面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計

軟件工程第7章面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計內(nèi)容摘要面向?qū)ο蟮幕靖拍蠲嫦驅(qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計過程UML概述用況建模靜態(tài)建模動態(tài)建模物理體系結(jié)構(gòu)建模2/215內(nèi)容摘要面向?qū)ο蟮幕靖拍蠲嫦驅(qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計過程UML概述用況建模靜態(tài)建模動態(tài)建模物理體系結(jié)構(gòu)建模3/215PeterCoad和EdwardYourdon提出用下列等式識認(rèn)面向?qū)ο蠓椒ǎ好嫦驅(qū)ο?/p>

=對象（object）

+分類（classification）

+繼承（inheritance）

+通過消息的通信（communicationwithmessages）可以說，采用這四個概念開發(fā)的軟件系統(tǒng)是面向?qū)ο蟮?/215面向?qū)ο蠓椒ǖ某霈F(xiàn)很快受到計算機軟件界的青睞，并成為20世紀(jì)90年代的主流開發(fā)方法。我們可以從下列幾個方面來分析其原因：從認(rèn)知學(xué)的角度來看，面向?qū)ο蠓椒ǚ先藗儗陀^世界的認(rèn)識規(guī)律。面向?qū)ο蠓椒ㄩ_發(fā)的軟件系統(tǒng)易于維護，其體系結(jié)構(gòu)易于理解、擴充和修改。面向?qū)ο蠓椒ㄖ械睦^承機制有力支持軟件的復(fù)用。5/215面向?qū)ο蟮幕靖拍?.對象（object）

對象是指一組屬性以及這組屬性上的專用操作的封裝體。

屬性（attribute）通常是一些數(shù)據(jù)，有時它也可以是另一個對象。每個對象都有它自己的屬性值，表示該對象的狀態(tài)。對象中的屬性只能通過該對象所提供的操作來存取或修改。

操作（operation）（也稱方法或服務(wù)）規(guī)定了對象的行為，表示對象所能提供的服務(wù)。

6/215封裝（encapsulation）是一種信息隱蔽技術(shù)，用戶只能看見對象封裝界面上的信息，對象的內(nèi)部實現(xiàn)對用戶是隱蔽的。封裝的目的是使對象的使用者和生產(chǎn)者分離，使對象的定義和實現(xiàn)分開。

一個對象通?？捎蓪ο竺傩院筒僮魅糠纸M成。7/2152.類（class）類是一組具有相同屬性和相同操作的對象的集合。一個類中的每個對象都是這個類的一個實例（instance）。類是創(chuàng)建對象的模板，從同一個類實例化的每個對象都具有相同的結(jié)構(gòu)和行為。8/215轎車型號：字符串顏色：字符串牌照號：字符串．．．．張經(jīng)理的轎車型號=桑塔納顏色=紅色牌照號=滬AN2037．．．．類實例對象9/2153.繼承（inheritance）繼承是類間的基本關(guān)系，它是基于層次關(guān)系的不同類共享數(shù)據(jù)和操作的一種機制。父類中定義了其所有子類的公共屬性和操作，在子類中除了定義自己特有的屬性和操作外，可以繼承其父類（或祖先類）的屬性和操作，還可以對父類（或祖先類）中的操作重新定義其實現(xiàn)方法。10/215

矩形長寬對角線計算面積計算對角線

多邊形頂點數(shù)頂點坐標(biāo)計算面積旋轉(zhuǎn)11/215有時，我們定義一個類，它把一些類組織起來，提供一些公共的行為，但并不需要使用這個類的實例，而僅使用其子類的實例。我們把這種沒有實例的類稱為抽象類（abstractclass）。在抽象類中可以定義抽象操作，抽象操作指：只定義這個類的操作接口，不定義它的實現(xiàn)，其實現(xiàn)部分由其子類定義。抽象操作操作名用斜體字表示，也可以在操作特征（signature）后面加上特征字符串{abstract}。12/215交通工具飛行器汽車

船轎車貨車

一般-特殊關(guān)系13/215

如果一個子類只有唯一一個父類，這個繼承稱為單一繼承。如果一個子類有一個以上的父類，這種繼承稱為多重繼承。水上交通工具

陸上交通工具

水陸兩棲交通工具多重繼承14/2154.消息（message）消息傳遞是對象間通信的手段，一個對象通過向另一個對象發(fā)送消息來請求其服務(wù)。一個消息通常包括接收對象名、調(diào)用的操作名和適當(dāng)?shù)膮?shù)（如果有必要的話）。消息只告訴接收對象需要完成什么操作，但并不指示接收者怎樣完成操作。消息完全由接收者解釋，接收者獨立決定采用什么方法完成所需的操作。15/2155.多態(tài)性（polymorphism）多態(tài)性是指同一個操作作用于不同的對象上可以有不同的解釋，并產(chǎn)生不同的執(zhí)行結(jié)果。例如“畫”操作，作用在“矩形”對象上，則在屏幕上畫一個矩形，作用在“圓”對象上，則在屏幕上畫一個圓。也就是說，相同操作的消息發(fā)送給不同的對象時，每個對象將根據(jù)自己所屬類中定義的這個操作去執(zhí)行，從而產(chǎn)生不同的結(jié)果。16/2156.動態(tài)綁定（dynamicbinding）動態(tài)綁定是指在程序運行時才將消息所請求的操作與實現(xiàn)該操作的方法連接起來。傳統(tǒng)的程序設(shè)計語言的過程調(diào)用與目標(biāo)代碼的連接（即調(diào)用哪個過程）放在程序運行前（即編譯鏈接時）進行（稱為靜態(tài)綁定），而動態(tài)綁定則是把這種連接推遲到運行時才進行。動態(tài)綁定是一種在運行時確定被執(zhí)行代碼的技術(shù)。17/215在一般與特殊關(guān)系中，子類是父類的一個特例，所以父類對象可以出現(xiàn)的地方，也允許其子類對象出現(xiàn)。因此在運行過程中，當(dāng)一個對象發(fā)送消息請求服務(wù)時，要根據(jù)接收對象的具體情況將請求的操作與實現(xiàn)的方法進行連接，即動態(tài)綁定。18/215if條件thenp:=t;elsep:=r;area:=p.getarea;getArea{abstract}polygonareahexagongetArearectanglegetArealengthwidthtrianglegetAreaVarp:polygon;Vart:triangle:=triangle.new;Varr:rectangle:=rectangle.new;19/215內(nèi)容摘要面向?qū)ο蟮幕靖拍蠲嫦驅(qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計過程UML概述用況建模靜態(tài)建模動態(tài)建模物理體系結(jié)構(gòu)建模20/215面向?qū)ο蠓治?/p>

Object-OrientedAnalysis獲取客戶對系統(tǒng)的需求：包括標(biāo)識場景和用況，以及建造需求模型用基本的需求為指南，來確定類和對象（包括屬性和操作）定義類的結(jié)構(gòu)和層次(繼承關(guān)系)建造對象—關(guān)系模型建造對象—行為模型利用用況/場景來復(fù)審分析模型21/2151.獲取客戶對系統(tǒng)的需求需求獲取必須讓客戶與開發(fā)者充分地交流，這里介紹一種采用用況來收集客戶需求的技術(shù)。分析員首先標(biāo)識使用該系統(tǒng)的不同的執(zhí)行者（actor），這些執(zhí)行者代表使用該系統(tǒng)的不同的角色。每個執(zhí)行者可以敘述他如何使用系統(tǒng)，或者說他需要系統(tǒng)提供什么功能。執(zhí)行者提出的每一個使用場景（或功能）都是系統(tǒng)的一個用況的實例，一個用況描述了系統(tǒng)的一種用法（或一個功能），所有執(zhí)行者提出的所有用況構(gòu)成系統(tǒng)的完整的需求。

分析過程22/215注意，執(zhí)行者與用戶是不同的兩個概念，一個用戶可以扮演幾個角色（執(zhí)行者），一個執(zhí)行者可以是用戶，也可以是其他系統(tǒng)（應(yīng)用程序或設(shè)備）。得到的用況必須進行復(fù)審，以使需求完整。23/2152.

