UML課程-福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系

面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)（UML）授課教師:劉秉瀚聯(lián)系電話(huà):83716525Email:lbh@1UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!內(nèi)容提要部分內(nèi)容概要：介紹面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)所使用的過(guò)程和技術(shù)，講解UML的基礎(chǔ)知識(shí)及其應(yīng)用

1.基本概念和背景知識(shí)

2.UML語(yǔ)言詳述

3.UML對(duì)象分析設(shè)計(jì)第二部分Rose的使用：介紹支持UML的CASE軟件開(kāi)發(fā)工具RationalRose第三部分學(xué)習(xí)實(shí)例：結(jié)合實(shí)例，應(yīng)用面向?qū)ο笏枷?，分析UML的應(yīng)用方法與技巧2UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!參考書(shū)面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)（UML2.0版）[美]MikeO,Docherty著俞志翔譯清華大學(xué)出版社介紹面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)所使用的過(guò)程和技術(shù)，描述了UML語(yǔ)言以及UML在面向?qū)ο蟮能浖到y(tǒng)分析與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用UML基礎(chǔ)、案例與應(yīng)用

[美]JosephSchmuller著李虎王美英萬(wàn)里威譯人民郵電出版社通俗易懂UML與RationalRose2002從入門(mén)到精通[美]WendyBoggsMichaelBoggs著邱仲潘等譯電子工業(yè)出版社很大篇幅介紹Rose的使用，適于入門(mén)UML參考手冊(cè)最經(jīng)典的書(shū)籍，由三劍客編寫(xiě)，適于精通

3UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!資源鏈接中國(guó)UML論壇:.umlforum..umlchina.大量有關(guān)UML的資源和討論Rational公司.rational.了解UML和Rose進(jìn)展的站點(diǎn)資源鏈接4UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!基本概念及背景知識(shí)軟件開(kāi)發(fā)方法概述面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計(jì)UML（UnifiedModelingLanguage）誕生5UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!方法學(xué)的優(yōu)勢(shì)開(kāi)發(fā)中小型系統(tǒng)有助于對(duì)編碼設(shè)置規(guī)則。增進(jìn)對(duì)問(wèn)題的理解，提高解決方案的質(zhì)量。有助于在提交源代碼之前找出概念錯(cuò)誤和實(shí)踐性的錯(cuò)誤。能明確指定下一步工作。有助于編寫(xiě)出擴(kuò)展性更高（可用于解決其他問(wèn)題）、可靠性更高（容易修改）、更容易調(diào)試（有較多的說(shuō)明）的代碼。開(kāi)發(fā)大型項(xiàng)目文檔說(shuō)明：開(kāi)發(fā)的每個(gè)階段提供全面的說(shuō)明，完成的系統(tǒng)不會(huì)艱澀難懂。等待時(shí)間減少：由于工作流、活動(dòng)的相互依賴(lài)性更容易理解，資源等待工作做的可能性也減少了。工作能及時(shí)交付，且不超過(guò)預(yù)算。人員之間有更好的交流：好的方法學(xué)建立在邏輯和常識(shí)的基礎(chǔ)之上，所有參與者較容易抓住其根本，因此，開(kāi)發(fā)更有序，誤解和浪費(fèi)資源的情況也較少?？芍貜?fù)性：類(lèi)似項(xiàng)目可重用。更準(zhǔn)確的成本。6UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!軟件開(kāi)發(fā)階段的關(guān)鍵問(wèn)題需求階段：什么是我們的上下文？要達(dá)到什么目的？分析階段：要處理什么實(shí)體？如何確保有正確的實(shí)體？系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段：如何解決問(wèn)題？在完成的系統(tǒng)中需要什么硬件和軟件？

