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1、 第二章 UML概述学习内容nUML概述n常用的UML元素分析nUML的通用机制nUML的扩展机制UML概述nUML能够在尽可能简单的同时能够满足对实际开发需要，进行系统的各个方面建模。nUML拥有足够的表达能力以便可以处理现代软件开发中出现的所有概念。nUML是一个通用语言，不仅仅和一种通用程序设计语言一样，也是一个庞大的标准符号体系，提供了多种模型。常用的UML元素分析视图视图视图视图nUML是用模型来描述系统的结构或静态特征以及行为或动态特征的，它从不同的视角为系统的架构建模形成系统的不同视图（view）。n在UML中主要包括的视图为静态视图、用例视图、交互视图、实现视图、状态机视图、活
2、动视图、部署视图和模型管理视图。常用的UML元素分析静态视图静态视图静态视图静态视图n静态视图是对在应用领域中的各种概念以及与系统实现相关的各种内部概念进行的建模。n由于这种视图不描述与时间有关的系统行为所以我们称之为是静态的，描述与时间相关的系统行为我们在其他视图中进行描述。静态视图主要是由类与类之间的关系构成。n这些关系包括：关联、泛化和依赖关系，我们又把依赖关系具体可以再分为使用和实现关系。常用的UML元素分析用例视图用例视图n用例视图描述了系统的参与者与系统进行交互的功能，是参与者所能观察和使用到的系统功能的模型图。一个用例是系统的一个功能单元，是系统参与者与系统之间进行的一次交互作用
3、。常用的UML元素分析交互视图交互视图交互视图交互视图n交互视图描述了执行系统功能的各个角色之间相互传递消息的顺序关系，是描绘系统中各种角色或功能交互的模型。交互视图显示了跨越多个对象的系统控制流程。n我们通过不同对象间的相互作用来描述系统的行为，是通过两种方式进行的，一种是以独立的对象为中心进行描述，另外一种方式是以相互作用的一组对象为中心进行描述。n交互视图可运使用两种图的形式来表示：序列图和协作图。常用的UML元素分析状态机视图状态机视图状态机视图状态机视图n状态机视图是通过对象的各种状态来建立模型来描述对象随时间变化的动态行为。状态机视图也是通过不同对象间的相互作用来描述系统的行为的，
4、不同的它是以独立的对象为中心进行描述。n状态机视图中，每一个对象都拥有自己的状态，这些状态之间的变化是通过事件进行触发的。n对象被看成为通过事件进行触发并做出相应的动作来与外界的其他对象进行通信的独立实体。事件表达了对象可以被使用操作，同时反映了对象状态的变化。常用的UML元素分析活动视图活动视图活动视图活动视图n活动视图是一种特殊形式的状态机视图，是状态机的一个变体，用来描述执行算法的工作流程中涉及的活动。n通常活动视图用于对计算流程和工作流程建模。活动视图中的状态表示计算过程中所处的各种状态。n活动视图是在假定整个计算处理的过程中没有外部事件引起的中断的条件下进行描述的，否则普通的状态机更
5、加适合于描述这种情况。常用的UML元素分析物理视图物理视图n物理视图是对应用自身的实现结构建模，例如系统的构件组织情况以及运行节点的配置等等。n物理视图提供了将系统中的类映射成物理构件和节点的机制。n物理视图提供了将系统中的类映射成物理构件和节点的机制。系统模型的大部分内容反映了系统的逻辑和设计方面的信息，并且独立于系统的最终实现单元。常用的UML元素分析模型管理视图模型管理视图模型管理视图模型管理视图n模型管理视图是对模型自身组织进行的建模，是由自身的一系列模型元素（如类、状态机和用例）构成的包所组成的模型。模型是从某一观点以一定的精确程度对系统所进行的完整描述。n从不同的视角出发，对同一系
6、统可能会建立多个模型，例如有系统分析模型和系统设计模型等等。模型是一种特殊的包。一个包(package)还可以包含其他的包。n整个系统的静态模型实际上可看成是系统最大的包，它直接或间接包含了模型中的所有元素内容。常用的UML元素分析用例图用例图用例图用例图 用例图描述了系统提供的一个功能单元。用例图的主要目的是帮助开发团队以一种可视化的方式理解系统的功能需求，包括基于基本流程的“角色”关系，以及系统内用例之间的关系。使用用例图可以表示出用例的组织关系，这种组织关系包括整个系统的全部用例或者是完成相关功能的一组用例。在用例图中画出某个用例方式是在用例图中绘制一个椭圆，然后将用例的名称放在椭圆的中
7、心或椭圆下面的中间位置。常用的UML元素分析类图类图类图类图n类图显示了系统的静态结构，表示了不同的实体（人、事物和数据）是如何彼此相关联起来。n类图可用于表示逻辑类，逻辑类通常就是用户的业务所谈及的事物，比如说学生、学校等。类图还可用于表示实现类，实现类就是程序员处理的实体。常用的UML元素分析序列图序列图序列图序列图n序列图显示了一个具体用例或者用例的一部分的一个详细流程。它几乎是自描述的，序列图不仅可以显示了流程中不同对象之间的调用关系，还可以很详细地显示对不同对象的不同调用。n序列图有两个维度：垂直维度，也称时间维度，以发生的时间顺序显示消息或调用的序列；水平维度显示消息被发送到的对象