標(biāo)識類和對象類和對象來自問題領(lǐng)域可以先標(biāo)識候選類，然后進行篩選24/2153.定義類的結(jié)構(gòu)和層次類的結(jié)構(gòu)主要有兩種：一般—特殊（generalization—specialization）結(jié)構(gòu)和整體—部分（whole—part）結(jié)構(gòu)。

一般—特殊結(jié)構(gòu)是一種分類結(jié)構(gòu)，反映了類間的一般與特殊的關(guān)系。一般類與特殊類之間是一種“isa”的關(guān)系，如：汽車是一種交通工具。同樣，特殊類還可以分為更特殊的類，這樣可形成類的層次結(jié)構(gòu)。

整體—部分結(jié)構(gòu)反映了類間的整體與部分關(guān)系。值得注意的是，整體—部分關(guān)系是對對象而言的，而不是對類的。整體—部分關(guān)系是一種“hasa”的關(guān)系，如“汽車”有“發(fā)動機”。同樣，整體—部分結(jié)構(gòu)也具有層次結(jié)構(gòu)。25/2154.

建造對象——關(guān)系模型對象--關(guān)系模型描述了系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，它指出了類間的關(guān)系（relationship）

類之間的關(guān)系有關(guān)聯(lián)、依賴、泛化、實現(xiàn)等26/2155.

建立對象——行為模型對象--行為模型描述了系統(tǒng)的動態(tài)行為，它們指明系統(tǒng)如何響應(yīng)外部的事件或激勵（stimulus）。建模的步驟如下：評估所有的用況，以完全理解系統(tǒng)中交互的序列標(biāo)識驅(qū)動交互序列的事件，理解這些事件如何和特定的對象相關(guān)聯(lián)為每個用況創(chuàng)建事件軌跡（eventtrace）為系統(tǒng)建造狀態(tài)機圖復(fù)審對象--行為模型，以驗證準(zhǔn)確性和一致性27/215面向?qū)ο笤O(shè)計

（Object_OrientedDesign）

面向?qū)ο笤O(shè)計的一般步驟如下：系統(tǒng)設(shè)計將子系統(tǒng)分配到處理器選擇實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、界面支持和任務(wù)管理的設(shè)計策略為系統(tǒng)設(shè)計合適的控制機制復(fù)審并考慮權(quán)衡（折衷）28/215對象設(shè)計在過程級別（procedurallavel）設(shè)計每個操作，即設(shè)計每個操作的實現(xiàn)細(xì)節(jié)定義內(nèi)部類為類屬性設(shè)計內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)消息設(shè)計使用對象間的協(xié)作和對象--關(guān)系模型，設(shè)計消息模型復(fù)審復(fù)審設(shè)計模型并在需要時迭代。29/2151.系統(tǒng)設(shè)計1)

將分析模型劃分成子系統(tǒng)在OO系統(tǒng)設(shè)計中，我們把分析模型中緊密相關(guān)的類、關(guān)系等設(shè)計元素包裝成子系統(tǒng)。通常，子系統(tǒng)的所有元素共享某些公共的性質(zhì)，它們可能都涉及完成相同的功能；它們可能駐留在相同的產(chǎn)品硬件中；或者它們可能管理相同的類和資源。子系統(tǒng)由它們的責(zé)任所刻畫，即，一個子系統(tǒng)可以通過它提供的服務(wù)來標(biāo)識。在OOD中，這種服務(wù)是完成特定功能的一組操作。

30/215

子系統(tǒng)的設(shè)計準(zhǔn)則是：(1)子系統(tǒng)應(yīng)具有定義良好的接口，通過接口和系統(tǒng)的其它部分通信；(2)除了少數(shù)的“通信類”外，子系統(tǒng)中的類應(yīng)只和該子系統(tǒng)中的其它類協(xié)作；(3)子系統(tǒng)的數(shù)量不宜太多；(4)可以在子系統(tǒng)內(nèi)部再次劃分，以降低復(fù)雜性。31/2152)標(biāo)識問題本身的并發(fā)性，并為子系統(tǒng)分配處理器通過對對象--行為模型的分析，可發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的并發(fā)性。如果對象（或子系統(tǒng)）不是同時活動的，則它們不需并發(fā)處理，此時這些對象（或子系統(tǒng)）可以在同一個處理器上實現(xiàn)。反之，如果對象（或子系統(tǒng)）必須對一些事件同時異步地動作，則它們被視為并發(fā)的，此時，可以將并發(fā)的子系統(tǒng)分別分配到不同的處理器，或者分配在同一個處理器，而由操作系統(tǒng)提供并發(fā)支持。32/2153)任務(wù)管理設(shè)計Coad和Yourdon提出如下管理并發(fā)任務(wù)對象的設(shè)計策略：(1)確定任務(wù)的類型；(2)必要時，定義協(xié)調(diào)者任務(wù)和關(guān)聯(lián)的對象；(3)將協(xié)調(diào)者任務(wù)和其它任務(wù)集成。通常可通過了解任務(wù)是如何被啟動的來確定任務(wù)的類型，如事件驅(qū)動任務(wù)，時鐘驅(qū)動任務(wù)。每個任務(wù)應(yīng)該定義其優(yōu)先級，并識別關(guān)鍵任務(wù)。當(dāng)有多個任務(wù)時還可以考慮增加一個協(xié)調(diào)者任務(wù)，以控制這些任務(wù)協(xié)同工作33/2154)數(shù)據(jù)管理設(shè)計通常數(shù)據(jù)管理設(shè)計成層次模式，其目的是將數(shù)據(jù)的物理存儲及操縱與系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯加以分離。數(shù)據(jù)管理的設(shè)計包括設(shè)計系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)對象的存儲方式（如內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、文件、數(shù)據(jù)庫），以及設(shè)計相應(yīng)的服務(wù)，即為要儲存的對象增加所需的屬性和操作。34/2155)資源管理設(shè)計

OO系統(tǒng)可利用一系列不同的資源（如磁盤驅(qū)動器、處理器、通信線路等外部實體或數(shù)據(jù)庫、對象等抽象資源），很多情況下，子系統(tǒng)同時競爭這些資源，因此要設(shè)計一套控制機制和安全機制，以控制對資源的訪問，避免對資源使用的沖突。

6）人機界面設(shè)計對大多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)而言，人機界面本身是一個非常重要的子系統(tǒng)。人機界面主要強調(diào)人如何命令系統(tǒng)，以及系統(tǒng)如何向人提交信息。它包括窗口、菜單、報告的設(shè)計。

35/2157)子系統(tǒng)間的通信子系統(tǒng)之間可以通過建立客戶/服務(wù)器連接進行通信，也可以通過端對端（peertopeer）連接進行通信。我們必須確定子系統(tǒng)間通信的合約（contract），合約提供了一個子系統(tǒng)和另一個子系統(tǒng)交互的方式。

36/2152.

對象設(shè)計對象設(shè)計是為每個類的屬性和操作作出詳細(xì)的設(shè)計，并設(shè)計連接類與它的協(xié)作者之間的消息規(guī)約。對象描述1)協(xié)議描述(外部的黑盒描述)：描述對象的接口，即定義對象可以接收的消息以及當(dāng)對象接收到消息后完成的相關(guān)操作；2)實現(xiàn)描述(內(nèi)部描述)：描述傳送給對象的消息所蘊含的每個操作的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，實現(xiàn)細(xì)節(jié)包括有關(guān)對象私有部分的信息，即關(guān)于描述對象屬性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部細(xì)節(jié)和描述操作的過程細(xì)節(jié)。對象的使用者只需要關(guān)心協(xié)議描述37/2152）設(shè)計算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為對象中的屬性和操作設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)算法。3.

