UML在ATM自動取款機(jī)中應(yīng)用技術(shù)新版

1、UML在ATM自動取款機(jī)中的應(yīng)用(一) Uml基礎(chǔ)知識Um概述UML (Unified Modeling Language)是軟件界第一個統(tǒng)一的建模語言，該方法結(jié)合了 Booch,OMT,和OOSE方法的優(yōu)點，統(tǒng)一了符號體系，并從其它的方法和工程實踐中吸收了許多經(jīng) 過實際檢驗的概念和技術(shù)。它是一種標(biāo)準(zhǔn)的表示，已成為國際軟件界廣泛承認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。是一種基于面向?qū)ο蟮目梢暬耐ㄓ?General)建模語言。為不同領(lǐng)域的用戶提供了統(tǒng)一的交流標(biāo)準(zhǔn)一UML圖。UML應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛，可用于軟件開發(fā)建模的各個階段，商業(yè)建模(Business Modeling),也可用于其它類型的系統(tǒng)。UML是一種定義良好，易于

2、表達(dá)，功能強(qiáng)大且普遍實用的建模語言，不是一種方法， 它獨立于過程。利用它建模時，可遵循任何類型的建模過程。建模過程：UM的主要構(gòu)成向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計的一種UML是一種標(biāo)準(zhǔn)化的圖形建模語言，它是面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計的一種標(biāo)準(zhǔn)表示。由：視圖(views),圖(Diagrams),模型元素(Model elements)通用機(jī)制(general mechanism)等幾個部分構(gòu)成。視圖(views)一個系統(tǒng)應(yīng)從不同的角度進(jìn)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(gòu)成，它不是一個圖表( Graph)而是在某一個抽象層上， 對系統(tǒng)的抽象表示。如果要為系統(tǒng)建立

3、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。另外，視圖還把建模語言和系統(tǒng)開發(fā)時選擇的方法或過程連接起來。圖(Diagrams)UML語言定義了五種類型9種不同的圖，把它們有機(jī)結(jié)合起來就可以描述系統(tǒng)的所有視圖。用例圖(Use case diagram)從用戶角度描述系統(tǒng)功能，并指出各功能的操作者。靜態(tài)圖(Static diagram)表示系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。包括類圖、對象圖、包圖。行為圖（Behavior diagram）,描述系統(tǒng)的動態(tài)模型和組成對象間的交互關(guān)系。包括狀態(tài)圖、活 動圖。交互圖（Interactive diagram）,描述對象間的交互關(guān)系。包括順序圖、

4、合作圖。實現(xiàn)圖（Implementation diagram ）用于描述系統(tǒng)的物理實現(xiàn)。包括構(gòu)件圖、部件圖。 UML的9種圖圖名稱圖定義圖性質(zhì)1類圖一組類、接口、協(xié)作及它們的關(guān)系靜態(tài)圖2對象圖一組對象及它們的關(guān)系靜態(tài)圖3用例圖一組用例、參與者及它們的關(guān)系靜態(tài)圖4順序圖:一個交互，強(qiáng)調(diào)消息的時間順序動態(tài)圖5協(xié)作圖一個交互，強(qiáng)調(diào)消息發(fā)送和接受的對象的結(jié)構(gòu)組織動態(tài)圖6狀態(tài)圖:一個狀態(tài)機(jī)，強(qiáng)調(diào)對象按事件排序的行為動態(tài)圖7活動圖一個狀態(tài)機(jī)，強(qiáng)調(diào)從活動到活動的流動動態(tài)圖8構(gòu)件圖一組構(gòu)件及關(guān)系靜態(tài)圖9配置（實施圖）一組接點及它們的關(guān)系靜態(tài)圖包圖：包中的類以及包與包之間的關(guān)系（靜態(tài)圖）UML的5種視圖視圖名稱

5、視圖內(nèi)容靜態(tài)表現(xiàn)動態(tài)表現(xiàn)觀察角度1用戶模型視圖（用 例視圖）系統(tǒng)行為，動 力用例圖交互圖、狀態(tài) 圖、活動圖用戶、 分析員、 測試員2結(jié)構(gòu)模型視圖（設(shè) 計視圖）問題及解決萬案類圖、對象圖交互圖、狀態(tài) 圖、活動圖類、接口、 協(xié)作3行為模型視圖（進(jìn) 程視圖）性能、可伸縮 性，吞吐量類圖、對象圖交互圖、狀態(tài) 圖、活動圖線程、 進(jìn)程4實現(xiàn)模型視圖（實 現(xiàn)視圖）構(gòu)件、文件構(gòu)件圖交互圖、狀態(tài) 圖、活動圖配置、 發(fā)布5環(huán)境模型視圖（實 施視圖）部件的發(fā)布、 交付、安裝配置圖 （實施圖）交互圖、狀態(tài) 圖、活動圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的節(jié)點模型元素（Model elements）代表面向?qū)ο笾械念?，對象，關(guān)系和消息等概念，是構(gòu)

