面向?qū)ο蠹夹g(shù)

第3章可視化建模實踐

APracticeofVisualModelingwithUML面向?qū)ο蠹夹g(shù)第1頁Review：AnOverviewofObjectTechnologyandVisualModeling對象技術(shù)與可視化建?；A(chǔ)對象技術(shù)基礎(chǔ)對象與類面向?qū)ο蠡緲?biāo)準(zhǔn)泛化和多態(tài)面向?qū)ο笮g(shù)語清單可視化建?；緲?biāo)準(zhǔn)UML基礎(chǔ)過程與可視化建模2面向?qū)ο蠹夹g(shù)第2頁學(xué)習(xí)線路圖OOUMLOOAOODDP…Case-Study………

……

……

……學(xué)習(xí)線路圖3面向?qū)ο蠹夹g(shù)第3頁References[Flow99],MartinFlower,KendallScott,UMLDistilledSecondEdition:

ABriefGuidetotheStandardObjectModelingLanguage（徐家福譯，UML精粹——標(biāo)準(zhǔn)對象建模語言簡明指南（第2版），清華大學(xué)出版社，年）[OMG03],theObjectManagementGroup,OMGUnifiedModelingLanguageSpecification,version1.5,[DEV275],IBMRational,EssentialsofVisualModelingwithUML,[Bog02],WendyBoggs,MichaelBoggs,UMLwithRationalRose（邱仲潘，UML與RationalRose從入門到精通，電子工業(yè)出版社，年）[Rose98],Rose培訓(xùn)教材漢字簡版，面向?qū)ο罂梢暬Ｅ嘤?xùn)教程4面向?qū)ο蠹夹g(shù)第4頁WhatIstheUML?TheUMLisalanguageforVisualizingSpecifyingConstructingDocumentingtheartifactsofasoftware-intensivesystemUnifiedModelingLanguage（統(tǒng)一建模語言）是對象管理組織（OMG）制訂一個通用、可視化建模語言標(biāo)準(zhǔn)，能夠用來可視化（visualize）、描述（specify）、結(jié)構(gòu)（construct）和文檔化（document）軟件密集型系統(tǒng)各種工件（artifacts，又譯制品）5面向?qū)ο蠹夹g(shù)第5頁UML誕生公眾反饋OOPSLA95UnifiedMethod0.8工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一化分散各部分

Booch93OMT-21996.6和1996.10UML0.9&0.911997.9公布UML1.1

1997.1公布UML1.0合作搭檔意見1997.11.17

UML1.1被OMG接納為標(biāo)準(zhǔn)

Booch91OMT-1其它方法

OOSE6面向?qū)ο蠹夹g(shù)第6頁UML發(fā)展現(xiàn)實狀況當(dāng)前通用是UML1.x版主要UML1.3、UML1.4年3月正式公布UML1.5UML2.0年6月OMG采納了UML2.0Superstructure提案正式文本還未公布MDA…7面向?qū)ο蠹夹g(shù)第7頁UML結(jié)構(gòu)UMLStructure結(jié)構(gòu)塊buildingblocks公共機制commonmechanisms構(gòu)架architecture基本UML建模元素、關(guān)系和圖到達(dá)特定目標(biāo)公共UML方法系統(tǒng)架構(gòu)UML視圖8面向?qū)ο蠹夹g(shù)第8頁結(jié)構(gòu)塊結(jié)構(gòu)塊buildingblocks物件things關(guān)系relationships圖diagrams建模元素本身把物件聯(lián)絡(luò)在一起，關(guān)系說明兩個或多個物件時怎樣語義相關(guān)UML模型視圖，它們展現(xiàn)物件集合，“講述關(guān)于軟件系統(tǒng)故事”，是我們可視化系統(tǒng)將做什么（分析級圖）或者系統(tǒng)怎樣做（設(shè)計級圖）方法9面向?qū)ο蠹夹g(shù)第9頁物件物件things結(jié)構(gòu)物件行為物件分組物件注解物件UML模型中名詞，如類、接口、協(xié)作、用例、活動類、組件、節(jié)點UML模型動詞，如交互、狀態(tài)機包，它用于把語義上相關(guān)建模元素分組為內(nèi)聚單元注解，它附加到模型以捕捉特殊信息，同黃色便箋很相像10面向?qū)ο蠹夹g(shù)第10頁關(guān)系關(guān)系relationships關(guān)聯(lián)association依賴dependency泛化generalization實現(xiàn)realization描述對象之間一組鏈接物件改變引發(fā)依賴物件語義改變一個元素是另一個元素特化，而且它能夠取代更普通元素類元之間關(guān)系，一個類元說明一份契約，另一個類元確保實現(xiàn)該契約11面向?qū)ο蠹夹g(shù)第11頁圖圖diagrams類圖classdiagrams對象圖objectdiagrams構(gòu)件圖componentdiagrams布署圖deploymentdiagrams用例圖usecasediagrams次序圖sequence`diagrams協(xié)作圖collaborationdiagrams狀態(tài)圖statechartdiagrams活動圖activitydiagrams靜態(tài)模型

