OMT_01.ppt

嚴(yán)悍yanhan 025 84315982 面向?qū)ο蠼＜夹g(shù) UML2軟件建模 2012年教學(xué)時間安排 第9周到16周 共48學(xué)時 3學(xué)分授課時間 周2第2大節(jié) 周4第4大節(jié) 40學(xué)時上機時間 8學(xué)時 第12 15周 周二 第3大節(jié)自主上機 8學(xué)時 具體時間由課代表與中心實驗室商定 上機地點 中心實驗室 計劃第18周考試 目標(biāo) 能掌握面向?qū)ο蟮幕靖拍詈驮砟茏x懂UML模型 包括UML2的各種圖能分析需求建立UML2模型包括UML2主要的幾種圖 用例圖 類圖 序列圖 狀態(tài)圖 活動圖等手工建模或使用建模工具與他人交流 溝通與合作能把建模應(yīng)用于軟件工程正向工程 從模型到代碼逆向工程 從代碼到模型 主要內(nèi)容 對象概念和原理統(tǒng)一建模語言UML需求建模結(jié)構(gòu)建模行為建模體系結(jié)構(gòu)建模建模實例 方法與途徑 課堂 講義 參考書 小練習(xí) 作業(yè)與上機練習(xí)閱讀理解 課件 教材 參考書 充分利用網(wǎng)絡(luò)資源理解與實踐是掌握建模技術(shù)的基本方法討論 質(zhì)疑 尋求解答 軟件建模競賽2人自由組隊 自由選題 分析設(shè)計建模演示 10分鐘 提問 解答評價標(biāo)準(zhǔn) 選題 技術(shù) 效果選題 是否新穎 實用 還是重復(fù)老題目技術(shù) 建模技術(shù)是否掌握熟練 規(guī)范 正確 一致 完備效果 表述是否清晰 邏輯是否嚴(yán)密 是否易于理解 易于實現(xiàn)和測試提交模型文檔 成績評判 平時成績占20 包括考勤 課題考勤與上機考勤練習(xí) 課后作業(yè)競賽 雙人合作建模 演示講解閉卷筆試占80 選擇題填空題建模與應(yīng)用 建模工具 1 MicrosoftVisio2003附加UML2模板支持UML2建模 方便建立模型文檔 與Office兼容 建模工具 2 PoseidonforUML6 0運行在JVM之上支持UML2建模支持正向工程 轉(zhuǎn)換到代碼 Java C 等 支持逆向功能 從Java代碼到模型 支持Roundtrip工程 建模工具 3 StarUML5開源 僅支持Windows支持UML2建模支持正向工程 轉(zhuǎn)換到代碼 Java C C 支持逆向功能 從代碼到模型 教材與參考資料 1 UML2軟件建模 概念 規(guī)范與方法 嚴(yán)悍 劉冬梅 趙學(xué)龍 國防工業(yè)出版社 2009 2TheUnifiedModelingLanguageUserGuide 2ndEdition GradyBooch JamesRumbaughandIvarJacobsonUML用戶指南 邵維忠等譯 人民郵電出版社2006 6TheUnifiedModelingLanguageReferenceManual 2ndEdition JamesRumbaugh IvarJacobsonandGradyBoochUML參考手冊 UMLChina譯 機械工業(yè)出版社 2006 5UML基礎(chǔ) 案例與應(yīng)用JosephSchmuller李虎 趙龍剛譯 人民郵電出版社 2004 8 參考資料 2 UML面向?qū)ο蠼Ｅc設(shè)計 2ndEdition MichaelBlaha JamesRumbaugh車皓陽等譯 人民郵電出版社2006 1面向?qū)ο笤O(shè)計UML實踐 2ndEdition MarkPreistly 清華大學(xué)出版社 影印版 2004 6AgileModeling EffectivePracticesforeXtremeProgrammingandtheUnifiedProcessScottW Ambler敏捷建模 