統(tǒng)一建模語言：第1講 統(tǒng)一建模語言概述

1、統(tǒng)一建模語言,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,建模是對現(xiàn)實系統(tǒng)進行過濾，用規(guī)則描繪出模型,1.1 軟件建模：什么是建模？,建立模型的作用是獲取 系統(tǒng)的實質性部分,可視化建模是運用標準圖形符號建立系統(tǒng)模型,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.1 軟件建模：模型是什么？,模型是現(xiàn)實系統(tǒng)的簡化，它是抓住現(xiàn)實系統(tǒng)的主要方面而忽略次要方面的一種抽象 模型既反映現(xiàn)實系統(tǒng)，又不等同于該現(xiàn)實系統(tǒng) 模型是理解、分析、開發(fā)或改造現(xiàn)實系統(tǒng)的一種常用手段,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.1 軟件建模： 工業(yè)建模實例,實例：設計收音機 1.確定收音機是幾個波段、有幾個喇叭.,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.1 軟件建模： 工業(yè)

2、建模實例,實例：設計收音機 2.設計電路圖。用集成電路符號、晶 體管符號、電阻電容符號，加上各種標注.,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.1 軟件建模： 工業(yè)建模實例,實例：設計收音機 3.設計電路板，調試，定型，生產,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.1 軟件建模： 開發(fā)軟件,開發(fā)軟件（非建模） 先寫一個系統(tǒng)（需求）分析報告 簡單的設計報告（一些孤立的文字和圖形） 開始編碼，調試，測試，發(fā)行。通常，該工作已與前兩步工作脫鉤了,相當于不畫電路圖直接用集成電路、晶體管、電阻、電容做收音機電路,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.1 軟件建模： 開發(fā)軟件,不畫電路圖直接用集成電路、晶體管、電阻、電容做收音

3、機電路 怎么維修？ 怎么在原有產品上發(fā)展更先進的產品？ 對于軟件，這些問題一樣是存在的。,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.1 軟件建模,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.1 軟件建模,為什么軟件建模？ 模型可以促進項目有關人員對系統(tǒng)的理解和交流 模型有助于挑選出代價較小的解決方案 模型可以縮短系統(tǒng)的開發(fā)周期,怎樣軟件建模？ 1.抽象出系統(tǒng)的不同視圖 2.用精確的表示法來建立模型 3.在模型轉換為實現(xiàn)的過程中逐漸添加進相關細節(jié),第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.1 軟件建模,軟件建模實例 簡單的過程模型 需求分析后，直接進入代碼編寫階段 僅適用于簡單的項目開發(fā),第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.1 軟

4、件建模,軟件建模實例 稍復雜的過程模型 增加一個階段，通過結構圖來刻畫軟件的總體功能和模塊劃分，并強調模塊之間的調用關系。 模型（結構圖） 軟件設計的中心，闡述系統(tǒng)體系結構，忽略底層實現(xiàn)細節(jié) 有助于處理重大軟件開發(fā)中的復雜性,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.1 軟件建模,軟件建模實例 其他更為復雜的過程模型 瀑布模型 演化模型 螺旋模型 增量（迭代）模型 軟件的生命周期,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.1 軟件建模,分析與設計 模型 描述現(xiàn)實世界應用的結構（分析階段) 描述被提議軟件系統(tǒng)的結構（設計階段） 面向對象方法在分析與設計階段使用同樣的標記法 結構化方法使用不同的分析與設計標記法,第1

5、講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.1 軟件建模,軟件方法論 概念：成功開發(fā)軟件的策略 兩個指導 采用什么過程 使用什么標記法 （模型）,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.2 UML簡史,左起分別是：Grady Booch、Ivar Jacobson和James Rumbaugh,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.2 UML簡史,UML：Unified Modeling Language A general-purpose visual（可視化） modeling language to visualize (可視化) specify (說明) construct (構造) document (文檔化)

6、the architecture of a software system.（軟件系統(tǒng)架構）,統(tǒng)一建模語言 OMG （Object Management Group，對象管理組織） The Unified Modeling Language (UML) is a graphical language for visualizing, specifying, constructing, and documenting the artifacts （人工制品、產物、工件） of a software-intensive system. UML以標準的方式描述軟件系統(tǒng)的藍圖 概念事物：業(yè)務流程、系統(tǒng)

7、功能 具體事物：編程語言語句、數(shù)據(jù)庫模式 、可復用軟件組件,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.2 UML簡史,統(tǒng)一建模語言,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,統(tǒng)一 早期面向對象分析與設計方法的統(tǒng)一Unification of earlier object-oriented analysis and design methods. 不應用領域和不同開發(fā)過程的相同概念與標記法 整個開發(fā)生命周期中的相同概念與標記法,建模 對一個系統(tǒng)的語義抽象,語言 只是一個圖形化的語言（沒有指定軟件過程）,1.2 UML簡史,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,UML歷史,/wiki/U

8、nified_Modeling_Language,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,refine,refine,refine,refine,refine,1995,1996,January 1997 (initial submission to OMG),September 1997 (final submission to OMG),Editorial revision With no significant Technical changes,refine,2001,UML歷史,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,Foundations of OO (Nygaard, Goldberg, Meyer,S

9、troustrup, Harel, Wirfs-Brock, Reenskaug,),UML 2.0 (MDA),UML2.0規(guī)范 基本結構（ Infrastructure） UML 內部構件internals 更加精確的概念，較好的支持MDA 上層結構（Superstructure） 用戶層特性 面向大規(guī)模軟件系統(tǒng)的新功能 鞏固現(xiàn)有的功能 OCL 對象約束語言 完全符合UML 圖交換標準（Diagram interchange standard） 交換圖形信息（模型圖）,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,UML主要構成 視圖(views) 圖(Diagrams) 模型元素(