(系統(tǒng)結(jié)構(gòu))動態(tài)模型

(系統(tǒng)行為)12面向?qū)ο蠹夹g(shù)第12頁公共機制公共機制commonmechanisms規(guī)格說明specifications修飾adornments公共分類commondivisions擴(kuò)展機制extensibilitymechanisms13面向?qū)ο蠹夹g(shù)第13頁規(guī)格說明UML模型最少含有兩種維度：圖形維度：允許使用圖和圖標(biāo)可視化模型文本維度：由各種建模元素規(guī)格說明所組成規(guī)格說明模型元素特征和語義文本描述—模型“肉”形成了承載模型語義背板（semanticbackplane），賦予模型意義，各種圖僅僅是該背板視圖或者可視化投影deathbydiagram—因為圖形而死亡14面向?qū)ο蠹夹g(shù)第14頁修飾修飾：圖中建模元素上暴露信息項以表現(xiàn)某個關(guān)鍵點任何UML圖僅是模型視圖，所以，只有在修飾增強了圖整體清楚性和可讀性或者突出模型一些主要特征時，你才應(yīng)該表示那些修飾Window15面向?qū)ο蠹夹g(shù)第15頁公共分類公共分類描述認(rèn)識世界特殊方法類元（Classifier）和實例類元：一類事物抽象概念；如bankaccount參加者、類、類元角色、組件、數(shù)據(jù)類型、接口、節(jié)點、信號、子系統(tǒng)、用例實例：一類事物特定實例；如mybankaccount接口（interface）和實現(xiàn)接口：說明事物行為契約（做什么）實現(xiàn)：事物是怎樣工作特殊細(xì)節(jié)（怎樣做）16面向?qū)ο蠹夹g(shù)第16頁擴(kuò)展機制約束：允許對模型元素添加新規(guī)則結(jié)構(gòu)型（stereotypes）：基于已經(jīng)有建模元素引入新建模元素ThemeansbywhichtoextendtheUMLStereotypesconveykeypropertiestothemodelreaderAnumberofstereotypesarepackagedalongwiththeUMLCandefineyourownstereotypes標(biāo)識值：允許為模型元素添加新特征，是帶有相關(guān)值得關(guān)鍵字17面向?qū)ο蠹夹g(shù)第17頁架構(gòu)ArchitectureTheorganizationalstructureofasystem,includingitsdecompositionintoparts,theirconnectivity,interactionmechanisms,andtheguidingprinciplesthatinformthedesignofasystem構(gòu)架是一個系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)，包含系統(tǒng)分解成各個部分、它們連接性、交互機制和通知系統(tǒng)設(shè)計向?qū)б?guī)則IEEE：在其