極限編程和統(tǒng)一過程的有效實踐張嘉路等譯 機械工業(yè)出版社 2003 4http www uml org官方網(wǎng)站 目錄 1 概述 1 2 需求建模 用例和用例圖 1 3 結(jié)構(gòu)建模 類與接口建模 2 4 結(jié)構(gòu)建模 關(guān)系建模 2 5 其它結(jié)構(gòu)建模 包圖 復(fù)合結(jié)構(gòu)圖 模板 1 6 行為建模 交互與交互圖 2 7 行為建模 狀態(tài)機與狀態(tài)圖 2 8 行為建模 活動與活動圖 2 9 體系結(jié)構(gòu)建模 構(gòu)件與構(gòu)件圖 0 5 10 體系結(jié)構(gòu)建模 制品 結(jié)點與部署圖 0 5 第一章概述 對象概念 特征 基本原理為什么要建模 統(tǒng)一建模語言UML概述 1 1一個簡單例子 1 一個簡單例子 2 1 2對象與類 對象object是什么 具有明確定義的邊界和唯一標(biāo)識identity的一個實體entity 狀態(tài)和行為的一個封裝體 某個類的一個實例instance 類class是什么 一組具有相同屬性 操作和語義的對象的抽象描述 也描述該類如何創(chuàng)建對象 對象基本原理 生命周期 每個對象都有創(chuàng)建 活動 操作 最后撤銷的動態(tài)過程 抽象 從客觀世界實體對象抽象為計算機軟件表示的類 類是靜態(tài)的 實例化 運行時刻由類創(chuàng)建對象 人與對象交互 對象之間交互 以完成計算任務(wù) 對象是動態(tài)的 1 3面向?qū)ο筇卣?封裝性encapsulation繼承性inheritance多態(tài)性polymorphism 封裝性 類 數(shù)據(jù)變量集合 操作方法集合 類 public private protected 成員種類 數(shù)據(jù)和方法作為類成員封裝在一起先區(qū)別對象 再區(qū)分成員 成員可見性 訪問控制 通過接口訪問核心數(shù)據(jù) 類 類成員 對象成員 靜態(tài)成員還是非靜態(tài)成員 繼承性 繼承性反映自然的分類結(jié)構(gòu) isA關(guān)系 子類繼承超類的特征 繼承性 子類可擴展新特征 且僅描述新特征 擴展 子類可限制繼承而來的屬性 或重新改寫繼承而來的行為每個子類對象都是其基類的一個對象 類型多態(tài)性 子類對象可替代超類對象 substitutability可替代性 多態(tài)性 類型多態(tài)性行為多態(tài)性overload 同一個類中多個同名操作具有不同形參 個數(shù)或類型 override 子類中以相同基調(diào)改寫其超類中某個操作的實現(xiàn) 目的是在抽象層次上得到統(tǒng)一的規(guī)范性的設(shè)計 而具體情況又能得到特殊處理 1 4接口 有封裝性就有接口interface 接口用來劃分一個復(fù)雜系統(tǒng)的使用方和實現(xiàn)方之間的界線和約定 對象和類具有自己的接口接口是一種類型 描述使用規(guī)范接口有三個主要問題 接口如何定義和表示 接口如何實現(xiàn) 接口如何使用 1 5模型是什么 模型 model 是對現(xiàn)實的簡化和抽象模型具有可視化 形象直觀等特點模型也具有工程價值模型具有以下特點 模型是局部性的 以反映事物的不同側(cè)面模型是抽象的 而且有不同的抽象級別建模的目的是特定的模型不同于原型 prototype 1 6建模的概念 建模 modeling 是什么 廣義來說 建模是一項經(jīng)檢驗并被廣泛接受的工程技術(shù) 對于軟件來說 建模是一種規(guī)范的設(shè)計技術(shù)為什么要建模 更好地理解正在開發(fā)或使用的日益復(fù)雜的系統(tǒng) 開發(fā)團(tuán)隊成員之間需要有效的交流和溝通 模型為什么容易理解 