設(shè)計模式（designpatterns）在許多面向?qū)ο笙到y(tǒng)中，存在一些類和通信對象的重復(fù)出現(xiàn)的模式。這些模式求解特定的設(shè)計問題，使面向?qū)ο笤O(shè)計更靈活，并最終可復(fù)用。這些模式幫助設(shè)計者復(fù)用以前成功的設(shè)計，設(shè)計者可以把這些模式應(yīng)用到新的設(shè)計中。38/215一個設(shè)計模式通?？捎盟膫€信息來描述：1）模式名設(shè)計模式名應(yīng)具有實際的含義，它能反映模式的適用性和意圖。2）使模式可被應(yīng)用所必須存在的環(huán)境和條件。3）設(shè)計模式的特征模式特征指出一些設(shè)計的屬性，調(diào)整這些屬性使該模式能適應(yīng)各種不同的問題。這些屬性表示設(shè)計的特征，這些特征能被用于檢索（通過數(shù)據(jù)庫）以找到合適的模式。4）應(yīng)用設(shè)計模式的結(jié)果（consequences）對于一個設(shè)計模式的使用結(jié)果表明設(shè)計決策的走向。39/215CategoryClass-&-ObjectStructure1+1+AttributeMethodObjectmodel由五個層次組成，相當(dāng)于把五張透明膠片疊在一起，每一層顯示更多的細(xì)節(jié)。面向?qū)ο笤O(shè)計基本過程40/215內(nèi)容摘要面向?qū)ο蟮幕靖拍蠲嫦驅(qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計過程UML概述用況建模靜態(tài)建模動態(tài)建模物理體系結(jié)構(gòu)建模41/215統(tǒng)一建模語言UMLUnifiedModelingLanguage42/215UML概述為何研究UML—結(jié)束方法大戰(zhàn)發(fā)展歷史

1994年Booch和Rumbaugh在RationalSoftwareCorporation開始了UML的工作，其目標(biāo)是創(chuàng)建一個“統(tǒng)一的方法”，

1995年OOSE的創(chuàng)始人Jacobson加盟到這項工作中，工作重點轉(zhuǎn)移到創(chuàng)建一種統(tǒng)一的建模語言UML1996年6月、10月、1997年1月、11月分別推出了UML0.9、UML0.91、UML1.0、UML1.143/215UML概述1997年11月，OMG(ObjectManagementGroup)批準(zhǔn)把UML1.1作為基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的標(biāo)準(zhǔn)建模語言之后，UML進行了持續(xù)的修訂和改進，先后產(chǎn)生了UML1.2、1.3、1.4、1.5版本2004年推出了UML2.0，UML2.0對UML1.x作了重大的修改44/215UML模型元素(V1.3)

模型中的實體以及實體間相互連接的關(guān)系泛化

對象屬性操作狀態(tài)用例

結(jié)點接口包依賴關(guān)聯(lián)聚集模型元素類屬性操作構(gòu)件注解45/215UML模型元素(V2.0)

模型中的實體以及實體間相互連接的關(guān)系部分模型元素注解類屬性操作對象：類屬性操作狀態(tài)用況

結(jié)點供應(yīng)接口包依賴關(guān)聯(lián)泛化主動類屬性操作請求接口構(gòu)件實現(xiàn)46/215UML2.0的13種圖-1用況圖(usecasediagram)類圖(classdiagram)對象圖(objectdiagram)構(gòu)件圖(componentdiagram)組合結(jié)構(gòu)圖(compositestructurediagram)順序圖(sequencediagram)通信圖(communicationdiagram)交互圖(interactiondiagram)47/215UML2.0的13種圖-2狀態(tài)機圖(statemachinediagram)活動圖(activitydiagram)部署圖(deploymentdiagram)

