系統(tǒng)集成建模技術(shù)課件

系統(tǒng)集成建模技術(shù)

教師：曹利培

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系

內(nèi)容：

■7.1系統(tǒng)集成建模概述

■7.2統(tǒng)一建模語(yǔ)言

I-7.3IDEF系列建模方法

?7.4Petri網(wǎng)建模

2010^7--1Y止"果煙建俁安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系2

7.1系統(tǒng)集成建模概述

■7.1.1科學(xué)模型與信息系統(tǒng)模型

■712信息系統(tǒng)的模型

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系3

7.1.1科學(xué)模型與信息系統(tǒng)模型

■“模型”是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的抽象

-人們用數(shù)學(xué)、物理或其他方法模擬現(xiàn)實(shí)世界中的事物所

形成的數(shù)學(xué)表達(dá)、物理結(jié)構(gòu)或其他形式的描述能夠表達(dá)

事物的本領(lǐng)，這種描述可以稱(chēng)為事物的模型。

■通過(guò)對(duì)模型的研究，可以獲得關(guān)于客觀事物的知識(shí)，加

深對(duì)這些事物的理解。這些模型可以稱(chēng)為科學(xué)模型

■計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)建設(shè)本質(zhì)上是一個(gè)轉(zhuǎn)換或映射過(guò)程，即

如。』軸I實(shí)世界中的活動(dòng)工城做言息處理過(guò)程，映射為4

運(yùn)行于計(jì)算機(jī)世界的真有全新羨象及結(jié)構(gòu)的、以電磁運(yùn)

7.1.1科學(xué)模型與信息系統(tǒng)模型

■由于現(xiàn)實(shí)世界與計(jì)算機(jī)世界存在本質(zhì)的差異，這樣一個(gè)

轉(zhuǎn)換或映射必須依賴(lài)模型才能完成。

■因?yàn)閮蓚€(gè)世界中的事物的結(jié)構(gòu)、行為和表象完全不同，

無(wú)法簡(jiǎn)單地將現(xiàn)實(shí)的信息出來(lái)過(guò)程移植到計(jì)算機(jī)世界中,

而需要一個(gè)從計(jì)算機(jī)觀點(diǎn)的抽象，以便將現(xiàn)實(shí)世界的信

息出來(lái)過(guò)程映射到計(jì)算機(jī)世界，而這種抽象就是信息系

統(tǒng)模型。

■信息系統(tǒng)模型同科學(xué)模型都是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界事物的抽象。

但是信息系統(tǒng)模型與一般的科學(xué)模型在許多方面有所不

2010商11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系5

7.1.1科學(xué)模型與信息系統(tǒng)模型

-1）建立科學(xué)模型的目的是為了更深刻地研究事物的本

質(zhì)，以獲得新知識(shí)，或者掌握事物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以便指導(dǎo)

人們的活動(dòng)。建立信息系統(tǒng)模型的目的是為了實(shí)現(xiàn)信息

處理過(guò)程從現(xiàn)實(shí)世界到計(jì)算機(jī)世界的轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)信息

管理和決策支持的功能。這里的信息處理過(guò)程是指信息

的產(chǎn)生、收集、處理、存儲(chǔ)和使用等涉及信息的操作，

它涵蓋了信息的整個(gè)生命周期。

-2）科學(xué)模型的描述對(duì)象通常是自然現(xiàn)象或自發(fā)的社會(huì)

現(xiàn)象，這些現(xiàn)象有著內(nèi)在的規(guī)律支配他們的運(yùn)動(dòng)，科學(xué)

研究所做的正是要探索這些規(guī)律。信息系統(tǒng)模型描述的

對(duì)象通常是人為的社會(huì)系統(tǒng)，它有與自己的系統(tǒng)目標(biāo)一

2。急如組織形態(tài)和運(yùn)動(dòng)翦恩贏舄添統(tǒng)模型的建立過(guò)程正6

如嚏嬖用計(jì)算機(jī)的觀點(diǎn)竟蟹灌野麻摹系統(tǒng)的形態(tài)和伴隨6

-+-P匕、一一，“、-r—itr-t—7-"