模型大多是基于圖形的描述 人們在理解圖形時能充分發(fā)揮抽象思維和形象思維能力 也能發(fā)揮邏輯思維 軟件建模要達(dá)到什么目的 規(guī)范化設(shè)計 模型可規(guī)范設(shè)計復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為 設(shè)計是建模的一個主要目的 統(tǒng)一建模語言UML具有規(guī)范性 標(biāo)準(zhǔn)化的特點 可確定復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為 以完成設(shè)計 并驗證設(shè)計的正確性 可視化表達(dá) 模型能以可視化圖形 形象直觀地反映系統(tǒng)的重要特征 圖形是模型的主要表現(xiàn)形式 UML提供了豐富的 標(biāo)準(zhǔn)的圖形元素 方便人們對復(fù)雜系統(tǒng)的理解 用圖來進(jìn)行設(shè)計構(gòu)建 模型能給出構(gòu)建系統(tǒng)的模板 模型是一種藍(lán)圖 描述了要構(gòu)建系統(tǒng)的目標(biāo)和途徑 可指導(dǎo)大型復(fù)雜軟件的開發(fā) 同時也具有一致性 規(guī)范性的作用 存檔 模型是對設(shè)計決策的一種文檔 模型是軟件文檔的一個重要組成部分 它是軟件可維護(hù)性 可理解性的重要保障 建模的3要素 建模對象 被建模的事物是什么 每個模型或每張圖都應(yīng)明確被建模事物究竟是什么側(cè)面 否則建模的目的就含糊不清 另一方面 對于同一個事物的同一個側(cè)面 我們應(yīng)避免在同一個抽象級別上重復(fù)建模 否則就容易產(chǎn)生不一致 建模規(guī)范 按什么規(guī)范來表示 模型中每個建模元素的概念和圖符都應(yīng)符合一定規(guī)范 否則模型就會有二義性 一個模型應(yīng)該僅采用一種建模規(guī)范 本書中我們采用的建模規(guī)范是統(tǒng)一建模語言UML2 建模方法 如何建模 針對建模對象的特定側(cè)面 采用合適的建模元素 在恰當(dāng)?shù)某橄蠹墑e上進(jìn)行描述 需要一定的方法指導(dǎo) 也需要相當(dāng)?shù)膶嵺`積累 什么是面向?qū)ο蠼OM 建模對象 將被建模事物都看作對象 然后再描述其結(jié)構(gòu)和行為 整個運行系統(tǒng)可看作一個對象 來考察其用例 usecase 所表現(xiàn)的功能 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可遞歸地分解為多個更小粒度的對象和類 分別加以描述 系統(tǒng)的行為可遞歸地分解為更詳細(xì)的描述 建模規(guī)范 UML是一種國際化建模語言規(guī)范 其規(guī)范是一組元模型 本身就是一套面向?qū)ο蟮哪Ｐ?規(guī)范具有強制性 不能隨意畫幾張示意圖就稱之為對象建模 每一張圖都有確切的種類 圖中每一個結(jié)點 每一條邊都具有明確的規(guī)范 圍繞著結(jié)點和邊的多種文字標(biāo)注及位置都具有明確的定義 建模方法 面向?qū)ο蠼Ｊ且环N軟件建模方法 即采用對象 類 接口等基本概念 采用封裝性 繼承性 多態(tài)性等進(jìn)行建模 得到的模型被稱為對象模型 軟件工程與軟件建模之間的關(guān)系 模型是當(dāng)今軟件工程的工具和成果物建模是軟件過程的重要工作 好模型的標(biāo)準(zhǔn)是什么 目前并沒有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范性 符合面向?qū)ο笤?UML規(guī)范正確性 能正確反映客觀規(guī)律 不歪曲事實一致性 模型各部分之間不矛盾 不沖突完備性 相對完整 全面 不遺漏重要內(nèi)容 良好模型的表現(xiàn)形式 