10、Model elements) 通用機制(general mechanism),第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,UML主要構成 視圖(views) 一個系統(tǒng)應從不同的角度進行描述,從一個角度觀察到的系統(tǒng)稱為一個視圖（view）。 視圖由多個圖（Diagrams）構成，不是一個圖表（Graph）,而是在某一個抽象層上，對系統(tǒng)的抽象表示。 要為系統(tǒng)建立一個完整的模型圖，需定義一定數(shù)量的視圖，每個視圖表示系統(tǒng)的一個特殊的方面。 視圖把建模語言和系統(tǒng)開發(fā)時選擇的方法或過程連接起來。,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,UML主要構成 視圖(views),第1講: 統(tǒng)

11、一建模語言概述,1.3 UML概念模型,設計視圖,過程視圖,實現(xiàn)視圖,部署視圖,用例視圖,Use case View描述系統(tǒng)的外部特性、系統(tǒng)功能等。,UML主要構成 視圖(views),第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,設計視圖,過程視圖,實現(xiàn)視圖,部署視圖,用例視圖,Design View 描述系統(tǒng)設計特征，包括結構模型視圖和行為模型視圖，前者描述系統(tǒng)的靜態(tài)結構(類圖、對象圖)，后者描述系統(tǒng)的動態(tài)行為(交互圖、狀態(tài)圖、活動圖)。,UML主要構成 視圖(views),第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,設計視圖,過程視圖,實現(xiàn)視圖,部署視圖,用例視圖,Proc

12、ess View 表示系統(tǒng)內部的控制機制。常用類圖描述過程結構，用交互圖描述過程行為。,UML主要構成 視圖(views),第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,設計視圖,過程視圖,實現(xiàn)視圖,部署視圖,用例視圖,Deployment View 配置視圖描述系統(tǒng)的物理配置特征。用配置圖表示。,UML主要構成 視圖(views),第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,設計視圖,過程視圖,實現(xiàn)視圖,部署視圖,用例視圖,Implementation View 表示系統(tǒng)的實現(xiàn)特征，常用構件圖表示。,UML主要構成 視圖(views)： 4+1,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.

13、3 UML概念模型,UML主要構成（14種） 圖(Diagrams) 結構圖(Structure diagrams): 強調系統(tǒng)建模 類圖 (Class Diagram) 組件圖(Component diagram) 復合結構圖(Composite structure diagram) 部署圖(Deployment diagram) 對象圖(Object diagram) 包圖(Package diagram) 輪廓圖(Profile diagram) (UML 2.2) 行為圖(Behavior diagrams): 強調系統(tǒng)模型中觸發(fā)的事件： 活動圖(Activity diagram) 狀

14、態(tài)機圖 (State Machine diagram) 用例圖 (Use Case Diagram) 交互圖(Interaction diagrams), 屬于行為圖的子集合，強調系統(tǒng)模型中的信息流： 通信圖(Communication diagram) 交互概述圖(Interaction overview diagram) (UML 2.0) 序列圖(順序圖)(Sequence diagram) 時間圖(Timing Diagram) (UML 2.0),第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,UML主要構成 模型元素(Model elements) 代表面向對象中的類，對象，關

15、系和消息等概念 構成圖的最基本的常用的元素 一個模型元素可以用于多個不同的圖中,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,UML主要構成 通用機制(general mechanism) 用于表示其他信息，比如注釋，模型元素的語義等。 為了適應用戶的需求，它提供擴展機制(Extensibility mechanisms) ，包括構造型(Stereotype)、標記值(Tagged value)和約束(Constraint) 使UML語言能夠適應一個特殊的方法（或過程），或擴充至一個組織或用戶。,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,UML特點 (1) 統(tǒng)一標準：UML統(tǒng)一

16、了Booch、OMT和OOSE等方法中的基本概念，已成為OMG的正式標準，提供了標準的面向對象的模型元素的定義和表示。 (2) 面向對象：UML還吸取了面向對象技術領域中其它流派的精華。刪除了大量易引起混亂的、多余的和極少使用的符號,也添加了一些新符號。 (3) 可視化、表示能力強：系統(tǒng)的邏輯模型或實現(xiàn)模型都能用UML模型清晰的表示，可用于復雜軟件系統(tǒng)的建模。 (4)易掌握、易用：UML的概念明確，建模表示法簡潔明了，圖形結構清晰，易于掌握使用。,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,UML、面向對象編程語言均建立在對象模型（o

17、bject model）的基礎上。,編程語言,源代碼,編譯時,Documents which define the behavior that we want a program to exhibit,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,UML 模型,UML,抽象,Documents which specify the general structure and behaviour of a system,編程語言,源代碼,編譯時,UML、面向對象編程語言均建立在對象模型（object model）的基礎上。,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,執(zhí)行程序,運行時

18、,描述,Run-time properties, described as the effect the program has on a computers processor and memory.,UML 模型,UML,抽象,編程語言,源代碼,編譯時,UML、面向對象編程語言均建立在對象模型（object model）的基礎上。,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,對象結構,描述,抽象,Abstracts of what really happens when a program runs.,執(zhí)行程序,運行時,描述,UML 模型,UML,抽象,編程語言,源代碼,編譯時,UML、面向對象編程語言均建立在對象模型（object model）的基礎上。,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,1. The diagrams defined in a language such as UML are not a just picture, but have a definite meaning in terms of what they specify about the run-time properties of systems.,UML、