UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)教程(第2版) 課件 第1-3章 緒論、面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)方法、UML的關(guān)系

UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)SystemAnalysis&Design第一章緒論統(tǒng)一建模語(yǔ)言UMLRational統(tǒng)一過(guò)程RUP工具UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版2UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版3UML的背景1989年到1994年，面向?qū)ο蠼ＵZ(yǔ)言從不到10種增加到了50多種。不同的建模語(yǔ)言具有不同的建模符號(hào)體系，妨礙了軟件設(shè)計(jì)人員、開(kāi)發(fā)人員和用戶之間的交流。有必要建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的建模語(yǔ)言。統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML的誕生結(jié)束了符號(hào)方面的“方法大戰(zhàn)”。UML統(tǒng)一了Booch方法、OMT方法、OOSE方法的符號(hào)體系，采納了其他面向?qū)ο蠓椒P(guān)于符號(hào)方面的許多好的概念。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版4UML的發(fā)展1989年到1994年，面向?qū)ο蠼ＵZ(yǔ)言從不到10種增加到了50多種。不同的建模語(yǔ)言具有不同的建模符號(hào)體系，妨礙了軟件設(shè)計(jì)人員、開(kāi)發(fā)人員和用戶之間的交流。有必要建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的建模語(yǔ)言。統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML的誕生結(jié)束了符號(hào)方面的“方法大戰(zhàn)”。UML統(tǒng)一了Booch方法、OMT方法、OOSE方法的符號(hào)體系，采納了其他面向?qū)ο蠓椒P(guān)于符號(hào)方面的許多好的概念。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版5UML的發(fā)展UML的建立開(kāi)始于1994年10月。定義UML1.0時(shí)，DEC、HP、I-Logix、IntelliCorp、IBM、ICON計(jì)算（ICONComputing）、MCISystemhouse、Microsoft、Oracle、Rational、Texas儀器（TexasInstrumnets）、Unisys等公司都參與了該項(xiàng)工作。UML1.0定義完整、富于表達(dá)、功能強(qiáng)大，于1997年1月被提交給OMG（ObjectManagementGroup，對(duì)象管理組織），申請(qǐng)成為標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言。2005年，UML2.0被OMG采納，UML2.0對(duì)UML1.x進(jìn)行了很多重大修改。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版6UML的內(nèi)容UML定義包括：UML語(yǔ)義描述了基于UML的精確元模型定義。UML表示法定義了UML符號(hào)的表示方法，為開(kāi)發(fā)者或開(kāi)發(fā)工具使用這些圖形符號(hào)和文本語(yǔ)法為系統(tǒng)建模提供了標(biāo)準(zhǔn)。UML主要特點(diǎn)UML統(tǒng)一了Booch、OMT、OOSE和其他面向?qū)ο蠓椒ǖ幕靖拍詈头?hào)。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版7UML是一種建模語(yǔ)言，而不是一種方法。UML的功能為軟件系統(tǒng)的產(chǎn)物建立可視化模型。UML是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、被廣泛采用的建模語(yǔ)言，用UML建模有利于交流。UML為系統(tǒng)建立了圖形化的可視模型，使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得直觀，易于理解。UML為軟件系統(tǒng)建立模型不但有利于交流，還有利于對(duì)軟件的維護(hù)。規(guī)約軟件系統(tǒng)的產(chǎn)物。規(guī)約（Specifying）意味著建立的模型是準(zhǔn)確的、無(wú)歧義的、完整的。UML定義了在開(kāi)發(fā)軟件系統(tǒng)過(guò)程中所做的所有重要的分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)決策的規(guī)格說(shuō)明。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版8UML的功能構(gòu)造軟件系統(tǒng)的產(chǎn)物。UML不是可視化的編程語(yǔ)言，但它的模型可以直接對(duì)應(yīng)到各種各樣的編程語(yǔ)言。前向工程:從UML模型生成編程語(yǔ)言代碼的過(guò)程。逆向工程:從代碼實(shí)現(xiàn)生成UML模型的過(guò)程。為軟件系統(tǒng)的產(chǎn)物建立文檔。UML可以為系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)及其所有細(xì)節(jié)建立文檔。UML還可以為需求、測(cè)試、項(xiàng)目規(guī)劃活動(dòng)和軟件發(fā)布管理活動(dòng)建模UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版9UML的組成元素結(jié)構(gòu)元素行為元素分組元素注釋元素UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版10圖結(jié)構(gòu)建模圖類圖、對(duì)象圖、組件圖、組合結(jié)構(gòu)圖、包圖和部署圖行為建模圖用例圖、活動(dòng)圖、狀態(tài)機(jī)圖、順序圖、通信圖、定時(shí)圖和交互概覽圖關(guān)系依賴關(guān)系關(guān)聯(lián)關(guān)系類屬關(guān)系實(shí)現(xiàn)關(guān)系Rational統(tǒng)一過(guò)程RUPRUP的發(fā)展UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版11Rational統(tǒng)一過(guò)程RUP什么是RUP？