中職UML與Rose建模應(yīng)用子情境3.3課件

1、(中職）UML與Rose建模應(yīng)用子情境3.3ppt課件學(xué)習(xí)情境3：嵌入式軟件建模MP3播放器UML及Rose建模應(yīng)用子情境3.3 靜態(tài)結(jié)構(gòu)建模情景描述 子情景3.1系統(tǒng)需求和3.2用例分析分別得到了需求分析和用例圖?，F(xiàn)在對(duì)該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析，并進(jìn)行系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)建模，包括：確定系統(tǒng)類創(chuàng)建系統(tǒng)類圖，如播放器類圖、存儲(chǔ)器子系統(tǒng)類圖、用戶接口子系統(tǒng)類圖等模型。 任務(wù)1:確定類任務(wù)描述 用戶是通過顯示器及按鍵與系統(tǒng)進(jìn)行交互式操作；顯示器、按鍵是于系統(tǒng)之間橋梁（接口）；而MP3播放器不僅是播放器，同時(shí)也是一個(gè)存儲(chǔ)器。根據(jù)以上描述的三種關(guān)系，分別繪制出相應(yīng)的類圖。 依賴關(guān)系和實(shí)現(xiàn)關(guān)系 在UML模型中，

2、模型元素之間的依賴關(guān)系表示某一元素以某種形式依賴于其他元素。從某種意義上說，關(guān)聯(lián)關(guān)系、泛化關(guān)系和實(shí)現(xiàn)關(guān)系都屬于依賴關(guān)系，但是他們都有其特殊的語(yǔ)義，因而被作為獨(dú)立的關(guān)系在建模時(shí)使用。依賴關(guān)系用一個(gè)一端帶有箭頭的虛線表示，在圖3-23中，類ClassC依賴于類ClassA。 圖3-23 帶有構(gòu)造型的依賴關(guān)系 相關(guān)知識(shí) 在UML規(guī)范中定義類4種基本的依賴類型，分別是使用（Usage）依賴、抽象（Abstraction）依賴、綁定依賴（Binding）和授權(quán)依賴（Permission），下面將對(duì)它們分別進(jìn)行介紹。 使用依賴用于表示一種元素使用其他元素提供的服務(wù)以實(shí)現(xiàn)它的行為。表3-3列出了5種依賴關(guān)系

3、。 相關(guān)知識(shí)依賴關(guān)系說明關(guān)鍵字使用 用于聲明使用某個(gè)模型元素需要泳道已存在的另一個(gè)模型元素，這樣才能實(shí)現(xiàn)使用者的功能，包括調(diào)用、參數(shù)、實(shí)例化和發(fā)送use調(diào)用 用于聲明一個(gè)類調(diào)用其他類的的操作的方法call參數(shù) 用于聲明一個(gè)操作與其參數(shù)之間的關(guān)系parameter實(shí)例化 用于聲明使用一個(gè)類的方法創(chuàng)建了另一個(gè)類的實(shí)例instantiate發(fā)送 用于聲明信號(hào)發(fā)送者和信號(hào)接受者之間的關(guān)系send表3-3 使用依賴相關(guān)知識(shí)依賴關(guān)系說明關(guān)鍵字跟蹤用于聲明不同模型中的元素之間存在一些連接，但沒有映射精確trace精化用于聲明位于兩個(gè)不同語(yǔ)義層次上的元素之間的映射refine派生用于聲明一個(gè)實(shí)例可以有另一個(gè)實(shí)

4、例導(dǎo)出derive表3-4 抽象依賴關(guān)系相關(guān)知識(shí)依賴關(guān)系說明關(guān)鍵字訪問用于說明允許一個(gè)包訪問另一個(gè)包access導(dǎo)入用于說明允許一個(gè)包訪問另一個(gè)包，并為被訪問包的組成部分增加別名import友元用于說明允許一個(gè)元素訪問另一個(gè)元素，無論被訪問的元素是否具有可見性friend表3-5 授權(quán)依賴相關(guān)知識(shí) 任務(wù)2:建立類圖任務(wù)描述 任務(wù)1識(shí)別出了胸類、存儲(chǔ)子系統(tǒng)類和接口子系統(tǒng)類后，接下來還要識(shí)別類間的關(guān)系，然后繪制相應(yīng)的類圖。識(shí)別系統(tǒng)中的類 對(duì)于MP3播放器系統(tǒng)，很顯然，用戶通過顯示器及按鍵與系統(tǒng)進(jìn)行交互。由于顯示器和按鍵是被動(dòng)對(duì)象，因此需要添加一個(gè)用戶接口對(duì)象來管理用戶和系統(tǒng)之間的交互。用戶接口對(duì)象

