以保護(hù)對(duì)象，避免用戶誤用；也可以保護(hù)客戶端，其實(shí)現(xiàn)過程的改變不會(huì)影響到相應(yīng)客戶端的改變。25面向?qū)ο蟮幕靖拍?. 繼承性 定義 優(yōu)點(diǎn)A的操作A的變量類A類AA的實(shí)例變量A的實(shí)例a1從A繼承特性B的操作B的變量類B：A的子類類B繼承來的A的實(shí)例變量B的實(shí)例變量B的實(shí)例b126面向?qū)ο蟮幕靖拍?71、繼承使得相似對(duì)象可以共享程序代碼和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，大大減少程序中的冗余信息；2、繼承可以把已有的一般性

10、的類具體化來提高軟件的可重用性。3、便于軟件修改維護(hù)。繼承性的優(yōu)點(diǎn)28面向?qū)ο蟮幕靖拍?6.多態(tài)性（Polymorphism）是指在父類中定義的屬性或服務(wù)被子類繼承后，可以具有不同的數(shù)據(jù)類型或表現(xiàn)出不同的行為。29面向?qū)ο蟮幕靖拍?. 重載-靜態(tài)聯(lián)編函數(shù)重載運(yùn)算符重載函數(shù)重載是指在同一作用域內(nèi)（同一類內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)）的若干個(gè)參數(shù)特征不同（可以是個(gè)數(shù)也可以是類別）的函數(shù)可以使用相同的函數(shù)名字。運(yùn)算符重載是指同一個(gè)運(yùn)算符可以施加于不同類型的操作數(shù)上面。如+號(hào)可以用來計(jì)算兩個(gè)整數(shù)，也可以用來計(jì)算兩個(gè)實(shí)數(shù)。30統(tǒng)一建模語(yǔ)言(UML) UML是由世界著名的面向?qū)ο蠹夹g(shù)專家G.BOOCH、J.RUMBAUG

11、H和I.JACOBSON發(fā)起，在Booch方法、OMT方法、OOSE方法的基礎(chǔ)上，吸取其它面向?qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)，廣泛征求意見，幾經(jīng)修改而完成的。隨著OMG（Object Management Group）采納UML為標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言，面向?qū)ο箢I(lǐng)域的方法學(xué)大戰(zhàn)也宣告結(jié)束，各種方法的提出者很多也開始轉(zhuǎn)向UML方面的研究。UML及面向?qū)ο蠼?1UML發(fā)展歷程UML及面向?qū)ο蠼?2UML的概念1、UML（Unified Modeling Language） 統(tǒng)一建模語(yǔ)言是一種直觀化、明確化、構(gòu)建和文檔化軟件系統(tǒng)產(chǎn)物的通用可視化建模語(yǔ)言。 不是可視化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，而是可視化的建模語(yǔ)言; 不是工具或知識(shí)庫(kù)的規(guī)

12、格說明，而是一種建模語(yǔ)言規(guī)格說明，是一種表示的標(biāo)準(zhǔn); 不是過程，也不是方法，但允許任何一種過程和方法使用它。33UML的概念 2、UML 可以描述開發(fā)所需要的各種視圖 概念視圖：業(yè)務(wù)過程和系統(tǒng)功能 具體視圖：程序中的類、數(shù)據(jù)庫(kù)模式、可重用的軟件構(gòu)件。 3、可視化（Visualizing） UML 提供一組具有明確語(yǔ)義的圖形符號(hào)，可以建立清晰的模型便于交流，所有開發(fā)人員都可以無歧義地解釋這個(gè)模型。 UML代替了傳統(tǒng)的“邊想邊寫”開發(fā)方式。344、詳細(xì)描述（Specifying） 詳細(xì)描述意味著建立精確的和無歧義的模型。 UML為所有重要的分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)決策提供了精確的、無歧義的和完整的描述。U

13、ML的概念355、構(gòu)造性（Constructing） UML 不是一種可視化的編程語(yǔ)言，但它所描述的模型可以映射成不同的編程語(yǔ)言，如JAVA、C+ 和Visual Basic 等。 正向工程：從UML 模型到編程語(yǔ)言的代碼生成 逆向工程：由編程語(yǔ)言代碼重新構(gòu)造UML 模型UML的概念366、文檔化的（Documenting） UML 可以建立系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及其詳細(xì)文檔，提供描述需求和用于測(cè)試的語(yǔ)言，同時(shí)可以對(duì)項(xiàng)目計(jì)劃和發(fā)布管理的活動(dòng)進(jìn)行建模。UML的概念37UML 的構(gòu)成38事物構(gòu)造塊 事物構(gòu)造塊是對(duì)模型中最具有代表性的成分的抽象，表示系統(tǒng)中的元素結(jié)構(gòu)事物：UML中的名詞，它是模型的靜態(tài)部分，描