子系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段：如何實(shí)現(xiàn)解決方案？源代碼和支持文件有哪些？規(guī)范階段：哪些規(guī)則控制著組件之間的接口？可以去除模糊，確保正確嗎？實(shí)現(xiàn)階段：如何編寫(xiě)符合規(guī)范要求的組件？如何編寫(xiě)漂亮代碼？測(cè)試階段：完成的系統(tǒng)滿(mǎn)足要求嗎？系統(tǒng)能否被攻破？部署階段：系統(tǒng)管理員必須做什么？如何培訓(xùn)最終用戶(hù)？維護(hù)階段：可以找出和更正錯(cuò)誤嗎？可以改進(jìn)系統(tǒng)嗎？7UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!瀑布開(kāi)發(fā)維護(hù)部署測(cè)試實(shí)現(xiàn)規(guī)范設(shè)計(jì)分析需求8UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!瀑布模型的缺點(diǎn)：僵化瀑布模型要求：各階段要遵守嚴(yán)格的順序。瀑布模型要求：預(yù)先定義并“凍結(jié)”軟件需求。實(shí)際情況是：軟件開(kāi)發(fā)往往在反復(fù)實(shí)踐中完成。實(shí)際情況是：某些系統(tǒng)的需求的一個(gè)逐漸明確的過(guò)程，且預(yù)先定義的需求到軟件完成時(shí)可能已經(jīng)過(guò)時(shí)9UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!螺旋式方法學(xué)規(guī)范分析設(shè)計(jì)需求實(shí)現(xiàn)測(cè)試部署維護(hù)在完成了一次循環(huán)后，就增進(jìn)了對(duì)問(wèn)題域和解決方案的理解，還使用戶(hù)參與進(jìn)來(lái)，這樣用戶(hù)就可以更正我們對(duì)最終系統(tǒng)中包含的事務(wù)或功能的誤解。在經(jīng)過(guò)三四遍的開(kāi)發(fā)過(guò)程，完成系統(tǒng)后，就可以全面測(cè)試和部署系統(tǒng)了。10UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!迭代方法學(xué)規(guī)范分析設(shè)計(jì)需求實(shí)現(xiàn)測(cè)試部署維護(hù)允許重復(fù)各階段，根據(jù)需要前后移動(dòng)或來(lái)回移動(dòng)。把軟件從早期階段傳遞給下述完備、使所有用戶(hù)滿(mǎn)足的整體系統(tǒng)。有三個(gè)原則避免混亂：經(jīng)典階段提醒我們應(yīng)該在每個(gè)階段做什么，向什么方向移動(dòng)。經(jīng)典階段的工作中產(chǎn)生的制品（圖、描述、代碼等）不應(yīng)拋棄，應(yīng)在進(jìn)入部署階段的過(guò)程中逐步改進(jìn)。支持所選方法學(xué)的軟件生產(chǎn)工具和表示法有助于保持制品的一致性，并在一個(gè)地方保存所有制品。11UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!合并方法學(xué)在最高層上，根據(jù)遞增式方法學(xué)，必須規(guī)劃一系列遞增部分。在每個(gè)遞增部分，螺循式方法學(xué)建議，開(kāi)發(fā)每個(gè)遞增部分至少應(yīng)進(jìn)行二遍。在每一遍中，瀑布方法學(xué)制定了各個(gè)階段和它們的順序。在每一個(gè)子瀑布中，迭代式方法學(xué)允許重復(fù)各個(gè)階段，直至滿(mǎn)足需求為止。迭代式方法學(xué)還允許一發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就更正它。時(shí)間發(fā)布1.01.12.02.112UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!面向?qū)ο蠹夹g(shù)面向?qū)ο笫且环N新的軟件工程方法，新的程序設(shè)計(jì)范型基本技術(shù)：使用對(duì)象、類(lèi)、繼承、封裝、消息等基本概念進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)基本思想：盡可能地運(yùn)用人類(lèi)的自然思維方式來(lái)構(gòu)造軟件系統(tǒng)。現(xiàn)實(shí)世界的問(wèn)題是由客觀(guān)實(shí)體和實(shí)體之間的聯(lián)系構(gòu)成的，對(duì)象就是客觀(guān)實(shí)體的抽象。13UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!面向?qū)ο蟮能浖こ?OOSE)方法面向?qū)ο蟮姆治觯∣OA）面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)（OOD）面向?qū)ο蟮木幊蹋∣OP）面向?qū)ο蟮臏y(cè)試（OOT）面向?qū)ο蟮木S護(hù)（OOSM）14UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!2、人員交流與通訊障礙：

軟件開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)創(chuàng)造性的思維活動(dòng)，在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中人員的交流十分頻繁。軟件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的有關(guān)人員包括用戶(hù)、領(lǐng)域?qū)＜?、系統(tǒng)分析員、軟件設(shè)計(jì)員、程序員、測(cè)試員、項(xiàng)目管理員等，需要經(jīng)常交流，探討系統(tǒng)的需求，明確軟件成分的定義，協(xié)商系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與銜接，進(jìn)行工作的交接等，因而，軟件工程是“面向人”的。

通訊障礙常是人員交流的一個(gè)困難。例如，用戶(hù)、領(lǐng)域?qū)＜一蝽?xiàng)目管理員看不懂、不明白軟件開(kāi)發(fā)人員表達(dá)問(wèn)題的概念、術(shù)語(yǔ)、表示法，反之亦然。

需要有一套通用的思維方法和便于交流的語(yǔ)言，包括系統(tǒng)的模型、術(shù)語(yǔ)、表示法、文檔書(shū)寫(xiě)格式等。15UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!4、軟件重用：軟件重用是提高軟件開(kāi)發(fā)效率、改善軟件質(zhì)量的重要途徑。正如一座房屋由許多門(mén)、窗、墻、樓板等構(gòu)件構(gòu)成，一臺(tái)機(jī)器由許多零部件構(gòu)成一樣，一個(gè)軟件系統(tǒng)也是由許多軟件構(gòu)件構(gòu)成的，其中很大部分可以復(fù)用已有的軟件構(gòu)件，無(wú)須重復(fù)設(shè)計(jì)和編程。