制品圖(artifactdiagram)包圖(packagediagram)時間圖(timingdiagram)交互概覽圖(interactionoverviewdiagram)48/215UML圖1-用況圖描述參與者與用況(參與者使用系統(tǒng)以實現(xiàn)某一特定目標(biāo)的情形)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以及用況之間的擴展、繼承等關(guān)系銀行儲蓄帳戶管理系統(tǒng)《包含》《包含》《包含》銀行職員（用戶代理）帳戶管理銀行間轉(zhuǎn)帳開戶取款銀行內(nèi)轉(zhuǎn)帳注銷存款校驗密碼轉(zhuǎn)帳報表生成其它銀行帳戶管理系統(tǒng)客戶系統(tǒng)管理員銀行職員（管理人員）49/215UML圖2-類圖展現(xiàn)一組類、接口以及它們相互之間的關(guān)系2條或2條以上的線交于0個或1個點lineX1:realY1:realX2:realY2:realpointX:realY:real相交2..*0..150/215UML圖3-對象圖展現(xiàn)一組對象以及相互之間的關(guān)系，是依照類圖所建立的一組事物(實例)的靜態(tài)快照L1:lineX1=10Y1=10X2=-10Y2=-10L2:lineL3:lineX1=10Y1=5X2=-10Y2=-5L4:lineX1=9Y1=5X2=9Y2=3X1=-10Y1=10X2=10Y2=-10P1:pointX=0Y=0P2:pointX=9Y=4。551/215UML圖4-構(gòu)件圖描述構(gòu)件、接口以及構(gòu)件間的組裝關(guān)系的靜態(tài)視圖，復(fù)合構(gòu)件本身可以由內(nèi)部的子構(gòu)件圖描述應(yīng)用收費管理信用卡代理構(gòu)件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖信用卡代理狀況購買預(yù)購銷售團體銷售：售票員：營業(yè)員界面：銷售亭界面：管理員界面：票：信用卡收費個體銷售收費顧客訪問營業(yè)員訪問52/215UML圖5-組合結(jié)構(gòu)圖UML2.0新增的圖，展示了類或協(xié)作的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，與構(gòu)件差別不大，經(jīng)常認(rèn)為與構(gòu)件圖等同53/215UML圖6-順序圖描述特定場景下交互各方消息發(fā)送和接收的順序呼叫方電話線應(yīng)叫方54/215UML圖7-通信圖另一種交互圖，強調(diào)交互上下文：參與交互的對象或角色的結(jié)構(gòu)組織控制電梯運行的通信圖2:nextjob=GetJob():Elevator:Queue:Order{new}{local}nextjob:Elevatorcontrol:ButtonPush(){parameter}job1.2:Create()1.1*[allqueues]:len:=Length(){broadcast}1.3:Invoke(job)1:GetElevator(floorid)job55/215UML圖8-狀態(tài)機圖以狀態(tài)機的形式描述目標(biāo)對象在各種事件作用下的行為電梯升降的狀態(tài)機圖Movingupdo/movingtofloorMovingdowndo/movingtofloorIdletimer=0do/increasetimerarrivedarrivedgodown(floor)MovingtoFirstfloorgoup(floor)[timer=time-out]arrivedgoup(floor)Onfirstfloor56/215UML圖9-活動圖描述一系列活動之間的控制流和數(shù)據(jù)流[未付款][已付款]*[對每一訂單項][有貨][缺貨]取消并退回訂單收到訂單付款認(rèn)可檢查訂單項制作并發(fā)放提貨單更新庫存制作并發(fā)放缺貨單制作并發(fā)放采購單57/215UML圖10-部署圖描述系統(tǒng)運行時各相關(guān)處理單元結(jié)點、各結(jié)點上部署的構(gòu)件、以及相互間的通信協(xié)議《DecNet》《TCP/IP》《TCP/IP》ClientA:CompaqProPCApplicationServer;SiliconGraphicsO2DatabaseServer:VAXClientB:CompaqProPC58/215UML圖10-部署圖變體:制品圖部署圖的變體：描述系統(tǒng)實現(xiàn)制品的物理結(jié)構(gòu)，制品包括文件、數(shù)據(jù)庫等這兩個物理文件“承載了”邏輯類HelloWorld的實現(xiàn)59/215UML圖11-包圖描述包(一種模型分解單位)以及包之間的關(guān)系售票處計劃廣告進度表客戶記錄票記錄運作售票工資單計算購買60/215UML圖12-時間圖UML2.0新增的圖，描述對象間的交互，但關(guān)注于關(guān)于時間的推理，而不僅僅是相對順序添水加熱61/215UML圖13-交互概覽圖UML2.0新增的圖可認(rèn)為是：活動圖+順序圖的混合體使用活動圖的表示法，其中的節(jié)點或者是一個交互或者是一個交互引用62/215UML2.0的視圖和圖視圖(view)UML圖(靜態(tài)方面)UML圖(動態(tài)方面)用況視圖用況圖交互圖狀態(tài)機圖活動圖設(shè)計視圖類圖對象圖同上交互視圖與設(shè)計視圖相同，更強調(diào)消息交互方面實現(xiàn)視圖構(gòu)件圖同上部署視圖部署圖同上需求設(shè)計實現(xiàn)部署63/215UML視圖1-用況視圖描述可被最終用戶、分析人員和測試人員看到的系統(tǒng)(外部)行為不涉及系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但卻是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的驅(qū)動力靜態(tài)方面：用況圖動態(tài)方面：交互圖、狀態(tài)機圖、活動圖64/215UML視圖2-設(shè)計視圖描述系統(tǒng)設(shè)計方案，主要包括類、接口以及相互之間的協(xié)作關(guān)系靜態(tài)方面：類圖、對象圖動態(tài)方面：交互圖、狀態(tài)機圖、活動圖65/215UML視圖3-交互視圖展示系統(tǒng)不同部分之間的控制流，包括并發(fā)和同步機制主要針對系統(tǒng)的非功能性方面，例如性能、可伸縮性、吞吐量等靜態(tài)方面：類圖、對象圖動態(tài)方面：交互圖、狀態(tài)機圖、活動圖與設(shè)計視圖的區(qū)別：突出控制系統(tǒng)的主動類以及各部分間消息的流動66/215UML視圖4-實現(xiàn)視圖描述組成最終產(chǎn)品發(fā)布的相關(guān)制品及其關(guān)系，實現(xiàn)單元體現(xiàn)為可裝配、打包并發(fā)布的文件體現(xiàn)了邏輯單元(類和構(gòu)件)到物理制品(物理構(gòu)件、文件等)的映射靜態(tài)方面：構(gòu)件圖動態(tài)方面：交互圖、狀態(tài)機圖、活動圖67/215UML視圖5-部署視圖描述最終產(chǎn)品物理部署的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括組成整個系統(tǒng)的各種分布式硬件設(shè)備，以及各個軟件模塊在這些設(shè)備上的部署和運行關(guān)系靜態(tài)方面：部署圖動態(tài)方面：交互圖、狀態(tài)機圖、活動圖68/215內(nèi)容摘要面向?qū)ο蟮幕靖拍蠲嫦驅(qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計過程UML概述用況建模靜態(tài)建模動態(tài)建模物理體系結(jié)構(gòu)建模69/215用況建模用況：文本形式的情節(jié)描述，用以說明某參與者使用系統(tǒng)以實現(xiàn)某一特定目標(biāo)的情形用況建模用于描述一個系統(tǒng)應(yīng)該做什么，用用況圖來描述(可能有多幅)用況圖給出了用戶所感受到的系統(tǒng)行為，但不描述系統(tǒng)如何實現(xiàn)該功能70/215用況圖用框圖展示各類外部執(zhí)行者(actor)與系統(tǒng)所提供的用況之間的參與關(guān)系，包括：系統(tǒng)邊界、用況執(zhí)行者(參與者)：可能使用這些用況的人或外部系統(tǒng)，參與者與用況連接表示參與者使用了該用況模型元素間關(guān)系：關(guān)聯(lián)、擴展、包含、泛化等每個用況的細(xì)節(jié)通常用文字描述，也可以用活動圖來描述71/215用況之間的關(guān)系-1關(guān)系說明記號關(guān)聯(lián)參與者與所參與的一個用況之間的通信路徑擴展擴展的用況到基本用況的一種關(guān)系：擴展用況可以訪問基本用況的所有屬性，并在基本用況基礎(chǔ)上增加新的行為《extend》72/215用況之間的關(guān)系-2關(guān)系說明記號包含被包含用況是基本用況的一部分，基本用況能看到被包含用況并依賴于它的的執(zhí)行結(jié)果，但二者不能相互訪問其它屬性泛化一個一般用況與一個更特殊的用況之間的關(guān)系，特殊用況可繼承一般用況的特征《include》73/215電話訂購系統(tǒng)用況圖客戶售票員送貨員主管建立信用供應(yīng)訂單訂單支付提供客戶數(shù)據(jù)產(chǎn)生訂單信用卡支付現(xiàn)金支付設(shè)置訂單請求目錄電話訂購《include》《include》《include》《extend》核對身份關(guān)聯(lián)擴展包含泛化74/215銀行儲蓄帳戶管理系統(tǒng)《include》《include》《include》銀行職員（用戶代理）帳戶管理銀行間轉(zhuǎn)帳開戶取款銀行內(nèi)轉(zhuǎn)帳注銷存款校驗密碼轉(zhuǎn)帳報表生成其它銀行帳戶管理系統(tǒng)客戶系統(tǒng)管理員銀行職員（管理人員）包含泛化75/215參與者之間的泛化關(guān)系76/215用況圖對于各方的作用客戶：用況模型指明了系統(tǒng)的功能，描述了系統(tǒng)能如何使用開發(fā)者：用況模型幫助他們理解系統(tǒng)要做什么，同時為以后的其它模型建模、結(jié)構(gòu)設(shè)計、實現(xiàn)等提供依據(jù)集成測試和系統(tǒng)測試人員：根據(jù)用況來測試系統(tǒng)，以驗證系統(tǒng)是否完成了用況指定的功能77/215用況建模步驟定義系統(tǒng)(總體范圍)確定參與者確定用況描述用況定義用況間的關(guān)系確認(rèn)模型78/215用況建?！x系統(tǒng)范圍/邊界根據(jù)項目的總體目標(biāo)/任務(wù)以及基本的開發(fā)決策決定做什么不做什么總體目標(biāo)/任務(wù)：實現(xiàn)出版社書籍的網(wǎng)上銷售開發(fā)決策：網(wǎng)上支付采用銀聯(lián)支付系統(tǒng)、書籍的基本信息來自于出版社已有的編輯和發(fā)行管理系統(tǒng)(遺產(chǎn)系統(tǒng))邊界外的人或系統(tǒng)(第三方系統(tǒng)、遺留系統(tǒng)等)成為候選的參與者79/215用況建?！_定參與者參與者是指與系統(tǒng)交互的人、組織或其它系統(tǒng)參與者代表一種角色，而不是具體的人可分成主參與者和輔助參與者主參與者是用況的直接執(zhí)行者，例如保險系統(tǒng)中業(yè)務(wù)員處理保險的注冊和管理輔助參與者對于用況的執(zhí)行起輔助作用，例如保險系統(tǒng)中管理員負(fù)責(zé)分配業(yè)務(wù)員權(quán)限80/215確定參與者的啟發(fā)式問題誰使用系統(tǒng)的主要功能(主執(zhí)行者)誰需要從系統(tǒng)中得到對他們?nèi)粘９ぷ鞯闹С终l需要維護、管理和維持系統(tǒng)的日常運行系統(tǒng)需要控制哪些硬件設(shè)備系統(tǒng)需要與哪些其它系統(tǒng)交互哪些人或哪些系統(tǒng)對系統(tǒng)產(chǎn)生的結(jié)果(值)感興趣81/215用況建模—確定用況用況的特征用況總是由參與者啟動的執(zhí)行者必須直接或間接地指示系統(tǒng)去執(zhí)行用況用況向參與者提供服務(wù)或返回結(jié)果，這些結(jié)果必須是可識別的用況是完整的，一個用況必須是一個完整的描述

(有開始、有結(jié)果)82/215用況(UseCase)文本形式的情節(jié)描述，用以說明某參與者使用系統(tǒng)以實現(xiàn)某一特定目標(biāo)的情形例：顧客攜帶所購商品到達收銀臺，收銀員使用POS系統(tǒng)記錄每件商品，系統(tǒng)連續(xù)顯示累計金額并逐行顯示細(xì)目，顧客輸入支付信息，系統(tǒng)對支付信息進行驗證和記錄，成功后更新庫存信息，顧客從系統(tǒng)得到購物小票然后離開83/215場景(Scenario)使用系統(tǒng)的一個特定情節(jié)或用況的一條執(zhí)行路徑，即用況實例(UseCaseInstance)主成功場景：顧客攜帶商品到收銀臺，順利地完成商品掃描及信用卡付款等全過程替代場景1：…商品掃描失敗，提示輸入商品唯一碼…替代場景2：…信用卡劃賬通訊失敗，提示客戶使用現(xiàn)金結(jié)帳………替代場景n：用戶信用卡支付成功后要求退貨……因此用況就是一系列可能的場景集合84/215確定用況的啟發(fā)式問題執(zhí)行者需要系統(tǒng)提供哪些功能？執(zhí)行者需要系統(tǒng)做什么?執(zhí)行者是否需要讀、創(chuàng)建、刪除、修改或儲存系統(tǒng)中的某類信息?執(zhí)行者是否要被系統(tǒng)中的事件提醒，或者執(zhí)行者是否要提醒系統(tǒng)中某些事情?從功能觀點看，這些事件表示什么?執(zhí)行者的日常工作是否因為系統(tǒng)的新功能(尤其是目前尚未自動化的功能)而被簡化或提高效率85/215用況建?！枋鲇脹r使用文本描述用況的目的用況是如何啟動的：哪個參與者在什么情況下啟動(前提)參與者和用況之間的消息流(步驟)主消息流和其它消息流是什么根據(jù)條件或異常情況等選擇不同的流程分支系統(tǒng)中哪些實體被使用或修改(結(jié)果)，如何確定用況執(zhí)行結(jié)束使用活動圖描述86/215用況的簡要文字描述執(zhí)行者的簡要描述，如客戶：向公司訂購商品的人客戶代表：公司處理客戶請求的雇員庫存系統(tǒng)：記錄公司庫存的軟件用況的簡要描述，如訂購貨物：客戶創(chuàng)建一個新的請求商品的訂單，并為那些商品付費取消訂單：客戶取消一個已經(jīng)存在的訂單87/215用況的詳細(xì)描述用況名稱、參與者用況的前置條件和后置條件：用況開始和結(jié)束的條件事件流：一系列陳述句，從參與者的角度出發(fā)的一系列步驟一般有多個事件流：主要流程、其它流程特殊需求：相關(guān)的非功能性需求88/215用況的詳細(xì)描述結(jié)構(gòu)用例的組成部分注釋用例名稱以動詞開始范圍要設(shè)計的系統(tǒng)級別“用戶目標(biāo)”(基本流程)或“子功能”主要參與者調(diào)用系統(tǒng)以提供服務(wù)的參與者涉眾及其關(guān)注點關(guān)注該用例的人，以及他們各自的需要前置條件用例啟動前必須成立的條件后置條件用例結(jié)束后必須成立的條件主成功場景典型的、理想的成功場景替換場景其它可能的場景（成功或失?。┨厥庑枨笙嚓P(guān)的非功能需求技術(shù)和數(shù)據(jù)變元表不同的I/O方法及數(shù)據(jù)格式發(fā)生頻率當(dāng)前用例的發(fā)生頻率，可能影響調(diào)查、測試和實現(xiàn)的時間安排其它問題仍待解決或確認(rèn)的問題89/215POS系統(tǒng)收銀用況詳細(xì)說明-1范圍：下一代POS系統(tǒng)級別：用戶目標(biāo)主要參與者：收銀員涉眾及其關(guān)注點：收銀員：準(zhǔn)確、快速地完成收銀操作…

