統(tǒng)一建模語言UML課件

1、軟件體系結(jié)構(gòu)第二章 統(tǒng)一建模語言UML本章的內(nèi)容與目標(biāo)UML概念PowserDesigner 簡介利用UML進(jìn)行系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)用例圖UML概念統(tǒng)一建模語言（Unified Modeling Language）UML是描述、構(gòu)造和文檔化系統(tǒng)制品的可視化語言。作用: 建立軟件模型建模語言: 提供交流的詞匯和規(guī)則可視化: 通過標(biāo)準(zhǔn)圖符構(gòu)成圖形來描述模型建模語言而非編程語言通用標(biāo)準(zhǔn): 成為軟件建模的標(biāo)準(zhǔn)語言,并且在其他領(lǐng)域也得到應(yīng)用。UML概念建模三要素UML的三要素表示法 - 圖形過程 - 適用于面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)過程工具 - （比如：Ratinal Rose）過程表示法工具UML概念按照某種過程進(jìn)

2、行分析、設(shè)計(jì)；用設(shè)計(jì)原則和模式進(jìn)行更好的設(shè)計(jì)；用UML表示法記錄、輔助“工具”：用UML來表達(dá)OOA/DUML的意義就在于為OOA/D的實(shí)踐規(guī)定了一致的表示法方法：運(yùn)用OOA/D原則領(lǐng)域分析+職責(zé)分配過程：過程模型（活動(dòng)套路，開發(fā)周期）用例驅(qū)動(dòng)，以體系結(jié)構(gòu)為中心，迭代增量式UML概念UML不是OOA/D，也不是方法，它僅僅只是一種圖形表示法如果不掌握對象思想，那么UML或任何case工具(如ROSE)將毫無意義我們需要一種用于OOA/D的語言，這既是一種思考的工具，也是一種溝通的形式。因此，我們將在OOA/D中應(yīng)用UML。如何應(yīng)用UML進(jìn)行OOA/D？如何將UML應(yīng)用于統(tǒng)一過程(UP)？ UM

3、L: Unified Modeling LanguageUnified:UML概念BoochRumbaughJacobson UML由世界著名的面向?qū)ο蠹夹g(shù)專家G. Booch、J. Rumbaugh、I. Jacobson發(fā)起，在Booch方法，OMT方法和OOSE方法基礎(chǔ)上，廣泛征求意見，汲眾家之長，幾經(jīng)修改而完成的。1997年被OMG（Object Management Group）采納為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。UML概念Modeling: 建模UML用于建模，即表達(dá)模型設(shè)計(jì)，而且自身擁有四層體系結(jié)構(gòu)。 模型是系統(tǒng)一個(gè)抽象的概括，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)特定的重要方面，同時(shí)忽略大量底層的編程細(xì)節(jié)。而建模就是為了捕

4、捉、描述系統(tǒng)的核心。同一研究對象不同人建立的模型可能同樣好或同樣差。 建模的益處：理解和認(rèn)識系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為，掌握系統(tǒng)的本質(zhì)特征。在創(chuàng)建系統(tǒng)之間，了解系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)并進(jìn)行化解。是開發(fā)團(tuán)隊(duì)溝通的重要形式，為使用系統(tǒng)的人提供幫助。UML概念Language: 是一種可視化建模語言，有語法和語義，消除了自然語言的歧義。雖然與具體面向?qū)ο笳Z言無關(guān)，但學(xué)會(huì)UML的關(guān)鍵之處是將UML模型與具體代碼實(shí)現(xiàn)相互結(jié)合；UML modelSource codeObject structuresExecuting programUMLProgramming languageAbstract view ofAbstract

5、 view ofSpecifiesSpecifies模型與代碼之間的關(guān)系UML概念四層元模型體系結(jié)構(gòu)Run-time Instance運(yùn)行實(shí)例層Model模型層Metamodel元模型層Metametamodel元元模型層Classperson1:PersonPersonToolAssociationInfrastructure Library:Core:Constructs:ClassInfrastructure Library:Core:Abstraction:Relationships規(guī)定元模型的語言規(guī)定模型的語言定義描述語義域的語言UML概念 UML的主要特點(diǎn)： 建模設(shè)計(jì)上的標(biāo)準(zhǔn)化與可