需要解決重用構(gòu)件的提取和制作、重用構(gòu)件庫(kù)的組織、重用構(gòu)件的檢索、重用構(gòu)件的組裝等技術(shù)問(wèn)題。16UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)語(yǔ)言與工具1981推出的Smalltalk-80面向?qū)ο蟮腃/C++、Basic、Pascal、Fortran、Lisp、ADA、Java等MicroSoft公司的VisualC++、VisucalBasic計(jì)算機(jī)輔助軟件工程（CASE—ComputerAidedSoftwareEngineering)RationalRose—一個(gè)面向?qū)ο蟮那抑С諹ML的CASE工具17UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!什么是對(duì)象？（Object）一個(gè)對(duì)象代表了一個(gè)現(xiàn)實(shí)的或虛構(gòu)的實(shí)體自然實(shí)體（有形）概念實(shí)體（無(wú)形）化學(xué)過(guò)程生產(chǎn)計(jì)劃18UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!在面向?qū)ο筌浖校鎸?shí)世界中的對(duì)象會(huì)轉(zhuǎn)化為代碼。在編程術(shù)語(yǔ)中，對(duì)象是獨(dú)立的模塊，有自己的數(shù)據(jù)和操作。Person對(duì)象：有頭銜、名字、出生日期和地址，它還可以改名，搬到新地址，告訴我們它有多大等。

如果以后需要知道Person身高，就可以把身高的知識(shí)和相關(guān)的行為直接添加到Person代碼中。在系統(tǒng)的其余部分中，只有需要身高屬性的代碼才需要修改，其余代碼保持不變。面向?qū)ο筌浖闹匾卣鳎焊淖兊暮?jiǎn)單性和本地化。電視機(jī)對(duì)象呢？-----改變其價(jià)格？給自己做一個(gè)新廣告？

如果電視機(jī)不做這些工作，系統(tǒng)的其余部分就要做。問(wèn)題：電視的特性泄漏給代碼的其余部分，違背簡(jiǎn)單性和本地化。19UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!類(lèi)的示例

StructureNameAddressPositionSalaryStartDateEndDateClassEmployeeBehaviorHireFirePromoteIncreaseSalaryRetire20UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!對(duì)象的類(lèi)您看到了幾個(gè)類(lèi)?21UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!屬性取決于視點(diǎn)從銷(xiāo)售人員的角度

型號(hào)價(jià)格顏色里程數(shù)從維修人員的角度馬達(dá)類(lèi)型傳動(dòng)類(lèi)型維修記錄一輛汽車(chē)具有的屬性:22UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!操作取決于視點(diǎn)從銷(xiāo)售人員的角度

處理客戶(hù)定單準(zhǔn)備銷(xiāo)售合同加入清單從清單中刪除從維修人員的角度

測(cè)試剎車(chē)修理剎車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)輪胎檢查馬達(dá)速度一輛汽車(chē)具有的操作:23UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!類(lèi)和對(duì)象的關(guān)系每一個(gè)對(duì)象都是某一個(gè)類(lèi)的實(shí)例每一個(gè)類(lèi)在某一時(shí)刻都有零個(gè)或更多的實(shí)例類(lèi)是靜態(tài)的;它們的存在、語(yǔ)義和關(guān)系在程序執(zhí)行前就已經(jīng)定義好了對(duì)象是動(dòng)態(tài)的;它們?cè)诔绦驁?zhí)行時(shí)可以被建立和刪除24UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!繼承（Inheritance）子類(lèi)（特化類(lèi)、派生類(lèi)）可以自動(dòng)擁有父類(lèi)（基類(lèi)、泛化類(lèi)、超類(lèi)）的屬性和操作。例如:“洗衣機(jī)”、“冰箱”、“電視機(jī)”公共的屬性：開(kāi)關(guān)、電線(xiàn)“家用電器”公共的操作是：開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)則:“家用電器”類(lèi)是父類(lèi)“洗衣機(jī)”、“冰箱”、“電視機(jī)”等是子類(lèi)繼承可以提高軟件的可重用性。25UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!封裝（Encapsulation）將屬性和操作包裝成一個(gè)單元，使得對(duì)狀態(tài)的訪(fǎng)問(wèn)和修改只能通過(guò)封裝提供的接口進(jìn)行。封裝體現(xiàn)了面向?qū)ο蠓椒ǖ摹靶畔⑵帘闻c局部化”的原則。26UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!關(guān)聯(lián)（Association）關(guān)聯(lián)：對(duì)象之間所存在的聯(lián)系。聯(lián)系：分類(lèi)關(guān)系（一般與特殊），聚集和組成關(guān)系（部分與整體），屬性之間的靜態(tài)聯(lián)系（實(shí)例連接），對(duì)象行為的動(dòng)態(tài)聯(lián)系（消息連接）。多重性：關(guān)聯(lián)中一個(gè)類(lèi)的對(duì)象可以對(duì)應(yīng)另一個(gè)類(lèi)的多個(gè)對(duì)象。27UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!面向?qū)ο蠓治鰡?wèn)題論域分析發(fā)現(xiàn)和定義對(duì)象和類(lèi)識(shí)別對(duì)象的外部聯(lián)系建立系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型建立系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為模型28UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!面向?qū)ο蠓治觯?）

