zhjr07- 第五章 活動(dòng)圖

授課：張金榮Email：zhjr2000@163.comzhjr@QQ：zhjr@(即1211460305)電話：13983103704107030803、04班《統(tǒng)一建模語(yǔ)言與建模工具》教學(xué)要求掌握：活動(dòng)圖的作用,活動(dòng)圖建模元素掌握：活動(dòng)圖建模的方法第

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章活動(dòng)圖2一個(gè)完整的模型必然描述系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩個(gè)方面1.x靜態(tài)模型的組成結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)模型2.x1.x動(dòng)態(tài)模型描述系統(tǒng)的行為行為模型2.xUML提供如下動(dòng)態(tài)模型：交互圖（順序圖和協(xié)作圖）、狀態(tài)圖、活動(dòng)圖

狀態(tài)圖用來描述某一特定對(duì)象所有可能的狀態(tài)及狀態(tài)間的轉(zhuǎn)移，是對(duì)類圖的補(bǔ)充順序圖用來描述對(duì)象間的動(dòng)態(tài)交互關(guān)系，著重體現(xiàn)對(duì)象間消息傳遞的時(shí)間順序協(xié)作圖用來描述相互協(xié)作的對(duì)象的交互關(guān)系和關(guān)聯(lián)關(guān)系，著重體現(xiàn)對(duì)象間的靜態(tài)關(guān)聯(lián)關(guān)系活動(dòng)圖主要用于描述用例內(nèi)部的工作流程3UML1.x和2.x四種動(dòng)態(tài)圖的比較活動(dòng)圖1.x2.xactivitydiagram名字一樣但改動(dòng)較大順序圖1.x2.x又叫時(shí)序圖/序列圖

sequencediagram協(xié)作圖1.x--2.x通信圖

collaboration-----communicationdiagram狀態(tài)圖1.x2.x

statediagram--2.x交互概觀圖（順序圖和協(xié)作圖）

interactionoverviewdiagram

4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

UML2.0而言，去除了“活動(dòng)圖是狀態(tài)圖

的一種特例”這一規(guī)定5先看一個(gè)實(shí)例:ATM機(jī)“登錄”用例6ATM機(jī)“登錄”用例的活動(dòng)圖7用例圖?事件流?活動(dòng)圖?三個(gè)有什么聯(lián)系嗎??85.1活動(dòng)圖的概述5.1.1從實(shí)例開始:910(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)動(dòng)作結(jié)點(diǎn)活動(dòng)結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換transition