14、述概念或物理元素。行為事物：UML中的動(dòng)詞，它是模型中的動(dòng)態(tài)部分，是一種跨越時(shí)間、空間的行為。分組事物：UML中的容器，用來組織模型，使模型更加的結(jié)構(gòu)化。注釋事務(wù)：UML中的解釋部分，和代碼中的注釋語(yǔ)句一樣，是用來描述模型的。39結(jié)構(gòu)事物類（class）和對(duì)象（object）接口（interface）構(gòu)件（component）40類和對(duì)象類是對(duì)一組具有相同屬性、相同操作、相同關(guān)系和相同語(yǔ)義的對(duì)象的共同特征的抽象 。UML中類是用一個(gè)矩形方框表示的，它包含三個(gè)區(qū)域，最上面是類名、中間是類的屬性、最下面是類的方法 對(duì)象則是類的一個(gè)實(shí)例 對(duì)象名類名冒號(hào)圖形位置顏色Draw()圖形A : 圖形 41

15、接口 接口是描述某個(gè)類或構(gòu)件的一個(gè)服務(wù)操作集。 接口描述了一個(gè)元素的外部可見行為。 UML 符號(hào)42接口43構(gòu)件構(gòu)件也稱組件，是指系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的軟件部件。構(gòu)件是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)模塊化部分，它把功能實(shí)現(xiàn)部分隱藏在內(nèi)部，對(duì)外提供了一組外部接口。因此，兩個(gè)具有相同接口的構(gòu)件可以相互替換。 構(gòu)件名稱 UML 1.0 習(xí)慣用法 UML 2.0 習(xí)慣用法 構(gòu)件名稱44節(jié)點(diǎn)為了能夠有效地對(duì)部署的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，UML引入了節(jié)點(diǎn)這一概念，它可以用來描述實(shí)際的PC機(jī)、打印機(jī)、服務(wù)器等軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)硬件。 節(jié)點(diǎn)是運(yùn)行時(shí)存在的物理元素，通常至少有存儲(chǔ)空間和處理能力。 Server 節(jié)點(diǎn)Server的表示方法

16、45行為事物交互（interaction）：是在特定語(yǔ)境中，共同完成某個(gè)任務(wù)的一組對(duì)象之間交換的信息集合 。交互的表示法很簡(jiǎn)單，就是一條有向直線，并在上面標(biāo)有操作名。46行為事物狀態(tài)機(jī)（state machine）：是一個(gè)對(duì)象或交互在生命周期內(nèi)響應(yīng)事件所經(jīng)歷的狀態(tài)序列 在UML模型中將狀態(tài)畫為一個(gè)圓角矩形，并在矩形內(nèi)寫出狀態(tài)名。等待 “等待”狀態(tài)的表示方法47分組事物對(duì)于一個(gè)中大型的軟件系統(tǒng)而言，通常會(huì)包含大量的類，因此也就會(huì)存在大量的結(jié)構(gòu)事物、行為事物，為了能夠更加有效地對(duì)其進(jìn)行整合，就需要對(duì)其進(jìn)行分組。在UML中，提供了“包（Package）”來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。 數(shù)據(jù)訪問 “數(shù)據(jù)訪問”包的表

17、示方法48分組事物49注釋事物注釋是依附于一個(gè)元素或一組元素之上，對(duì)其進(jìn)行約束或解釋的簡(jiǎn)單符號(hào)。 注釋符號(hào)50關(guān)聯(lián)關(guān)系關(guān)聯(lián)是一種結(jié)構(gòu)關(guān)系，它描述了一組對(duì)象之間的連接。關(guān)聯(lián)兩端的類可以某種角色參與關(guān)聯(lián) 角色是關(guān)聯(lián)中靠近它的一端的類對(duì)另一端的類呈現(xiàn)的職責(zé)； 如果關(guān)聯(lián)上沒有標(biāo)出角色名，則隱含地用類的名稱作為角色名。關(guān)聯(lián)具有多重性 多重性表示可以有多少個(gè)對(duì)象參與該關(guān)聯(lián) 固定值：3 許多值：n 或者* 區(qū)間：0.1 或者3.n 集合：2,4,851關(guān)聯(lián)關(guān)系52關(guān)聯(lián)關(guān)系關(guān)聯(lián)（Association）表示兩個(gè)類之間存在某種語(yǔ)義上的聯(lián)系。關(guān)聯(lián)關(guān)系提供了通信的路徑，它是所有關(guān)系中最通用、語(yǔ)義最弱的。在UML中，