顧客：快速完成付款并獲得購物憑證以方便退貨………前置條件：收銀員經(jīng)過認(rèn)證、顧客是超市會員后置條件：正確更新庫存、正確計算稅金……90/215POS系統(tǒng)收銀用況詳細(xì)說明-2主成功場景：

1.顧客攜帶商品到收銀臺付款

2.收銀員啟動一次銷售過程……

n.顧客付款系統(tǒng)打印票據(jù)完成整個銷售過程替換場景：a.……顧客信用卡額度不足要求退貨……b.……顧客信用卡額度不足要求退貨…………特殊需求：

1.90%情況下信用卡刷卡響應(yīng)時間小于30秒2.顧客能在1米范圍內(nèi)清楚看到單價和累計金額顯示……91/215POS系統(tǒng)收銀用況詳細(xì)說明-3技術(shù)與數(shù)據(jù)變元：

1.商品ID獲取可以通過掃描和鍵盤輸入兩種方式2.商品ID支持中國、歐洲及日本三種編碼標(biāo)準(zhǔn)

……發(fā)生頻率：可能在16小時內(nèi)不間斷發(fā)生其它問題：

1.收銀員下班后是否需要清理現(xiàn)金并進行結(jié)帳處理2.該超市是否可能在未來實行24小時營業(yè)……92/215確定用況之間的關(guān)系關(guān)聯(lián)：參與者與用況擴展：用況與用況包含：用況與用況泛化：用況與用況93/215實例本實例實現(xiàn)一個簡化了的銀行儲蓄賬戶管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是在銀行的柜臺上對客戶辦理活期儲蓄業(yè)務(wù)。系統(tǒng)的需求陳述如下：一個客戶可以在多個銀行中開設(shè)賬戶，一個客戶也可在同一銀行中開設(shè)多個不同的賬戶。客戶可以通過銀行職員進行開戶、存款、取款、轉(zhuǎn)賬、注銷賬戶等活動。其中轉(zhuǎn)賬指客戶將自己的某個賬戶上的錢款轉(zhuǎn)入同一銀行的不同賬戶（稱為銀行內(nèi)轉(zhuǎn)賬）或轉(zhuǎn)入不同銀行的賬戶（稱為銀行間轉(zhuǎn)賬）。系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)系統(tǒng)的賬戶管理及業(yè)務(wù)報表的生成。94/215識別執(zhí)行者客戶：到銀行辦理儲蓄業(yè)務(wù)的人，負(fù)責(zé)輸入密碼銀行職員（客戶代理）：銀行工作人員，代表客戶進行儲蓄業(yè)務(wù)的操作銀行職員（管理人員）：銀行工作人員，根據(jù)客戶的儲蓄業(yè)務(wù)更新賬戶管理員：銀行計算機的管理人員，負(fù)責(zé)賬戶的管理和業(yè)務(wù)報表的生成95/215識別用況從系統(tǒng)的需求陳述可知，銀行職員（客戶代理）需要系統(tǒng)提供開戶、存款、取款、轉(zhuǎn)賬、注銷賬戶等功能，這些功能都包含了校驗密碼的功能。系統(tǒng)管理員需要系統(tǒng)提供賬戶管理和報表生成功能。銀行職員（管理人員）則參與了賬戶管理中的更新賬戶的功能。此外，轉(zhuǎn)賬功能可分為銀行內(nèi)轉(zhuǎn)賬和銀行間轉(zhuǎn)賬，我們可將它們設(shè)計成三個用況，其中銀行內(nèi)轉(zhuǎn)賬用況和銀行間轉(zhuǎn)賬用況都繼承了基本轉(zhuǎn)賬用況。據(jù)此分析，得到該系統(tǒng)的用況圖如下圖所示。96/215銀行儲蓄賬戶管理系統(tǒng)《包含》《包含》《包含》銀行職員（用戶代理）賬戶管理銀行間轉(zhuǎn)賬開戶取款銀行內(nèi)轉(zhuǎn)賬注銷存款校驗密碼轉(zhuǎn)賬報表生成其它銀行賬戶管理系統(tǒng)客戶系統(tǒng)管理員銀行職員（管理人員）97/215開戶用況描述用況名稱：開戶參與的執(zhí)行者：銀行職員（客戶代理），客戶前置條件：一個合法的銀行職員（客戶代理）已登錄到該系統(tǒng)事件流：1.當(dāng)選擇開戶功能時用況開始2.輸入客戶信息（姓名、地址、身份證號等）3.從賬戶管理系統(tǒng)獲取新的賬號4.請客戶輸入密碼5.請客戶再次輸入密碼6.如果兩次密碼不一致則回到第4步，否則繼續(xù)7.在賬戶庫中添加新賬戶8.打印存折，用況結(jié)束后置條件：在賬戶庫中增加了一個新賬戶，得到一張新存折98/215取款用況描述用況名稱：取款參與的執(zhí)行者：銀行職員（客戶代理）前置條件：一個合法的銀行職員（客戶代理）已登錄到該系統(tǒng)事件流：基本路徑：1.當(dāng)選擇取款功能時用況開始2.當(dāng)輸入客戶信息（姓名、賬號等）后

a）如果客戶信息與賬戶不一致，顯示錯誤信息，可以重新輸入或結(jié)束用況

b）如果該賬戶被凍結(jié)（如因掛失而凍結(jié)），顯示凍結(jié)信息并結(jié)束用況3.輸入并校驗密碼99/2154.輸入取款金額，如果該賬戶的余款小于取款金額，顯示錯誤信息，要求重新輸入5.打印取款單，交客戶簽字6.建立取款事件記錄，更新賬戶信息7.打印存折，用況結(jié)束可選路徑：1.在第5步客戶簽字之前的任何時刻，客戶可以取消本次取款，用況結(jié)束2.第3步校驗密碼時，如發(fā)現(xiàn)密碼不一致，則重新輸入密碼，或用況結(jié)束后置條件：如果取款成功，客戶賬戶中的余額被更新（減少），否則余額不變。100/215取款用況的活動圖描述［客戶不確認(rèn)］［客戶確認(rèn)］［余額≥取款額］［未凍結(jié)］［不一致］［一致］［選擇重新輸入］［選擇結(jié)束］［凍結(jié)］［余額＜取款額］●··●··打印取款單輸入客戶信息顯示錯誤信息建立取款記錄更新賬戶信息打印存折顯示錯誤信息輸入取款金額輸入并校驗密碼顯示凍結(jié)信息●··101/215內(nèi)容摘要面向?qū)ο蟮幕靖拍蠲嫦驅(qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計過程UML概述用況建模靜態(tài)建模動態(tài)建模物理體系結(jié)構(gòu)建模102/215類圖和對象圖類和對象模型的基本模型元素有類、對象以及它們之間的關(guān)系對象圖是類圖的實例，描述某一時刻類圖中類的特定實例以及這些實例之間的特定鏈接對象圖使用了與類圖相同的符號，只是在對象名下附加下劃線，對象名后可接以冒號和類名，即

object-name:class-name系統(tǒng)中的類和對象模型描述了系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)103/215類圖和對象圖的基本元素