5、依靠音頻控制器來實(shí)現(xiàn)用戶期望的操作。實(shí)際上，音頻控制器是MP3播放器的核心，它完成用戶接口所指定的各種操作。音頻控制器通過揚(yáng)聲器來播放音樂。步驟1子任務(wù)1創(chuàng)建系統(tǒng)類圖 對(duì)于媒體文件，MP3播放器提供了一個(gè)可讀寫存儲(chǔ)器，以存儲(chǔ)媒體文件。存儲(chǔ)器可由計(jì)算機(jī)通過USB接口連接，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)的媒體文件進(jìn)行管理。因此，需要一個(gè)類來表示存儲(chǔ)器。而媒體文件將作為一個(gè)單獨(dú)的類出現(xiàn)。 為了顯示電池的剩余電量，系統(tǒng)需要周期性地測(cè)試電池的剩余電量。因此，也可以為電池建立一個(gè)對(duì)象。 任務(wù)實(shí)施子任務(wù)1創(chuàng)建系統(tǒng)類圖 通過上述分析，可以從系統(tǒng)中抽象出以下一些主要類：Battery、AudioController、Sp

6、eaker、KeyBoard、Display、Memory、MediaFile和UserInterface。 【提示】在瀏覽窗口中右鍵單擊“Logical View”（邏輯視圖），在彈出的菜單上選擇菜單項(xiàng)“New”（新建）下的“Class Diagram”（類圖）命令，從鍵盤輸入文本“系統(tǒng)類”命名該類圖，雙擊“系統(tǒng)類”打開類圖窗口。 任務(wù)實(shí)施子任務(wù)1創(chuàng)建系統(tǒng)類圖 創(chuàng)建類 （1）移動(dòng)光標(biāo)指向工具箱中的“Class”圖標(biāo)，單擊選定該圖標(biāo)，然后移動(dòng)光標(biāo)到類圖窗口，在適當(dāng)位置單擊鼠標(biāo)左鍵，出現(xiàn)名為“NewClass”的類，輸入文本“KeyBoard”重命名。 （2）采用類似的方法，依次創(chuàng)建其它類，如圖

7、3-24所示。步驟2圖3-24 創(chuàng)建類 任務(wù)實(shí)施子任務(wù)1創(chuàng)建系統(tǒng)類圖 創(chuàng)建類與類之間的關(guān)系 （1）確定類與類之間的關(guān)系 類“KeyBoard”與類“UserInterface”之間存在一對(duì)多的關(guān)聯(lián)，即多個(gè)“KeyBoard”類對(duì)應(yīng)一個(gè)“UserInterface”類，而“UserInterface”類管理多個(gè)“KeyBoard”類；由于播放器可以使用多個(gè)電池，因此，多個(gè)“Battery”類對(duì)應(yīng)一個(gè)“UserInterface”類：類“Display”與類“UserInterface”之間的關(guān)系為一對(duì)一的關(guān)系：類“Speaker”與“AudioController”類之間的關(guān)系為一對(duì)一的關(guān)聯(lián)關(guān)系