環(huán)境中系統(tǒng)高級概念18面向?qū)ο蠹夹g(shù)第18頁4+1視圖-119面向?qū)ο蠹夹g(shù)第19頁4+1視圖-2UseCaseViewEnd-user:Functionality這些視圖由用例視圖所統(tǒng)一，它描述項目干系人（stakeholder）需求；全部其它視圖都是從用例視圖派生而來，該視圖把系統(tǒng)基本需求捕捉為用例并提供結(jié)構(gòu)其它視圖基礎(chǔ)LogicalViewAnalysts/Designers:Structure系統(tǒng)功效和詞匯；描述問題域詞匯，作為類和對象集合。重點是展示對象和類是怎樣組成系統(tǒng)、實現(xiàn)所需系統(tǒng)行為20面向?qū)ο蠹夹g(shù)第20頁4+1視圖-3ProcessViewSystemintegrators:Performance,Scalability,Throughput系統(tǒng)性能、可伸縮性和吞吐量；建模在我們系統(tǒng)中可執(zhí)行線程和進(jìn)程作為活動類。其實，它是邏輯視圖面向進(jìn)程變體，包含全部相同制品ImplementationViewProgrammers:SoftwareManagement系統(tǒng)組裝和配置管理；對組成基于系統(tǒng)物理代碼文件和組件進(jìn)行建模。它一樣展示出組件之間依賴，展示一組組件配置管理以定義系統(tǒng)版本DeploymentViewSystemengineering:SystemTopology,Delivery,Installation,Communication系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、分布、移交和安裝；建模把組件物理地布署到一組物理、可計算節(jié)點上，如計算機和外設(shè)上。它允許你建模橫跨分布式系統(tǒng)節(jié)點上組件分布21面向?qū)ο蠹夹g(shù)第21頁總結(jié)：UML結(jié)構(gòu)22面向?qū)ο蠹夹g(shù)第22頁UML9種圖類圖：類以及類之間相互關(guān)系對象圖：對象以及對象之間相互關(guān)系構(gòu)件圖：構(gòu)件及其相互依賴關(guān)系布署圖：構(gòu)件在各節(jié)點上布署次序圖：強調(diào)時間次序交互圖協(xié)作圖：強調(diào)對象協(xié)作交互圖狀態(tài)圖：類所經(jīng)歷各種狀態(tài)活動圖：對工作流建模用例圖：需求捕捉，測試依據(jù)結(jié)構(gòu)行為用例圖靜態(tài)圖實現(xiàn)圖交互圖行為圖23面向?qū)ο蠹夹g(shù)第23頁UML建模工具IBMRationalRoseBorlandTogether7.0MicrosoftVisioSybasePowerDesigner10……“非程序員雜志”第26到30期UML工具一覽，列出了約129個UML開發(fā)工具24面向?qū)ο蠹夹g(shù)第24頁用例與用例圖場景：是用來描述用戶和系統(tǒng)之間交互次序步驟