控制流注:虛線表示該處是復(fù)雜活動(dòng)圖中的元素(UML并無此分類,這里僅僅是為了行課方便而作此劃分);雙紅線表示是UML1.x里面的稱謂,UML2.x已經(jīng)用其右面的稱謂11活動(dòng)圖并不是直接來源于三位UML設(shè)計(jì)者以前的工作，其技術(shù)思想主要來源于JimOdell的事件圖、SDL狀態(tài)建模技術(shù)和Petri網(wǎng)技術(shù)。這些技術(shù)可以有效地描述(a)工作流和(b)并行過程的行為。5.1.2活動(dòng)圖思想12(a)活動(dòng)圖是用例事件流的另一種建模方式。由于活動(dòng)圖顯示的信息與文本事件流相同，所以可在業(yè)務(wù)模型中用活動(dòng)圖描述業(yè)務(wù)過程的工作流。在用例模型中，活動(dòng)圖用來捕捉用例的活動(dòng)，并使用框圖的方式顯示動(dòng)作及其結(jié)果?；顒?dòng)圖著重描述操作(Operation)及用例實(shí)例或?qū)ο笾械幕顒?dòng)。13(b)活動(dòng)圖是企事業(yè)過程建模的重要工具，具有較強(qiáng)的并行表達(dá)能力，對(duì)企事業(yè)過程中業(yè)務(wù)活動(dòng)的建模非常重要，可以方便地表示業(yè)務(wù)活動(dòng)中常見的并行過程。采用并行過程來描述一個(gè)業(yè)務(wù)過程具有重要的意義，它鼓勵(lì)人們?cè)诮I(yè)務(wù)過程模型時(shí)自然地保留那些業(yè)務(wù)過程中際存在的并發(fā)行為，不必過早地去考慮如何用一個(gè)只能處理順序事務(wù)的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)這些并發(fā)行為的種種細(xì)節(jié)。實(shí)際上，在模型中保留這種并行行為的描述，對(duì)于在實(shí)現(xiàn)階段充分發(fā)現(xiàn)那些可以并行的工作非常有利，這樣可以大大提高業(yè)務(wù)過程中的辦事效率和反應(yīng)的靈敏程度。14活動(dòng)圖采用類似于狀態(tài)機(jī)的方法來表示工作的流程，描述了需要做的活動(dòng)以及執(zhí)行這些活動(dòng)的順序?；顒?dòng)圖用來描述:何種動(dòng)作、做什么（對(duì)象狀態(tài)改變）、何時(shí)發(fā)生（動(dòng)作序列）在何處發(fā)生（泳道）?；顒?dòng)圖用來描述動(dòng)作和動(dòng)作導(dǎo)致對(duì)象狀態(tài)改變的結(jié)果，而不考慮引發(fā)狀態(tài)改變的事件。5.1.3活動(dòng)圖定義155.1.4活動(dòng)圖目的活動(dòng)圖可以用作下述目的：1)描述一個(gè)操作執(zhí)行過程中所完成的工作（動(dòng)作），這是活動(dòng)圖最常見的用途。2)描述對(duì)象內(nèi)部的工作。3)顯示如何執(zhí)行一組相關(guān)的動(dòng)作以及這些動(dòng)作如何影響它們周圍的對(duì)象。4)顯示用例的實(shí)例如何執(zhí)行動(dòng)作以及如何改變對(duì)象狀態(tài)。5)說明一次商務(wù)活動(dòng)中的人（角色）工作流組織和對(duì)象是如何工作的。165.1.5活動(dòng)圖與流程圖的區(qū)別雖然活動(dòng)圖描述系統(tǒng)使用的活動(dòng)、判定點(diǎn)和分支，看起來和流程圖沒什么兩樣，并且傳統(tǒng)的流程圖所能表示的內(nèi)容，大多數(shù)情況卞也可以使用活動(dòng)圖表示，但是兩者是有區(qū)別的，不能將兩個(gè)概念混淆。(1)流程圖著重描述處理過程，它的主要控制結(jié)構(gòu)是順序、分支和循環(huán)，各個(gè)處理過程之間有嚴(yán)格的順序和時(shí)間關(guān)系;而活動(dòng)圖描述的是對(duì)象活動(dòng)的順序夭糸所遵循的規(guī)則，它著重表現(xiàn)的是系統(tǒng)的行為，而非系統(tǒng)的處理過程。