RUP是一個(gè)軟件工程化過(guò)程。它提供了在開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)中分派任務(wù)和責(zé)任的方法，它的目標(biāo)是在可預(yù)見(jiàn)的日程和預(yù)算前提下確保滿足最終用戶需求的高質(zhì)量軟件的產(chǎn)生。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版12Rational統(tǒng)一過(guò)程RUPRUP吸收的最佳工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)：迭代地開(kāi)發(fā)軟件需求管理使用基于組件的體系結(jié)構(gòu)可視化的軟件建模驗(yàn)證軟件質(zhì)量控制軟件的變化UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版13RUPRUP過(guò)程可以用二維結(jié)構(gòu)（或兩個(gè)軸）來(lái)描述UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版14RUP時(shí)間軸RUP將軟件生命周期劃分為四個(gè)連續(xù)的階段：初始階段（Inception）細(xì)化階段（Elaboration）構(gòu)造階段（Construction）交付階段（Transition）UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版15工具市場(chǎng)上大量商業(yè)的或開(kāi)源的UML計(jì)算機(jī)輔助軟件工程工具：RationalSoftwareModelerVisualParadigmforUMLProsaUMLVisioTogetherVisualUMLObjectDomainUMLMagicDrawUML等，UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版16工具大部分CASE工具都給軟件開(kāi)發(fā)者提供了一整套的可視化建模工具，包括系統(tǒng)建模、模型集成、軟件系統(tǒng)測(cè)試、軟件文檔的生成、從模型生成代碼的前向工程、從代碼生成模型的逆向工程、軟件開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目管理、團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)管理等，為關(guān)于客戶＼服務(wù)器、分布式、實(shí)時(shí)系統(tǒng)環(huán)境等的真正的商業(yè)需求，提供了穩(wěn)健的、有效的解決方案。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版17小結(jié)UML是定義良好、易于表達(dá)、功能強(qiáng)大的語(yǔ)言不僅支持面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)，而且支持從需求分析開(kāi)始的軟件開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版18UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)SystemAnalysis&Design

第二章面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)方法OOA／OOD方法OMT方法Booch方法OOSE方法Fusion方法UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi20面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)方法20世紀(jì)90年代，一批新的面向?qū)ο蟮姆椒ǔ霈F(xiàn)了，其中最引人注目的是Booch方法、OOSE方法和OMT方法等GrandyBooch是面向?qū)ο蠓椒ㄗ钤绲某珜?dǎo)者之一，他提出了面向?qū)ο筌浖こ痰母拍頡umbaugh等人采用了面向?qū)ο蟮母拍?，引入各種獨(dú)立于語(yǔ)言的表示符，用對(duì)象模型、動(dòng)態(tài)模型和功能模型來(lái)共同完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的建模UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi21OOA/OOD方法OOA/OOD（Object-OrientedAnalysis/Object-OrientedDesign，面向?qū)ο蠓治?面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)）方法是由Coad和Yourdon于1991年提出來(lái)的。與傳統(tǒng)分析方法相比，OOA／OOD方法的優(yōu)勢(shì)：可以處理更有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題域。改善了分析人員與問(wèn)題領(lǐng)域?qū)＜业慕涣?。通過(guò)分析、設(shè)計(jì)和編程增加內(nèi)部的一致性。顯式地表示類和對(duì)象間的共性?？梢越⒂袕椥缘囊?guī)范。OOA（面向?qū)ο蠓治觯?、OOD（面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)）和OOP（面向?qū)ο缶幊蹋┑慕Y(jié)果可重用。為分析、設(shè)計(jì)和編程提供一致的基本表示。