UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì) 課件 第1章 系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)技術(shù)的演變

UML系統(tǒng)建模

與分析設(shè)計(jì)刁成嘉編著2007年9月課件2024/2/281UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)第一章

系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)技術(shù)的演變

本章目的：理解軟件的基本概念和特點(diǎn)了解軟件的發(fā)展過(guò)程及軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程了解軟件開(kāi)發(fā)的方法掌握面向?qū)ο蠹夹g(shù)的基本概念及開(kāi)發(fā)過(guò)程了解幾種典型的面向?qū)ο蠓椒?024/2/282UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)1.1軟件的概念、特點(diǎn)和分類1．現(xiàn)代軟件的概念和特點(diǎn)（1）軟件規(guī)模大。（2）軟件開(kāi)發(fā)規(guī)范并趨于標(biāo)準(zhǔn)化。（3）軟件開(kāi)發(fā)方法多，有大量的軟件工具持。（4）注重軟件開(kāi)發(fā)的管理。（5）軟件維護(hù)相對(duì)過(guò)去容易得多。2024/2/283UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)2．軟件的分類（1）按軟件的功能劃分系統(tǒng)軟件。支撐軟件。應(yīng)用軟件。（2）按軟件的規(guī)模劃分微型軟件。小型軟件。中型軟件。大型甚至超大型軟件。（3）按軟件工作方式劃分實(shí)時(shí)處理軟件。分時(shí)軟件。交互式軟件。批處理軟件。2024/2/284UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)（4）按軟件服務(wù)對(duì)象的范圍劃分項(xiàng)目軟件。 產(chǎn)品軟件。（5）按使用的頻度劃分 一次性使用軟件。 使用頻度較高的軟件。（6）按軟件失效的影響程度劃分 一般性軟件。 關(guān)鍵性軟件。2024/2/285UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)1.2軟件的發(fā)展與軟件工程軟件工程的指導(dǎo)性原則：

變動(dòng)的軟件需求。 穩(wěn)妥的設(shè)計(jì)方法。 高效的軟件開(kāi)發(fā)支持技術(shù)。 有效的過(guò)程管理。軟件工程具有里程碑意義的進(jìn)展：

結(jié)構(gòu)化軟件開(kāi)發(fā)方法的工具。 計(jì)算機(jī)輔助軟件工程（CASE）。 面向?qū)ο笳Z(yǔ)言和方法成為主流的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)。2024/2/286UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)1.3軟件開(kāi)發(fā)模型的演變和生存周期1.3.1軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程與模型的演變1.瀑布模型（waterfallmodel）（1）慎重使用瀑布模型的情況：不能充分理解客戶需求或客戶需求有可能迅速發(fā)生化；系統(tǒng)太大太復(fù)雜，不能一次做完所有的事；事先擬采用的技術(shù)迅速發(fā)生變化；提供的資源有限；無(wú)法利用各開(kāi)發(fā)階段的某一中間產(chǎn)品。2024/2/287UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)（2）使用瀑布模型的情況：系統(tǒng)所有的功能、性能要求客戶可以一次性準(zhǔn)確交付時(shí)；必須是首次開(kāi)發(fā)的新系統(tǒng)并且淘汰全部老系統(tǒng)時(shí)。2.漸增模型（incrementalmodel）（1）慎重考慮使用漸增模型的情況：不能充分理解客戶需求或客戶需求有可能迅速發(fā)生變化；事先擬采用的技術(shù)迅速發(fā)生變化；客戶突然提出一些新的功能需求；長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)僅有有限的資源保證（開(kāi)發(fā)人員和資金）。2024/2/288UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)使用漸增模型的情況：需要在盡短的時(shí)間內(nèi)得到系統(tǒng)基本功能的演示或使用；各版本都有中間階段產(chǎn)品可提供使用；系統(tǒng)可以被自然地分割成漸增的模式；開(kāi)發(fā)人員與資金可以逐步增加。2024/2/289UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)3.演化模型（evolutionarymodel） 演化模型也稱為原型（prototype）法模型。使用演化模型時(shí)應(yīng)注意：演化模型也是通過(guò)系統(tǒng)各個(gè)可執(zhí)行的中間版本以漸增的形式來(lái)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的，但是客戶需求可以分步逐漸了解，不用在初始時(shí)就確定。在模型中，可以預(yù)先定義一部分客戶需求，然后在每個(gè)后繼的中間版本中再逐步增加需求，一點(diǎn)點(diǎn)完善。在開(kāi)發(fā)每個(gè)中間版本時(shí)，開(kāi)發(fā)過(guò)程中的活動(dòng)和任務(wù)可以順序地或部分重疊平行地被加入到這些中間版本中。2024/2/2810UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)2024/2/2811UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)4.螺旋模型（spiralmodel）螺旋模型的四類活動(dòng)：制定計(jì)劃。風(fēng)險(xiǎn)分析。實(shí)施開(kāi)發(fā)?？蛻粼u(píng)估。2024/2/2812UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)5.智能模型（intelligentmodel）2024/2/2813UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)1.3.2軟件開(kāi)發(fā)模型的選擇要綜合考慮以下幾個(gè)因素：（1）軟件規(guī)模（2）軟件類型系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)。實(shí)時(shí)軟件的開(kāi)發(fā)。商業(yè)應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)。嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)。人工智能軟件的開(kāi)發(fā)。2024/2/2814UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)（3）軟件質(zhì)量要求（4）交付工期（5）客戶需求明確度（6）投資（7）可復(fù)用性（8）開(kāi)發(fā)者掌握的資源2024/2/2815UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)1.3.3軟件生存周期2024/2/2816UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)１．軟件定義 （1）軟件系統(tǒng)的可行性研究 1）經(jīng)濟(jì)可行性研究。 2）技術(shù)可行性研究。 3）法律可行性研究。 4）方案的選擇。 （2）需求分析 1）任務(wù)。 軟件功能需求： 軟件性能需求： 軟件系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境： 2）按需求建模。 3）軟件需求規(guī)格說(shuō)明（SoftwareRequirementsSpecification，簡(jiǎn)稱SRS）。2024/2/2817UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)２．軟件開(kāi)發(fā) （1）概要設(shè)計(jì) 建立系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和各模塊之間的關(guān)系； 定義各個(gè)功能摸塊的接口； 設(shè)計(jì)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 規(guī)定設(shè)計(jì)約束； 制定組裝測(cè)試計(jì)劃。 （2）詳細(xì)設(shè)計(jì) 對(duì)概要設(shè)計(jì)進(jìn)行細(xì)化； 建立文檔資料。2024/2/2818UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)