(2)活動(dòng)圖能夠表示并發(fā)活動(dòng)的情形,而流程圖不能(3)活動(dòng)圖是面向?qū)ο蟮?，而流程圖是面向過程的。171.動(dòng)作結(jié)點(diǎn)(actionnode)一個(gè)動(dòng)作結(jié)點(diǎn)表示一步計(jì)算，是最小的行為單位，屬于一種可執(zhí)行結(jié)點(diǎn)。2.控制結(jié)點(diǎn)(controlnode)起始結(jié)點(diǎn)(initialnode)終止結(jié)點(diǎn)(finalnode)分叉匯合(fork&joinnode)判斷合并(decision&merge—node)3.對(duì)象結(jié)點(diǎn)(objectnode)流入和流出被調(diào)用的行為,表示對(duì)象或數(shù)據(jù)，或者表現(xiàn)令牌的集聚4.對(duì)象流(objectflow)由一個(gè)結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，由其他結(jié)點(diǎn)使用。5.控制流(controlflow)表示結(jié)點(diǎn)間執(zhí)行的序列。6.分區(qū)(partition)和泳道(swimlane)依照各種協(xié)作方式來組織較低層次的活動(dòng)，如同現(xiàn)實(shí)世界中的各個(gè)機(jī)構(gòu)或角色各司其責(zé)。7.可中斷區(qū)間(region)和異常表示控制流偏離正常執(zhí)行的軌道?；顒?dòng)結(jié)點(diǎn)活動(dòng)邊5.2活動(dòng)圖的基本要素18活動(dòng)的建模在UML2.x中已經(jīng)經(jīng)歷了完整的修訂。也許可以這么說，（至少對(duì)偶然使用）效果和外觀可能非常相似，這取決于UML1.5（以及更早版本）中建模的形式，根據(jù)UML1.x規(guī)則構(gòu)造的模型的嚴(yán)格解釋和執(zhí)行結(jié)果可能與UML2.x中不同。因此，我們提醒建模人員注意，即使UML1.x活動(dòng)模型不作更改似乎對(duì)UML2.x也可以接受，但它可能無法同樣執(zhí)行－特別是在更復(fù)雜的模型涉及并行的情況下。單個(gè)可執(zhí)行步驟的活動(dòng)或活動(dòng)狀態(tài)動(dòng)作或動(dòng)作結(jié)點(diǎn);活動(dòng)（將顯示在活動(dòng)圖中）是行為作為下級(jí)單元的協(xié)調(diào)排序所作的指定，下級(jí)單元的單個(gè)元素就是動(dòng)作。我們可能已經(jīng)把UML1.x活動(dòng)圖中的單個(gè)可執(zhí)行步驟稱為活動(dòng)或活動(dòng)狀態(tài)，或者正確地稱為操作狀態(tài)：現(xiàn)在，UML2.x活動(dòng)中的這些步驟被稱為動(dòng)作－這些動(dòng)作在活動(dòng)中不再進(jìn)一步分解。狀態(tài)的含義在UML2.x中已經(jīng)消失結(jié)點(diǎn)狀態(tài)的含義在UML2.x中已經(jīng)消失，因?yàn)榛顒?dòng)不再是一種狀態(tài)機(jī)（在UML1.x中為狀態(tài)機(jī)）。在UML2.x中，活動(dòng)由節(jié)點(diǎn)組成（動(dòng)作就是一種節(jié)點(diǎn)）；其它的是控制節(jié)點(diǎn)和對(duì)象節(jié)點(diǎn)。19【1】動(dòng)作(Action)是原子性的動(dòng)作或操作的執(zhí)行，它不能被外部事件的轉(zhuǎn)換中斷。動(dòng)作的原子性決定了動(dòng)作要么不執(zhí)行，要么就完全執(zhí)行，不能中斷，如發(fā)送一個(gè)信號(hào)、設(shè)置某個(gè)屬性值等。動(dòng)作不可以分解成更小的部分，它是構(gòu)造活動(dòng)圖的最小單位。從理論上講，動(dòng)作所占用的處理時(shí)間極短，甚至可以忽略不計(jì)。