7.1.1科學(xué)模型與信息系統(tǒng)模型

-3）科學(xué)模型通常使用最簡(jiǎn)潔的方式描述，它的主要工

具是數(shù)字。有些學(xué)科中模型也可能是一段理論描述，或

者是物理實(shí)體或生物實(shí)體。而信息系統(tǒng)模型不能完全用

數(shù)學(xué)方法簡(jiǎn)潔地描述，也無(wú)法用實(shí)體模型表達(dá)。信息系

統(tǒng)模型需要用綜合的手段，包括文字、圖形、表格和公

式等描述，因而信息系統(tǒng)模型看上去比較復(fù)雜。

-4）科學(xué)模型的建立以嚴(yán)格的實(shí)證方法為基礎(chǔ)，通過(guò)歸

納事實(shí)或建立假說(shuō)，再通過(guò)不斷驗(yàn)證和修改，最終建立

起模型。這個(gè)過(guò)程是嚴(yán)格而又客觀的。而信息系統(tǒng)的建

立更多依靠人的主觀經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)背景和技巧，而形成的

模型帶有更多的主觀色彩和藝術(shù)成分。

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系7

-5）科學(xué)模型一般是連續(xù)模型，也有離散模型。信息系

7.1.1科學(xué)模型與信息系統(tǒng)模型

■無(wú)論是科學(xué)模型還是信息系統(tǒng)模型，都有兩個(gè)共同的重

要屬性，即模型的校驗(yàn)性和有效性。

■模型的校驗(yàn)性是指模型的內(nèi)部語(yǔ)義應(yīng)該與模型所描述的

事實(shí)相匹配，這一屬性表明模型的正確與否完全是以模

型能否與客觀事物相符合作為判讀那的標(biāo)準(zhǔn)。

■有效性是指模型的建立應(yīng)當(dāng)與建立者的意圖相符合，即

模型的建立是以應(yīng)用為目的，不是為了建模而建模。

加耀1否滿(mǎn)足模型建立者的意嫉質(zhì)量判斷的重要條件$

7.1.2信息系統(tǒng)的模型

-1）信息系統(tǒng)的規(guī)劃模型

■2）信息系統(tǒng)的概念模型、邏輯模型和物理模型

?3）信息系統(tǒng)建模方法

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系9

1）信息系統(tǒng)的規(guī)劃模型

-首先需要進(jìn)行總體規(guī)劃。

總體規(guī)劃模型是針對(duì)信息系統(tǒng)所要處理的問(wèn)題提出的具有宏觀指導(dǎo)意義的

模型?？傮w規(guī)劃模型一般要反映出系統(tǒng)的戰(zhàn)略規(guī)劃、組織的信息需求分析

和資源分配這三個(gè)方面。

戰(zhàn)略規(guī)劃要確定信息系統(tǒng)的總的目標(biāo)和戰(zhàn)略。

組織的信息需求分析要確定信息系統(tǒng)相關(guān)的組織機(jī)構(gòu)在組織決策支持、

管理控制和日常工作中的信息處理需求，建立信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和開(kāi)發(fā)計(jì)

劃，以指導(dǎo)信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。組織機(jī)構(gòu)的信息需求分析可以使用企業(yè)系

統(tǒng)規(guī)劃（BSP）法和關(guān)鍵成功因素法（CSF）等方法進(jìn)行。

資源分配規(guī)劃確定在信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和運(yùn)行過(guò)程中各種資源的需求，建

立包括人員、資金、開(kāi)發(fā)工具等的安排計(jì)劃。

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系10

2）信息系統(tǒng)的概念模型、邏輯模型和物理模

型

■信息系統(tǒng)建模涉及信息系統(tǒng)的概念模型、邏輯模型和物

理模型三個(gè)概念。這三個(gè)概念描述了信息系統(tǒng)建設(shè)中不

同階段的抽象狀態(tài)。

■D概念模型

■信息系統(tǒng)的概念模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中事物的抽象，它

描述了對(duì)象系統(tǒng)的主要特征，是現(xiàn)實(shí)世界對(duì)象的本質(zhì)

的反映。

■概念模型是用戶(hù)觀點(diǎn)的，應(yīng)用領(lǐng)域知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的，是

從用戶(hù)的角度對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中對(duì)象的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)

的描述。

2010-7-11'概念模型與計(jì)算根彘嘉計(jì)鼎儒息系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)和物11

理結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，也與系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)。

2）信息系統(tǒng)的概念模型、邏輯模型和物理模

型

ii）邏輯模型

■信息系統(tǒng)的邏輯模型是信息系統(tǒng)內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)的描述，

它不涉及信息系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)，與具體的設(shè)備、組織、

計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)器等無(wú)關(guān)。

■從本質(zhì)上說(shuō)，它是系統(tǒng)概念模型的計(jì)算機(jī)觀點(diǎn)的描述，

是現(xiàn)實(shí)世界的信息處理過(guò)程在計(jì)算機(jī)世界的邏輯映射。

-信息系統(tǒng)的邏輯模型描述了系統(tǒng)中信息的所有細(xì)節(jié)以及

這些信息的相互關(guān)系，描述了對(duì)這些信息的操作以及信

息的輸入、輸出和存儲(chǔ)等過(guò)程。

■信息系統(tǒng)的邏輯模型可以使用DFD圖、關(guān)系模型和對(duì)象

模型等表達(dá)。

■在系統(tǒng)集成建模中，邏輯模型常以過(guò)程和數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，

71I對(duì)相關(guān)的過(guò)程進(jìn)行嶺“蒯閾呈之間的聯(lián)系表達(dá)出集

20°10°成系統(tǒng)的邏輯模型唉魅豳見(jiàn)翳言息系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段的產(chǎn)

2）信息系統(tǒng)的概念模型、邏輯模型和物理模

型

iii）物理模型

-是信息系統(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn)的描述。

■是面對(duì)計(jì)算機(jī)的模型，物理模型表達(dá)了信息系統(tǒng)模型

在計(jì)算機(jī)中物理結(jié)果的表示。

■描述了系統(tǒng)的處理結(jié)果，存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等，具

有系統(tǒng)的所有實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

■通過(guò)常用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖、系統(tǒng)物理配置圖等表示。