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi22OOA/OOD方法在分析階段建立的OOA模型由5層組成：主題層（ASubjectLayer） 類和對(duì)象層（AClass&ObjectLayer）結(jié)構(gòu)層（AStructureLayer）屬性層（AnAttributeLayer）服務(wù)層（AServiceLayer）OOD部分為上述五層添加了4個(gè)不同的組件：人機(jī)交互組件（HumanInteractionComponent）問(wèn)題域組件（ProblemDomainComponent）任務(wù)管理組件（TaskManagementComponent）數(shù)據(jù)管理組件（DataManagementComponent）UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi23OOA/OOD方法OOD階段擴(kuò)充了OOA階段創(chuàng)建的5層，將OOA階段產(chǎn)生的結(jié)果在OOD階段放入組件中，如圖所示。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi24OOAOOA的過(guò)程如下：1．識(shí)別問(wèn)題域中的類和對(duì)象在這個(gè)步驟中，分析人員通過(guò)對(duì)問(wèn)題域深入地分析和理解，識(shí)別出組成系統(tǒng)核心的、相關(guān)的、穩(wěn)定的類和對(duì)象。識(shí)別類和對(duì)象的第1步是研究問(wèn)題域，可以通過(guò)審視下列選項(xiàng)來(lái)發(fā)現(xiàn)可能的類和對(duì)象。?結(jié)構(gòu)。 ?其他系統(tǒng)。?設(shè)備。 ?被記住的事情或事件。?所扮演的角色。 ?操作的程序。?地點(diǎn)（物理位置）。 ?有組織的單元。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi25OOA2．確定結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)可以分為兩種，即“一般－特殊”結(jié)構(gòu)（Gen-SpecStructures）和“整體－部分”結(jié)構(gòu)（Whole-PartStructures）。在找出“一般－特殊”結(jié)構(gòu)和“整體－部分”結(jié)構(gòu)后，就可以識(shí)別出多重結(jié)構(gòu)，因?yàn)槎嘀亟Y(jié)構(gòu)是“一般－特殊”結(jié)構(gòu)和“整體－部分”結(jié)構(gòu)的各種組合。識(shí)別出多重結(jié)構(gòu)后，將結(jié)構(gòu)添加到OOA圖中。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi26OOA3．確定主題在這個(gè)步驟中，將模型分解為更易管理和理解的主題域，可降低所產(chǎn)生模型的復(fù)雜性。4．定義屬性在識(shí)別出屬性后，就可以識(shí)別出對(duì)象間的實(shí)例連接（InstanceConnections）。首先對(duì)識(shí)別出的屬性和實(shí)例連接進(jìn)行檢查，然后規(guī)定其屬性，最后將屬性和實(shí)例連接添加到OOA圖中。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi27OOA5．定義服務(wù)在識(shí)別出服務(wù)后，可以識(shí)別出消息連接（MessageConnections），然后規(guī)定服務(wù)，并將服務(wù)和消息連接添加到OOA圖中。6．準(zhǔn)備文檔OOA部分的最后一步是整理OOA文檔。主要文檔包括：完整的OOA圖。類和對(duì)象的規(guī)格定義。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi28OODOOD的過(guò)程如下：1．設(shè)計(jì)問(wèn)題域組件設(shè)計(jì)問(wèn)題域組件的步驟如下：尋找可以被重用的、以前的設(shè)計(jì)和類。添加根類，并將特定于問(wèn)題域的類分組。抽象出公共服務(wù)，建立并添加父類。改變問(wèn)題域模型以改善性能。審查添加到OOA模型中的細(xì)節(jié)。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi29OOD2．設(shè)計(jì)人機(jī)交互組件設(shè)計(jì)人機(jī)交互組件需要使用原型開(kāi)發(fā)。在完成原型開(kāi)發(fā)后，通過(guò)原型來(lái)檢查人機(jī)交互組件是否滿足下述標(biāo)準(zhǔn)。人機(jī)交互作用的一致性。操作步驟的最少化。及時(shí)地給予用戶有意義的反饋。提供撤銷(xiāo)功能。不要依賴用戶的記憶力去記住某些東西。掌握軟件所花費(fèi)的學(xué)習(xí)時(shí)間盡量少。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，軟件的樂(lè)趣和吸引力也是很重要的。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi30OOD3．設(shè)計(jì)任務(wù)管理組件首先，需要確定系統(tǒng)是否需要任務(wù)。如果不需要，就不必設(shè)計(jì)任務(wù)，因?yàn)槿蝿?wù)會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。任務(wù)可以分為以下4種：由事件觸發(fā)的事件驅(qū)動(dòng)任務(wù)（Event-DrivenTasks）。由特定的時(shí)間間隔觸發(fā)的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)任務(wù)（Clock-DrivenTasks）。優(yōu)先級(jí)任務(wù)（PriorityTasks）。關(guān)鍵任務(wù)（CriticalTasks）。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi31OOD4．設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理組件首先，要確定數(shù)據(jù)管理的途徑，即采用平面文件（FlatFile）、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（RelationalDatabaseManagementSystem）還是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（Object-OrientedDatabaseManagementSystem）。其次，根據(jù)所選途徑，應(yīng)用一系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)并選擇可能的數(shù)據(jù)管理工具。