18、使用一條實(shí)線來表示關(guān)聯(lián)關(guān)系操作屬性類1類2屬性操作關(guān)聯(lián)關(guān)系人雇傭公司人雇主公司1雇員n53關(guān)聯(lián)關(guān)系在關(guān)聯(lián)關(guān)系中，有兩種比較特殊的關(guān)系：聚合和組合 聚合關(guān)系：聚合（Aggregation）是一種特殊形式的關(guān)聯(lián)。聚合表示類之間的關(guān)系是整體與部分的關(guān)系。 如果發(fā)現(xiàn)“部分”類的存在，是完全依賴于“整體”類的，那么就應(yīng)該使用“組合”關(guān)系來描述 。聚合關(guān)系計(jì)算機(jī)主機(jī)顯示器咖啡桌桌面桌腿54泛化、實(shí)現(xiàn)、擴(kuò)展與依賴泛化關(guān)系描述了一般事物與該事物中的特殊種類之間的關(guān)系，也就是父類與子類之間的關(guān)系。實(shí)現(xiàn)關(guān)系是用來規(guī)定接口和實(shí)現(xiàn)接口的類或組件之間的關(guān)系。接口是操作的集合，這些操作用于規(guī)定類或組件的服務(wù)。 擴(kuò)展表示將

19、一個(gè)構(gòu)造型附加到一個(gè)元類（metaclass）上，使得元類的定義中包括這個(gè)構(gòu)造型。 有兩個(gè)元素X、Y，如果修改元素X的定義可能會(huì)引起對(duì)另一個(gè)元素Y的定義的修改，則稱元素Y依賴（Dependency）于元素X。 55父類屬性操作子類泛化關(guān)系屬性操作車公交車密碼驗(yàn)證智能卡驗(yàn)證身份驗(yàn)證注冊(cè)用戶圖書管理員普通讀者包與包之間也存在泛化關(guān)系。泛化、實(shí)現(xiàn)、擴(kuò)展與依賴56泛化、實(shí)現(xiàn)、擴(kuò)展與依賴類屬性操作choice組件類屬性操作實(shí)現(xiàn)關(guān)系57泛化、實(shí)現(xiàn)、擴(kuò)展與依賴driver.dllIDriverpath.dll類A屬性操作類B屬性操作Interface58泛化、實(shí)現(xiàn)、擴(kuò)展與依賴類1屬性操作add(c:cour

20、se)remove(c:course)Schedulecourse驗(yàn)證讀者includeinclude查詢讀者查詢圖書登記借書extendextend登記借書登記還書類2屬性操作依賴關(guān)系use59UML圖形分類60常用UML圖用例圖類圖狀態(tài)圖順序圖Use caseSequenceClass(Simple)StateCollaborationClass(Complex)ObjectActivityRequirementRequirement階段Analysis階段Design階段61用例圖用例圖是外部參與者所能觀察到的系統(tǒng)功能的模型圖。由一組用例、參與者及它們之間的關(guān)系組成。主要用于對(duì)系統(tǒng)、子系

21、統(tǒng)或類的功能行為進(jìn)行建模。參與者是與系統(tǒng)交互的外部實(shí)體，可以是人，也可以是其它系統(tǒng)。用例是從用戶的角度描述系統(tǒng)的行為（功能），它將系統(tǒng)的功能描述成一系列事件，這些事件最終對(duì)參與者產(chǎn)生可觀察結(jié)果。62參與者、用例間的關(guān)系類型關(guān)系類型說明表示符號(hào)關(guān)聯(lián)參與者和用例間的關(guān)系泛化參與者之間或用例之間的關(guān)系包含用例之間的關(guān)系擴(kuò)展用例之間的關(guān)系 用例圖63驗(yàn)證讀者includeinclude查詢讀者查詢圖書登記借書extendextend登記借書登記還書密碼驗(yàn)證智能卡驗(yàn)證身份驗(yàn)證64用例圖確定參與者方法：誰(shuí)使用系統(tǒng)的主要功能？誰(shuí)需要系統(tǒng)支持他們的日常工作？誰(shuí)來維護(hù)、管理使系統(tǒng)正常工作？系統(tǒng)需要操縱哪些硬件？