---發(fā)現(xiàn)和定義對(duì)象和類(lèi)

識(shí)別對(duì)象和類(lèi)，確定它們的內(nèi)部特征：屬性和服務(wù)操作。這是一個(gè)從現(xiàn)實(shí)世界到概念模型的抽象過(guò)程，是認(rèn)識(shí)從特殊到一般的上升過(guò)程。例如，系統(tǒng)中的對(duì)象是現(xiàn)實(shí)世界中事物的抽象，對(duì)象的屬性是事物的靜態(tài)特征的抽象（數(shù)據(jù)抽象），對(duì)象的服務(wù)是事物動(dòng)態(tài)特征的抽象（過(guò)程抽象），對(duì)象的類(lèi)是對(duì)象的抽象，一般類(lèi)是特殊類(lèi)的抽象等等。29UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!面向?qū)ο蠓治觯?）

---建立系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型分析系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，建立系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型，并把它們用圖形和文字說(shuō)明表達(dá)出來(lái)。這主要是在前面對(duì)于類(lèi)和對(duì)象，及其聯(lián)系的分析的基礎(chǔ)上，繪制對(duì)象類(lèi)圖和對(duì)象圖、系統(tǒng)與子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖等，編制相應(yīng)的說(shuō)明文檔。30UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!面向?qū)ο蠓治?--總結(jié)OOA對(duì)系統(tǒng)行為的分析以對(duì)象為單位，包括對(duì)象的服務(wù)操作，對(duì)象之間的交互、工作流、事件流、消息傳遞、對(duì)象狀態(tài)轉(zhuǎn)換等?，F(xiàn)實(shí)世界中的事物的行為是及其復(fù)雜的，需要從中抽象出對(duì)建立系統(tǒng)模型有意義的行為。在分析中需要控制系統(tǒng)行為的復(fù)雜性，應(yīng)當(dāng)注意確定行為的歸屬和作用范圍，確定事物之間的行為依賴(lài)關(guān)系，區(qū)分主動(dòng)和被動(dòng)，認(rèn)識(shí)并發(fā)行為和狀態(tài)對(duì)行為的影響。系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型和動(dòng)態(tài)行為模型，以及必要的需求分析說(shuō)明書(shū)、系統(tǒng)分析說(shuō)明書(shū)一起構(gòu)成了系統(tǒng)的分析模型，即對(duì)象模型。它是系統(tǒng)分析活動(dòng)的成果，是下一步進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。31UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（1）

---設(shè)計(jì)對(duì)象與類(lèi)在OOA的對(duì)象模型的基礎(chǔ)上具體設(shè)計(jì)對(duì)象與類(lèi)的屬性、服務(wù)操作（設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作的實(shí)現(xiàn)算法），設(shè)計(jì)對(duì)象與類(lèi)的各種外部聯(lián)系的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)消息與事件的內(nèi)容、格式等。類(lèi)和對(duì)象的設(shè)計(jì)可以并且應(yīng)當(dāng)充分利用預(yù)定義的系統(tǒng)類(lèi)庫(kù)或其它來(lái)源的現(xiàn)有的類(lèi)，把它們加入到解決方案中去，并采用繼承、復(fù)用、演化等方法設(shè)計(jì)所需要的新類(lèi)。32UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（3）

---設(shè)計(jì)問(wèn)題論域子系統(tǒng)問(wèn)題域子系統(tǒng)應(yīng)包括與應(yīng)用領(lǐng)域的業(yè)務(wù)直接有關(guān)的全部的類(lèi)和對(duì)象。OOD繼承OOA對(duì)問(wèn)題域的分析工作，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行改進(jìn)和補(bǔ)充，對(duì)OOA模型中的某些類(lèi)、對(duì)象、結(jié)構(gòu)、屬性、操作進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)軟件實(shí)現(xiàn)的要求增加必要的類(lèi)、屬性和聯(lián)系。例如，把問(wèn)題域的專(zhuān)用類(lèi)關(guān)聯(lián)在一起，建立類(lèi)層次；為公共操作建立一般類(lèi)；調(diào)整繼承的表示結(jié)構(gòu)等。在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)考慮對(duì)時(shí)間與空間的折衷與權(quán)衡，以及內(nèi)存管理等問(wèn)題。33UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（5）