最后，根據(jù)所選的途徑和工具設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理組件，包括設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)格式和相應(yīng)的方法。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi32OMT方法對(duì)象模型技術(shù)（ObjectModelingTechnique，OMT）是由Rumbaugh等提出的，是一種現(xiàn)今非常流行的面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)技術(shù)。其目的是構(gòu)造一系列模型，并用這些模型不斷地對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行細(xì)化，直到找到最后適合實(shí)現(xiàn)的模型。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi33OMT方法使用OMT方法的面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)過(guò)程可分為5步，如圖所示。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi34（1）分析。分析問(wèn)題域并進(jìn)行建模。（2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的整體體系結(jié)構(gòu)。（3）對(duì)象設(shè)計(jì)。為了有效地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，對(duì)對(duì)象結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)化，并為對(duì)象添加細(xì)節(jié)。（4）編碼。用目標(biāo)編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)對(duì)象和類。（5）測(cè)試。驗(yàn)證系統(tǒng)是否正確。OMT方法—分析分析過(guò)程可分為下述5個(gè)步驟：1．編寫(xiě)問(wèn)題陳述（ProblemStatement）構(gòu)造分析模型是從為問(wèn)題域編寫(xiě)問(wèn)題陳述開(kāi)始的。2．建立對(duì)象模型（ObjectModel）建立對(duì)象模型的步驟如下：（1）識(shí)別出類和對(duì)象。（2）丟棄不必要和不正確的類。（3）準(zhǔn)備數(shù)據(jù)詞典。（4）識(shí)別出類之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。（5）丟棄不必要的和不正確的關(guān)聯(lián)。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi35OMT方法—分析建立對(duì)象模型的步驟如下：（接上頁(yè)）（6）抽象出類和對(duì)象的屬性。（7）丟棄不必要或不正確的屬性。（8）使用繼承關(guān)系來(lái)建立類之間的層次關(guān)系。（9）遍歷訪問(wèn)路徑，找出不足。3．建立動(dòng)態(tài)模型（DynamicModel）動(dòng)態(tài)模型主要描述了隨著時(shí)間的變化而變化的對(duì)象及對(duì)象間的關(guān)系，動(dòng)態(tài)模型對(duì)于具有重要?jiǎng)討B(tài)行為的系統(tǒng)（例如，交互式系統(tǒng)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)）尤其重要。動(dòng)態(tài)模型描述了系統(tǒng)的可能控制流，而對(duì)象模型描述了可能的信息流。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi36OMT方法—分析4．建立功能模型（FunctionalModel）功能模型完全由數(shù)據(jù)流圖和約束組成，而數(shù)據(jù)流圖由過(guò)程、數(shù)據(jù)流、參與者和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)組成。其中，一個(gè)過(guò)程將輸入數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鰯?shù)據(jù)值。5．細(xì)化對(duì)象模型、動(dòng)態(tài)模型和功能模型，并建立文檔當(dāng)分析完成后，要驗(yàn)證分析模型是否滿足系統(tǒng)最初的需求，這個(gè)活動(dòng)需要該問(wèn)題領(lǐng)域的專家參與，以檢驗(yàn)產(chǎn)生的分析模型。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi37OMT方法—系統(tǒng)設(shè)計(jì)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，主要確定系統(tǒng)的高層次結(jié)構(gòu)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，需要做出如下決策：1．將系統(tǒng)劃分為子系統(tǒng)對(duì)于每個(gè)子系統(tǒng)，都必須建立該子系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)之間的定義良好的接口，接口的建立使得不同子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以獨(dú)立進(jìn)行。如果必要，還可以不斷地將子系統(tǒng)進(jìn)一步分解為更小的子系統(tǒng)，直到將子系統(tǒng)分解為模塊。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi38OMT方法—系統(tǒng)設(shè)計(jì)2．識(shí)別并發(fā)首先要識(shí)別出系統(tǒng)固有的并發(fā)，可以通過(guò)分析狀態(tài)圖來(lái)完成這個(gè)任務(wù)。為了定義并發(fā)任務(wù)，需要檢查系統(tǒng)中不同的、可能的控制線程，并將這幾個(gè)控制線程合并為一個(gè)。