6、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。通用機(jī)制（general mechanism）用于表示其他信息，比如注釋，模型元素的語義等。另外，為了適應(yīng)用戶的需求，它還提供了擴(kuò)展機(jī)制（Extensibility mechanisms），包括構(gòu)造型（Stereotype）標(biāo)記值（Tagged value和 約束（Constraint）.使用UML語言能夠適應(yīng)一個特殊的方法（或過程），或擴(kuò)充至一個組織或用 戶。（二） ATM建模分析0引言UML （統(tǒng)一建模語言） 是一種通用的可視化建模語言，用于對軟件進(jìn)行描述、可視化處理、構(gòu)造和建立軟件系統(tǒng)的文檔1.它提供了從不同的角度去觀察和展示

7、系統(tǒng)各種特征的標(biāo)準(zhǔn)方法.在UML中，從任何一個角度對系統(tǒng)所做的抽象都可以用多種模型來描述口， 而這些來自不同角度的模型最終構(gòu)成了系統(tǒng)的完整模型.ATM （Automantic Teller Machine） 自動取款機(jī)是由計 算機(jī)控制的持卡人自我服務(wù)型的金融專用設(shè)備.在我國，基本上所有的銀行系統(tǒng)都有自己的ATM系統(tǒng).ATM利用磁性代碼卡或智能卡實現(xiàn)金融交易，代替銀行前臺工作人員的部分工作顧客可以在ATM機(jī)上取錢、查詢余額、轉(zhuǎn)賬和修改密碼等業(yè)務(wù)除此之外，ATM 自動取款機(jī)還具有維護(hù)、測試、事件報告、監(jiān)控和管理等多種功能.1ATM系統(tǒng)需求分析ATM系統(tǒng)向用戶提供一個方便、簡單、及時、隨時隨地可以取

8、款的互聯(lián)的現(xiàn)代計算機(jī)化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一個完整的ATM機(jī)至少包含四個功能：1）取款：持卡人或有銀聯(lián)標(biāo)識卡的客戶均可通過ATM進(jìn)行取款交易.2）查詢：持卡人可通過ATM辦理活期賬戶查詢和多賬戶查詢，持有銀聯(lián)標(biāo)識卡的客戶可通過本行ATM辦理活期賬戶查詢.3）改密：持卡人可通過ATM更改賬戶密碼，確保資金安全.4）轉(zhuǎn)賬：持卡人可通過ATM辦理卡與卡賬戶、卡與折賬戶的轉(zhuǎn)賬等業(yè)務(wù).為了實現(xiàn)上述四個基本功能，一個ATM系統(tǒng)應(yīng)包括讀卡模塊、輸入模塊、IC卡認(rèn)證模塊、顯示模塊、吐錢模塊、打印模塊，監(jiān)視器模塊等.讀卡模塊用于識別客戶卡的種類并 在顯示器上提示輸入密碼； 輸入模塊用于客戶輸入密碼、賬號和金額等信息；IC

9、卡認(rèn)證模塊用于鑒別卡的真?zhèn)危?以防假冒；顯示模塊用于顯示持卡客戶有關(guān)的信息；吐錢模塊則按照客戶的需求提供相應(yīng)的現(xiàn)金；打印模塊則為客戶提供交易憑證.結(jié)構(gòu)圖如下所示：ATM自動取款讀 卡 機(jī) 模 塊鍵 盤 輸 入 模 塊C認(rèn) 證 模 塊顯 示 模 塊吐 錢 機(jī) 模 塊打 印 報 表 報 表1監(jiān)視器模塊2 系統(tǒng)用例模型2.1系統(tǒng)用例圖根據(jù)系統(tǒng)的需求分析可知，系統(tǒng)中的角色有銀行客戶、工作人員和系統(tǒng)，其中銀行客戶使用ATM系統(tǒng)進(jìn)行交易； 工作人員 可以更改ATM的設(shè)置、放置現(xiàn)金、機(jī)器維護(hù)等； 系統(tǒng)則作為外部角色參與整個活動，系統(tǒng)用例圖如圖1所示：23 / 18弄戶【ATM系統(tǒng)的用例圖】存錢ffi I嘉竦