而實(shí)際上，它需要時(shí)間來執(zhí)行，但是時(shí)間要比可能發(fā)生事件需要的時(shí)間短的多。5.2.1動(dòng)作和活動(dòng)20動(dòng)作通常用于對(duì)工作流執(zhí)行過程中的步驟進(jìn)行建模。在一張活動(dòng)圖中，動(dòng)作允許在多處出現(xiàn)。常見動(dòng)作如下：(1)基本功能，如算術(shù)運(yùn)算。(2)行為調(diào)用，如調(diào)用另一個(gè)活動(dòng)或者操作。(3)通信動(dòng)作，如發(fā)送一個(gè)信號(hào),或者等待接收某個(gè)信號(hào),或者等待某個(gè)時(shí)間點(diǎn)。(4)對(duì)象處理，如對(duì)屬性值或關(guān)聯(lián)值的讀寫。21動(dòng)作結(jié)點(diǎn)actionnode(原先稱為activitystate)動(dòng)作結(jié)點(diǎn)可以有轉(zhuǎn)入，轉(zhuǎn)入可以是對(duì)象流或者動(dòng)作流。動(dòng)作結(jié)點(diǎn)通常有一個(gè)輸出的完成轉(zhuǎn)換，如果有監(jiān)護(hù)條件也可以有多個(gè)輸出的完成轉(zhuǎn)換。在UML中，動(dòng)作結(jié)點(diǎn)使用平滑的圓角矩形表示，寫在矩形內(nèi)部22【2】活動(dòng)和活動(dòng)結(jié)點(diǎn)活動(dòng)用于表達(dá)狀態(tài)機(jī)中的非原子的運(yùn)行?；顒?dòng)的特點(diǎn)如下。(1)活動(dòng)可以分解成其他子活動(dòng)或動(dòng)作，由于它是一組不可中斷的動(dòng)作或操作的組合，所以可以被中斷。(2)活動(dòng)的內(nèi)部活動(dòng)可以用另一個(gè)活動(dòng)圖來表示。(3)和動(dòng)作不同，活動(dòng)可以有入口動(dòng)作和出口動(dòng)作，也可以有內(nèi)部轉(zhuǎn)移。雖然和動(dòng)作有諸多不同，活動(dòng)結(jié)點(diǎn)的表示圖標(biāo)卻和動(dòng)作結(jié)點(diǎn)相同，都是圓角矩形。稍有不同的是活動(dòng)結(jié)點(diǎn)可以在圖標(biāo)中給出入口動(dòng)作和出口動(dòng)作等信息。23注意：UML定義的動(dòng)作和活動(dòng)結(jié)點(diǎn)都是用上面的圓角矩形表示.但在rose2003里面,圓角矩形表示狀態(tài),圓端矩形表示活動(dòng)(沒有動(dòng)作的概念)Uml2里面動(dòng)作還引入了引腳的概念,這里略過可以說,動(dòng)作是活動(dòng)的一種特殊情況,因此,除非特殊說明,后面課件中的活動(dòng)稱謂,含動(dòng)作.245.2.2控制結(jié)點(diǎn)(controlnode)起始結(jié)點(diǎn)(initialnode)終止結(jié)點(diǎn)(finalnode)分叉匯合(fork&joinnode)分支(判斷)合并(decision&mergenode)25initialnode&finalnode1.x稱為起始狀態(tài)(startstate)和終止?fàn)顟B(tài)(endstate)起始結(jié)點(diǎn):用一個(gè)實(shí)心圓表示初始結(jié)點(diǎn)一個(gè)活動(dòng)圖只能有一個(gè)起始結(jié)點(diǎn)終止結(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)可以有多個(gè)終結(jié)結(jié)點(diǎn)(1)起始結(jié)點(diǎn)和終止結(jié)點(diǎn)26fork&joinnode并發(fā)（Concurrency）指的是在同一時(shí)間間隔內(nèi)有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的活動(dòng)執(zhí)行。