每一張圖都應(yīng)明確命名 一張圖不宜太大 A4頁面能打印為佳 布局合理 例如自上而下描述繼承結(jié)構(gòu) 自左向右或自上而下描述流的方向 構(gòu)圖簡單直觀 盡可能避免或減少線的交叉或穿越 在同一張圖中應(yīng)避免同一個元素多次出現(xiàn) 例如 一張類圖中同一個類不應(yīng)出現(xiàn)多次 盡可能多的注釋和約束 拒絕建模的理由 目前模型可能還不能直接支持所有軟件系統(tǒng)的自動構(gòu)建 所以建模沒什么用處 模型規(guī)范 方法和工具都太復(fù)雜 要花費太大精力去學(xué)習(xí)掌握 在實際軟件工程中 模型與代碼之間難以保持一致 或者代價太大 只有分析人員 設(shè)計人員需要建模 編程人員 測試人員不需要建模 我們的項目中采用非面向?qū)ο蟮木幊陶Z言 所以面向?qū)ο蠼ξ覀儫o用 開發(fā)一個簡單的系統(tǒng)用不著建模 統(tǒng)一建模語言UML 統(tǒng)一建模語言UML概述UML PPT 1 7UML2的圖 6種結(jié)構(gòu)圖 7種行為圖重點是類圖 用例圖 序列圖 狀態(tài)圖 活動圖 小結(jié) 1 識別對象 用圖形描述對象的各個性質(zhì) 以及對象之間的鏈 表示為UML的對象圖 在對象圖的基礎(chǔ)上抽象概括出類 用類圖描述類的名稱 類的各個性質(zhì) 以及類之間的關(guān)系 對象圖和類圖是UML模型中最常見的圖形 按對象的概念來識別客觀世界中的對象 邊界 標(biāo)識 實體 狀態(tài) 行為 對象的狀態(tài)表示為性質(zhì) 行為表示為操作 性質(zhì)和操作統(tǒng)稱為對象的特征 一個對象是特定類的一個實例 類是一組對象的抽象描述 一個類相對于其對象是抽象的 而對象是具體的實例 一個類相對于其對象而言是靜態(tài)的 而對象是動態(tài)的 計算機中實現(xiàn)的對象是對客觀對象的一種模擬 小結(jié) 2 面向?qū)ο笥腥齻€基本特性 封裝性 繼承性和多態(tài)性 面向?qū)ο笠话闾峁?個層面的封裝 對象的封裝 類的封裝和包的封裝 類的封裝有三個視圖 成員特征 可見性 靜態(tài)與非靜態(tài)特征 封裝性的好處體現(xiàn)在信息隱藏和狀態(tài)保持 繼承性表示較一般的類 超類 與較特殊的類 子類 之間的關(guān)系 繼承性反映自然的分類結(jié)構(gòu) 子類繼承了超類中定義的特征 而且子類可擴展新特征 且僅描述新特征 子類可共享其超類的特征 多態(tài)性是指某一論域中的一個元素可以有多種具體解釋 繼承性使得一個對象的所屬類型具有多態(tài)性 在一個對象上調(diào)用一個操作也具有多態(tài)性 小結(jié) 3 接口也是一種類型 接口一種抽象的類型 不能直接實例化 接口通常僅說明一組相關(guān)的操作 而不說明這些操作的實現(xiàn)方法 這種實現(xiàn)接口的類被稱為 實現(xiàn)類 一個接口可由多個類提供實現(xiàn) 而一個類可實現(xiàn)多個接口 接口的好處體現(xiàn)在接口的使用方 即客戶程序 接口降低了客戶程序與實現(xiàn)類之間的耦合 小結(jié) 4 模型是對現(xiàn)實的簡化和抽象 模型具有局部性 抽象 特定目的的特點 建模是一項經(jīng)檢驗并被廣泛接受的工程技術(shù) 軟件建模是一種規(guī)范的設(shè)計技術(shù) 軟件建模希望能達(dá)到的目的 規(guī)范設(shè)計 可視化 構(gòu)建 存檔 建模有三個要素 建模對象 建模規(guī)范和建模方法 一個好模型應(yīng)該具備 規(guī)范性 正確性 一致性和相對完備性 UML2提供了結(jié)構(gòu)圖和行為圖兩大類 共13種圖 目前有多種建模工具供選擇 練習(xí) 下面哪一個不是面向?qū)ο笤O(shè)計的基本特性 A 繼承性B 封