6、視化的結(jié)合：模型元素大多是圖形表達(dá)，而且語法語義被業(yè)界廣泛認(rèn)可。 建模設(shè)計(jì)上的語言無關(guān)性：UML用于面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，其模型設(shè)計(jì)可被當(dāng)今流行的面向?qū)ο笳Z言C+、Java、C#實(shí)現(xiàn)，這就是模型設(shè)計(jì)上的語言無關(guān)性，換句話說，UML表達(dá)的模型是具體編程代碼的抽象。建模設(shè)計(jì)上標(biāo)準(zhǔn)性與擴(kuò)展性的統(tǒng)一：UML模型在面向?qū)ο蟪橄笤O(shè)計(jì)的許多表達(dá)方式上實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，但是并不能囊括所有設(shè)計(jì)表達(dá)，另外面向?qū)ο笳Z言在實(shí)現(xiàn)上的差異性也會(huì)反映在設(shè)計(jì)表達(dá)上，因而UML還提供了用“”符號代表的構(gòu)造型、用“標(biāo)記名=標(biāo)記值”代表的標(biāo)記、“關(guān)鍵詞”代表的約束等擴(kuò)展機(jī)制。 使用UML的CASE（Computer-Assisted So

7、ftware Engineering）工具 Rational Rose PowerDesigner CASE工具的功能構(gòu)造模型并進(jìn)行詳細(xì)說明，可以檢查模型語法正確與否。正向工程（生成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、代碼、文檔）和逆向工程（代碼生成模型）便于團(tuán)隊(duì)對模型的共享訪問、安全管理、交流（共享相同概念） 對模型文檔的版本進(jìn)行識別、存儲和管理UML概念1）安裝PD15。PowerDesigner （PD）是Sybase公司推出的用于數(shù)據(jù)庫和面向?qū)ο蠼５膬?yōu)秀工具，現(xiàn)對該工具的使用簡要介紹如下：2）建立面向?qū)ο竽Ｐ?，可如圖選擇【W(wǎng)orkspace】，點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵，選擇【New】-【Object-Oriented Mo

8、del】（或執(zhí)行工具菜單【File】-【New Model】）。3）在彈出的界面中選定需要的“圖”，為模型命名，指定模型將來的實(shí)現(xiàn)語言為將來生成代碼而設(shè)定，點(diǎn)“OK”。PowerDesigner 簡介4）界面如右圖所示，“模型管理區(qū)”用于管理建立的各種圖以及對圖中使用的模型元素進(jìn)行分類管理；“圖編輯區(qū)”可以進(jìn)行建模，“工具欄”為選定圖下對應(yīng)的模型元素或操作快捷工具。模型管理區(qū)所選擇UML圖編輯區(qū)所選擇UML圖工具欄5）選擇【Tools】下的【CheckModel】可以對建立的模型進(jìn)行語法檢查。PowerDesigner 簡介6）選擇模型名稱，點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵，選擇【New】，在彈出菜單中增加新“圖”

9、，也可在此當(dāng)前“圖”下選擇允許的模型元素。7）建立相應(yīng)的類模型后，選擇菜單欄中的【language】-【Generat Java Code】可以自動(dòng)生成Java代碼；選擇【Reverse Engineer Java】可以選定Java程序反向生成模型。8）選擇菜單【Report】下的【Generate Report】自動(dòng)生成模型的Word文檔。PowerDesigner 簡介9）對模型文件進(jìn)行共享管理：PD可將模型保存在數(shù)據(jù)庫中，因而模型文件可實(shí)現(xiàn)共享，便于交流?，F(xiàn)舉例說明具體步驟：安裝Oracle、DB2、SQLServer、MySQL等數(shù)據(jù)庫中的一種，例子中安裝Oracle。配置ODBC數(shù)據(jù)

10、源名，例子中為“ora”。在菜單【Repository】-【 Repository Defination】中定義相應(yīng)連接串，如右圖所示。主要包括存儲名稱、建立訪問用戶名、選擇配置的數(shù)據(jù)源、設(shè)定連接數(shù)據(jù)庫的用戶名和連接數(shù)據(jù)庫的方式。其中存儲名、訪問用戶名、存儲密碼、數(shù)據(jù)庫連接用戶及密碼的詳細(xì)設(shè)定如圖選擇工具欄的第一個(gè)快捷項(xiàng)。而數(shù)據(jù)源的選擇則點(diǎn)擊“Data Source Name”中欄目旁邊的按鈕，在彈出的對話框中進(jìn)行配置。定義一個(gè)存儲名定義一個(gè)訪問用戶名選擇數(shù)據(jù)源名設(shè)定數(shù)據(jù)庫連接用戶采用默認(rèn)直接連接PowerDesigner 簡介11）安全管理：系統(tǒng)默認(rèn)建立一個(gè)管理員“ADMIN”， 在【 Re