---設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的管理，包括數(shù)據(jù)的錄入、操縱、檢索、存儲(chǔ)，以及對(duì)數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)控制等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)的主要任務(wù)是：確定數(shù)據(jù)管理的方法，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)文件的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理的對(duì)象類(lèi)。34UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（7）

---設(shè)計(jì)優(yōu)化，提高系統(tǒng)的性能

一個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和性能指標(biāo)有多個(gè)，如運(yùn)行速度、內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)、資源占用等，它們的重要性是不同的，指標(biāo)之間還存在著矛盾。例如，要求運(yùn)行速度高常導(dǎo)致多用內(nèi)存，多占資源。因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況制定一個(gè)設(shè)計(jì)優(yōu)化的折衷方案，進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，提高系統(tǒng)的性能和質(zhì)量。35UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!UML的誕生從1995年起，著名的軟件工程學(xué)家GradyBooch、IvarJacobson、JimRumbaugh攜手合作、共同努力，綜合了他們各自原創(chuàng)的面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)方法，加以擴(kuò)充改進(jìn)，并汲取其他同類(lèi)方法的優(yōu)點(diǎn)，提出了統(tǒng)一建模語(yǔ)言UML。1997年被美國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化組織OMG（ObjectManagementGroup）接受，并發(fā)布了UML的標(biāo)準(zhǔn)版本，提供給計(jì)算機(jī)業(yè)界使用。36UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!考試方式40%-------筆試60%-------課程設(shè)計(jì)37UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!軟件開(kāi)發(fā)方法概述

方法學(xué)（過(guò)程、方法）：指開(kāi)發(fā)項(xiàng)目通常應(yīng)遵循的一系列規(guī)則，其中可能包含文檔的描述、設(shè)計(jì)模式及其他按某種順序產(chǎn)生的產(chǎn)品。38UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!軟件開(kāi)發(fā)中的經(jīng)典階段需求：需求捕獲就是找出新軟件要達(dá)到的目標(biāo)，包含兩方面：業(yè)務(wù)建模與系統(tǒng)需求建模。分析：分析表示理解我們要處理的商務(wù)。在設(shè)計(jì)解決方案之前，需要了解相關(guān)實(shí)體、它們的屬性和相關(guān)關(guān)系。設(shè)計(jì)：在設(shè)計(jì)階段，要確定如何解決問(wèn)題。系統(tǒng)設(shè)計(jì)把系統(tǒng)分解為邏輯設(shè)計(jì)子系統(tǒng)（過(guò)程）和物理設(shè)計(jì)子系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)）。規(guī)范：規(guī)范是按合同設(shè)計(jì)的、至關(guān)重要的底層規(guī)則，用來(lái)描述編程組件的期望行為。如：需求階段的結(jié)果是系統(tǒng)必須做什么的規(guī)范；分析的結(jié)果是我們要處理什么事務(wù)的規(guī)范，等。實(shí)現(xiàn)：編寫(xiě)代碼，形成子系統(tǒng)。子系統(tǒng)之間協(xié)同工作，形成整個(gè)系統(tǒng)。測(cè)試：軟件完成后，根據(jù)系統(tǒng)需求對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，檢測(cè)系統(tǒng)是否符合最初目標(biāo)。部署：將硬件和軟件交付給最終用戶(hù)，并提供手冊(cè)和培訓(xùn)材料。維護(hù)：投入運(yùn)行后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修改和完善。39UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁(yè)!軟件開(kāi)發(fā)方法概述瀑布方法學(xué)螺旋式方法學(xué)迭代式方法學(xué)遞增式方法學(xué)合并方法學(xué)面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)40UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁(yè)!瀑布模型的優(yōu)點(diǎn)使早期的手工作坊式的軟件開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖こ滔墙Y(jié)構(gòu)化軟件、降低軟件復(fù)雜度有一套嚴(yán)格的計(jì)劃、步驟、規(guī)格、方法，保證軟件產(chǎn)品達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量要求20世紀(jì)70年代以來(lái)得到廣泛的傳播41UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁(yè)!瀑布模型適用于：重復(fù)某種區(qū)別很小的開(kāi)發(fā)。作為一個(gè)架構(gòu)，來(lái)學(xué)習(xí)軟件開(kāi)發(fā)中使用不同的技術(shù)：盡管瀑布方法對(duì)于實(shí)際的開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)過(guò)于簡(jiǎn)單，但仍包含邏輯順序的經(jīng)典階段，適合于學(xué)習(xí)。是螺旋方法學(xué)中的一遍過(guò)程。作為支持迭代方法學(xué)的架構(gòu)。用于開(kāi)發(fā)人員較少的小項(xiàng)目的快速開(kāi)發(fā)。如：原型、概念證明或快速應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)等。42UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁(yè)!與瀑布相比，問(wèn)題少：用戶(hù)參與整個(gè)生命周期；每個(gè)人都可以看到開(kāi)發(fā)人員的工作；可以調(diào)整改動(dòng)的次數(shù)和每次改動(dòng)所花的時(shí)間；比較適合于軟件開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新性。不完美之處：只是把瀑布開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行了三四次，盡管問(wèn)題越來(lái)越小，但并沒(méi)有消失。不靈活，在經(jīng)典階段要按照有序的方式進(jìn)行。如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，必須在下一遍開(kāi)發(fā)過(guò)程中才能更正。螺旋式方法學(xué)43UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁(yè)!遞增式方法學(xué)在首次交付的系統(tǒng)版本（1.0）中，將包含最基本、最重要的功能。在以后的某個(gè)時(shí)間交付1.1版本，其中包含附加的功能（替代1.0）。之后，在對(duì)整體進(jìn)行大的修改，交付2.0版本。這將延續(xù)至系統(tǒng)的生命周期。能滿(mǎn)足不斷變化的需求，適應(yīng)市場(chǎng)的變化。時(shí)間發(fā)布1.01.12.02.144UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁(yè)!軟件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則認(rèn)識(shí)抽象:建立軟件的設(shè)計(jì)模型時(shí)常采用分層抽象的辦法。在最高的抽象層次上，可以采用問(wèn)題的環(huán)境語(yǔ)言概括地描述問(wèn)題的解法；在較低層次上，則采用過(guò)程化的方法描述問(wèn)題的解法。模塊化:模塊化把一個(gè)復(fù)雜的軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為若干個(gè)較小的、容易處理的模塊的設(shè)計(jì)問(wèn)題，便于分別解決。信息屏蔽和局部化:信息隱蔽是指每個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)（過(guò)程和數(shù)據(jù)）對(duì)于其它模塊是隱蔽的和不能訪(fǎng)問(wèn)的。信息局部化是指把一切關(guān)系密切的軟件元素物理地就近安置。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì):采用自頂向下逐步求精方法。