對象名：類名屬性名=值操作類名屬性名：類型操作聚集組合關(guān)聯(lián)泛化依賴實現(xiàn)104/215類圖和對象圖(例)實例xL4P2lineX1:realY1:realX2:realY2:realpointX:realY:realL1:lineX1=10Y1=10X2=-10Y2=-10L2:lineL3:lineX1=10Y1=5X2=-10Y2=-5L4:lineX1=9Y1=5X2=9Y2=3X1=-10Y1=10X2=10Y2=-10P1:pointX=0Y=0P2:pointX=9Y=4。5P1L1yL2類圖對象圖105/215類圖中類之間的關(guān)系關(guān)系含義符號關(guān)聯(lián)兩個元素之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系依賴兩個元素之間的依賴關(guān)系泛化一般與特殊關(guān)系聚集整體與部分之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系組合更強的一種整體與部分間的擁有關(guān)系，整體負(fù)責(zé)部分的創(chuàng)建和刪除實現(xiàn)規(guī)約(specification)與它的實現(xiàn)之間的關(guān)系106/215關(guān)聯(lián)關(guān)系從參與方數(shù)量分：二元關(guān)聯(lián)、多元關(guān)聯(lián)從參與限制：受限關(guān)聯(lián)整體和部分的關(guān)聯(lián)：聚集和組合107/215二元關(guān)聯(lián)二元關(guān)聯(lián)表示為在兩個類之間用一條直線連接，直線上可寫上關(guān)聯(lián)名有首都國家城市工作于公司員工雇傭關(guān)聯(lián)通常是雙向的108/215關(guān)聯(lián)的重數(shù)限制和角色駕駛?cè)宿I車駕駛員公車工作于公司員工雇傭*1工作于公司員工雇傭**關(guān)聯(lián)的兩端還可加上角色名（role）109/215與自身的關(guān)聯(lián)*雇傭*工作于工人1..*老板0..1管理公司員工雇傭關(guān)聯(lián)的鏈公司A張三公司B李四公司A王五公司C張三鏈?zhǔn)顷P(guān)聯(lián)的實例110/215自身關(guān)聯(lián)中的角色一個類的對象在不同的關(guān)聯(lián)中扮演不同的角色保險公司人保險合同保險單0..11表示為表達0..*1有涉及婚姻丈夫妻子0..*1..*涉及有保險客戶111/215多元關(guān)聯(lián)(例)項目程序語言程序員112/215多元關(guān)聯(lián)的對象圖(例)CAD程序:項目C:語言記賬系統(tǒng):項目COBOL:語言張三:

開發(fā)人員三重關(guān)聯(lián)對象圖113/215受限關(guān)聯(lián)受限關(guān)聯(lián)用于一對多或多對多的關(guān)聯(lián)限定符用來區(qū)分關(guān)聯(lián)“多”端的對象集合，它指明了在關(guān)聯(lián)“多”端的某個特殊對象

目錄文件0..*{ordered}有序關(guān)聯(lián)目錄文件文件名受限關(guān)聯(lián)114/215聚集聚集(aggregation)是表示整體-部分關(guān)系的一種關(guān)聯(lián)聚集中的“部分”對象可以是多個“整體”對象的一部分(共享非獨占)

聚集成員**組個人115/215組合組合(composition)是一種更強形式的關(guān)聯(lián)代表整體的組合對象有管理它的部分對象的特有責(zé)任，如部分對象的生成和釋放組合關(guān)聯(lián)具有強的物主身份，即“整體”對象擁有“部分”對象，“部分”對象生存在“整體”對象中*窗口正文對話框按鈕菜單***116/215關(guān)聯(lián)類某些關(guān)聯(lián)關(guān)系本身具有復(fù)雜的性質(zhì)，可以獨立為一個類關(guān)聯(lián)類往往可以轉(zhuǎn)換為多元關(guān)聯(lián)用戶工作站授權(quán)

優(yōu)先級特權(quán)開始一個時間片*

授權(quán)

*117/215關(guān)聯(lián)類間的導(dǎo)航符號明確的含義隱含的含義未指明雙向可導(dǎo)航右邊可導(dǎo)航左邊未指明只有右邊可導(dǎo)航只有右邊可導(dǎo)航只有右邊可導(dǎo)航右邊未指明左邊不可導(dǎo)航只有右邊可導(dǎo)航雙向可導(dǎo)航雙向可導(dǎo)航雙向不可導(dǎo)航雙向不可導(dǎo)航導(dǎo)航可理解為從一個類的對象訪問到另一個類的對象118/215關(guān)聯(lián)類間的導(dǎo)航(例)導(dǎo)航＊選課＊學(xué)生課程（a）

＊選課＊學(xué)生課程（c）＊選課＊學(xué)生課程（b）119/215泛化關(guān)系泛化表示類間的一般—特殊關(guān)系(is-a)一般類定義了它的特殊類的公共屬性和操作對一般類擴展一些屬性和/或操作后，可以特化(specialize)成特殊類一般類是特殊類的父類，特殊類是一般類的子類特殊類可以繼承一般類的屬性和操作子類可以定義自己的屬性和操作，也可重新定義父類中的操作，但重新定義的操作必須與父類具有相同的型構(gòu)(signature)120/215

顯示計算面積四邊形

顯示六邊形

顯示三角形

多邊形顯示邊數(shù)頂角座標(biāo)

長寬矩形計算面積泛化關(guān)系例121/215泛化關(guān)系例泛化是一種分類學(xué)關(guān)系，一個一般類可以從不同的維或方面進行特化例如學(xué)生可以從性別、學(xué)習(xí)階段(研究生、本科生、中學(xué)生等)等不同維度進行特化用類元(用作分類符)來表示分類的維度或方面，對應(yīng)的特殊類組成一個泛化集在泛化集中可對其元素應(yīng)用約束，在UML中提供以下約束，見下表122/215泛化集的約束符號含義Disjoint(不相交)該類元的多個泛化子類是互斥的，及不存在重疊部分Overlapping(重疊)該類元的多個泛化子類不是互斥的，存在重疊部分Complete(完全的)該類元的多個泛化子類完全覆蓋父類(從某個特定的維度上)Incomplete

(不完全的)該類元的多個泛化子類只能部分覆蓋父類(從某個特定的維度上)123/215泛化集的約束醫(yī)生人男人工人女人教師{overlapping,incomplete}｛disjoint,complete｝：職業(yè)：職業(yè)：職業(yè)：性別：性別泛化集的約束(例)124/215實現(xiàn)關(guān)系表示一個模型元素對于一個行為規(guī)約(specification)的實現(xiàn)關(guān)系例如類對于接口的實現(xiàn)，設(shè)計類對于分析類的實現(xiàn)泛化和實現(xiàn)都可以將一般描述與具體描述聯(lián)系起來，其區(qū)別是：泛化是同一語義層(例如都是類)上的元素之間的連接實現(xiàn)是不同語義層中的元素之間的連接，通常建立在不同的模型內(nèi)，如設(shè)計類到分析類的實現(xiàn)關(guān)系實現(xiàn)關(guān)系125/215實現(xiàn)關(guān)系《interface》choiceBlocksetDefault（choice:Choice）getChoice（）:ChoiceRadioButtonArraysetDefault（choice:Button）getChoice（）:ButtonPopUpMenusetDefault（choice:String）getChoice（）:StringButtonChoiceString1..*1..*1..*choicechoicechoice實現(xiàn)關(guān)系(例)126/215依賴關(guān)系依賴表示兩個或多個模型元素之間語義上的依賴關(guān)系例如網(wǎng)上書店中的交易通知依賴于郵件發(fā)送依賴關(guān)系用一個虛線箭頭表示，箭頭上可附加說明依賴類型的關(guān)鍵字UML2.0中的依賴種類如下：Access(訪問),bind(綁定),call(調(diào)用),create(創(chuàng)建),derive(派生),instantiate(實例化),permit(允許),realize(實現(xiàn)),refine(精化),send(發(fā)送),substitute(替換),trace(追蹤依賴),use(使用)127/215SchedulingEngine依賴關(guān)系BoxOffice《use》依賴關(guān)系(例)128/215約束和派生(constraint&derivation)約束是用自然語言或特定的形式語言正文表示的語義條件或限制約束的形式：{正文字符串}約束可以附加到任何模型元素上，例如泛化的約束有：不相交、交迭、完全的、不完全的129/215***保險公司人公司保險合同{xor}***保險公司人公司保險合同目錄文件