（3）實(shí)現(xiàn) 選擇合適的編程語(yǔ)言； 制定測(cè)試案例； 保存文檔資料。 （4）組裝測(cè)試 （5）確認(rèn)測(cè)試3．軟件使用、維護(hù)和更新?lián)Q代 （1）軟件使用 （2）系統(tǒng)維護(hù) （3）系統(tǒng)更新?lián)Q代2024/2/2819UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)1.4軟件開(kāi)發(fā)方法簡(jiǎn)介1.結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法 其控制結(jié)構(gòu)僅由順序、選擇與重復(fù)等有限的基本控制結(jié)構(gòu)表示。2.模塊化程序設(shè)計(jì)方法 模塊之間的接口應(yīng)盡可能簡(jiǎn)明清晰： 單獨(dú)模塊的修改不影響其它模塊的功能； 模塊化應(yīng)具有可修改性、易讀性和可驗(yàn)證性。3.面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法2024/2/2820UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)1.4.1結(jié)構(gòu)化軟件開(kāi)發(fā)方法 1．結(jié)構(gòu)化分析的步驟 構(gòu)造數(shù)據(jù)流模型。 構(gòu)建控制流模型。 生成數(shù)據(jù)字典（DD）。 生成可選方案，建立需求規(guī)約。2024/2/2821UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)2．結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)步驟首先研究、分析和審查數(shù)據(jù)流圖。從軟件的需求規(guī)格說(shuō)明中弄清數(shù)據(jù)流加工的過(guò)程。然后根據(jù)數(shù)據(jù)流圖決定問(wèn)題的類型。由數(shù)據(jù)流圖推導(dǎo)出系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)圖。優(yōu)化軟件結(jié)構(gòu)。描述模塊接口。修改和補(bǔ)充數(shù)據(jù)詞典。制定測(cè)試計(jì)劃。2024/2/2822UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)1.4.2模塊化軟件開(kāi)發(fā)方法 （1）模塊可分解性。 （2）模塊可組裝性。 （3）模塊可理解性。 （4）模塊連續(xù)性。 （5）模塊保護(hù)。2024/2/2823UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)1.4.3面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)軟件開(kāi)發(fā)方法 1．建立JSD的系統(tǒng)進(jìn)程模型 2．JSD方法的步驟 （1）JSD需求分析步驟 標(biāo)識(shí)系統(tǒng)中的實(shí)體與相應(yīng)動(dòng)作； 生成實(shí)體結(jié)構(gòu)圖； 初建系統(tǒng)模型。 （2）JSD系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 擴(kuò)充功能過(guò)程。 系統(tǒng)定時(shí)。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。2024/2/2824UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)