對(duì)于些復(fù)雜的大型系統(tǒng)而言，對(duì)象在運(yùn)行時(shí)往往不只存在一個(gè)控制流，而是存在兩個(gè)或者多并發(fā)運(yùn)行的控制流。為了對(duì)并發(fā)的控制流建模，在UML中引入了分叉和結(jié)合的概念。用于表示將一個(gè)控制流分成兩個(gè)或者多個(gè)并發(fā)運(yùn)行的分支，結(jié)合用來表示并行分支在此得到同步。(2)分叉與匯合2728結(jié)合匯合了兩條或兩條以上的并行控制路徑。在執(zhí)行過程中，所有路徑都要走過先到的控制流要等其他路徑的控制流到達(dá)后才能繼續(xù)運(yùn)行。29branch&merge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（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(guardcondition)，用來表示滿足什么條件的時(shí)候執(zhí)行該轉(zhuǎn)換(3)分支(判定)與合并30分支在活動(dòng)圖中很常見，它是轉(zhuǎn)換的一部分，它將轉(zhuǎn)換路徑分成多個(gè)部分，每一部分都有單獨(dú)的監(jiān)護(hù)條件和不同的結(jié)果。當(dāng)動(dòng)作流遇到分支時(shí)，會(huì)根據(jù)監(jiān)護(hù)條件（布爾值）的真假來判定動(dòng)作的流向。分支的每個(gè)路徑的監(jiān)護(hù)條件應(yīng)該是且斥的，這樣可以保證只有一條路徑的轉(zhuǎn)換被激發(fā)。分支應(yīng)該盡可能地包含所有的可能，否則可能會(huì)有一些轉(zhuǎn)換無法被激發(fā)。這樣最終會(huì)因?yàn)檩敵鲛D(zhuǎn)換不再重新激發(fā)而使活動(dòng)圖凍結(jié)。31合并指的是兩個(gè)或者多個(gè)控制路徑在此匯合的情況。合并和分支常常成對(duì)使用，合并表示從對(duì)應(yīng)分支開始的條件的行為結(jié)束。合并匯合了兩個(gè)以上的控制路徑，在任何執(zhí)行中每次只走一條，不同路徑之間是互斥的關(guān)系。325.2.3(動(dòng)作流)控制流與狀態(tài)圖不同，活動(dòng)圖的轉(zhuǎn)換一般都不需要特定事件的觸發(fā)。一個(gè)活動(dòng)執(zhí)行完本狀態(tài)需要完成的動(dòng)作后會(huì)自發(fā)轉(zhuǎn)換到另外一個(gè)活動(dòng)。一個(gè)活動(dòng)圖有很多動(dòng)作或者活動(dòng)，活動(dòng)圖通常開始于初始結(jié)點(diǎn)，然后自動(dòng)轉(zhuǎn)換到活動(dòng)圖的第一個(gè)活動(dòng)結(jié)點(diǎn),該結(jié)點(diǎn)的動(dòng)作完成后，控制就會(huì)不加延遲地轉(zhuǎn)換到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)。重復(fù)進(jìn)行，碰到一個(gè)分支或者終止結(jié)點(diǎn)為止。所有動(dòng)作狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換流稱之為動(dòng)作流活動(dòng)圖的轉(zhuǎn)換也用帶箭頭的直線表示，箭頭的方向指向轉(zhuǎn)入的結(jié)點(diǎn)表示的活動(dòng)335.2.3對(duì)象結(jié)點(diǎn)和對(duì)象流活動(dòng)有時(shí)需要輸入值和輸出值,這些輸入輸出需要對(duì)象的實(shí)例來定義.這些對(duì)象的實(shí)例構(gòu)成活動(dòng)圖中的對(duì)象結(jié)點(diǎn).對(duì)象結(jié)點(diǎn)表示活動(dòng)中輸入或輸出的對(duì)象。