第6章：信息與系統(tǒng)集成系統(tǒng)集成建模技術(shù)

第6章：信息與系統(tǒng)集成系統(tǒng)集成建模技術(shù)第一頁，共45頁。信息系統(tǒng)建模面向?qū)ο蠼Ｒ粋€小系統(tǒng)的UML建模本章內(nèi)容第二頁，共45頁。1.信息系統(tǒng)建模信息系統(tǒng)模型模型：對現(xiàn)實(shí)世界的抽象。信息系統(tǒng)模型：用計算機(jī)的觀點(diǎn)（術(shù)語、圖表等）對現(xiàn)實(shí)世界的信息處理進(jìn)行抽象所獲得的模型。信息系統(tǒng)模型的作用：將現(xiàn)實(shí)世界的信息處理過程映射到計算機(jī)世界。信息系統(tǒng)模型信息系統(tǒng)規(guī)劃模型信息系統(tǒng)概念模型信息系統(tǒng)邏輯模型信息系統(tǒng)物理模型第三頁，共45頁。信息系統(tǒng)規(guī)劃模型：具有宏觀指導(dǎo)意義、時間跨度相對長的總體性規(guī)劃。信息系統(tǒng)規(guī)劃模型戰(zhàn)略規(guī)劃信息處理規(guī)劃資源規(guī)劃與組織機(jī)構(gòu)目標(biāo)一致的信息系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)原則、建設(shè)策略根據(jù)信息、信息處理需求，定義信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、開發(fā)計劃對資金、人員、設(shè)備、工具、環(huán)境等作出保障性安排1.信息系統(tǒng)建模第四頁，共45頁。1.信息系統(tǒng)建模信息系統(tǒng)概念模型：對現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行總結(jié)、抽象，以真實(shí)反映現(xiàn)實(shí)世界中對象的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動、狀態(tài)，是需求分析的產(chǎn)物。平臺（需求）網(wǎng)絡(luò)覆蓋與結(jié)構(gòu)需求流量分析處理量分析存儲量分析安全需求管理需求第五頁，共45頁。1.信息系統(tǒng)建模信息系統(tǒng)概念模型：對現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行總結(jié)、抽象，以真實(shí)反映現(xiàn)實(shí)世界中對象的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動、狀態(tài)，是需求分析的產(chǎn)物。應(yīng)用系統(tǒng)（需求）組織結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)使用者（組織結(jié)構(gòu)圖、角色）業(yè)務(wù)過程（業(yè)務(wù)流程圖；活動圖/順序圖）業(yè)務(wù)功能（數(shù)據(jù)流圖DFD；用例圖、概念類圖）數(shù)據(jù)/信息（實(shí)體屬性圖、E-R圖；概念類圖/縮略類圖）非功能需求（性能、界面、可擴(kuò)展性、安全性、環(huán)境等）第六頁，共45頁。1.信息系統(tǒng)建模信息系統(tǒng)邏輯模型：概念模型的計算機(jī)觀點(diǎn)描述，不涉及具體設(shè)備、技術(shù)和系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)，是(概要)設(shè)計的結(jié)果。平臺（設(shè)計）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)虛擬網(wǎng)絡(luò)劃分路由規(guī)劃服務(wù)器、存儲系統(tǒng)、客戶端技術(shù)參數(shù)系統(tǒng)軟件技術(shù)參數(shù)安全系統(tǒng)/體系技術(shù)參數(shù)（網(wǎng)絡(luò)/IT）管理系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)第七頁，共45頁。1.信息系統(tǒng)建模信息系統(tǒng)邏輯模型：概念模型的計算機(jī)觀點(diǎn)描述，不涉及具體設(shè)備、技術(shù)和系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)，是(概要)設(shè)計的結(jié)果。