3．將子系統(tǒng)和任務(wù)分配給處理器將子系統(tǒng)分配給處理器是從估計(jì)所需要的硬件資源開(kāi)始的，同時(shí)設(shè)計(jì)者還必須決策哪個(gè)子系統(tǒng)由硬件實(shí)現(xiàn)，哪個(gè)子系統(tǒng)由軟件實(shí)現(xiàn)。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi39OMT方法—系統(tǒng)設(shè)計(jì)4．選擇實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的策略在設(shè)計(jì)的這個(gè)階段，必須完成關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)的決策，即決定是使用文件還是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。5．識(shí)別出全局資源，并確定控制訪問(wèn)全局資源的機(jī)制必須明確定義對(duì)全局資源（如物理單元、邏輯名和共享數(shù)據(jù)等）的使用和訪問(wèn)。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi40OMT方法—系統(tǒng)設(shè)計(jì)6．選擇實(shí)現(xiàn)軟件控制的方法用軟件實(shí)現(xiàn)控制又分為外部控制和內(nèi)部控制兩種。外部控制（ExternalControl）是系統(tǒng)中對(duì)象間的外部可見(jiàn)的事件流。內(nèi)部控制（InternalControl）是進(jìn)程內(nèi)的控制流，可以被看作是程序語(yǔ)言中的過(guò)程調(diào)用。7．考慮邊界條件描述各種邊界條件也是很重要的，包括如下內(nèi)容：?系統(tǒng)的初始化。

?系統(tǒng)的結(jié)束。?系統(tǒng)的失敗。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi41OMT方法—系統(tǒng)設(shè)計(jì)8．建立折中的優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)的所有目標(biāo)并不是都可以達(dá)到，所以要分析系統(tǒng)的所有目標(biāo)，然后進(jìn)行折中，為不同的目標(biāo)設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi42OMT方法—對(duì)象設(shè)計(jì)在對(duì)象設(shè)計(jì)（ObjectDesign）階段，要對(duì)類、關(guān)聯(lián)、屬性和操作進(jìn)行充分、詳細(xì)的規(guī)定。對(duì)象設(shè)計(jì)的步驟如下：1．對(duì)象模型可以從其他模型獲取操作對(duì)于獲得對(duì)象模型的操作，必須結(jié)合3個(gè)模型，為功能模型中的每個(gè)過(guò)程和動(dòng)態(tài)模型中的每個(gè)事件定義操作。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi43OMT方法—對(duì)象設(shè)計(jì)2．設(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)操作步驟如下：（1）選擇使實(shí)現(xiàn)操作的代價(jià)最小的算法。（2）選擇適合該算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。（3）如果必要，定義新的內(nèi)部類和操作。（4）將沒(méi)有明確與某個(gè)類相關(guān)的操作分配給正確的類。3．優(yōu)化訪問(wèn)數(shù)據(jù)的路徑UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi44OMT方法—對(duì)象設(shè)計(jì)4．控制的實(shí)現(xiàn)使用系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段選擇的策略實(shí)現(xiàn)狀態(tài)圖。5．調(diào)整類結(jié)構(gòu)，并增加繼承6．設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)的實(shí)現(xiàn)首先要分析怎樣使用關(guān)聯(lián)，然后確定關(guān)聯(lián)的實(shí)現(xiàn)策略。7．確定對(duì)象屬性的準(zhǔn)確表達(dá)8．用模塊封裝類和關(guān)聯(lián)UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi45OMT方法—實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)（Implementation）是將設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)變?yōu)榇a的過(guò)程。由于較困難的決策都已在設(shè)計(jì)階段完成，所以將設(shè)計(jì)模型轉(zhuǎn)變?yōu)榇a的實(shí)現(xiàn)是直接的、簡(jiǎn)單的。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi46OMT方法—測(cè)試測(cè)試（Testing）用來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)是否被正確實(shí)現(xiàn)。在分析和設(shè)計(jì)階段也部分涉及實(shí)現(xiàn)和測(cè)試活動(dòng)，也就是說(shuō)，分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試在增量式的開(kāi)發(fā)中是交錯(cuò)進(jìn)行的活動(dòng)。測(cè)試可能會(huì)在不同的層次上進(jìn)行，例如，可以有單元測(cè)試、集成測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi47OMT方法—模型OMT方法通過(guò)3個(gè)模型——對(duì)象模型、動(dòng)態(tài)模型和功能模型來(lái)可視化地定義一個(gè)系統(tǒng)。1．