Ascenarioisasequenceofstepsdescribinganinteractionbetweenauserandasystem用例：是為了到達(dá)某一用戶目標(biāo)而組合在一起一組場景

Ausecase,then,isasetofscenariostiedtogetherbyacommonusergoal.

用例圖：用來顯示在系統(tǒng)（或其它實體）內(nèi)用例與系統(tǒng)參加者之間關(guān)系

Ausecasediagramshowstherelationshipamongusecaseswithinasystemorothersemanticentityandtheiractors主要使用場所：需求獲取、定義、分析25面向?qū)ο蠹夹g(shù)第25頁用例圖元語<<include>><<extend>>參加者用例系統(tǒng)邊界關(guān)聯(lián)擴(kuò)展包含泛化注釋體注釋連接26面向?qū)ο蠹夹g(shù)第26頁示例03-01：POST系統(tǒng)銷售點終端（Point-Of-SaleTerminal，POST）系統(tǒng)是一個計算機自動化系統(tǒng)用來統(tǒng)計商品銷售信息處理客戶支付信息客戶能夠使用現(xiàn)金、信用卡、支票等各種支付伎倆主要用于零售百貨商店包含計算機和條形碼掃描儀等硬件設(shè)備和系統(tǒng)運行軟件……27面向?qū)ο蠹夹g(shù)第27頁示例03-01-1：POST用例圖28面向?qū)ο蠹夹g(shù)第28頁用例闡述UseCase：購置商品IDUC1參加者Cashier，Customer交叉引用…描述用戶帶著所要購置商品來到付款處，出納員統(tǒng)計下商品信息并接收付款，付款完成后，用戶帶著所購置商品離開前置條件客戶購置了若干件商品基本事件流：用例起始于用戶帶著所要購置商品抵達(dá)一個銷售點終端出納員錄入每個商品商品號，假如出現(xiàn)多個商品，則還需要錄入數(shù)量系統(tǒng)確定商品信息輸入到正在運行POST系統(tǒng)，顯示當(dāng)前商品信息和價格輸入完商品信息后，出納員向POST發(fā)出提醒，提醒商品信息錄入完成計算和顯示用戶商品價格總額出納員將商品價值總額匯報給用戶出納員接收用戶付款—用戶付款數(shù)可能高于商品總額出納員錄入用戶所付現(xiàn)金總額系統(tǒng)顯示出應(yīng)找還給用戶余額，打印付款收據(jù)出納員收管好現(xiàn)金并取出要找還給用戶現(xiàn)金，并支付給用戶打印付款收據(jù)系統(tǒng)統(tǒng)計此次交易用戶帶著所購商品離開備選事件流：第2步：假如輸入商品號碼無效，系統(tǒng)顯示犯錯信息第7步：用戶沒有足夠現(xiàn)金，則取消此次交易后置條件29面向?qū)ο蠹夹g(shù)第29頁示例03-02：網(wǎng)上銷售系統(tǒng)用例圖30面向?qū)ο蠹夹g(shù)第30頁靜態(tài)圖：類圖、對象圖、包圖類圖：是軟件藍(lán)圖，詳細(xì)描述了系統(tǒng)內(nèi)各個對象相關(guān)類，以及這些類之間靜態(tài)關(guān)系

Aclassdiagramisasoftwareblueprint

-Detailsthetypesofobjectswithinasystem-Describesthestaticrelationshipsbetweenclasses對象圖：表示在某一時刻類對象靜態(tài)結(jié)構(gòu)和行為

Anobjectdiagramrepresentsaconcretesituationatagiventime,itexpressboththestaticstructure(foundinclassdiagrams)andbehavior

主要使用場所：系統(tǒng)分析、設(shè)計、代碼生成31面向?qū)ο蠹夹g(shù)第31頁類圖元語-1類第一欄是類名，第二欄是類屬性，第三欄是類操作包包表示一個類圖集合對象對象是類一個實例關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)用于表示類對象之間關(guān)系，其特殊形式有組成關(guān)聯(lián)和聚集關(guān)聯(lián)聚集關(guān)聯(lián)聚集關(guān)聯(lián)用于表示類對象之間關(guān)系是整體與部分關(guān)系組成關(guān)聯(lián)組成關(guān)聯(lián)用于表示類對象之間關(guān)系是整體擁有各部分且部分與整體共存亡Package32面向?qū)ο蠹夹g(shù)第32頁類圖元語-2鏈接鏈接用于表示對象之間關(guān)聯(lián)關(guān)系一個實例泛化關(guān)系泛化關(guān)系(繼承關(guān)系)定義類和包之間普通元素和特殊元素之間分類關(guān)系依賴關(guān)系有兩個類或包X、Y，修改X定義引發(fā)對Y定義修改，則稱Y依賴于X注釋體注釋體用于對UML實體進(jìn)行文字描述注釋連接注釋連接將注釋體與要描述實體相連33面向?qū)ο蠹夹g(shù)第33頁示例03-01-2：靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖34面向?qū)ο蠹夹g(shù)第34頁次序圖次序圖：主要用于顯示對象間交互活動，但沒有明確交互環(huán)境和對象狀態(tài)