10、捋例團(tuán)Fig. 1 System use diagram添加信息銀行工作人員取錢維護(hù)硬件設(shè)備修改密碼轉(zhuǎn)賬JT查詢余額付款銀行工作人員【ATM提款系統(tǒng)用例圖】查余額付款取款4驗證用戶信用更改密碼【解釋：用例圖】 用例用于描述一組用例、參與者及它們之間的連接關(guān)系。 用例圖僅僅從角色使用系統(tǒng)的角度描述系統(tǒng)中的信息，也是站在系統(tǒng)外部查看系統(tǒng)功 能，而并不描述該功能在系統(tǒng)內(nèi)部是如何實現(xiàn)的。 用例圖是被稱為參與者的外部用戶所能觀察到的系統(tǒng)功能的模型圖。 用例可應(yīng)用于整個系統(tǒng)，也可應(yīng)用于系統(tǒng)的一部分，包括子系統(tǒng)、單個的類甚至接口。 通常，用例不僅代表這些元素所期望的行為，而且還可把這些元素用作開發(fā)過程中測

11、試用例的基礎(chǔ)。橢圓：用例，是用戶與計算機(jī)之間的一次典型交互作用。人形：參與者（外部執(zhí)行者）是指用戶在系統(tǒng)中所扮演的角色。2.2顧客用例圖創(chuàng)建用例（Use Case用例是角色啟動的，基于這樣的考慮，ATM系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務(wù)流程大致可以分為以下的幾個用例：客戶取錢客戶存錢客戶查詢余額客戶轉(zhuǎn)帳客戶更改密碼客戶通過信用系統(tǒng)付款銀行官員改變密碼銀行官員為ATM添加現(xiàn)金銀行官員維護(hù)ATM硬件信用信用啟動來自客戶的付款顧客先將自己的磁卡或智能卡插入ATM機(jī)，ATM機(jī)先審核該卡， 如果合法，則提示用戶輸入密碼，如密碼錯誤，則提示重新輸入，如果輸入次數(shù)超過限制，則自動吐卡；如果密 碼正確，則讓顧客選擇服務(wù)類型，此時顧

12、客就可以進(jìn)行取款、查詢余額、設(shè)置密碼、轉(zhuǎn)賬等 操作，操作完成后退磁卡或智能卡，顧客用例圖如圖2所示：脫款夠還用戶Fig. 2 C'LLSTomerfi ust case dutgram2.3 系統(tǒng)類圖【解釋：類圖】 用于描述一組類、接口、協(xié)作及它們間的靜態(tài)關(guān)系。 在面向?qū)ο笙到y(tǒng)的建模中，類圖最為常用，它用來闡明系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。 類是對一組具有相同屬性、操作、關(guān)系和語義的對象的描述，其中對類的屬性和操 作進(jìn)行描述時的一個最重要的細(xì)節(jié)是它的可見性。 一個典型的系統(tǒng)模型中通常有若干個類圖。一個類圖不一定要包含系統(tǒng)中所有的 類，一個類可加到幾個類圖中。在類圖中類用矩形框來表示，它的屬性和操作分

13、別列在分格中。 類之間可以多種方式鏈接（如關(guān)聯(lián)、泛化、依賴和實現(xiàn)等 ）。關(guān)系用類框之間的連線來表示，不同的關(guān)系用連線上和連線端頭處的修飾符來區(qū)別?！绢悎D】【ATM機(jī)系統(tǒng)類圖】事務(wù)管理讀卡機(jī) 尿卡號acceptO *ejeet() read。Svithdraw()*open°deduct Fundsf)Serify Fund$0點籾機(jī)proyde Cashf)*prawde Reciptf)*atep(Reque$l()*send Request()怪戶色盡戶4日期彰交易記錄*183戌)*write()遨宇鍵益*acceptlnput()*delete()3系統(tǒng)動態(tài)模型動態(tài)模型是指系統(tǒng)

14、隨時間變化的行為，行為是從靜態(tài)視圖中抽取系統(tǒng)的瞬間值的變化來 描述的，UML中動態(tài)模型包括時序圖、協(xié)作圖、活動圖和狀態(tài)圖等.3.1 時序圖(順序圖)時序圖(Sequence Diagram)用來顯示對象之間的關(guān)系，并強(qiáng)調(diào)對象 之間消息的時間順序，同時顯示了對象之間的交互時序圖主要包括如下元素：類角色、生 命線、激活期和消息等.顧客要取款時先插入磁卡，ATM機(jī)驗證磁卡正確后要求顧客輸入密碼，如果用戶輸入 正確，則系統(tǒng)提示顧客選擇服務(wù)，此時顧客選擇取錢，系統(tǒng)再次要求輸入金額，如果顧客輸 入的金額在允許范圍內(nèi)，則系統(tǒng)正常進(jìn)行交易， 交易完成后提示顧客取走磁卡，顧客在AT¥掘示冏寡輸人鑿碼-