22、系統(tǒng)需要與哪些其它系統(tǒng)交互,包含其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和其它應(yīng)用程序？65用例圖確定用例方法參與者要求系統(tǒng)提供哪些功能？參與者需要做什么？參與者需要讀取、產(chǎn)生、刪除、修改或存儲(chǔ)的某些信息嗎？。 必須提醒參與者的系統(tǒng)事件有哪些?或者參與者必須提醒系統(tǒng)的事件有哪些?系統(tǒng)需要的輸入、輸出信息是什么？這些信息怎么來？其它特殊要求如何滿足？66用例圖的建立確定系統(tǒng)參與者及其關(guān)系確定用例及關(guān)系編寫用例描述用例圖67用例圖示例68類圖表示系統(tǒng)中類、協(xié)作（類或?qū)ο箝g的協(xié)作）、接口及其關(guān)系的圖。類圖中的關(guān)系包括：關(guān)聯(lián)、泛化、依賴、實(shí)現(xiàn)。69類圖類的劃分：邊界類：參與者與系統(tǒng)之間的交互實(shí)體類：系統(tǒng)中存儲(chǔ)和管理的永久信息控

23、制類：系統(tǒng)運(yùn)行中的業(yè)務(wù)控制邏輯70類圖邊界類實(shí)體類boundary類名類名control類名控制類類名entity類名類名71類圖 在軟件開發(fā)的不同階段使用的類圖具有不同的抽象層次，一般類圖可分為三個(gè)層次，概念層、說明層、實(shí)現(xiàn)層。概念層類圖：概念層類圖中類內(nèi)只有類名。通常用在需求分析階段,該階段類圖是研究應(yīng)用領(lǐng)域的概念。72類圖說明層類圖：在設(shè)計(jì)階段,用說明層類圖描述類與類之間的接口。在說明層類中有屬性和方法，但沒有屬性的類型說明和方法的參數(shù)與返回類型。實(shí)現(xiàn)層類圖：在實(shí)現(xiàn)階段,類圖描述軟件系統(tǒng)中類的實(shí)現(xiàn)。73類圖尋找類的技巧根據(jù)用例描述中的名詞確定類的侯選者。使用CRC（class,respo

24、nsibility,collaboration）分析法尋找類。根據(jù)類所扮演的職責(zé)來確定類。根據(jù)邊界類、控制類、實(shí)體類的劃分來幫助發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的類。74類圖類圖的建立（可以有多種方式）分析問題領(lǐng)域,確定用到的類。確定類的含義、職責(zé)、確定屬性、操作。確定類之間的聯(lián)系。細(xì)化、調(diào)整已經(jīng)得到類之間的關(guān)系，并增加相應(yīng)說明。75類圖示例先看清有哪些類，然后看看類之間存在的關(guān)系，并結(jié)合多重性來理解類圖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及各個(gè)屬性和方法的含義 76 讀圖過程讀出類：圖中共有7個(gè)類，Order、OrderItem、Customer、Consignee、DeliverOrder、Peddlery、Prodcut讀出關(guān)系：從

25、圖中關(guān)系最復(fù)雜（也就是線最密集）的類開始閱讀，本圖中最復(fù)雜的就是Order類。1）OrderItem和Order之間是組合關(guān)系，根據(jù)箭頭的方向可知Order包含了OrderItem。2）Order類和Customer、Consignee、DeliverOrder是關(guān)聯(lián)關(guān)系。也就是說，一個(gè)訂單和客戶、收貨人、送貨單是相關(guān)的。7778 讀圖過程多重性：用來說明關(guān)聯(lián)的兩個(gè)類之間的數(shù)量關(guān)系 源類及多重性目標(biāo)類及多重性分析Customer(1)Order(0n)訂單是屬于某個(gè)客戶的，網(wǎng)站的客戶可以有0個(gè)或多個(gè)訂單Order(1)Consignee(1)每個(gè)訂單只能夠有一個(gè)收貨人Order(1)Order

26、Item(1n)訂單是由訂單項(xiàng)組成的，至少要有一個(gè)訂單項(xiàng)，最多可以有n個(gè)Order(1)DeliverOrder(1n)一個(gè)訂單有一個(gè)或多個(gè)送貨單說明：系統(tǒng)根據(jù)訂單項(xiàng)的產(chǎn)品所屬的商戶，將其分發(fā)給商戶，拆成了多個(gè)送貨單！DeliverOrder(1)OrderItem(1n)一張送貨單對(duì)應(yīng)訂單中的一到多個(gè)訂單項(xiàng)DeliverOrder(1)Consignee(1)每張送貨單都對(duì)應(yīng)著一個(gè)收貨人Peddlery(1)DeliverOrder(0n)每個(gè)商戶可以有相關(guān)的0個(gè)或多個(gè)送貨單OrderItem(1)Product(1)每個(gè)訂單項(xiàng)中都包含著唯一的一個(gè)產(chǎn)品Peddlery(1)Prodcut(0