0..*｛ordered｝約束例-1130/215約束例-21..*成員11黨派領(lǐng)袖1{subset}政治家黨派｛self.employer=self.boss.employer｝0..1工人*老板0..1公司員工*雇員雇主131/215

Cost-priceSales-price/profitArticle{profit=Sales-price-Cost-price}

Invoice+amount:Real+date:Date=Currentdate+customer:String+specification:String-administrator:String=“unspecified”-maxCount:Integer=0-numberOfInvoices:Integer+status:Status=unpaid{unpaid,paid}約束例-3132/215關(guān)聯(lián)關(guān)系也可以被派生或約束1*{person.employer=person.department.employer}*1employeremployerdepartmentworksForDepartment/worksForCompany1*公司部門人約束例-4133/215134/215確定需要建模的類(分析階段)CRC(類—責(zé)任—協(xié)作者)方法：使用一組表示類的索引卡片類名(Class)類的責(zé)任(Responsibility)類的協(xié)作者(Collaborator)類名：

協(xié)作者：

責(zé)任：

135/215CRC的主要步驟標(biāo)識潛在的對象類篩選對象類，確定最終對象類標(biāo)識責(zé)任(類的屬性和操作)標(biāo)識協(xié)作者復(fù)審CRC卡136/215標(biāo)識潛在的對象類通常陳述中的名詞或名詞短語是可能的潛在對象，包括外部對象：他們產(chǎn)生或使用軟件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)/信息物理實體：如發(fā)票、選課單、報告、打印的信件系統(tǒng)運行過程中的事件：如機器人移動、系統(tǒng)入侵角色：與系統(tǒng)交互的人，如學(xué)生、教務(wù)員等組織單位或機構(gòu)：如院系、班級等……137/215篩選對象類的原則該對象的信息對于系統(tǒng)的正常運作是必須的(如選課單)該對象必須擁有一組可標(biāo)識的操作，它們可以按某種方式修改對象屬性的值具有多個相關(guān)屬性的對象類(過于簡單的對象類可以暫時合并到其它類中)該對象具備一些公共的屬性和操作出現(xiàn)在問題空間中的真實實體(如發(fā)票)138/215對象類的其它屬性CRC卡上還可以包含其它屬性實在性：切實的存在還是抽象實體包含性：原子的還是包含嵌套對象并發(fā)性：擁有獨立的線程還是被動接受調(diào)用持久性：持久的、臨時的(在系統(tǒng)運行期間一直有效)、短暫的完整性：是否強調(diào)內(nèi)部的資源控制，即開放性的程度139/215標(biāo)識對象類的責(zé)任責(zé)任：類所了解的信息或能執(zhí)行的操作信息：通過課程對象是否能直接了解所有選該門課程的學(xué)生操作：選課這一操作屬于學(xué)生類還是屬于課程類主要體現(xiàn)為屬性和操作類的責(zé)任分配是面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計的一個關(guān)鍵問題140/215確定類的屬性和操作屬性表示類的穩(wěn)定特征，即為了完成客戶規(guī)定的目標(biāo)所必須保存的類的信息操作定義了對象的行為并以某種方式修改對象的屬性值操作可以通過對系統(tǒng)的過程敘述的分析提取出來，通常敘述中的動詞可作為候選的操作操作大體可分為三類數(shù)據(jù)處理：增刪改、格式化、選擇、輸入/輸出等完成某種計算的操作，如關(guān)于選課合法性的檢查為控制事件的發(fā)生而監(jiān)控對象的操作141/215標(biāo)識協(xié)作者協(xié)作：一個對象為了完成某個責(zé)任需要向其它對象發(fā)送消息通過類屬關(guān)系標(biāo)識協(xié)作者具有整體與部分關(guān)系的兩個類，如窗口的刷新需要窗口內(nèi)所有的控件刷新一個類必須從另一個類獲取信息：學(xué)生對象記錄選課信息時需要從課程對象讀取課程基本信息一個類依賴于另一個類：選課結(jié)果通知依賴于郵件類的發(fā)送功能142/215CRC卡復(fù)審復(fù)審由客戶和軟件分析員參加，方法如下參加復(fù)審的人，每人拿CRC卡片的一個子集，有協(xié)作關(guān)系的卡片要分開將所有用況/場景分類，為每一個用況進行復(fù)審復(fù)審負(fù)責(zé)人仔細(xì)閱讀用況，當(dāng)讀到一個命名的對象時，將令牌傳送給持有對應(yīng)類的卡片的人員大家模擬各個對象類的責(zé)任(自己處理、創(chuàng)建協(xié)作對象、發(fā)送協(xié)作消息等)，令牌隨著模擬過程傳遞模擬過程中如果發(fā)現(xiàn)幾個相關(guān)的協(xié)作類無法很好的完成某個用況的要求則進行修改143/215UML中屬性的描述visibilityattribute-nametype

multiplicity=initial-value{property-string}Visibility(可見性)：該屬性在哪個范圍內(nèi)可見attribute-name：屬性名type(類型)：屬性的類型。multiplicity(重數(shù))：該屬性可能的值的個數(shù)以及它們的排列次序和唯一性initial-value(初值)：創(chuàng)建對象時的初值/默認(rèn)值property-string(特征字符串)：用來明確地指明該屬性可能的候選值144/215UML中可見性符號種類語義+Public（公共的）任何能看到當(dāng)前類對象的對象都能看到該屬性#Protected（受保護的）這個類或者它的任何子孫類的對象都能看到該屬性Private（私有的）只有這個類對象自身能看到該屬性Package（包的）在同一個包中的任何類對象能看到該屬性145/215屬性的重數(shù)形式：[minimum..maximum]maximum可以是“*”，表示無限當(dāng)一個屬性有多個值時，可在值的個數(shù)后面用{}指明值元素的順序和唯一性關(guān)鍵字排列次序和唯一性set無序，值元素唯一bag無序，值元素不唯一orderedset有序，值元素唯一list(orsequence)有序，值元素不唯一146/215Invoice+amount:Real+date:Date=Currentdate+customer:String+line:record[1..5]{set}-administrator:String=“unspecified”-numberofinvoices:Integer+status:Status=unpaid{unpaid,paid}147/215類屬性類屬性表示被這個類所有實例對象共享該屬性的值，類屬性是這個類的名字空間中的全局變量類屬性用下劃線來表示maxCount:Integer=0jobID:Integercreate(){jobID=maxCount++}schedule()Job類屬性實例屬性類操作實例操作148/215UML中操作的描述visibilityoperating-name(parameter-list):return-type{property-string}參數(shù)的描述：directionparameter-name:typemultiplicity=default-value關(guān)鍵字語義in傳遞值的輸入?yún)?shù)，該參數(shù)的改變對調(diào)用者是無效的out輸出參數(shù)，沒有輸入值，其最終值對調(diào)用者是有效的inout一個可以修改的輸入?yún)?shù)，其最終值對調(diào)用者是有效的return調(diào)用的返回值，該值對調(diào)用者是有效的，語義上與out參數(shù)沒有不同，但在一串表達式中使用時return是有效的149/215FigureSize:SizePos:Position+draw()+resize(percentX:Integer=25,percentY:Integer=25)+returnPos():Position150/215內(nèi)容摘要面向?qū)ο蟮幕靖拍蠲嫦驅(qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計過程UML概述用況建模靜態(tài)建模動態(tài)建模物理體系結(jié)構(gòu)建模151/215UML中的動態(tài)建模動態(tài)建模用來描述系統(tǒng)的動態(tài)行為，顯示對象在系統(tǒng)運行期間不同時刻的動態(tài)交互UML中用狀態(tài)機圖、活動圖和交互圖(順序圖、通信圖)來建立動態(tài)模型152/215狀態(tài)機圖狀態(tài)機圖描述對象所有可能的狀態(tài)，以及哪些事件將導(dǎo)致狀態(tài)的改變狀態(tài)機圖描述了對象的動態(tài)行為，是一種對象生存周期的模型狀態(tài)機圖建模的步驟列出對象具有的所有狀態(tài)：狀態(tài)分為起始狀態(tài)(1個)、結(jié)束狀態(tài)(0個或多個)和中間狀態(tài)標(biāo)識導(dǎo)致狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件為狀態(tài)和遷移定義狀態(tài)變量和動作153/215狀態(tài)機圖的基本符號狀態(tài)變量：是狀態(tài)機圖所顯示的類的屬性，也可以是臨時變量活動：列出了處于該狀態(tài)時要執(zhí)行的事件和動作狀態(tài)名狀態(tài)變量活動狀態(tài)遷移起始狀態(tài)結(jié)束狀態(tài)狀態(tài)機圖的基本符號一個初始狀態(tài)0個或多個結(jié)束狀態(tài)(由事件導(dǎo)致的)狀態(tài)轉(zhuǎn)換與狀態(tài)轉(zhuǎn)換相關(guān)的內(nèi)部變量進入/退出、或在該狀態(tài)持續(xù)期間的行為154/215Movingupdo/movingtofloorMovingdowndo/movingtofloorIdletimer=0do/increasetimerarrivedarrivedgodown(floor)MovingtoFirstfloorgoup(floor)[timer=time-out]arrivedgoup(floor)Onfirstfloor電梯升降的狀態(tài)機圖155/215狀態(tài)活動中的標(biāo)準(zhǔn)事件entry事件：進入該狀態(tài)時的特定動作exit事件：退出該狀態(tài)時的特定動作do事件：處于該狀態(tài)中時執(zhí)行的動作活動區(qū)中事件的語法：

