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(shí)系統(tǒng)進(jìn)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(shí)質(zhì)性部分,可視化建模是運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)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(shí)系統(tǒng)的簡化，它是抓住現(xiàn)實(shí)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(shí)系統(tǒng)，又不等同于該現(xiàn)實(shí)系統(tǒng) 模型是理解、分析、開發(fā)或改造現(xiàn)實(shí)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(shí)例,實(shí)例：設(shè)計(jì)收音機(jī) 1.確定收音機(jī)是幾個(gè)波段、有幾個(gè)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(shí)例,實(shí)例：設(shè)計(jì)收音機(jī) 2.設(shè)計(jì)電路圖。用集成電路符號(hào)、晶 體管符號(hào)、電阻電容符號(hào)，加上各種標(biāo)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(shí)例,實(shí)例：設(shè)計(jì)收音機(jī) 3.設(shè)計(jì)電路板，調(diào)試，定型，生產(chǎn),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(gè)系統(tǒng)（需求）分析報(bào)告 簡單的設(shè)計(jì)報(bào)告（一些孤立的文字和圖形） 開始編碼，調(diào)試，測試，發(fā)行。通常，該工作已與前兩步工作脫鉤了,相當(dāng)于不畫電路圖直接用集成電路、晶體管、電阻、電容做收音機(jī)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(jī)電路 怎么維修？ 怎么在原有產(chǎn)品上發(fā)展更先進(jìn)的產(chǎn)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(jìn)項(xiàng)目有關(guān)人員對系統(tǒng)的理解和交流 模型有助于挑選出代價(jià)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(zhuǎn)換為實(shí)現(xiàn)的過程中逐漸添加進(jìn)相關(guān)細(xì)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(shí)例 簡單的過程模型 需求分析后，直接進(jìn)入代碼編寫階段 僅適用于簡單的項(xiàng)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(shí)例 稍復(fù)雜的過程模型 增加一個(gè)階段，通過結(jié)構(gòu)圖來刻畫軟件的總體功能和模塊劃分，并強(qiáng)調(diào)模塊之間的調(diào)用關(guān)系。 模型（結(jié)構(gòu)圖） 軟件設(shè)計(jì)的中心，闡述系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，忽略底層實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) 有助于處理重大軟件開發(fā)中的復(fù)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(shí)例 其他更為復(fù)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(shè)計(jì) 模型 描述現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用的結(jié)構(gòu)（分析階段) 描述被提議軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（設(shè)計(jì)階段） 面向?qū)ο蠓椒ㄔ诜治雠c設(shè)計(jì)階段使用同樣的標(biāo)記法 結(jié)構(gòu)化方法使用不同的分析與設(shè)計(jì)標(biāo)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(gè)指導(dǎo) 采用什么過程 使用什么標(biāo)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(gòu)造) document (文檔化)

6、the architecture of a software system.（軟件系統(tǒng)架構(gòu)）,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(chǎn)物、工件） of a software-intensive system. UML以標(biāo)準(zhǔn)的方式描述軟件系統(tǒng)的藍(lán)圖 概念事物：業(yè)務(wù)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(fù)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?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)方法的統(tǒng)一Unification of earlier object-oriented analysis and design methods. 不應(yīng)用領(lǐng)域和不同開發(fā)過程的相同概念與標(biāo)記法 整個(gè)開發(fā)生命周期中的相同概念與標(biāo)記法,建模 對一個(gè)系統(tǒng)的語義抽象,語言 只是一個(gè)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(jié)構(gòu)（ Infrastructure） UML 內(nèi)部構(gòu)件internals 更加精確的概念，較好的支持MDA 上層結(jié)構(gòu)（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(biāo)準(zhǔn)（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(gòu)成 視圖(views) 圖(Diagrams) 模型元素(