15、iriJI r密硏醴證M機(jī)上交易的時序圖如圖3所示：I轉(zhuǎn)関it確#慢小逸捋雁務(wù)I 0下!輸欠金釉T出啊D圈議客取愷時序B0Figi 3 C usitomer tnoney ci mi ng diBgram【解釋：順序圖】 順序圖表示對象之間傳送消息的時間順序。順序圖用來描述對象之間消息發(fā)送的先后次序，闡明對象之間的交互過程以及在系統(tǒng) 執(zhí)行過程中的某一具體時刻將會發(fā)生什么事件。順序圖是一種強(qiáng)調(diào)時間順序的交互圖，可用來進(jìn)行一個場景說明，即一個事務(wù)的歷史 過程。順序圖中對象沿橫軸排列，消息沿縱軸按時間順序排列。 順序圖中的對象生命線是一條垂直的虛線，它表示一個對象在一段時間內(nèi)存在。由于順序圖中的大多

16、數(shù)對象都存在于整個交互過程中，因此這些對象全部排列在圖的 頂部，它們的生命線從圖的頂部畫到圖的底部。每個對象的正下方有一個小矩形條， 它與對象的生命線相重疊，它表示該對象的控制焦點。圖中的消息可有序號，但由于該圖上的消息已在縱軸上按時間順序排序，因此消息序 號通常省略?！緜€人用戶取款的順序圖】【客戶李明取款200元的ATM系統(tǒng)順序圖】提示輸入密退卡客戶李明取款機(jī)李明：用戶讀卡號提示輸入密碼初始化屏幕輸入密碼1提示選擇事務(wù)選擇事務(wù)取輸入金額200打開賬戶23456驗證密碼提示輸入金額取款驗款扣款提供超票提供發(fā)票銀行儲戶讀卡機(jī)顯示輸入設(shè)備客戶管理點鈔機(jī)事務(wù)管理插入ATM卡接受ATM卡查詢密碼顯示輸

17、入密碼請求輸入密碼密碼傳遞數(shù)據(jù)合法性確認(rèn)確認(rèn)數(shù)據(jù)的合法性出鈔請求出鈔取鈔3.2協(xié)作圖【解釋：協(xié)作圖】協(xié)作圖也是一種交互圖，它強(qiáng)調(diào)收發(fā)消息的對象的組織結(jié)構(gòu)。協(xié)作圖描述對象間的協(xié)作關(guān)系 （與順序圖相似），顯示對象間的動態(tài)合作關(guān)系。 在協(xié)作圖中，直接相互通信的對象之間有一條直線，沒有畫線的對象之間不直接通信。附在直線上的箭頭代表消息。消息的發(fā)生順序用消息箭頭處的編號來說明。協(xié)作圖是表示一個類操作的實現(xiàn)。協(xié)作圖可說明類操作中用到的參數(shù)和局部變量及操作中的永久鏈。當(dāng)實現(xiàn)一個行為時，消息編號對應(yīng)了程序中嵌套調(diào)用結(jié)構(gòu)和信號傳遞過程【李明取款的協(xié)作圖】6:輸入密碼1234565:提示輸入密碼 李明：用戶11:

18、輸入金額2009:選擇事務(wù)（取款）&提示選擇事務(wù)10：提示輸入金額ATM屏7:驗證密碼4:打開賬戶12:取款1：插卡插卡讀卡機(jī)2:讀卡號屏幕初始化李明14:查詢余額13:卡扣錢17:退卡15:提供款取款機(jī)16:提供清單協(xié)作圖與順序（序列）圖二者同構(gòu)，可以互相轉(zhuǎn)換。在多數(shù)情況下，協(xié)作圖主要用來對單調(diào)的、順序的控制流建模，但它也可以用來對包括 迭代和分支的復(fù)雜控制流程進(jìn)行建模。如果強(qiáng)調(diào)時間和順序，則使用順序圖；如果強(qiáng)調(diào)上下級關(guān)系，則選擇協(xié)作圖。3.3狀態(tài)圖狀態(tài)圖是一個對象所有可能經(jīng)歷的所有過程的模型圖，由對象的各個狀態(tài)和連接這些狀 態(tài)的轉(zhuǎn)換組成。它用狀態(tài)描述系統(tǒng)的狀態(tài)變化，狀態(tài)的變化時有外