11、pository 】-【Administrator】-【user】中建立用戶“ad”并賦予相應(yīng)的訪問權(quán)限。如有多個(gè)訪問用戶，登錄用戶的設(shè)置在【Repository】-【 Repository Defination】中進(jìn)行設(shè)置，或在【Connect】登錄時(shí)臨時(shí)設(shè)置 。10）配置完成后，在菜單【 Repository 】下選擇【Connect】，如果是初次連接，PD將進(jìn)行有關(guān)初始化工作，其提示界面依次如下，按照提示進(jìn)行。PowerDesigner 簡介12）對模型文件進(jìn)行存儲和版本管理：PD將模型文件保存在數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)行存儲管理的同時(shí)，也可進(jìn)行版本的管理。具體操作步驟如下：在菜單【 Reposit

12、ory 】下選擇 【Check in】 ，加入需要保存到數(shù)據(jù)庫的模型文件“ObjectOrientedModel_1”，保存成功后，模型管理區(qū)【Local】頁簽的文件圖標(biāo)發(fā)生變化，表明處于“Check in”狀態(tài)，另外【Repository】頁簽中的文件給出了版本信息。當(dāng)文件被修改后，文件圖標(biāo)用含有“”的形狀標(biāo)明其修改狀態(tài)。此時(shí)再次進(jìn)行“Check in”可形成第二個(gè)版本。PowerDesigner 簡介13）在模型管理區(qū)【Repository】頁簽中選擇文件，在鼠標(biāo)右鍵的彈出菜單中選擇【Compare】，可對不同版本文件的變化進(jìn)行跟蹤。此外，還可在菜單欄中選擇【Repository】-【Ch

13、eck out】將數(shù)據(jù)庫中指定版本的文件導(dǎo)出到本機(jī)指定的目錄中。PowerDesigner 簡介利用UML進(jìn)行系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)面向?qū)ο蠓治觯∣OA）在問題域內(nèi)發(fā)現(xiàn)和描述對象。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD）如何定義軟件對象以及它們之間如何協(xié)作以實(shí)現(xiàn)需求。利用UML進(jìn)行系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)UML結(jié)構(gòu)利用UML進(jìn)行系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)UML的圖類 圖：類以及類之間的相互關(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)系部署圖：構(gòu)件在各節(jié)點(diǎn)上的部署順序圖：強(qiáng)調(diào)時(shí)間順序的交互圖協(xié)作圖：強(qiáng)調(diào)對象協(xié)作的交互圖狀態(tài)圖：類所經(jīng)歷的各種狀態(tài)活動(dòng)圖：對工作流建模用例圖：需求捕獲，測試依據(jù)結(jié)構(gòu)行為用例圖靜態(tài)圖實(shí)現(xiàn)圖交互圖行為

14、圖活動(dòng)圖用例圖協(xié)作圖對象圖類圖狀態(tài)圖序列圖WorkflowScenariosInter-class behaviorInter-class behaviorStructureStructureInteraction equence between objectsUML圖在設(shè)計(jì)過程中的演化關(guān)系發(fā)現(xiàn)類方法：名詞短語；公共類；用例導(dǎo)出；CRC（類、職責(zé)、協(xié)作）提煉類方法：系統(tǒng)范圍內(nèi)；清晰目的；不能孤立；有屬性；類功能單一；Association&GeneralizationStructure利用UML進(jìn)行系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的例子骰子游戲：模擬游戲者投擲兩個(gè)骰子，如果總點(diǎn)數(shù)是7則贏得游戲，否則為輸過程：定義用例-定義領(lǐng)域模型-定義設(shè)計(jì)類圖-定義交互圖定義用例(用例是需求分析的一種工具，它是一些情節(jié)的描述)骰子游戲：1、游戲者請求骰子2、系統(tǒng)展示結(jié)果：如果骰子的總點(diǎn)數(shù)是7，則游戲者贏；否則游戲者輸利用UML進(jìn)行系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的例子過程：定義用例-定義領(lǐng)域模型-定義設(shè)計(jì)類圖-定義交互圖定義領(lǐng)域模型（OOA分析） - 類圖識別問題中的概念，它是對真實(shí)世界領(lǐng)域中的概念