8、；類“AudioController”與類“UserInterface”之間的關(guān)系為一對(duì)一的關(guān)聯(lián)關(guān)系；播放器只有一個(gè)存儲(chǔ)器，因此，“Memory”類與“AudioController”類之間的關(guān)系為一對(duì)一的關(guān)聯(lián)關(guān)系；在存儲(chǔ)器中可以存放0到多個(gè)媒體文件，即一個(gè)“Memory”類對(duì)應(yīng)多個(gè)“MediaFile”類。步驟3 任務(wù)實(shí)施子任務(wù)1創(chuàng)建系統(tǒng)類圖 （2）在工具箱中選擇“Association”按鈕，然后用鼠標(biāo)在各個(gè)類之間創(chuàng)建關(guān)聯(lián)“線段”，如圖3-25所示。圖3-25 類間的關(guān)聯(lián) 任務(wù)實(shí)施 （3）設(shè)置各類之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，最終完成系統(tǒng)類圖 下面以“KeyBoard”類與“UserInterface”

9、類為例，雙擊“KeyBoard”類與“UserInterface”類之間的關(guān)聯(lián)“線段”，在彈出的對(duì)話框中Role B Detail頁(yè)框中的標(biāo)簽“Multiplic”對(duì)應(yīng)的文本框中輸入“1.*”，如圖3-26（a）所示；然后在Role A Detail頁(yè)框中的標(biāo)簽“Multiplic”對(duì)應(yīng)的文本框中輸入“1”，如圖3-26（b）所示，最后單擊“OK”按鈕，這樣就設(shè)置了“UserInterface”與“KeyBoard”的關(guān)系為一對(duì)多，如圖3-27所示。 依次類推，設(shè)置其它類之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。最終得到效果如圖3-28所示。子任務(wù)1創(chuàng)建系統(tǒng)類圖 任務(wù)實(shí)施子任務(wù)1創(chuàng)建系統(tǒng)類圖 （a） （b）圖3-26

10、設(shè)置類間一對(duì)多的關(guān)聯(lián)關(guān)系 任務(wù)實(shí)施子任務(wù)1創(chuàng)建系統(tǒng)類圖 圖3-27 類間一對(duì)多的關(guān)聯(lián)關(guān)系示例圖3-28 MP3播放器的類圖 任務(wù)實(shí)施子任務(wù)2創(chuàng)建系統(tǒng)創(chuàng)建存儲(chǔ)子系統(tǒng)類圖 【提示】在瀏覽窗口中右鍵單擊“Logical View”（邏輯視圖），在彈出的菜單上選擇菜單項(xiàng)“New”（新建）下的“Class Diagram”（類圖）命令，從鍵盤輸入文本“存儲(chǔ)類”命名該類圖，雙擊“存儲(chǔ)類”打開類圖窗口。確定存儲(chǔ)子系統(tǒng)包含的類及它們之間的關(guān)系 存儲(chǔ)器類用來管理MP3播放器的存儲(chǔ)空間，它維護(hù)已經(jīng)存儲(chǔ)的媒體文件，并為新的媒體文件分配存儲(chǔ)空間，通過分析發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)子系統(tǒng)包含音頻控制器AudioController、存儲(chǔ)

11、器Memory、音頻幀AudioFrame和媒體文件MediaFile這四個(gè)類組成。音頻控制器由存儲(chǔ)器組成，是聚合關(guān)系，它們之間一對(duì)一的關(guān)系。存儲(chǔ)器由媒體文件和音頻幀組成，是聚合關(guān)系，存儲(chǔ)器中可以包含0個(gè)或多個(gè)媒體文件，因而也就可以包含0個(gè)或多個(gè)音頻幀。媒體文件和音頻幀的關(guān)系是一對(duì)多的關(guān)系。步驟1 任務(wù)實(shí)施子任務(wù)2創(chuàng)建系統(tǒng)創(chuàng)建存儲(chǔ)子系統(tǒng)類圖 確定存儲(chǔ)子系統(tǒng)包含的類及它們之間的關(guān)系 （1）創(chuàng)建類“MediaFile”：移動(dòng)光標(biāo)指向工具箱中的“Class”圖標(biāo)，單擊選定該圖標(biāo)，然后移動(dòng)光標(biāo)到類圖窗口，在適當(dāng)位置單擊鼠標(biāo)左鍵，出現(xiàn)名為“NewClass”的類，從鍵盤輸入“MediaFile”取代“N