Sequencediagramsfocusondisplayingtheinteractionbetweenobjects,withoutrepresentingexplicitlythecontextofinteractionandtheobject’sstateDepictingthechronologyofthemessagebroadcast,theyareusefulinallstagesofOOmodelling主要使用場所：系統(tǒng)分析（用例分析）、設(shè)計35面向?qū)ο蠹夹g(shù)第35頁次序圖元語-1帶有生命線對象用于表示次序圖中參加交互對象，每個對象下方都帶有生命線，用于表示該對象在某段時間內(nèi)是存在。激活對象用于表示對象正執(zhí)行某一動作，在對象生命線之間發(fā)送消息同時即激活對象分支生命線生命線能夠劈分成多條生命線，用于表示條件，接收分支消息刪除標(biāo)志標(biāo)于生命線或激活上。表示已刪除該對象或活動執(zhí)行簡單消息表示簡單控制流。用于描述控制怎樣在對象間進(jìn)行傳遞，不考慮通信細(xì)節(jié)Object:Class36面向?qū)ο蠹夹g(shù)第36頁次序圖元語-2同時消息表示嵌套控制流。操作調(diào)用是一個經(jīng)典同時消息。調(diào)用者發(fā)出消息后必須等候消息返回；當(dāng)處理消息操作執(zhí)行完成，調(diào)用者才可繼續(xù)執(zhí)行自己操作異步消息表示異步控制流。當(dāng)調(diào)用者發(fā)出消息后不要等候消息返回即可繼續(xù)執(zhí)行自己操作。異步消息主要用于描述實時系統(tǒng)中并發(fā)行為返回消息用于表示從同時消息激活動作返回到調(diào)用者消息注釋體用于對UML實體進(jìn)行文字描述注釋連接注釋連接將注釋體與要描述實體相連。說明該注釋體是對該實體所進(jìn)行描述37面向?qū)ο蠹夹g(shù)第37頁示例03-01-3：次序圖-138面向?qū)ο蠹夹g(shù)第38頁示例03-01-3：次序圖-239面向?qū)ο蠹夹g(shù)第39頁示例03-01-3：次序圖-340面向?qū)ο蠹夹g(shù)第40頁協(xié)作圖（通訊圖）協(xié)作圖表示一組對象間關(guān)系以及交互活動

Collaborationdiagramsexpressboththecontextofagroupofobjectsandtheinteractionbetweentheseobjects協(xié)作圖能夠認(rèn)為是對象圖擴(kuò)展，它增加了一些符號用于表示對象間交互

Canbeconsideredtobeanextensionofobjectdiagrams,addingnotationtorepresentobjectinteraction主要使用場所：系統(tǒng)分析（用例分析）、設(shè)計41面向?qū)ο蠹夹g(shù)第41頁協(xié)作圖元語-1單個對象表示合作圖中參加交互對象多個對象表示一組對象關(guān)聯(lián)表示對象間各種關(guān)系，包含組成關(guān)聯(lián)和聚集關(guān)聯(lián)組成關(guān)聯(lián)表示類對象之間關(guān)系是整體擁有各部分且部分與整體共存亡聚集關(guān)聯(lián)表示類對象之間關(guān)系是整體與部分關(guān)系指向源簡單消息表示對象間從目標(biāo)對象向源對象發(fā)送簡單消息Object:ClassObject:Class42面向?qū)ο蠹夹g(shù)第42頁協(xié)作圖元語-2指向目標(biāo)簡單消息表示對象間從源對象向目標(biāo)對象發(fā)送簡單消息指向源異步消息表示對象間從目標(biāo)對象向源對象發(fā)送異步消息指向目標(biāo)異步消息表示對象間從源對象向目標(biāo)對象發(fā)送異步消息指向源同時消息表示對象間從目標(biāo)對象向源對象發(fā)送同時消息指向目標(biāo)同時消息表示對象間從源對象向目標(biāo)對象發(fā)送同時消息注釋體注釋連接43面向?qū)ο蠹夹g(shù)第43頁示例03-01-4：協(xié)作圖44面向?qū)ο蠹夹g(shù)第44頁狀態(tài)圖狀態(tài)圖：用于利用狀態(tài)和事件描述對象本身行為