應(yīng)用系統(tǒng)（設(shè)計）——結(jié)構(gòu)化模型總體功能結(jié)構(gòu)：功能結(jié)構(gòu)圖功能模塊：HIPO/IPO（功能結(jié)構(gòu)、輸入、處理、輸出）數(shù)據(jù)庫：關(guān)系模型（數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)、表間聯(lián)系）應(yīng)用系統(tǒng)（設(shè)計）——對象模型總體功能結(jié)構(gòu)：包圖模塊靜態(tài)結(jié)構(gòu)：類圖模塊動態(tài)行為：順序圖、協(xié)作圖第八頁，共45頁。1.信息系統(tǒng)建模信息系統(tǒng)物理模型：信息系統(tǒng)物理實(shí)現(xiàn)的描述，包括計算模式、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)、組件結(jié)構(gòu)、設(shè)備配置等細(xì)節(jié)，是信息系統(tǒng)（詳細(xì)）設(shè)計的結(jié)果。平臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、存儲、客戶機(jī)配置方案系統(tǒng)軟件配置方案安全系統(tǒng)配置方案網(wǎng)絡(luò)/IT管理系統(tǒng)配置方案IP地址、掩碼、網(wǎng)關(guān)分配方案第九頁，共45頁。1.信息系統(tǒng)建模信息系統(tǒng)物理模型：信息系統(tǒng)物理實(shí)現(xiàn)的描述，包括計算模式、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)、組件結(jié)構(gòu)、設(shè)備配置等細(xì)節(jié)，是信息系統(tǒng)（詳細(xì)）設(shè)計的結(jié)果。應(yīng)用系統(tǒng)——結(jié)構(gòu)化模型代碼框架（程序框架）具體功能的處理流程應(yīng)用系統(tǒng)——對象模型對象內(nèi)部行為：狀態(tài)圖組件之間的接口：系統(tǒng)組件圖系統(tǒng)部署方案：系統(tǒng)配置圖第十頁，共45頁。1.信息系統(tǒng)建模信息系統(tǒng)模型之間的關(guān)系現(xiàn)實(shí)世界：客觀事物、信息計算機(jī)世界：信息系統(tǒng)、信息概念模型邏輯模型物理模型現(xiàn)實(shí)世界計算機(jī)世界抽象空間形象空間第十一頁，共45頁。1.信息系統(tǒng)建模信息系統(tǒng)建模方法結(jié)構(gòu)化方法（自頂向下、逐步求精，數(shù)據(jù)流程圖方法）；面向?qū)ο蠓椒ǎㄓ美龍D及用例描述——功能需求；包圖、類圖——系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)；順序圖——對象之間的交互關(guān)系及順序；活動圖——工作流中的活動及執(zhí)行活動的順序；協(xié)作圖——對象之間的消息及發(fā)送順序；組件圖——組件之間的接口關(guān)系，等等）第十二頁，共45頁。2.面向?qū)ο蠼Ｃ嫦驅(qū)ο蠼Ｓ脤ο蠡蝾愖鳛檐浖到y(tǒng)的主要構(gòu)造塊。對象是從問題空間或解空間的詞匯中抽取出來的東西；類是對具有共同性質(zhì)的一組對象的描述。面向?qū)ο蟮姆椒槭褂脴?gòu)件技術(shù)（如J2EE或.NET）裝配系統(tǒng)提供概念基礎(chǔ)。第十三頁，共45頁。2.面向?qū)ο蠼ML（UnifiedModelingLanguage，UML）語言UML主要包括三個基本構(gòu)造塊：元素或事物（Things）關(guān)系（Relationships）圖（Diagrams）。第十四頁，共45頁。類（Class）接口（Interface）協(xié)作（Collaboration）用例（UseCase）活動類（ActiveClass）組件（Component）結(jié)點(diǎn)（Node）元素/事物（Things）圖（Diagrams）關(guān)系（Relationships）UML組成結(jié)構(gòu)元素（Structural）行為元素（Behavioral）分組元素(Grouping)注釋元素(Annotational)交互（ineraction）狀態(tài)機(jī)（statemachine）包（package）依賴（Dependencies）：兩個元素之間的語義(使用)關(guān)系關(guān)聯(lián)（Association）：描述類與類間的連接(結(jié)構(gòu))關(guān)系泛化（Generalization）：一般(父)類與具體(子)類間關(guān)系實(shí)現(xiàn)（Realization）：類之間的語義（契約）關(guān)系靜態(tài)圖行為圖用例圖交互圖實(shí)現(xiàn)圖類圖(class、對象圖(object)、包圖(package)狀態(tài)圖(Statemachine)、活動圖(Activity)用例圖(Usecase)順序圖(Sequence)、協(xié)作圖(Collaboration)組件圖(Component)、部署圖(Deployment)第十五頁，共45頁。