27、n)產(chǎn)品是屬于某個(gè)商戶的，可以注冊(cè)0到多個(gè)產(chǎn)品7980 讀圖過程理解方法與圖 Order類，有兩個(gè)方法：dispatch()和close()，從名字中可以猜出它們分別實(shí)現(xiàn)“分拆訂單生成送貨單”和“完成訂單”。而在DeliveOrder()類中則有一個(gè)Close()方法，同理它應(yīng)該表示“完成送貨”。而在OrderItem中有一個(gè)stateChange()方法和deliverState，不難猜出它就是用來改變其“是否交給收貨人”的標(biāo)志位。 先調(diào)用Order的dispatch()方法，它將根據(jù)其包含的OrderItem中產(chǎn)品信息，來按供應(yīng)商戶分拆成若干個(gè)DeliverOrder。商戶登錄系統(tǒng)后就可以

28、獲取其DeliverOrder，并在執(zhí)行完后調(diào)用close()方法。這時(shí)，就將調(diào)用OrderItem的stateChange()方法來改為其狀態(tài)。同時(shí)再調(diào)用Order的close()方法，判斷該Order的所有的OrderItem是否都已經(jīng)送到了，如果是就將其真正close()掉 81順序圖又稱時(shí)序圖，描述對(duì)象按照時(shí)間順序的消息交換，顯示參與交互的對(duì)象及對(duì)象之間消息的交互順序。順序圖用來描述用例的實(shí)現(xiàn)，表明了由哪些對(duì)象通過消息相互協(xié)作來實(shí)現(xiàn)用例的功能。在用例圖中，標(biāo)識(shí)了消息發(fā)生交互的先后順序。82順序圖建模元素：對(duì)象、生命線、控制焦點(diǎn)（激活）、消息。:Driver:CarOper()對(duì)象生命線

29、控制焦點(diǎn)消息(調(diào)用)83順序圖順序圖描述的是對(duì)象之間的消息發(fā)送關(guān)系，而不是類之間的關(guān)系。在順序圖中并不包括系統(tǒng)中的所有類的對(duì)象。也有可能某些對(duì)象屬于同一個(gè)類。84順序圖順序圖的建立（可以有多種方式）確定交互過程的上下文。識(shí)別參與交互過程的對(duì)象。為每個(gè)對(duì)象設(shè)置生命線，即確定哪些對(duì)象存在于整個(gè)交互過程中，哪些對(duì)象在交互過程中被創(chuàng)建和撤銷。85順序圖從引發(fā)這個(gè)交互過程的初始消息開始，在生命線之間從頂?shù)较乱来萎嫵鲭S后的各個(gè)消息。如果需要表示消息的嵌套，或/和表示消息發(fā)生時(shí)的時(shí)間點(diǎn)，則采用控制焦點(diǎn)。如果需要說明時(shí)間約束，則在消息旁邊加上約束說明。如果需要，可以為每個(gè)消息附上前置和后置條件。86順序圖87

30、循環(huán)與分支88狀態(tài)圖狀態(tài)是指在對(duì)象生命周期中滿足某些條件、執(zhí)行某些活動(dòng)或等待某些事件的一個(gè)條件和狀況 。狀態(tài)機(jī)圖常用來描述業(yè)務(wù)或軟件系統(tǒng)中的對(duì)象在外部事件的作用下，對(duì)象的狀態(tài)從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)的控制流。狀態(tài)機(jī)圖的組成元素：初始狀態(tài)、終止?fàn)顟B(tài)、狀態(tài)和轉(zhuǎn)換，其中，轉(zhuǎn)換將各種狀態(tài)連接在一起，構(gòu)成一個(gè)狀態(tài)圖。 89最簡(jiǎn)單的狀態(tài)圖核心元素：一個(gè)是用圓角矩形表示的狀態(tài)（初態(tài)和終態(tài)例外）；另一個(gè)是在狀態(tài)之間的、包含一些文字描述的有向箭頭，這些箭頭稱為轉(zhuǎn)換。燒水器的狀態(tài)圖90轉(zhuǎn)換的五要素源狀態(tài)：即受轉(zhuǎn)換影響的狀態(tài)目標(biāo)狀態(tài)：當(dāng)轉(zhuǎn)換完成后對(duì)象的狀態(tài) 觸發(fā)事件：外部作用于一個(gè)對(duì)象，能夠觸發(fā)對(duì)象狀態(tài)改變的一種現(xiàn)象

