UML系統(tǒng)分析與設(shè)計教程(第2版) 課件 第4章 UML的符號

UML系統(tǒng)分析與設(shè)計SystemAnalysis&Design冀振燕北京交通大學(xué)

第四章UML的符號1、注釋2、參與者3、用例4、協(xié)作5、類6、對象7、消息8、接口9、包10、組件11、狀態(tài)12、躍遷13、判定14、同步條15、活動16、節(jié)點17、UML的擴充機制UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi2UML的符號UML的最大貢獻就是提供了一個標準的、統(tǒng)一的建模符號體系，結(jié)束了由不同符號體系的應(yīng)用所帶來的混亂。UML符號體系是可視化的，可為系統(tǒng)建立圖形化的可視模型，使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得直觀，易于理解。UML符號具有定義良好的語義，不會引起歧義。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi3注釋注釋是用來對元素或元素集合進行注解或約束時所用的圖形符號。注釋的UML符號表示是右上角帶有折角的矩形。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi4參與者參與者代表與系統(tǒng)交互的人、硬件設(shè)備、或另一個系統(tǒng)。參與者并不是軟件系統(tǒng)的組成部分，參與者只存在于系統(tǒng)的外部。

參與者的UML符號表示是如圖所示的“小人”，并可在符號下標出參與者名。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi5用例用例規(guī)定了系統(tǒng)或部分系統(tǒng)的行為，它描述了系統(tǒng)所執(zhí)行的動作序列集，并為執(zhí)行者產(chǎn)生一個可供觀察的結(jié)果。用例的UML符號是橢圓，并可在橢圓下標出用例名。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi6協(xié)作協(xié)作命名了彼此合作完成某個行為的類、接口和其他元素的群體。協(xié)作可以用來定義用例和操作的實現(xiàn)，為系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)上的重要機制建模。協(xié)作的UML符號是虛線橢圓，每個協(xié)作都有一個名字以與其他協(xié)作相區(qū)分。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi7類類是分享同樣的屬性、操作、關(guān)系和語義的對象的集合。類是現(xiàn)實世界中的事物的抽象，當這些事物存在于真實世界中時，它們是類的實例，并被稱為對象。類可以實現(xiàn)一個或多個接口。類的UML符號是劃分成3個格子的長方形。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi8類邊界類邊界類處理系統(tǒng)環(huán)境與系統(tǒng)內(nèi)部之間的通信，邊界類為用戶或另一個系統(tǒng)（即參與者）提供了接口。邊界類的UML符號表示UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi9類實體類實體類是模擬必須被存儲的信息和其關(guān)聯(lián)行為的類。實體類的UML符號表示。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi10類控制類控制類是用來為特定于一個或多個用例的控制行為建模的類。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi11類參數(shù)類參數(shù)類又被稱為模板類（TemplateClasses），模板類定義了類族。模板不能直接使用，要首先實例化模板類，實例化包括將這些形式模板參數(shù)綁定到實際的參數(shù)。參數(shù)類的UML符號是在類的UML符號表示的右上角加一個虛線框，在這個虛線框中列出模板參數(shù)。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi12對象對象代表了類的一個特定實例。對象具有身份（Identity）和屬性值（AttributeValues）。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi13消息消息是對象間的通信，它傳遞了要執(zhí)行動作的信息，它能觸發(fā)事件。消息的UML符號表示是帶箭頭的實線。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi14接口接口是用來定義類或組件服務(wù)的操作的集合。與類不同，接口沒有定義任何結(jié)構(gòu)，也沒有定義任何實現(xiàn)。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi15接口像類一樣，接口可以參與類屬關(guān)系、關(guān)聯(lián)關(guān)系和依賴關(guān)系，另外，接口還可以參與實現(xiàn)關(guān)系。