8、实例。常用的UML元素分析状态图状态图状态图状态图n状态图表示某个类所处的不同状态及该类在这些状态中的转换过程。n状态图的符号集包含了下列五个基本的元素：初始起点，状态之间的转换，状态，判断点，一个或者多个终止点，它们使用内部包含实心圆的圆来绘制。常用的UML元素分析活动图活动图活动图活动图 活动图是用来表示两个或者更多的对象之间在处理某个活动时的过程控制流程。活动图能够在业务单元的级别上，对更高级别的业务过程进行建模，或者对低级别的内部类操作进行建模。常用的UML元素分析构件图构件图构件图构件图n构件图提供系统的物理视图，它是根据系统的代码构件显示了系统代码的整个物理结构。n构件图最经常用于
9、实际的编程工作中。在以构件为基础的开发（CBD）中，构件图为系统架构师提供了一个为解决方案进行建模的自然形式。常用的UML元素分析部署图部署图部署图部署图n部署图是用于表示该软件系统如何部署到硬件环境中，它是显示在系统中的不同的构件在何处物理地运行，以及如何进行彼此的通信。n部署图对系统的物理运行情况进行了建模，因此系统的生产人员就能够很好地利用这种图来部署实际的系统。常用的UML元素分析模型元素模型元素n在UML中，图作为一种可视化的方式聚集了相关需要表达的事物，并且表达了这些事物之间的关系。n 事物是对模型中最具有代表性的成分的抽象，关系描述了事物之间如何彼此关联、相互依赖或作用的。正是关
10、系把构成系统的诸多事物结合成一个有机的整体。常用的UML元素分析事务事务事物是UML模型中面向对象基本的模块，它们在模型中属于静态部分。事物作为对模型中最具有代表性的成分的抽象，在UML中，定义了四种基本的面向对象的事物，分别是结构事物、行为事物、分组事物和注释事物等。常用的UML元素分析关系关系nUML模型是由各种事物以及这些事物之间的各种关系构成的。关系是指支配、协调各种模型元素存在并相互使用的规则。n UML中主要包含四种关系，分别是依赖、关联、泛化和实现。常用的UML元素分析 依赖关系：依赖关系指的是两个事物之间的一种语义关系，当其中一个事物（独立事物）发生变化就会影响另外一个事物（依
11、赖事物）的语义。关联关系：关联关系是一种事物之间的结构关系，我们用它来描述一组链，链是对象之间的连接。常用的UML元素分析泛化关系：泛化关系是事物之间的一种特殊/一般关系，特殊元素（子元素）的对象可替代一般元素（父元素）的对象，也就是我们在面向对象学中常常提起的继承。实现关系：实现关系也是UML元素之间的一种语义关系，它描述了一组操作的规约和一组对操作的具体实现之间的语义关系。UML的通用机制1.规则说明规则说明 如果把模型元素当成一个对象来看待，那么模型元素本身也应该具有很多的属性，这些属性用于维护属于该模型元素的数据值。属性是使用名称和标记值（Tagged Value）的值来定义的。标记值
12、指的是一种特定的类型，可以是布尔型、整型或字符型，也可以是某个类或接口的类型。UML的通用机制2.修饰修饰n在UML的图形表示中，每一个模型元素都有一个基本符号，这个基本符号可视化地表达了模型元素最重要的信息。n 用户也可以把各种修饰细节加到这个符号上以扩展其含义。这种添加修饰细节的做法可以为图中的模型元素在一些视觉上的效果上发生一些变化。UML的通用机制3.3.通用划分通用划分通用划分通用划分n通用划分是一种保证不同抽象概念层次的机制。通常我们可以采用两种方式进行通用划分，一种是对类和对象的划分，另外一种是对接口和实现的分离。n 类和对象的划分是指类是一个抽象而对象是这种抽象的一个实例化。接
13、口和实现的分离是指接口声明了一个操作接口，但是却不实现其内容，而实现则表示了对该操作接口的具体实现，它负责如实地实现接口的完整语义。n 类和对象的划分保证了实例及其抽象的划分，从而使得对一组实例对象的公共静态和动态特征无需一一管理和实现，只需要抽象成一个类，通过类的实例化实现对对象实体的管理。UML的扩展机制1.构造型构造型n简而言之，构造型扩展机制的目的就是基于一个已存在的模型元素再重新定义一个新的模型元素。n构造型的一般表现形式为使用“”包含构造型的名称在里面，例如、等。UML的扩展机制2.标记值标记值n标记值是由一对字符串构成，这对字符串包含一个标记字符串和一个值字符串，用来存储着有关模型元素或表达元素的一些相关信息。n 标记值，可以被我们用来扩展UML构造块的特性，可以根据我们的需要来创建详述元素的新元素。n 标记值可以与任何独立元素相关，包括模型元素和表达元素。标记值是当我们需要对一些特性进行记录的时候而给定元素的值。UML的扩展机制3.约束约束n约束机制用于扩展UML构造块的语义，允许建模者和设计人员可以增加新的规则和修改现有的规则。n约束可以表示在 UML 的规范表示中不能表示的语义关系，特别是当陈述全局条件或影响许多元素的条件时，约束特别有用。n 约束使用大括号和大括号内的字符串表达式表示，即约束的表现形式为约束的内容。约束可以附加在表元素、依赖关系，或注释上。