面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)方法的特點(diǎn)：將分析結(jié)果作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，無(wú)明顯分界；都必須標(biāo)識(shí)關(guān)鍵實(shí)體和動(dòng)作；信息具有層次性；提供一組將層次化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)映射到程序結(jié)構(gòu)的步驟；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由順序、選擇和重復(fù)3種構(gòu)造成分表示。2024/2/2825UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)1.4.4面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)方法

面向?qū)ο蠓椒ǖ囊饬x： （1）一種新的思考方式。 （2）將數(shù)據(jù)和行為結(jié)合成為對(duì)象。 （3）核心是封裝。 （4）面向?qū)ο蠓椒ń⒌幕A(chǔ)是：軟件工程概念；計(jì)算機(jī)科學(xué)概念；工程管理；數(shù)據(jù)庫(kù)信息模型；傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)方法。2024/2/2826UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)

面向?qū)ο蠓椒ㄓ袔资N，綜合起來(lái)，其基本觀點(diǎn)如下：現(xiàn)實(shí)客觀世界由對(duì)象組成。相同的對(duì)象歸并為類。類可以繼承。對(duì)象之間通過(guò)消息進(jìn)行聯(lián)系。面向?qū)ο?對(duì)象+類+繼承+通信2024/2/2827UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)1.4.5軟件開(kāi)發(fā)方法的評(píng)價(jià)與選擇綜合考慮以下幾方面因素：人員素質(zhì)。時(shí)間進(jìn)度。掌握資源?？尚行浴ｎI(lǐng)域知識(shí)。從四個(gè)方面評(píng)價(jià)：技術(shù)特征。使用特征。管理特征。經(jīng)濟(jì)特征。2024/2/2828UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)1.5面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)方法簡(jiǎn)介

特點(diǎn)： （1）使人們更好地認(rèn)識(shí)客觀世界 （2）能很好地適應(yīng)需求變化 （3）容易實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用 （4）系統(tǒng)易于維護(hù)和修改2024/2/2829UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)1.5.1面向?qū)ο蟮幕靖拍? 封裝性、繼承性和多態(tài)性。 1.對(duì)象 客觀世界中的實(shí)體抽象為問(wèn)題空間中的對(duì)象。 2.對(duì)象的抽象——類 把具有相同特征和行為的對(duì)象歸在一起就形成了類（Class）。2024/2/2830UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)2024/2/2831UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)3.信息隱蔽和局部化——封裝4.繼承與派生2024/2/2832UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)5.對(duì)象之間的聯(lián)系紐帶——消息2024/2/2833UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)6.多態(tài)性 多態(tài)性（Polymorphism）是指同一個(gè)消息為不同的對(duì)象接收時(shí)，可產(chǎn)生不同的動(dòng)作或執(zhí)行結(jié)果。2024/2/2834UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)1.5.2面向?qū)ο笙到y(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程2024/2/2835UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)

（1）需求分析階段。 （2）系統(tǒng)分析階段。 （3）系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段。 （4）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、測(cè)試、使用、維護(hù)階段。2024/2/2836UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)1.5.3幾種典型的面向?qū)ο蠓椒ê?jiǎn)介1．Booch面向?qū)ο蠓椒?（1）Booch

方法的基本開(kāi)發(fā)模型 開(kāi)發(fā)模型包括邏輯模型、物理模型、靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型。 （2）Booch方法的一般過(guò)程 開(kāi)發(fā)過(guò)程分為技術(shù)層和管理層開(kāi)發(fā)。 1）系統(tǒng)技術(shù)層開(kāi)發(fā)步驟 發(fā)現(xiàn)類與對(duì)象。 確定類和對(duì)象的語(yǔ)義。 標(biāo)識(shí)類和對(duì)象間的關(guān)系。2024/2/2837UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)

2）系統(tǒng)管理層開(kāi)發(fā)步驟 強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)技術(shù)管理。 明確用戶關(guān)鍵需求。 建立系統(tǒng)分析模型。 完善設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。 軟件交付。2．Jacobson的面向?qū)ο蠓椒?（1）建立面向?qū)ο蠓治瞿Ｐ偷倪^(guò)程 1）建造用戶需求模型。 2）建造系統(tǒng)分析模型。

2024/2/2838UML系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)

（2）建立面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)模型的過(guò)程 1）創(chuàng)建模塊作為主要的設(shè)計(jì)對(duì)象。 2）創(chuàng)建一個(gè)顯示激勵(lì)如何在模塊間傳送的交互圖。 3）把模塊組織成子系統(tǒng)。 4）復(fù)審設(shè)計(jì)工作。