對(duì)象模型（ObjectModel）對(duì)象模型描述了系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，還描述了系統(tǒng)中的類以及類間的關(guān)系、類的屬性和操作。2．動(dòng)態(tài)模型（DynamicModel）動(dòng)態(tài)模型描述了系統(tǒng)的主要行為，它主要描述了問(wèn)題域中發(fā)生了什么、什么時(shí)候發(fā)生的以及有什么結(jié)果。3．功能模型（FunctionalModel）功能模型描述了如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi48Booch方法UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi49Booch方法是最早被承認(rèn)的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法之一。提出了面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)的4個(gè)模型描述邏輯結(jié)構(gòu)的邏輯模型（LogicalModel）描述物理結(jié)構(gòu)的物理模型（PhysicalModel）描述靜態(tài)語(yǔ)義的靜態(tài)模型（StaticModel）描述動(dòng)態(tài)語(yǔ)義的動(dòng)態(tài)模型（DynamicModel）Booch方法Booch方法區(qū)分了系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)，不但描述了靜態(tài)語(yǔ)義，還描述了動(dòng)態(tài)語(yǔ)義。Booch方法的開(kāi)發(fā)過(guò)程是一個(gè)迭代的、漸進(jìn)式的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程。Booch方法的面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)過(guò)程可以分為宏過(guò)程（MacroProcess）和微過(guò)程（MicroProcess）。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi50Booch方法宏過(guò)程充當(dāng)微過(guò)程的控制框架，它代表了整個(gè)開(kāi)發(fā)隊(duì)伍幾個(gè)月或幾個(gè)星期所進(jìn)行的活動(dòng)。宏過(guò)程包含如下5個(gè)活動(dòng)：1．概念化（Conceptualization）概念化的目的是試圖建立系統(tǒng)的核心需求。概念化是個(gè)非常有創(chuàng)造性的過(guò)程，所以沒(méi)有嚴(yán)格的開(kāi)發(fā)規(guī)則。原型是概念化的主要產(chǎn)品。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi51Booch方法2．分析（Analysis）分析的目的是通過(guò)識(shí)別出構(gòu)成問(wèn)題域詞匯表的類和對(duì)象來(lái)為系統(tǒng)建立模型，它強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的行為。3．設(shè)計(jì)（Design）設(shè)計(jì)的目的是建立系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)可以被分為體系結(jié)構(gòu)規(guī)劃、戰(zhàn)術(shù)設(shè)計(jì)和版本規(guī)劃。體系結(jié)構(gòu)規(guī)劃的目的是在生命周期的早期創(chuàng)建一個(gè)特定于域的應(yīng)用程序框架，這個(gè)框架可以被不斷地細(xì)化，它包括設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的層次和劃分。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi52Booch方法4．進(jìn)化（Evolution）進(jìn)化由微過(guò)程的應(yīng)用和變化管理組成。微過(guò)程的應(yīng)用是從對(duì)下一個(gè)版本的需求分析開(kāi)始的，然后設(shè)計(jì)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)類和對(duì)象。進(jìn)化的主要產(chǎn)品是一系列的軟件可執(zhí)行版本，這些版本是對(duì)體系結(jié)構(gòu)第一個(gè)版本的不斷細(xì)化而產(chǎn)生的。5．維護(hù)（Maintenance）維護(hù)階段的目的是管理軟件的交付使用，這個(gè)階段是進(jìn)化階段的繼續(xù)。在這個(gè)階段，需要進(jìn)行系統(tǒng)的本地化以及消除錯(cuò)誤等工作。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi53Booch方法微過(guò)程由4個(gè)重要的、無(wú)時(shí)間順序的活動(dòng)組成，它故意模糊了傳統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)方法中的階段，過(guò)程是由時(shí)機(jī)來(lái)控制的。1．在給定的抽象層次上識(shí)別出類和對(duì)象這一步要對(duì)問(wèn)題域和系統(tǒng)需求進(jìn)行分析以識(shí)別出類和對(duì)象，這依賴于適當(dāng)?shù)男枨蠓治?。可以通過(guò)面向?qū)ο蠓治?、行為分析、用例分析等分析方法?lái)識(shí)別類和對(duì)象。這個(gè)步驟產(chǎn)生了候選類和對(duì)象的數(shù)據(jù)詞典，以及描述對(duì)象行為的文檔。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi54Booch方法2．識(shí)別出這些類和對(duì)象的語(yǔ)義這一步的目的是為從前一階段中識(shí)別出的每個(gè)抽象設(shè)立狀態(tài)和行為。在這個(gè)階段要執(zhí)行3個(gè)動(dòng)作，即編制故事板（Storyboarding）、孤立類設(shè)計(jì)（IsolatedClassDesign）和模式抽?。≒atternScavenging）。3．識(shí)別出類間和對(duì)象間的關(guān)系識(shí)別出類間和對(duì)象間關(guān)系的目的是確定每個(gè)抽象的邊界，并識(shí)別出協(xié)作的類和對(duì)象。