31、。包括調(diào)用、改變、信號(hào)、時(shí)間四類事件。監(jiān)護(hù)條件：布爾表達(dá)式，決定是否激活轉(zhuǎn)換、動(dòng)作：轉(zhuǎn)換激活時(shí)的操作91讀圖小結(jié)與狀態(tài)off相關(guān)的轉(zhuǎn)換有兩個(gè)，其觸發(fā)事件都是turnOn，只不過其監(jiān)護(hù)條件不同。如果對(duì)象收到事件turnOn，那么將判斷壺中是否有水；如果沒水，則仍然處于off狀態(tài)；如果有水則轉(zhuǎn)為on狀態(tài)，并執(zhí)行“燒水”動(dòng)作而與狀態(tài)on相關(guān)的轉(zhuǎn)換也有兩個(gè)，如果“水開了”就執(zhí)行turnOff，關(guān)掉開關(guān)；如果燒壞了，就進(jìn)入了終態(tài)了 92繪制狀態(tài)機(jī)圖繪制狀態(tài)機(jī)圖的理想步驟是：尋找主要的狀態(tài)，確定狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，細(xì)化狀態(tài)內(nèi)的活動(dòng)與轉(zhuǎn)換，用復(fù)合狀態(tài)來展開細(xì)節(jié)。尋找主要狀態(tài)：對(duì)于航班機(jī)票預(yù)訂系統(tǒng)而言，包括的狀態(tài)

32、主要有： - 在剛確定飛機(jī)計(jì)劃時(shí)，顯然是沒有任何預(yù)訂的，并且在有人預(yù)訂機(jī)票之前都將處于這種“無預(yù)訂”狀態(tài) - 對(duì)訂座而言顯然有“部分預(yù)訂”和“預(yù)訂完”兩種狀態(tài) - 而當(dāng)航班快要起飛時(shí)，顯然要“預(yù)訂關(guān)閉”總結(jié)一下，主要有四種狀態(tài)：無預(yù)訂、部分預(yù)訂、預(yù)訂完以及預(yù)訂關(guān)閉 93確定狀態(tài)間轉(zhuǎn)換源目標(biāo)無預(yù)訂部分預(yù)訂預(yù)訂完預(yù)訂關(guān)閉無預(yù)訂預(yù)訂()不直接轉(zhuǎn)換關(guān)閉()部分預(yù)訂退訂(),使預(yù)訂人=0預(yù)訂(),無空座關(guān)閉()預(yù)訂完不直接轉(zhuǎn)換退訂()關(guān)閉()預(yù)訂關(guān)閉無轉(zhuǎn)換無轉(zhuǎn)換無轉(zhuǎn)換94繪制狀態(tài)機(jī)圖細(xì)化狀態(tài)內(nèi)的活動(dòng)與轉(zhuǎn)換95繪制狀態(tài)機(jī)圖使用復(fù)合狀態(tài)96活動(dòng)圖活動(dòng)圖和交互圖是UML中對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)方面建模的兩種主要形式交互圖

33、強(qiáng)調(diào)的是對(duì)象到對(duì)象的控制流，而活動(dòng)圖則強(qiáng)調(diào)的是從活動(dòng)到活動(dòng)的控制流 活動(dòng)圖是一種表述過程基理、業(yè)務(wù)過程以及工作流的技術(shù)。它可以用來對(duì)業(yè)務(wù)過程、工作流建模，也可以對(duì)用例實(shí)現(xiàn)甚至是程序?qū)崿F(xiàn)來建模 97閱讀簡(jiǎn)單活動(dòng)圖98活動(dòng)圖的主要元素初始節(jié)點(diǎn)和活動(dòng)終點(diǎn)：用一個(gè)實(shí)心圓表示初始節(jié)點(diǎn)，用一個(gè)圓圈內(nèi)加一個(gè)實(shí)心圓來表示活動(dòng)終點(diǎn)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)：是活動(dòng)圖中最主要的元素之一，它用來表示一個(gè)活動(dòng) 轉(zhuǎn)換：當(dāng)一個(gè)活動(dòng)結(jié)束時(shí)，控制流就會(huì)馬上傳遞給下一個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)，在活動(dòng)圖中稱之為“轉(zhuǎn)換”，用一條帶箭頭的直線來表示 99活動(dòng)圖的主要元素分支與監(jiān)護(hù)條件：分支是用菱形表示的，它有一個(gè)進(jìn)入轉(zhuǎn)換（箭頭從外指向分支符號(hào)），一個(gè)或多個(gè)離開轉(zhuǎn)換