實現(xiàn)接口的類或組件必須實現(xiàn)接口中定義的所有操作。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi16包包是一個用來將模型單元分組的通用機制。包可以用在任何一個UML圖中，但一般多用于用例圖和類圖，它就象文件夾一樣，可以將模型元素分組隱藏，從而簡化UML圖，使得UML圖更易理解。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi17包可見性如同類屬性和操作的可見性是可控制的一樣，包中元素的可見性也是可控制的。包中的元素在缺省情況下是公共的（public），也就是說，對于引入含有該元素的包中的任何元素都是可見的。引入與輸出（ImportingandExporting）引入可以使一個包中的元素單向地訪問另一個包中的元素。在UML中，引入關(guān)系用點綴著衍型<<import>>的依賴關(guān)系來表示。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi18包類屬關(guān)系（Generalization）包間的類屬關(guān)系與類間的類屬關(guān)系非常類似。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi19組件包（ComponentPackage）。組件包代表了邏輯上相關(guān)的組件簇或系統(tǒng)的重要部分。組件包的作用類似于類圖中邏輯包的作用。組件包用來劃分系統(tǒng)的物理模型。組件組件代表了一個接口定義良好的軟件模塊。組件是系統(tǒng)的一個物理的、可替代的部分，它遵循接口定義，并為接口提供了實現(xiàn)。組件的特點如下：組件是物理的。組件是可替代的。組件是系統(tǒng)的一部分。組件可以被多個系統(tǒng)重用。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi20組件與類組件與類的區(qū)別：類代表了邏輯的抽象，而組件是物理的、可以存在于現(xiàn)實世界中的。也就是說，組件可以在節(jié)點上存在，而類不能。組件代表了其他邏輯單元的物理封裝，與類的抽象存在于不同的層次上。類本身有屬性和操作，但是，組件的操作通常只能通過接口來訪問。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi21組件與接口接口是操作的集合，定義了類或組件的服務(wù)。接口通常被用作粘合劑將組件連接在一起。被一個組件實現(xiàn)的接口被稱為該組件的輸出接口（ExportInterface），也就是說，組件將該接口作為服務(wù)窗口向其他組件開放。一個組件可以有多個輸出接口。被一個組件使用的接口被稱做該組件的引入接口（ImportInterface）。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi22組件組件的二進制可替代性基于組件的系統(tǒng)是通過組裝二進制的、可替換的組件建立起來的，可以通過使用新組件替換舊組件來發(fā)展系統(tǒng)，而不需要重新編譯整個系統(tǒng)。衍型UML的所有擴充機制都可以用于組件。通常，可以用標記值來擴充組件的屬性（例如，規(guī)定組件的版本信息），用衍型規(guī)定組件的新種類。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi23組件UML定義了5個可以應(yīng)用于組件的標準衍型。（1）可執(zhí)行的（executable）。該衍型定義了可以在節(jié)點上執(zhí)行的組件。（2）庫（library）。該衍型定義了靜態(tài)或動態(tài)的對象庫。（3）表（table）。該衍型定義了代表數(shù)據(jù)庫表的組件。（4）文件（file）。該衍型定義了代表含有源代碼或數(shù)據(jù)的文件的組件。（5）文檔（document）。該衍型定義了表示文檔的組件。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi24狀態(tài)狀態(tài)機（StateMachine）描述了對象在生命周期中響應(yīng)事件所經(jīng)歷的狀態(tài)的序列以及對象對這些事件的響應(yīng)。狀態(tài)機由狀態(tài)、躍遷、事件、活動、動作等組成。狀態(tài)描述對象在生命周期中的一種條件或狀況，在這種狀況下，對象滿足某個條件，或執(zhí)行某個動作、或等待某個事件。一個狀態(tài)在一個有限的時間段內(nèi)存在。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi25狀態(tài)狀態(tài)由以下6部分組成：1.名字（Name）名字可以用來區(qū)分不同的狀態(tài)。狀態(tài)也可以是匿名的。2.入口／出口動作（Entry/ExitActions）入口動作在進入狀態(tài)時執(zhí)行；出口動作在退出狀態(tài)時執(zhí)行。