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi55Booch方法4．實(shí)現(xiàn)類和對(duì)象在分析階段，實(shí)現(xiàn)類和對(duì)象的目的是細(xì)化已存在的抽象，并在下一個(gè)抽象層次上找出新的類和對(duì)象。通過(guò)上述步驟，設(shè)計(jì)者可以得到如下產(chǎn)物。類圖（ClassDiagram）。對(duì)象圖（ObjectDiagram）。狀態(tài)躍遷圖（StateTransitionDiagram）。交互作用圖（InteractionDiagram）。模塊圖（ModuleDiagram）。進(jìn)程圖（ProcessDiagram）。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi56OOSE方法OOSE方法是由Jacobson于1994年提出的，它組合了3種已經(jīng)被使用了很長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)。OOSE方法是所謂的用例驅(qū)動(dòng)的方法（UseCaseDrivenApproach），在這個(gè)方法中，用例模型充當(dāng)可以導(dǎo)出所有其他模型的中心模型。OOSE方法的一個(gè)很大貢獻(xiàn)是引入了用例的概念。OOSE過(guò)程可以分為3個(gè)階段：分析階段構(gòu)造階段測(cè)試階段UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi57OOSE方法—分析階段在分析階段產(chǎn)生兩種模型，即需求模型（RequirementsModel）和分析模型（AnalysisModel）。需求模型從用戶的角度描述了系統(tǒng)的所有功能需求，以及系統(tǒng)被最終用戶使用的方式。需求模型為系統(tǒng)確定了邊界，定義了功能。需求模型由下述3個(gè)部分組成。1．用例模型2．問(wèn)題域?qū)ο竽Ｐ停≒roblemDomainObjectModel）問(wèn)題域?qū)ο竽Ｐ兔枋隽讼到y(tǒng)的邏輯視圖。3．接口描述（InterfaceDescriptions）UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi58OOSE方法—構(gòu)造階段構(gòu)造階段可以分為兩步，即設(shè)計(jì)（Design）和實(shí)現(xiàn)（Implementation）。1．設(shè)計(jì)在這個(gè)階段，設(shè)計(jì)模型細(xì)化分析模型，使模型適合于實(shí)現(xiàn)環(huán)境。設(shè)計(jì)模型由交互作用圖（InteractionDiagram）和狀態(tài)躍遷圖（StateTransitionGraphs）組成。2．實(shí)現(xiàn)在這一階段，用編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)每個(gè)對(duì)象。通常，使用者不必等到整個(gè)設(shè)計(jì)模型都完成后再進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，可以在設(shè)計(jì)模型部分完成的情況下就開(kāi)始實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi59OOSE方法—測(cè)試階段測(cè)試用來(lái)驗(yàn)證開(kāi)發(fā)完成的軟件系統(tǒng)是否滿足要求。測(cè)試有自己的生命周期，一般是從測(cè)試計(jì)劃開(kāi)始，以測(cè)試報(bào)告結(jié)束。測(cè)試的步驟如下：1．測(cè)試計(jì)劃制定測(cè)試計(jì)劃是為了使測(cè)試活動(dòng)的規(guī)劃變得容易，并為測(cè)試提供參考2．測(cè)試規(guī)范測(cè)試規(guī)范確定要進(jìn)行哪種測(cè)試以及測(cè)試?yán)印?．測(cè)試報(bào)告根據(jù)測(cè)試規(guī)范進(jìn)行測(cè)試，如果測(cè)試通過(guò)就不用再進(jìn)行更多的測(cè)試；如果測(cè)試失敗，則對(duì)失敗原因進(jìn)行分析。在測(cè)試階段，先進(jìn)行單元測(cè)試，再進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi60Fusion方法Fusion方法受到了下面的方法或技術(shù)影響：OMTFusion方法中的對(duì)象模型與OMT方法中的對(duì)象模型非常相似。Fusion方法中的操作模型類似于OMT方法中的功能模型。形式方法形式方法中的前置條件和后置條件被用來(lái)形式地描述系統(tǒng)的行為。Booch方法Booch方法中對(duì)象圖的可視性信息影響了Fusion方法中的可視圖。CRC擴(kuò)充了通信信息的CRC影響了Fusion方法中的對(duì)象交互作用圖。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi61Fusion方法Fusion方法是以構(gòu)造各種適當(dāng)?shù)哪Ｐ蜑榛A(chǔ)的，并由分析階段、設(shè)計(jì)階段和實(shí)現(xiàn)階段3個(gè)階段組成。1．分析階段分析階段會(huì)產(chǎn)生描述系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的模型。分析階段的過(guò)程如下。1．建立對(duì)象模型（ObjectModel）2．確定系統(tǒng)的接口3．建立接口模型4．檢查分析模型UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi62Fusion方法2.設(shè)計(jì)階段要將在分析階段產(chǎn)生的抽象的定義轉(zhuǎn)化為軟件結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)階段所進(jìn)行的過(guò)程如下。1．建立對(duì)象交互作用圖（ObjectInteractionGraphs）2．建立可視圖（VisibilityGraphs）3．建立類的描述（ClassDescriptions）4．建立繼承圖（InheritanceGraphs）5．更新類的描述UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi63Fusion方法3.