34、（箭頭從分支符號(hào)指向外）。而每個(gè)離開轉(zhuǎn)換上都會(huì)有一個(gè)監(jiān)護(hù)條件，用來表示滿足什么條件的時(shí)候執(zhí)行該轉(zhuǎn)換。分岔與匯合：100修改后的簡(jiǎn)單活動(dòng)圖101帶泳道的活動(dòng)圖102帶對(duì)象流的活動(dòng)圖103繪制活動(dòng)圖“活動(dòng)圖” 比較直觀易懂；與傳統(tǒng)的流程圖十分的相近，只要能夠讀懂活動(dòng)圖，就不難畫出活動(dòng)圖繪制時(shí)首先決定是否采用泳道：主要根據(jù)活動(dòng)圖中是否要體現(xiàn)出活動(dòng)的不同實(shí)施者然后盡量使用分支、分岔和匯合等基本的建模元素來描述活動(dòng)控制流程如果需要，加入對(duì)象流以及對(duì)象的狀態(tài)變化，利用一些高級(jí)的建模元素（如輔助活動(dòng)圖、匯合描述、發(fā)送信號(hào)與接收信號(hào)、引腳、擴(kuò)展區(qū)）來表示更多的信息活動(dòng)圖的建模關(guān)鍵是表示出控制流，其它的建模元素

35、都是圍繞這一宗旨所進(jìn)行的補(bǔ)充104部署圖105閱讀基本部署圖106部署圖的主要元素節(jié)點(diǎn)：它代表一個(gè)運(yùn)行時(shí)的計(jì)算資源，例如一臺(tái)計(jì)算機(jī)、一個(gè)工作站等其它設(shè)備 節(jié)點(diǎn)的概念和構(gòu)件有許多相同之處，例如二者有多名稱，都可以參與依賴、泛化和關(guān)聯(lián)關(guān)系，都可以被嵌套，都可以有實(shí)例，都可以參與交互。但它們之間也存在明顯的區(qū)別：構(gòu)件是參與系統(tǒng)執(zhí)行的事物，而節(jié)點(diǎn)是執(zhí)行構(gòu)件的事物；構(gòu)件表示邏輯元素的物理打包，而節(jié)點(diǎn)表示構(gòu)件的物理部署本圖中建模了四個(gè)節(jié)點(diǎn)：B/S客戶端、C/S客戶端、IIS服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器 107部署圖的主要元素連接：節(jié)點(diǎn)之間最常見的關(guān)系就是關(guān)聯(lián)關(guān)系（用一根實(shí)線表示）。為了更好地表示兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系

36、，我們可以通過“約束”來對(duì)連接進(jìn)行描述。源節(jié)點(diǎn)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)約束含義B/S客戶端IIS服務(wù)器HTTP+Network網(wǎng)絡(luò)連接，使用HTTP協(xié)議C/S客戶端IIS服務(wù)器HTTP+SOAP+Network網(wǎng)絡(luò)連接，通過Web Service訪問服務(wù)IIS服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器ADO.NET.NET提供的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問解決方案108部署圖的補(bǔ)充元素處理器（process）：具有處理能力的節(jié)點(diǎn)，即可以執(zhí)行構(gòu)件設(shè)備（device）：沒有處理能力的節(jié)點(diǎn)，至少是不關(guān)心其處理能力的節(jié)點(diǎn)。例如打印機(jī)、IC卡讀寫器，如果我們的系統(tǒng)不考慮它們內(nèi)部的芯片，就可建模為設(shè)備節(jié)點(diǎn)屬性和操作：可以為一個(gè)節(jié)點(diǎn)提供處理器速度、內(nèi)存容量、網(wǎng)卡數(shù)

37、量等屬性，可以為其提供啟動(dòng)、關(guān)機(jī)等操作 109部署圖的補(bǔ)充元素自定義構(gòu)造型圖標(biāo)110確定所需的節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)間的連接關(guān)系IC卡讀卡器：提供給員工刷卡用，它將收集刷卡的時(shí)間信息，傳給應(yīng)用系統(tǒng)，并存入數(shù)據(jù)庫(kù)中應(yīng)用服務(wù)器：用來負(fù)責(zé)從IC卡讀卡器中收集信息，并對(duì)管理人員提供員工設(shè)置、考勤查詢等功能數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器：用來存儲(chǔ)考勤數(shù)據(jù)，由于該系統(tǒng)比較小，因此在物理上可以與應(yīng)用服務(wù)器合并客戶端軟件：提供給管理人員使用，連接應(yīng)用服務(wù)器，完成相應(yīng)操作 111根據(jù)實(shí)現(xiàn)描述節(jié)點(diǎn)客戶端：需使用Windows操作系統(tǒng)，安裝客戶端軟件（假設(shè)名為KaoQing.exe）服務(wù)器：包含一個(gè)用Delphi開發(fā)的服務(wù)端軟件（設(shè)為KqSer