12、ewClass”實(shí)現(xiàn)重命名。 （2）創(chuàng)建類“MediaFile”的屬性：鼠標(biāo)右鍵單擊“MediaFile”類，對(duì)彈出的菜單上選擇“New Attribute”（新屬性）命令，如圖3-29所示，單擊鼠標(biāo)左鍵。步驟2 【注意】以類“MediaFile”創(chuàng)建為例，說明類、類屬性及類操作的創(chuàng)建過程。 任務(wù)實(shí)施子任務(wù)2創(chuàng)建系統(tǒng)創(chuàng)建存儲(chǔ)子系統(tǒng)類圖 圖3-29 選擇“New Attribute”命令 如圖3-30（a）所示，出現(xiàn)名為“name”的屬性，從鍵盤輸入“name:String”（【注意】輸入冒號(hào)時(shí)請(qǐng)切換至英文方式），按回車確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)類“MediaFile”的屬性創(chuàng)建，類似方法，創(chuàng)建“l(fā)ength

13、:Time”屬性，如圖3-30（b）所示。（a） （b）圖3-30創(chuàng)建類“MediaFile”的屬性 任務(wù)實(shí)施子任務(wù)2創(chuàng)建系統(tǒng)創(chuàng)建存儲(chǔ)子系統(tǒng)類圖 （3）設(shè)置類“MediaFile”的屬性訪問權(quán)限：鼠標(biāo)左鍵單擊“MediaFile”屬性左邊的圖標(biāo)，出現(xiàn)如圖3-31（a）所示的權(quán)限圖標(biāo)列表，在其中選擇“帶鑰匙”的圖標(biāo)，設(shè)置類“MediaFile”的屬性的訪問權(quán)限為私有的訪問權(quán)限，如圖3-31（b）所示。（a） （b）圖3-31設(shè)置類“MediaFile”的屬性訪問權(quán)限（4）設(shè)置“MediaFile”類的Operation（操作）：鼠標(biāo)右鍵單擊“MediaFile”類，對(duì)彈出的菜單上選擇“New O

14、peration”（新操作）命令，如圖3-32所示，單擊鼠標(biāo)左鍵。圖3-32 選擇“New Operation”命令 任務(wù)實(shí)施子任務(wù)2創(chuàng)建系統(tǒng)創(chuàng)建存儲(chǔ)子系統(tǒng)類圖 如圖3-33（a）所示，出現(xiàn)名為“opname（）”的操作，從鍵盤輸入“getAudioFrame（）”（【注意】輸入圓括號(hào)時(shí)請(qǐng)切換至英文方式），按回車確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)“MediaFile”類的操作創(chuàng)建，類似方法，創(chuàng)建“addAudioFrame（）”、“delete（）”、“save（）”操作，如圖3-33（b）所示。（a） （b）圖3-33 創(chuàng)建類的操作（a） （b）圖3-34 設(shè)置類“MediaFile”的操作的調(diào)用權(quán)限 （5）設(shè)置

15、類“MediaFile”的操作的調(diào)用權(quán)限：鼠標(biāo)左鍵單擊“getAudioFrame（）”操作左邊的圖標(biāo)，出現(xiàn)如圖3-34（a）所示的調(diào)用權(quán)限圖標(biāo)列表，在其中選擇第一個(gè)圖標(biāo)，設(shè)置“getAudioFrame（）”操作為公有的調(diào)用權(quán)限，如圖3-34（b）所示。 任務(wù)實(shí)施子任務(wù)2創(chuàng)建系統(tǒng)創(chuàng)建存儲(chǔ)子系統(tǒng)類圖 （6）類“AudioController”有play（）、stop（）操作；類“Memory”有g(shù)etFile（）、delFile（）、saveFile（）操作；所有類的操作的調(diào)用權(quán)限皆為公有，如圖3-35所示，請(qǐng)自行創(chuàng)建與設(shè)置。圖3-35 創(chuàng)建類、類屬性及類操作示例（1）創(chuàng)建類“MediaFil