3.內(nèi)部躍遷（InternalTransitions）內(nèi)部躍遷是沒有引起狀態(tài)變化的躍遷。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi26圖4.30狀態(tài)狀態(tài)4.子狀態(tài)（Substate）子狀態(tài)是被嵌套的狀態(tài)。子狀態(tài)包括不相交子狀態(tài)（DisjointSubstates）和并發(fā)子狀態(tài)（ConcurrentSubstates）。不相交子狀態(tài)也被稱為順序子狀態(tài)（SequentialSubstates）。不含有子結(jié)構(gòu)的狀態(tài)被稱為簡單狀態(tài)（SimpleState），含有子結(jié)構(gòu)的狀態(tài)被稱為組合狀態(tài)（CompositeState）。并發(fā)子狀態(tài)是指并發(fā)進行的子狀態(tài)。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi27狀態(tài)UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi28順序子狀態(tài)狀態(tài)UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi29并發(fā)子狀態(tài)狀態(tài)5.延遲事件（DeferredEvents）延遲事件是指不處理那些當前發(fā)生的狀態(tài)，而將事件推遲到不再被推遲的另外一個狀態(tài)中才處理，此時延遲事件發(fā)生并可能觸發(fā)躍遷，就好像這些事件剛發(fā)生一樣。延遲事件的實現(xiàn)需要存在一個內(nèi)部的事件隊列。6.初始狀態(tài)（InitialState）和最終狀態(tài)（FinalState）初始狀態(tài)和最終狀態(tài)是兩種特殊的狀態(tài)。初始狀態(tài)表示狀態(tài)機的執(zhí)行開始，最終狀態(tài)表示狀態(tài)機的執(zhí)行結(jié)束。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi30躍遷躍遷是兩個狀態(tài)間的一種關(guān)系，它表示對象在第一個狀態(tài)將執(zhí)行某些動作，當規(guī)定的事件發(fā)生或滿足規(guī)定的條件時，對象進入第二個狀態(tài)。躍遷表示了從活動（或動作）到活動（或動作）的控制流的傳遞。躍遷由以下部分組成：源狀態(tài)與目標狀態(tài)觸發(fā)事件護衛(wèi)條件動作UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi31判定判定（Decision）代表了活動圖或狀態(tài)機圖上的一個特殊位置，在這個位置上工作流將根據(jù)護衛(wèi)條件進行分支。判定節(jié)點的UML符號是一個空心菱形。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi32同步條同步條（SynchronizationBars）用來定義活動圖中的分叉（Fork）和聯(lián)結(jié)（Join）。同步條的UML符號表示用粗的水平或豎直條表示。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi33活動活動是在狀態(tài)機中進行的一個非原子的執(zhí)行，它由一系列的動作組成?；顒拥腢ML符號表示：UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi34節(jié)點節(jié)點是運行時存在的物理單元，它代表了具有內(nèi)存以及處理能力的計算資源。節(jié)點與組件之間有許多重要的不同之處：組件參加系統(tǒng)的運行；節(jié)點是運行組件的硬件。組件代表了其他邏輯組件的物理封裝；節(jié)點代表了組件的物理分布。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi35UML的擴充機制UML是可擴充的，UML的擴充機制允許用戶以可控制的方式擴充語言。UML的擴充機制包括3種：衍型（Stereotypes）衍型擴充了UML的詞匯表，使用戶可以從已存在的模型元素派生出新模型元素，這些元素是為特定的問題域定制的。衍型提供了擴充基本模型元素以創(chuàng)建新元素的能力。衍型的概念使得UML雖然有最小的符號集，但是可以隨時擴充以滿足需要。衍型名字被放在“<<”和“>>”之間，且被放在模型元素的名字上面。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi36UML的擴充機制UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi37衍型UML的擴充機制標記值（TaggedValues）標記值擴充了UML模型元素的屬性，使用戶可以在模型元素的規(guī)格說明中添加新的信息。標記值可以用放在“{}”中的字符串表示，這個字符串由標記名、分隔符“=”以及標記值組成。UML系統(tǒng)分析與設(shè)計第2版ZhenyanJi38UML的擴充機制約束（Constraints）約束擴充了UML模型元素的語義，使用戶可以添加新規(guī)則或修改已存在的規(guī)則。在UML中