實(shí)現(xiàn)階段應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)階段的過(guò)程如下。1．編碼（Coding）編碼意味著用編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段所建立的模型，它與3個(gè)因素有關(guān)，即系統(tǒng)生命周期、類描述和數(shù)據(jù)詞典。2．性能在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中都需要考慮系統(tǒng)的性能，這一點(diǎn)是很重要的，如要優(yōu)化經(jīng)常使用的代碼等。3．檢查檢查軟件中存在的不足，并對(duì)軟件進(jìn)行測(cè)試。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi64小結(jié)面向?qū)ο蠓椒ǚN類繁多，且各有優(yōu)勢(shì)。本章對(duì)5種較為重要的面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)方法，包括OOA/OOD方法、OMT方法、Booch方法、OOSE方法和Fusion方法，逐一進(jìn)行了詳細(xì)介紹。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi65UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)SystemAnalysis&Design

第三章UML的關(guān)系依賴關(guān)系類屬關(guān)系關(guān)聯(lián)關(guān)系實(shí)現(xiàn)關(guān)系UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi67依賴關(guān)系如果一個(gè)模型元素的變化會(huì)影響另一個(gè)模型元素（這種影響不必是可逆的），那么就說(shuō)在這兩個(gè)模型元素之間存在依賴關(guān)系。依賴關(guān)系的UML符號(hào)表示是帶箭頭的虛線，指向被依賴的模型元素。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi68依賴關(guān)系UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi69依賴關(guān)系UML定義了許多可以應(yīng)用于依賴關(guān)系的衍型用于類圖中類和對(duì)象之間依賴關(guān)系的衍型：（1）<<bind>>。這個(gè)衍型規(guī)定了源元素如何用給定的實(shí)際參數(shù)實(shí)例化目標(biāo)模板。（2）<<derive>>。這個(gè)衍型規(guī)定了源元素可以從目標(biāo)元素導(dǎo)出。（3）<<friend>>。這個(gè)衍型規(guī)定了源元素對(duì)于目標(biāo)元素有特殊的可見(jiàn)性。（4）<<instanceOf>>。這個(gè)衍型規(guī)定了源對(duì)象是目標(biāo)分類器的實(shí)例。（5）<<instantiate>>。這個(gè)衍型規(guī)定源元素創(chuàng)建了目標(biāo)元素的實(shí)例。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi70依賴關(guān)系（6）<<powertype>>。這個(gè)衍型規(guī)定了目標(biāo)元素是源元素的強(qiáng)類型。（7）<<refine>>。這個(gè)衍型規(guī)定了源元素是比目標(biāo)元素更細(xì)化的抽象。例如，在分析階段遇到一個(gè)類Bank，那么在設(shè)計(jì)階段時(shí)，將該類細(xì)化成更具體的類Bank。（8）<<use>>。這個(gè)衍型規(guī)定了源元素的語(yǔ)義是依賴目標(biāo)元素公共部分的語(yǔ)義的。下面2個(gè)衍型可以用于包間的依賴關(guān)系（1）<<access>>。這個(gè)衍型規(guī)定了源包有權(quán)引用目標(biāo)包中的元素。（2）<<import>>。這個(gè)衍型規(guī)定了一種訪問(wèn)，這種訪問(wèn)規(guī)定目標(biāo)包的公共元素如何進(jìn)入源包的命名空間，就好像在源包中聲明了這部分元素一樣。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi71依賴關(guān)系下面2個(gè)衍型可以用于用例之間的依賴關(guān)系（1）<<extend>>。這個(gè)衍型規(guī)定目標(biāo)用例擴(kuò)充了源用例的行為。（2）<<include>>。這個(gè)衍型規(guī)定源用例包含了另一個(gè)用例的行為。下面3個(gè)衍型可以用于為對(duì)象間的交互作用建模（1）<<become>>。這個(gè)衍型規(guī)定了目標(biāo)對(duì)象和源對(duì)象是同一個(gè)對(duì)象，但目標(biāo)對(duì)象出現(xiàn)在更晚的時(shí)間點(diǎn)，可能有不同的值、狀態(tài)和角色。（2）<<call>>。這個(gè)衍型規(guī)定源操作調(diào)用了目標(biāo)操作。（3）<<copy>>。這個(gè)衍型規(guī)定了目標(biāo)對(duì)象是源對(duì)象的一個(gè)準(zhǔn)確、獨(dú)立的拷貝。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi72依賴關(guān)系下面這個(gè)衍型可以應(yīng)用于狀態(tài)機(jī)的上下文中<<send>>。這個(gè)衍型規(guī)定了源操作給目標(biāo)發(fā)送一個(gè)事件。當(dāng)模擬操作發(fā)送給定事件到目標(biāo)對(duì)象時(shí)，可以使用<<send>>。另外還有一個(gè)有用的衍型<<trace>>。這個(gè)衍型規(guī)定目標(biāo)元素是源元素的祖先。當(dāng)模擬不同模型中元素間的關(guān)系時(shí)，可以使用<<trace>>。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)第2版ZhenyanJi73類屬關(guān)系類屬（Generalization）關(guān)系描述了一般事物與該事物的特殊種類之間的關(guān)系，也即父元素與子元素之間的關(guān)系。在UML中，類屬關(guān)系用帶空心箭頭的實(shí)線表