基本控制結(jié)構(gòu)：順序、選擇、循環(huán)。軟件規(guī)范:當(dāng)今國(guó)際和國(guó)內(nèi)都制訂了一系列的軟件規(guī)范，對(duì)軟件開(kāi)發(fā)的目標(biāo)、開(kāi)發(fā)方法、開(kāi)發(fā)過(guò)程、軟件文檔、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等都給出了明確的規(guī)定。45UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁(yè)!面向?qū)ο蠹夹g(shù)的基本觀(guān)點(diǎn)客觀(guān)世界是由對(duì)象組成的。具有相同類(lèi)型數(shù)據(jù)和相同操作的對(duì)象可以歸并為一類(lèi)，對(duì)象是類(lèi)的一個(gè)實(shí)例。類(lèi)可以產(chǎn)生對(duì)象。類(lèi)可以派生子類(lèi)，子類(lèi)繼承父類(lèi)的特性。對(duì)象之間通過(guò)消息傳遞相互聯(lián)系。軟件工程學(xué)家認(rèn)為：面向?qū)ο?對(duì)象+類(lèi)+繼承+通訊46UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁(yè)!傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

1、問(wèn)題域和系統(tǒng)責(zé)任：

問(wèn)題域是指待開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，也稱(chēng)為業(yè)務(wù)領(lǐng)域。系統(tǒng)責(zé)任是指待開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)應(yīng)具備的職能。問(wèn)題域與系統(tǒng)責(zé)任密切相關(guān)，但兩者側(cè)重點(diǎn)不同。