2.面向?qū)ο蠼ML（UnifiedModelingLanguage，UML）語言UML主要圖（Diagrams）之間的關(guān)系。用例圖類圖S活動圖順序圖狀態(tài)圖類圖C協(xié)作圖需求第十六頁，共45頁。2.面向?qū)ο蠼ML建模過程需求分析，識別系統(tǒng)的角色和用例先進(jìn)行需求調(diào)研，依據(jù)業(yè)務(wù)流程、數(shù)據(jù)流程、涉及的操作人員，識別出系統(tǒng)中的角色和用例（功能）；分析系統(tǒng)中各角色和用例間的聯(lián)系，使用UML建模工具繪制系統(tǒng)的用例圖、活動圖、順序圖。系統(tǒng)分析，抽取類抽取出類、描述類之間的關(guān)系，得到系統(tǒng)的概念類圖。系統(tǒng)分析和需求分析常常同時進(jìn)行。第十七頁，共45頁。2.面向?qū)ο蠼ML建模過程系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計類及其行為結(jié)構(gòu)設(shè)計：定義包(子系統(tǒng))、包間的依賴關(guān)系、通信機(jī)制，以描述系統(tǒng)的邏輯組成部分以及各部分之間的依賴關(guān)系，產(chǎn)生包圖、組件圖、部署圖。詳細(xì)設(shè)計：細(xì)化設(shè)計，清晰描述所有的類，同時使用UML的動態(tài)模型描述在特定環(huán)境下這些類的實(shí)例的行為，產(chǎn)生細(xì)化類圖、順序圖、狀態(tài)圖、協(xié)作圖。第十八頁，共45頁。測試與UML模型的關(guān)系測試過程：單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試和驗(yàn)收測試。單元測試：對單個類或一組類的測試，可由編程者完成。集成測試：檢驗(yàn)集成組件和類是否像設(shè)計的那樣合作。系統(tǒng)測試：將系統(tǒng)看成黑盒子，進(jìn)行功能測試。驗(yàn)收測試：由用戶實(shí)施，驗(yàn)證系統(tǒng)是否滿足客戶要求。單元測試使用類圖和類規(guī)格說明；集成測試使用組件圖、時序圖、狀態(tài)圖、活動圖、協(xié)作圖；系統(tǒng)測試使用用例圖，以檢驗(yàn)系統(tǒng)行為。課程結(jié)束，謝謝大家！2.面向?qū)ο蠼５谑彭?，?5頁。系統(tǒng)的功能需求客戶可以通過不同的方式（包括電話、前臺、網(wǎng)上）預(yù)訂車輛。能夠保存客戶的預(yù)訂申請單。能夠保存客戶的歷史記錄。工作人員可以處理客戶申請。技術(shù)人員可以保存對車輛檢修的結(jié)果。3.汽車租賃系統(tǒng)的UML建模第二十頁，共45頁。系統(tǒng)的用例圖用例圖的用途：描述系統(tǒng)應(yīng)該具備的功能，即被稱為參與者的外部用戶所能觀察到的功能。用例視圖是其他視圖的基礎(chǔ)，它的內(nèi)容直接驅(qū)動其他視圖的分析和設(shè)計。確定系統(tǒng)的參與者客戶公司職員3.汽車租賃系統(tǒng)的UML建模第二十一頁，共45頁。系統(tǒng)的用例圖客戶的用例圖3.汽車租賃系統(tǒng)的UML建模參與者（Actor）用例（UseCase）關(guān)聯(lián)關(guān)系（Association）包含關(guān)系（Include）擴(kuò)展關(guān)系（Extend）泛化關(guān)系（Generalization）參與者用例之間進(jìn)行通信外部可見的系統(tǒng)功能單元第二十二頁，共45頁。系統(tǒng)的用例圖公司職員用例圖3.汽車租賃系統(tǒng)的UML建模使用關(guān)聯(lián)（UseAssociation）第二十三頁，共45頁。系統(tǒng)的順序圖順序圖是表現(xiàn)消息時間順序的交互圖。順序圖描述了對象之間傳送消息的時間順序，用來表示用例中的行為順序。順序圖將交互關(guān)系表示為一個二維圖：縱軸是時間軸，時間沿豎線向下延伸橫軸代表了在協(xié)作中各獨(dú)立的對象。3.汽車租賃系統(tǒng)的UML建模第二十四頁，共45頁。系統(tǒng)的順序圖管理順序圖3.汽車租賃系統(tǒng)的UML建模對象（Object）生命線（Lifeline）消息（Message）激活（Activation）第二十五頁，共45頁。系統(tǒng)的順序圖客戶預(yù)訂順序圖3.汽車租賃系統(tǒng)的UML建模第二十六頁，共45頁。系統(tǒng)的順序圖取車順序圖3.汽車租賃系統(tǒng)的UML建模第二十七頁，共45頁。系統(tǒng)的順序圖還車順序圖3.汽車租賃系統(tǒng)的UML建模第二十八頁，共45頁。系統(tǒng)的協(xié)作圖