event-name(argumentlist)[guard-condition]/activity-expression事件名可以是包括三個標(biāo)準(zhǔn)事件在內(nèi)的任何事件參數(shù)表表示該動作所需的參數(shù)警戒條件是布爾表達式，動作表達式將執(zhí)行的動作156/215login狀態(tài)loginlogintime=currenttimeentry/type“l(fā)ogin”do/getuse_namedo/getpasswordhelp/displayhelpexit/login(use_name,password)entry和exit事件必須執(zhí)行，不能中斷do及其它事件可以被導(dǎo)致當(dāng)前狀態(tài)遷移的事件中斷157/215狀態(tài)遷移-1標(biāo)在遷移箭頭上的事件發(fā)生了首先執(zhí)行引起遷移的事件中的動作，然后遷移到新的狀態(tài)，執(zhí)行新狀態(tài)中的內(nèi)部動作在執(zhí)行do或用戶定義的動作時，可以被導(dǎo)致狀態(tài)遷移的外部事件中斷，但entry動作和exit動作不能被中斷，它們總是要執(zhí)行完例如打印機處于打印狀態(tài)時可以隨時被用戶取消(abort事件)，但exit動作中所要求的清理作業(yè)區(qū)的動作一定會執(zhí)行158/215狀態(tài)遷移-2狀態(tài)機圖中相應(yīng)的遷移上未指明事件表示當(dāng)前狀態(tài)中的內(nèi)部動作(包括entry、exit、do以及用戶定義的動作)全部執(zhí)行完后，該狀態(tài)遷移被自動觸發(fā)例如打印機處于打印狀態(tài)時將一直執(zhí)行打印動作直至當(dāng)前打印任務(wù)完成(除非發(fā)生取消事件)，然后自動進入空閑狀態(tài)159/215idleCollectingmoneyCoinsin(amount)/addtobalancetestandcomputeDo:testitemandcomputechangeDo:dispenseitemDo:makechangeSelect(item)[change<0][itemempty]Coinsin(amount)/SetbalanceCancel/refundCoins[change>0][change=0]自動售貨機的狀態(tài)機圖160/215狀態(tài)遷移的語法event-name(parameter-list)[guard-condition]/effect-list事件名、參數(shù)表、警戒條件既有事件特征又有警戒條件，則表示僅當(dāng)這個事件發(fā)生并且警戒條件為真時才觸發(fā)相應(yīng)的狀態(tài)遷移只有警戒條件，則表示當(dāng)該條件變?yōu)檎鏁r，觸發(fā)狀態(tài)遷移effect-list是當(dāng)該遷移觸發(fā)時執(zhí)行的動作表達式表達式中可引用相應(yīng)對象中的屬性、操作，或者事件特征中的參數(shù)，動作可以包括調(diào)用、發(fā)送和其它種類的動作一個狀態(tài)遷移上可以有多個用′/′符號分隔動作表達式，它們按從左到右的次序依次執(zhí)行，不允許嵌套或遞歸161/215[timer=time-out]/godown(firstfloor)Movingupdo/movingtofloorMovingdowndo/movingtofloorIdletimer=0do/increasetimerarrivedarrivedgodown(floor)goup(floor)goup(floor)Onfirstfloor電梯的狀態(tài)機圖162/215狀態(tài)機圖中的事件數(shù)字手表類及其狀態(tài)機圖inc/hours:=hours+1Digital_Watchmode_button()inc()do/displayminutesSetminutesdo/displayhoursSethoursdo/displaycurrenttimeDisplaymode_buttonmode_buttoninc/minutes:=minutes+1mode_button狀態(tài)機圖類事件是指已發(fā)生并可能引發(fā)某種活動的一件事163/215事件類型描述調(diào)用事件callevent收到一條被一個對象外部同步調(diào)用的請求(同步)改變事件changeevent某些特定值(如監(jiān)控的環(huán)境溫度、運行系統(tǒng)環(huán)境參數(shù)等)的改變，一般與一個布爾表達式相關(guān)聯(lián)信號事件signalevent收到供對象間異步通信用的一個外部的、被命名的信號(異步)時間事件timeevent到達一個絕對時間或經(jīng)過一段相對的時間量事件的種類164/215狀態(tài)機圖之間發(fā)送的消息狀態(tài)機圖之間可通過動作(如在發(fā)送子句中指明接收者)或圖間的虛線箭頭向其他狀態(tài)機圖發(fā)送消息當(dāng)采用虛線箭頭時，狀態(tài)機圖必須畫在矩形框中從表示源對象的狀態(tài)機圖中的狀態(tài)遷移上畫虛線箭頭到表示目標(biāo)對象的狀態(tài)機圖的邊框上在兩個狀態(tài)機圖的邊框間畫虛線箭頭，表示源對象在其執(zhí)行期間的某時刻發(fā)送該消息在目標(biāo)對象的狀態(tài)機圖中應(yīng)畫有一個捕獲這個消息的相應(yīng)的遷移165/215On()Off()RemoteControlPlay()Stop()OffOnOn()Off()Play()Stop()OffOn/StopOn/PlayOff()/Stop()CDPlayerOn()Off()Stop()Play()狀態(tài)機圖之間的消息發(fā)送166/215組合狀態(tài)組合狀態(tài)被分解成區(qū)域，每個區(qū)域中包含一或多個直接子狀態(tài)正交狀態(tài)(并發(fā))：當(dāng)該狀態(tài)活躍時，多個區(qū)域中的子狀態(tài)可能同時處于活躍狀態(tài)非正交狀態(tài)(非并發(fā))：當(dāng)該狀態(tài)活躍時，在同一時刻只有一個子狀態(tài)是活躍的SS167/215非正交狀態(tài)例如，汽車中的變速器有中間狀態(tài)、前進狀態(tài)和倒退狀態(tài)，前進狀態(tài)又有三個排擋子狀態(tài)：第一、第二、第三，在任一時刻，這三個子狀態(tài)同時只有一個是活躍的，所以前進狀態(tài)是“非正交”組合狀態(tài)ForwardStopdownshiftupshiftdownshiftupshiftFirstSecondThirdpushNpushRpushNpushFNeutralReverseTransmission168/215正交狀態(tài)三局二勝比賽的正交狀態(tài)PlayingrubberAVulnerabilityAwinAwinAwinsrubberNotvulnerablevulnerableBVulnerabilityBwinBwinBwinsrubberNotvulnerablevulnerable169/215如果某些對象是另一些對象的聚集對象，則這些代表“部分”對象的狀態(tài)圖通常是并發(fā)的，它們都是聚集對象的并發(fā)子狀態(tài)。例如“汽車”對象是“點火”、“變速器”、“剎車”、“油門”等對象的聚集對象。transmissionignitionacceleratorcarbrake170/215Carturnkeytostart[Transmission