Astatechartdiagramcanbeusedtodescribeformallythebehaviorofobjectsintermsofstatesandevents狀態(tài)（states）:thestateofanobject轉(zhuǎn)移（transitions）:thepassingfromonestatetoanother事件（events）:theoccurrenceofagivensituation主要使用場所：系統(tǒng)分析（類）、設(shè)計45面向?qū)ο蠹夹g(shù)第45頁狀態(tài)圖元語-1初態(tài)表示狀態(tài)圖起始點中間狀態(tài)表示狀態(tài)圖簡單狀態(tài)復(fù)合狀態(tài)表示狀態(tài)圖復(fù)合狀態(tài)，可細(xì)化為多個子狀態(tài)，用“或”和“與”兩種關(guān)系相連終態(tài)表示狀態(tài)圖終點條件判斷標(biāo)志表示狀態(tài)間條件分支轉(zhuǎn)移狀態(tài)復(fù)合狀態(tài)46面向?qū)ο蠹夹g(shù)第46頁狀態(tài)圖元語-2并發(fā)條表示并發(fā)狀態(tài)歷史標(biāo)志用于對復(fù)合狀態(tài)中某個子狀態(tài)做標(biāo)志，說明該子狀態(tài)是退出復(fù)合狀態(tài)時最終所處狀態(tài)轉(zhuǎn)移用于說明兩個對象間存在某種關(guān)系，如滿足某個條件并當(dāng)某一事件發(fā)生時，對象將從一個狀態(tài)變遷到另一個狀態(tài)并同時執(zhí)行一些活動注釋體注釋連接H47面向?qū)ο蠹夹g(shù)第47頁示例03-01-5：狀態(tài)圖48面向?qū)ο蠹夹g(shù)第48頁活動圖活動圖：經(jīng)過動作來組織，主要用于描述某一方法、機制或用例內(nèi)部行為

Activitydiagramsare:-avariantofstatechartdiagrams,organizedaccordingtoactions-targetedtowardsrepresentingtheinternalbehaviorofamethod,amechanismorausecase主要使用場所：業(yè)務(wù)建模、用例分析49面向?qū)ο蠹夹g(shù)第49頁活動圖元語-1起點表示活動圖中全部活動起點(普通每幅活動圖有且僅有一個起點)終點表示活動圖中活動終點。普通每幅活動圖有一個或多個終點活動表示活動圖所描述過程中某一活動。該活動是原子活動(即不可再被細(xì)分)組合活動表示活動圖所描述過程中某一活動。該活動可再細(xì)分成多個活動(普通用另一張活動圖加以描述)對象若與信號流相連，表示它是與活動圖中對象進(jìn)行交互(接收或發(fā)送信號)其它對象；若與數(shù)據(jù)流相連，表示它是活動輸入產(chǎn)品或輸出產(chǎn)品活動組合活動對象50面向?qū)ο蠹夹g(shù)第50頁活動圖元語-2泳道用于對活動圖中活動進(jìn)行分組，同一組活動由一個或多個對象負(fù)責(zé)完成條件判斷一個特殊活動，表示活動流程中判斷。通常有多個信息流從它引出，表示決議后不一樣活動分支同時條一個特殊活動，表示活動之間同時。普通有一個或多個信息流向它引入，有一個或多個信息流從它引出，表示引入信息流同時抵達(dá)，引出信息流被同時觸發(fā)信號接收一個特殊活動，若與信號流相連，表示對應(yīng)信號接收是某個活動轉(zhuǎn)移必要條件。等價于信息流上事件標(biāo)識信號發(fā)送一個特殊活動，若與信號流相連，表示在某個活動轉(zhuǎn)移發(fā)生時向某個對象發(fā)送一個信號。等價于信息流上發(fā)送子句泳道信號接收信號發(fā)送51面向?qū)ο蠹夹g(shù)第51頁活動圖元語-3信息流用于連接活動、組合活動及特殊活動(如起點、終點、同時條及判