對(duì)象結(jié)點(diǎn)的本質(zhì)是一個(gè)實(shí)例或一組同類型的實(shí)例，在活動(dòng)中主要表示在流中的實(shí)例狀態(tài)如何變化從活動(dòng)指向?qū)ο蠼Y(jié)點(diǎn)的流或從對(duì)象結(jié)點(diǎn)指向活動(dòng)的流稱為對(duì)象流。對(duì)輸出值而言，虛線箭頭從活動(dòng)指向?qū)ο蠼Y(jié)點(diǎn)。對(duì)輸入值而言，虛線箭頭從對(duì)象結(jié)點(diǎn)指向活動(dòng)。34對(duì)象結(jié)點(diǎn)和對(duì)象流的表示:355.3泳道(swimlane)活動(dòng)圖告訴人們發(fā)生了什么，但是不能告訴該項(xiàng)活動(dòng)由誰來完成。這就是說，在程序設(shè)計(jì)中，活動(dòng)圖無法描述出每個(gè)活動(dòng)是由哪個(gè)類來完成的。而在領(lǐng)域建模中，它無法描述出每個(gè)活動(dòng)由哪個(gè)人或部門來負(fù)責(zé)。泳道技術(shù)是解決這個(gè)問題的一種方法。所謂泳道技術(shù)，是將活動(dòng)用虛線分成一些縱向的域，將這些縱向的區(qū)域稱之為泳道。每個(gè)區(qū)域代表一一個(gè)特定類、或者人、或者部門的責(zé)任區(qū)。將模型中的活動(dòng)按照職責(zé)組織起來通常很有用。例如，可以將一個(gè)商業(yè)組織處理的所有活動(dòng)組織起來。這種分配可以通過將活動(dòng)組織成用線分開的不同區(qū)域來表示。由于它們的外觀的緣故，這些區(qū)域被稱作泳道。36帶泳道的活動(dòng)圖375.4用例的活動(dòng)圖如果事件流的邏輯復(fù)雜且有許多其他事件流，則利用文本方式描述用例的事件流就讓人覺得較難閱讀和理解。如果使用流程圖來描述事件流，則直觀易懂。UML中的活動(dòng)圖是事件流的另一種建模方式。因?yàn)榛顒?dòng)圖顯示的信息與文本事件流相同，所以可在業(yè)務(wù)模型中用活動(dòng)圖描述業(yè)務(wù)過程的工作流。385.5活動(dòng)的分解可以對(duì)活動(dòng)進(jìn)一步分解以獲得更詳細(xì)的描述。這種描述可以是正文、程序代碼或另一張活動(dòng)圖。當(dāng)分解一個(gè)高層活動(dòng)時(shí)，在其細(xì)化的活動(dòng)圖中必須提供一個(gè)起始點(diǎn)；同時(shí),當(dāng)高層活動(dòng)輸出很多觸發(fā)事件時(shí)，應(yīng)該畫同樣個(gè)數(shù)的結(jié)束點(diǎn)。這樣就可以根據(jù)該孑圖的返回值來決定是哪個(gè)觸發(fā)件產(chǎn)生的輸出。39組合活動(dòng)40組合活動(dòng)和簡(jiǎn)單活動(dòng)的區(qū)別:組合活動(dòng)是可任意按大小分解的,而簡(jiǎn)單活動(dòng)雖然是系列的動(dòng)作組成,但這些動(dòng)作全執(zhí)行完才算一個(gè)完整的活動(dòng);只含有一個(gè)動(dòng)作的活動(dòng)是元活動(dòng),即動(dòng)作.如上例的Login是組合活動(dòng),returncard是動(dòng)作415.6活動(dòng)圖實(shí)例分析42復(fù)雜活動(dòng)圖(不要求,自己查閱資料)發(fā)送信號(hào)與接收信號(hào)：43引腳：表示活動(dòng)節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)參數(shù)擴(kuò)展區(qū)：445.7活動(dòng)圖建模實(shí)例（1）定義活動(dòng)圖范圍，確定開始、結(jié)束狀態(tài)。（2）添加活動(dòng)，建模主路徑。（3）尋找分支和并行的情況，建模擴(kuò)展路徑。（4）根據(jù)需要?jiǎng)澐钟斡镜馈?5“餐館訂餐”系統(tǒng)的用例圖46“記錄預(yù)約”用例的事件路徑如下：1．接待員輸入要預(yù)約的日期2．系統(tǒng)顯示該日的預(yù)約3．有一張合適的餐桌可以使用，接待員輸入顧客的姓名和電話號(hào)碼、預(yù)約的時(shí)間、用餐人數(shù)和餐