準(zhǔn)確、透徹地理解問(wèn)題域與系統(tǒng)責(zé)任是軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的首要任務(wù)。但要做到這一點(diǎn)很不容易，其原因有：軟件開(kāi)發(fā)人員往往不是領(lǐng)域?qū)＜遥瑢?duì)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的理解深度有限，而參與系統(tǒng)分析的領(lǐng)域?qū)＜矣滞鶎?duì)軟件開(kāi)發(fā)的一些要求和方法不熟悉，難以恰當(dāng)?shù)貧w納和提供軟件系統(tǒng)分析所要求的領(lǐng)域知識(shí)。迫切需要有效的方法和工具能夠簡(jiǎn)單明了地描述待開(kāi)發(fā)軟件的問(wèn)題域與系統(tǒng)責(zé)任。47UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁(yè)!3、系統(tǒng)需求變化：在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中系統(tǒng)的需求常不斷地發(fā)生變化。這種變化可能由多種原因引起。最常見(jiàn)的是用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)的要求發(fā)生了改變。在軟件開(kāi)發(fā)之初，用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)的需求認(rèn)識(shí)可能不夠深入，隨著軟件開(kāi)發(fā)的進(jìn)展，用戶(hù)提出對(duì)早期的系統(tǒng)需求進(jìn)行修改和補(bǔ)充；也可能是客觀(guān)情況發(fā)生了變化，用戶(hù)提出新的需求。其它如經(jīng)費(fèi)、技術(shù)因素、競(jìng)爭(zhēng)因素等都可能引起系統(tǒng)需求的變化。一個(gè)好的軟件開(kāi)發(fā)方法和技術(shù)要能有效的應(yīng)付系統(tǒng)需求的變化。48UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁(yè)!面向?qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)按照人類(lèi)的自然思維方式，面對(duì)客觀(guān)世界建立軟件系統(tǒng)模型。有利于對(duì)問(wèn)題域和系統(tǒng)責(zé)任的理解，有利于人員交流。對(duì)需求變化的適應(yīng)性。把最穩(wěn)定的部分，即對(duì)象作為構(gòu)筑系統(tǒng)的基本單位，而把容易發(fā)生變化的部分，既屬性與服務(wù)，封裝在對(duì)象之內(nèi)，對(duì)象之間通過(guò)接口聯(lián)系，使得需求變化的影響盡可能地限制在對(duì)象內(nèi)部?？删S護(hù)性好。支持軟件重用。對(duì)象所具有的封裝性和信息屏蔽等特性，使它容易實(shí)現(xiàn)軟件重用。類(lèi)可以產(chǎn)生實(shí)例對(duì)象，對(duì)象類(lèi)可以派生出新類(lèi)，這些就實(shí)現(xiàn)了對(duì)象類(lèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作代碼的軟構(gòu)件重用。49UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁(yè)!面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方法

---面向?qū)ο笾械幕靖拍顚?duì)象（Object）/類(lèi)（Class）抽象（Abstraction）繼承（Inheritance）多態(tài)性（Polymorphism）封裝（Encapsulation）消息（Message）關(guān)聯(lián)（Association）聚集（Aggregation）50UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁(yè)!對(duì)象（對(duì)象技術(shù)圍繞對(duì)象的概念來(lái)建立）對(duì)象從不同的角度有不同的含義問(wèn)題論域：對(duì)象指現(xiàn)實(shí)世界中的一個(gè)事物。如：人、房屋、洗衣機(jī)等建模和實(shí)現(xiàn)：對(duì)象描述客觀(guān)事物的一個(gè)實(shí)體，是構(gòu)成系統(tǒng)的基本單元。對(duì)象特征：靜態(tài)特征和動(dòng)態(tài)特征問(wèn)題論域：一個(gè)對(duì)象所包含的特性和行為系統(tǒng)：一個(gè)對(duì)象所包含的數(shù)據(jù)（屬性）和使用這些數(shù)據(jù)的所有功能（操作）

對(duì)象屬性：描述對(duì)象靜態(tài)特征的數(shù)據(jù)項(xiàng)

對(duì)象操作：是對(duì)象動(dòng)態(tài)特征的體現(xiàn)對(duì)象之間通過(guò)消息通信一個(gè)對(duì)象通過(guò)向另一個(gè)對(duì)象

發(fā)送消息激活某一個(gè)功能51UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁(yè)!什么是類(lèi)？（Class）類(lèi)是對(duì)象的抽象，它給出了屬于該類(lèi)的全部對(duì)象的抽象定義。（從對(duì)象產(chǎn)生類(lèi)）問(wèn)題域：類(lèi)是一組具有相同特性和行為的對(duì)象的通用定義系統(tǒng)：共同的特性通過(guò)屬性表現(xiàn)出來(lái)(數(shù)據(jù))共同的行為通過(guò)操作表現(xiàn)出來(lái)(功能)類(lèi)是對(duì)象的模板，用它可以產(chǎn)生多個(gè)對(duì)象，一個(gè)具體的對(duì)象只是類(lèi)的一個(gè)實(shí)例。（從類(lèi)產(chǎn)生對(duì)象）在面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計(jì)中，并不需要對(duì)逐個(gè)對(duì)象進(jìn)行說(shuō)明，而是著重描述代表一批對(duì)象共性的類(lèi)52UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁(yè)!類(lèi)具有相同特征和操作的對(duì)象可以歸到同一類(lèi)中。在下面這副圖中您看到了什么類(lèi)?53UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁(yè)!屬性屬性是類(lèi)的特征或特性屬性的值是某一特定對(duì)象的屬性值在類(lèi)中屬性名必須是唯一的每一個(gè)類(lèi)的實(shí)例都有為這個(gè)類(lèi)定義的所有屬性的值例如：銀行帳戶(hù)類(lèi)屬性帳號(hào)銀行名稱(chēng)擁有者金額Mary的銀行帳戶(hù)屬性值12345678FirstNationalBankMarySmith$1024.4854UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁(yè)!操作對(duì)象的行為是由為此對(duì)象定義的一系列操作決定的操作訪(fǎng)問(wèn)或修改對(duì)象的屬性值一個(gè)類(lèi)的所有實(shí)例都可以使用在這個(gè)類(lèi)中定義的操作55UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁(yè)!屬性和操作的標(biāo)記法在類(lèi)的圖標(biāo)中描述屬性和操作通常只顯示最重要的屬性和操作，避免圖形混亂屬性顯示在操作上方，操作的名字后跟有()班機(jī)flightNumberdatedeparturetimestatusrelease()takeOff()屬性操作56UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第56頁(yè)!抽象（