10、Model elements) 通用機(jī)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(gòu)成 視圖(views) 一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)從不同的角度進(jìn)行描述,從一個(gè)角度觀察到的系統(tǒng)稱為一個(gè)視圖（view）。 視圖由多個(gè)圖（Diagrams）構(gòu)成，不是一個(gè)圖表（Graph）,而是在某一個(gè)抽象層上，對系統(tǒng)的抽象表示。 要為系統(tǒng)建立一個(gè)完整的模型圖，需定義一定數(shù)量的視圖，每個(gè)視圖表示系統(tǒng)的一個(gè)特殊的方面。 視圖把建模語言和系統(tǒng)開發(fā)時(shí)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(gòu)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(shè)計(jì)視圖,過程視圖,實(shí)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(gòu)成 視圖(views),第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,設(shè)計(jì)視圖,過程視圖,實(shí)現(xiàn)視圖,部署視圖,用例視圖,Design View 描述系統(tǒng)設(shè)計(jì)特征，包括結(jié)構(gòu)模型視圖和行為模型視圖，前者描述系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)(類圖、對象圖)，后者描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為(交互圖、狀態(tài)圖、活動(dòng)圖)。,UML主要構(gòu)成 視圖(views),第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,設(shè)計(jì)視圖,過程視圖,實(shí)現(xiàn)視圖,部署視圖,用例視圖,Proc

12、ess View 表示系統(tǒng)內(nèi)部的控制機(jī)制。常用類圖描述過程結(jié)構(gòu)，用交互圖描述過程行為。,UML主要構(gòu)成 視圖(views),第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,設(shè)計(jì)視圖,過程視圖,實(shí)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(gòu)成 視圖(views),第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,設(shè)計(jì)視圖,過程視圖,實(shí)現(xiàn)視圖,部署視圖,用例視圖,Implementation View 表示系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)特征，常用構(gòu)件圖表示。,UML主要構(gòu)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(gòu)成（14種） 圖(Diagrams) 結(jié)構(gòu)圖(Structure diagrams): 強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)建模 類圖 (Class Diagram) 組件圖(Component diagram) 復(fù)合結(jié)構(gòu)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(qiáng)調(diào)系統(tǒng)模型中觸發(fā)的事件： 活動(dòng)圖(Activity diagram) 狀

14、態(tài)機(jī)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(qiáng)調(diào)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(shí)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(gòu)成 模型元素(Model elements) 代表面向?qū)ο笾械念悾瑢ο?，關(guān)

15、系和消息等概念 構(gòu)成圖的最基本的常用的元素 一個(gè)模型元素可以用于多個(gè)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(gòu)成 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。 為了適應(yīng)用戶的需求，它提供擴(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UML語言能夠適應(yīng)一個(gè)特殊的方法（或過程），或擴(kuò)充至一個(gè)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(diǎn) (1) 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)：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(biāo)準(zhǔn)，提供了標(biāo)準(zhǔn)的面向?qū)ο蟮哪Ｐ驮氐亩x和表示。 (2) 面向?qū)ο螅篣ML還吸取了面向?qū)ο蠹夹g(shù)領(lǐng)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(hào),也添加了一些新符號(hào)。 (3) 可視化、表示能力強(qiáng)：系統(tǒng)的邏輯模型或?qū)崿F(xiàn)模型都能用UML模型清晰的表示，可用于復(fù)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(jié)構(gòu)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?qū)ο缶幊陶Z言均建立在對象模型（o

17、bject model）的基礎(chǔ)上。,編程語言,源代碼,編譯時(shí),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(shí),UML、面向?qū)ο缶幊陶Z言均建立在對象模型（object model）的基礎(chǔ)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(yùn)行時(shí)

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(shí),UML、面向?qū)ο缶幊陶Z言均建立在對象模型（object model）的基礎(chǔ)上。,第1講: 統(tǒng)一建模語言概述,1.3 UML概念模型,對象結(jié)構(gòu),描述,抽象,Abstracts of what really happens when a program runs.,執(zhí)行程序,運(yùn)行時(shí),描述,UML 模型,UML,抽象,編程語言,源代碼,編譯時(shí),UML、面向?qū)ο缶幊陶Z言均建立在對象模型（object model）的基礎(chǔ)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、