38、ver.exe），它需要與Access數(shù)據(jù)庫(kù)交互（設(shè)為KaoQing.mdb），并且需要通過IC卡讀卡器的驅(qū)動(dòng)程序（假設(shè)名為cardReader.dll）來實(shí)現(xiàn)與IC卡讀卡器通信IC卡讀寫器：對(duì)于本系統(tǒng)而言，它是不執(zhí)行構(gòu)件的設(shè)備，不過為了方便員工，安裝了3個(gè)。112作業(yè)解答教材購(gòu)銷系統(tǒng)主要功能根據(jù)學(xué)校的教學(xué)計(jì)劃，向選課的學(xué)生及時(shí)供應(yīng)所需教材審查學(xué)生購(gòu)書單有效性，對(duì)有效書單發(fā)售教材對(duì)屬于計(jì)劃供應(yīng)但暫時(shí)缺貨的教材進(jìn)行登記根據(jù)缺書登記補(bǔ)充采購(gòu)所缺的教材，通知學(xué)生補(bǔ)購(gòu)將缺書登記表匯總為待購(gòu)教材計(jì)劃待購(gòu)教材到貨后，及時(shí)通知學(xué)生補(bǔ)購(gòu)113采購(gòu)進(jìn)書通知產(chǎn)生補(bǔ)售書單 1.6學(xué)生F1教材存量表開發(fā)票 1.2登記

39、售書和打印領(lǐng)書單 1.4有效購(gòu)書單暫缺書單登記缺書 1.5補(bǔ)售書單購(gòu)書單F2 缺書登記表審查有效性 1.1無效書單學(xué)生F3學(xué)生用書表F4售書登記表打印發(fā)票 1.3發(fā)票發(fā)票領(lǐng)書單114進(jìn)書通知 2.1按書號(hào)匯總書庫(kù)保管員F1教材存量表按出版社匯總 2.2修改教材庫(kù)存和待購(gòu)量 2.3銷售F5待購(gòu)教材表F6教材一覽表缺書單F2 缺書登記表進(jìn)書通知115使用SD方法給出教材購(gòu)銷系統(tǒng)中銷售子系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)圖.細(xì)化并修改DFD圖116產(chǎn)生補(bǔ)售書單 1.6學(xué)生F1教材存量表開發(fā)票 1.2登記售書 1.4有效購(gòu)書單暫缺書單登記缺書 1.5補(bǔ)售書單購(gòu)書單F2 缺書登記表審查有效性 1.1無效書單學(xué)生F3學(xué)生用書

40、表F4售書登記表打印發(fā)票 1.3發(fā)票發(fā)票領(lǐng)書單打印領(lǐng)書單 1.7F7 進(jìn)書登記表117 2.1按書號(hào)匯總書庫(kù)保管員F1教材存量表按出版社匯總 2.2修改教材庫(kù)存和待購(gòu)量 2.3F5待購(gòu)教材表F6教材一覽表缺書單F2 缺書登記表進(jìn)書通知F7 進(jìn)書登記表118 1.6學(xué)生F1 1.2 1.4 1.5F2 1.1學(xué)生F3F4 1.3 1.7F7+119銷售初售補(bǔ)售審查有效性開發(fā)票售書登記缺書登記售書打印發(fā)票打印領(lǐng)書單產(chǎn)生補(bǔ)售書單獲得有效性購(gòu)書單獲得補(bǔ)售書單120 1.語(yǔ)句覆蓋： X=85,Y=85(路徑A-E）; X=95,Y=50 (路徑B-C-E）; X=75,Y=75 (路徑B-D-E）;習(xí)題

41、五參考答案判斷1判斷2條件1條件2條件3條件4條件51212. 判斷覆蓋： X =85, Y=85 (判斷1成立，判斷2不成立) A-E; X=95, Y=50 (判斷1不成立，判斷2成立) B-C-E; X=75, Y=75 (判斷1、判斷2都不成立) B-D-E;3. 條件覆蓋： X=85,Y=85(判斷1兩條件成立） A-E ； X=95,Y=50 (判斷2中條件3、條件4成立） B-C-E; X=50,Y=90 (判斷2中條件3、條件5成立） B-C-E ； X=60,Y=60（判斷1、判斷2各個(gè)條件都不成立） B-D-E；122 4. 判斷/條件覆蓋： X=85,Y=85(判斷1為Y 且兩條件成立） A-E; X=95,Y=50 (判斷2為Y 且條件3、條件4成立）B-C-E; X=50,Y=95 (判斷2為Y 且條件3、條件5成立）B-C-E; X=60,Y=60（判斷1、判斷2為N 且各個(gè)條件都不成立） B-D-E；