16、e”與“AudioFrame”間的關(guān)系 鼠標(biāo)左鍵單擊選定工具箱中的“Aggregation”（聚合）工具圖標(biāo)，移動(dòng)光標(biāo)指向類“AudioFrame”，按住鼠標(biāo)左鍵，拖動(dòng)至類“MediaFile”，松開鼠標(biāo)，出現(xiàn)如圖3-36（a）所示的聚合關(guān)系，在圖3-36（a）所示的光標(biāo)位置，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單上找到“Aggregate”命令，單擊取消對(duì)其的“勾選”狀態(tài)，如圖3-36（b）所示。 步驟3創(chuàng)建類與類之間的關(guān)系 任務(wù)實(shí)施子任務(wù)2創(chuàng)建系統(tǒng)創(chuàng)建存儲(chǔ)子系統(tǒng)類圖 （a） （b）圖3-36 創(chuàng)建類之間的關(guān)系示例 任務(wù)實(shí)施子任務(wù)2創(chuàng)建系統(tǒng)創(chuàng)建存儲(chǔ)子系統(tǒng)類圖 （2）創(chuàng)建類“MediaFile”與“Aud

17、ioFrame”間的一對(duì)多的關(guān)系 在如圖3-36（b）所示的位置，單擊右鍵，在彈出的菜單上選擇“Multiplicity”項(xiàng)下的“Zero or More”；移動(dòng)光標(biāo)至關(guān)系“線段”的另一端，即靠近類“MediaFile”，單擊右鍵，在彈出的菜單上選擇“Multiplicity”項(xiàng)下的“1”，至此兩者間一對(duì)多的關(guān)系創(chuàng)建完成，如圖3-37所示。圖3-37 類間的一對(duì)多關(guān)系示例 任務(wù)實(shí)施 【注意】參照步驟3的方法，請(qǐng)自行完成其它類之間的關(guān)系創(chuàng)建，實(shí)現(xiàn)如圖3-38所示的類圖。任務(wù)實(shí)施子任務(wù)2創(chuàng)建系統(tǒng)創(chuàng)建存儲(chǔ)子系統(tǒng)類圖 圖3-38 Memory子系統(tǒng)的類圖 任務(wù)實(shí)施子任務(wù)3創(chuàng)建接口子系統(tǒng)類圖 確定接口子

18、系統(tǒng)包含的類及它們之間的關(guān)系 用戶接口子系統(tǒng)的功能是管理用戶和系統(tǒng)之間的交互。它通過按鍵接收用戶的輸入，并通過顯示屏給用戶反饋信息。顯示器是操作硬件顯示器的接口，通過該接口可以關(guān)閉顯示屏以節(jié)省電能。不僅如此，顯示器還可以在顯示屏上創(chuàng)建圓點(diǎn)、畫線、輸入字符串等繪圖操作及顯示媒體文件相關(guān)信息。 除通過鍵盤接收來自用戶的消息外，用戶接口類還獲取來自電池和USB接口的消息。由上述分析可以得出該子系統(tǒng)包含用戶接口類UserInterface、USB接口類USBInterface、鍵盤類KeyBoard、電池類Battery、視圖類Vew、電源視圖類PowerView、音量類Volume、任務(wù)視圖類Tas

19、kView、圖形設(shè)備上下文類GraphicContext、顯示屏類Display。步驟1 任務(wù)實(shí)施子任務(wù)3創(chuàng)建接口子系統(tǒng)類圖 類View調(diào)用GraphicContext的方法，以便在顯示屏上顯示當(dāng)前播放的曲目信息、音量等信息，類View與類GraphicContext是一對(duì)一的聚合關(guān)系。類View有三個(gè)子類：PowerView類、VolumeView類和TaskView類，這三個(gè)子類分別負(fù)責(zé)在顯示屏上顯示剩余電量信息、音量和當(dāng)前曲目，View和這三個(gè)子類之間是泛化關(guān)系。UserInterface與KeyBoard、UserInterface與Battery、UserInterface與USBInterface、GraphicContext與Display之間的關(guān)系是一對(duì)一的關(guān)聯(lián)關(guān)系。UserInterface調(diào)用View的方法，以便更新顯示屏顯示，類UserInter