Abstraction

）一個(gè)對(duì)象是現(xiàn)實(shí)世界中一個(gè)實(shí)體的抽象抽象是一種單一化的描述:

強(qiáng)調(diào)與給出應(yīng)用有關(guān)的特性

抑制不相關(guān)的特性一個(gè)類(lèi)是一組對(duì)象的抽象抽象通過(guò)注重主要的、與問(wèn)題有關(guān)的特性，幫助我們處理復(fù)雜系統(tǒng)關(guān)鍵在于找出重要的、有關(guān)的類(lèi)，以及每個(gè)類(lèi)中重要、有關(guān)的操作和屬性57UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第57頁(yè)!多態(tài)性（Polymorphism）在父類(lèi)中定義的屬性和服務(wù)為其子類(lèi)繼承后，可以具有不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型或表現(xiàn)出不同的行為。如：“打開(kāi)一扇門(mén)”“打開(kāi)一個(gè)銀行帳號(hào)”“打開(kāi)一段對(duì)話(huà)”等，雖然都是“打開(kāi)”操作，但執(zhí)行的是不同的行為動(dòng)作。對(duì)建模者，多態(tài)性也很重要，它可以讓建模者用客戶(hù)的語(yǔ)言和術(shù)語(yǔ)與客戶(hù)交流。有些術(shù)語(yǔ)可能導(dǎo)致操作詞有多種不同的含義。理解多態(tài)性的概念可以讓建模者省去發(fā)明新術(shù)語(yǔ)以及維護(hù)術(shù)語(yǔ)一致性的麻煩。多態(tài)性機(jī)制不但為軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了靈活性，減少信息冗余，而且顯著提高了軟件的可復(fù)用性和可擴(kuò)充性。58UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第58頁(yè)!消息（Message）對(duì)象間在交互中所傳送的通訊信息。如：電視機(jī)，遙控器對(duì)象向電視機(jī)對(duì)象發(fā)送消息。59UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第59頁(yè)!面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方法面向?qū)ο蠓治觯∣OA-ObjectOrientedAnalysis）的主要任務(wù)是分析問(wèn)題論域，找出問(wèn)題解決方案，發(fā)現(xiàn)對(duì)象，分析對(duì)象的內(nèi)部構(gòu)成和外部關(guān)系，建立軟件系統(tǒng)的對(duì)象模型。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD-ObjectOrientedDesign）的主要任務(wù)是根據(jù)已確立的系統(tǒng)對(duì)象模型，運(yùn)用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)建?！浖_(kāi)發(fā)中極其重要的環(huán)節(jié)。在系統(tǒng)分析階段，建立系統(tǒng)的分析模型。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，建立系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模型。60UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第60頁(yè)!面向?qū)ο蠓治觯?）

---問(wèn)題論域分析分析應(yīng)用領(lǐng)域的業(yè)務(wù)范圍、業(yè)務(wù)規(guī)則和業(yè)務(wù)處理過(guò)程，確定系統(tǒng)的責(zé)任、范圍和邊界，確定系統(tǒng)的需求。在分析中需要著重對(duì)系統(tǒng)與外部用戶(hù)和其它系統(tǒng)的交互進(jìn)行分析，確定交互的內(nèi)容、步驟和順序。61UML課程——福州大學(xué)計(jì)算機(jī)系共69頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第61頁(yè)!面向?qū)ο蠓治觯?）

---識(shí)別對(duì)象的外部聯(lián)系在發(fā)現(xiàn)和定義對(duì)象與類(lèi)的過(guò)程中，需要同時(shí)識(shí)別對(duì)象與對(duì)象、類(lèi)與類(lèi)之間的各種外部聯(lián)系