協(xié)作圖描述的是和對象結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息。協(xié)作圖的用途是表示一個類操作的實(shí)現(xiàn)。協(xié)作圖對交互中有意義的對象和對象之間的鏈建模。在UML中，協(xié)作圖用幾何排列來表示交互作用中的對象和鏈，附在鏈的箭頭代表消息，消息的發(fā)生順序用消息箭頭處的編號來說明。3.汽車租賃系統(tǒng)的UML建模第二十九頁，共45頁。系統(tǒng)的協(xié)作圖

順序圖與協(xié)作圖都表示對象之間的交互作用，只是它們的側(cè)重點(diǎn)有所不同：順序圖描述了交互過程中的時間順序，但沒有明確地表達(dá)對象之間的關(guān)系。協(xié)作圖描述了對象之間的關(guān)系，但時間順序必須從順序號獲得。兩種圖的語義是等價的，可以從一種形式的圖轉(zhuǎn)換成另一種形式的圖，而不丟失任何信息。3.汽車租賃系統(tǒng)的UML建模第三十頁，共45頁。系統(tǒng)的協(xié)作圖

本系統(tǒng)的協(xié)作圖客戶預(yù)訂的協(xié)作圖客戶取車的協(xié)作圖客戶還車的協(xié)作圖3.汽車租賃系統(tǒng)的UML建模第三十一頁，共45頁。客戶預(yù)訂的協(xié)作圖對象（Object）鏈（Link）消息（Message）第三十二頁，共45頁?？蛻羧≤嚨膮f(xié)作圖第三十三頁，共45頁?？蛻暨€車的協(xié)作圖第三十四頁，共45頁。3.汽車租賃系統(tǒng)的UML建模系統(tǒng)的狀態(tài)圖狀態(tài)機(jī)精確地描述對象的行為：展示狀態(tài)與狀態(tài)轉(zhuǎn)換的圖。展示對象在其生命期的所有狀態(tài)的序列，以及對象對所收到的事件如何響應(yīng)。狀態(tài)圖一個狀態(tài)圖表示一個狀態(tài)機(jī)。表現(xiàn)從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)的控制流。由表示狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)、表示狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的帶箭頭的直線組成。第三十五頁，共45頁。系統(tǒng)的狀態(tài)圖3.汽車租賃系統(tǒng)的UML建模狀態(tài)（State）轉(zhuǎn)換（Transition）初始狀態(tài)（StartState）終結(jié)狀態(tài)（EndState）判定（Decision）第三十六頁，共45頁。3.汽車租賃系統(tǒng)的UML建模系統(tǒng)的活動圖活動是某件事情正在進(jìn)行的狀態(tài)?；顒訄D是一種描述系統(tǒng)行為的圖，它用于展現(xiàn)參與行為的類所進(jìn)行的各種活動的順序關(guān)系?；顒訄D與狀態(tài)圖都是狀態(tài)機(jī)的表現(xiàn)形式。活動圖與狀態(tài)圖的區(qū)別：活動圖著重表現(xiàn)從一個活動到另一個活動的控制流，是內(nèi)部處理驅(qū)動的流程。狀態(tài)圖著重描述從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)的流程，主要有外部事件的參與。第三十七頁，共45頁。系統(tǒng)的活動圖3.汽車租賃系統(tǒng)的UML建模動作狀態(tài)（ActionState）活動狀態(tài)（ActivityState）動作流（ActionFlow）分支（Branch）與合并（Merge）分叉（Fork）與匯合（Join）泳道（Swimlane）對象流（ObjectFlow）第三十八頁，共45頁。類及類圖描述類、接口、協(xié)作及它們之間關(guān)系的圖；顯示系統(tǒng)中各個類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)主要類：人、車、申請表、工