19、界（包括自己）的作用（事件）驅(qū)動而引起的。顧客在ATM機(jī)上進(jìn)行操作會經(jīng)歷多種狀態(tài)及各種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的條件，除了等待顧客插 入磁卡的起始狀態(tài)和結(jié)束服務(wù)的終止?fàn)顟B(tài)，顧客會處于輸入密碼、選擇服務(wù)類型、存款和取款四種狀態(tài)，ATM機(jī)的狀態(tài)圖如圖4所示：輸人密媽廣L.奧型:J -J1j- >筆人密碼圈氏 ATMFig, 4 A 1 M state diaursm【解釋：狀態(tài)圖】狀態(tài)視圖是一個類對象所經(jīng)歷的所有歷程的模型圖。狀態(tài)由對象的各個狀態(tài)和連接這些狀態(tài)的變遷組成。 每個狀態(tài)對一個對象在其生命周期中滿足某種條件的一個時間段建模。當(dāng)一個事件發(fā)生時，它會觸發(fā)狀態(tài)間的變遷， 導(dǎo)致對象從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種

20、新的狀態(tài)。 與變遷相關(guān)的活動執(zhí)行時，變遷也同時發(fā)生。狀態(tài)用狀態(tài)圖來表達(dá)。在UML中，狀態(tài)圖可用來對一個對象按事件排序的行為建模。【存取款狀態(tài)圖】密碼輸入不正確【Account（賬戶）對象（ATM系統(tǒng)）狀態(tài)圖】3.4活動圖【解釋：活動圖】活動圖是狀態(tài)圖的一種特殊情況，其中幾乎所有或大多數(shù)狀態(tài)都處于活動狀態(tài)，而且?guī)?乎所有或大多數(shù)變遷都是由源狀態(tài)中活動的完成而觸發(fā)的。活動圖本質(zhì)上是一種流程圖，它描述從活動到活動的控制流?；顒訄D顯示了系統(tǒng)的流程，可以是工作流，也可以是事件流?！鹃_戶的活動圖】磁盤滿在屏幕上顯示磁盤滿打印清單查處屏幕上 的提示信息空閑磁盤空間在屏幕上顯示打印打印產(chǎn)生附錄文件【ATh系統(tǒng)

21、活動圖】客戶蘭自.isI建立新的信用賬戶Account/Initialixing設(shè)置信用限制 、查客戶信用歷史接受信用 條件Account/【客戶存取款-轉(zhuǎn)賬-更改密碼活動圖】瘀竺毎碼取款!1TZE»鵲亍出尸親貝»A«<t4PT1EW昱樂I#改成功，雅證£«轉(zhuǎn)谿成詼正環(huán)打印逆回果按功幀面追卡暹出m吊娠fl4系統(tǒng)組件圖【解釋：組件圖】（構(gòu)）件用于描述一組（構(gòu)）件之間的組織和依賴關(guān)系，用于建模系統(tǒng)的靜態(tài)實現(xiàn)視圖。組 用虛線連接，表示組（構(gòu)）件間的相關(guān)性。組（構(gòu)）件可以是可執(zhí)行程序、庫、表、文件和文檔等，它包含了邏輯類或者邏輯類的實 現(xiàn)信息，因

22、此邏輯視圖和實現(xiàn)視圖之間存在映射關(guān)系。（構(gòu)）組（構(gòu)）件間也存在依賴關(guān)系，利用它可方便地分析一個組（構(gòu)）件的變化會給其他組件帶來怎樣的影響。組（構(gòu)）件圖中也可包括包或子系統(tǒng)，它們都用于將模型元素組織成較大的組塊。【ATh系統(tǒng)構(gòu)件圖】CardReaderATM.exeCardDiape nserATMScreen【ATM客戶機(jī)的組件圖】讀卡機(jī)讀卡機(jī)顯示顯示點鈔機(jī)在C+組件圖中：每個類有自己的體文件和頭文件，框圖中每個類映射自己的組件。如， 顯示類映射ATM顯示組件，陰影組件稱為包體，表示C+中顯示類的體文件（.cpp）。無陰影組件稱為包規(guī)范，表示C+類的頭文件（.H）。組件ATM.exe是任務(wù)規(guī)范，表示處理