物理模型是設(shè)計(jì)階段的產(chǎn)物，是可以實(shí)現(xiàn)的模型。

信息系統(tǒng)的三個(gè)模型分別存在于兩個(gè)不同的世界：現(xiàn)

2。1。711實(shí)世界與計(jì)算機(jī)世濟(jì)工輛睪慢界的橋梁是信息系統(tǒng)模3

2）信息系統(tǒng)的概念模型、邏輯模型和物理模

型

■下圖顯示了兩個(gè)世界與信息系統(tǒng)模型的關(guān)系，以及現(xiàn)實(shí)

現(xiàn)實(shí)世界

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系14

3）信息系統(tǒng)建模方法

■在信息系統(tǒng)建設(shè)的不同階段，信息系統(tǒng)對(duì)應(yīng)著不同的模

型。

在需求分析階段，系統(tǒng)主要完成對(duì)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的邏輯涵

義的抽取，建立信息系統(tǒng)的概念模型。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，系統(tǒng)主要完成對(duì)系統(tǒng)的邏輯模型和物

理模型的構(gòu)建。

在需求分析階段，常用的信息系統(tǒng)建模方法有結(jié)構(gòu)化

分析方法、實(shí)例驅(qū)動(dòng)分析方法以及面向?qū)ο蟮姆治龇?/p>

法等。

2010-7-11系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，系安統(tǒng)陽(yáng)工建學(xué)隔覆計(jì)筌算機(jī)要系采用數(shù)據(jù)流程圖分析法15、

3）信息系統(tǒng)建模方法

■在需求分析階段\結(jié)構(gòu)化分析方法和實(shí)例驅(qū)動(dòng)分析方法

是兩種常用的萬(wàn)法。

結(jié)構(gòu)化的分析方法中使用較多的是業(yè)務(wù)流圖分析法和

IDEFO方法。

■業(yè)務(wù)流分析法是一種較為直觀的方法，它從記錄系統(tǒng)

原始業(yè)務(wù)流程開(kāi)始識(shí)別和描述系統(tǒng)的功能。在確定對(duì)

象系統(tǒng)的邊界后，識(shí)別出最高層即最抽象的系統(tǒng)功能

墊述，然后采用自頂向手僦瑞嬲爵圮錄系統(tǒng)

中的數(shù)據(jù)輸入、處理、

■業(yè)務(wù)流分析方法的結(jié)果是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典。

■IDEFO方法是在結(jié)構(gòu)化分析設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上發(fā)展出的

系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法，

2010-7-11■刎能牌也能描述系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)16

Mo因此，IDEFO能夠更加全面地

r_LK、K心一-rx-/a-,r/./r.r，一

7.2統(tǒng)一建模語(yǔ)言

■7.2.1面向?qū)ο蠼＜敖y(tǒng)一建模語(yǔ)言概述

■7.2.2UML的基本構(gòu)造成分

■7.2.3UML的公共機(jī)制

■7.2.4UML的圖

■7.2.5UML的擴(kuò)展機(jī)制

?7.2?6UML在系統(tǒng)開(kāi)費(fèi)布馴

7.2.1面向?qū)ο蠼＜敖y(tǒng)一建模語(yǔ)言

概述

?1)概述

面向?qū)ο蠓椒仁且环N軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，也是一種思維

方式。

OMG提出的統(tǒng)一建模語(yǔ)言(unifiedmodeling

language,UML)為面向?qū)ο蠼Ｌ峁┝艘惶纵^為理

想的方法。

UML是一種通用的可視化的建模語(yǔ)言，它提供了豐富

的概念和表達(dá)方式，包括圖形、標(biāo)記符號(hào)等來(lái)描述系

統(tǒng)的各個(gè)方面，充分理解和表達(dá)系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)、動(dòng)

態(tài)行為、組織結(jié)構(gòu)和環(huán)境狀態(tài)。

使用UML可以產(chǎn)生直觀、系統(tǒng)、全面的設(shè)計(jì)文檔，并

2010711支持直接由UML劃9產(chǎn)型懵吸量

1）概述

■UML提供了豐富的表達(dá)方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行概念和物理的描述，并使開(kāi)

發(fā)者和用戶(hù)之間能夠通過(guò)統(tǒng)一規(guī)范的方式交流。

■UML包括語(yǔ)義概念、標(biāo)記符號(hào)和指南，具有靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和環(huán)境上的

組織性的部分。

■UML沒(méi)有定義標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程。但可以用于迭代的開(kāi)發(fā)過(guò)程，并支持現(xiàn)有

的面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)過(guò)程。

■UML能夠獲得現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為信息。靜態(tài)結(jié)構(gòu)定義

了系統(tǒng)中有意義的對(duì)象和實(shí)現(xiàn)及它們之間的關(guān)系。動(dòng)態(tài)行為定義了

對(duì)象的動(dòng)態(tài)變化和通信。

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系19

■UML是一種離散建模語(yǔ)言，它可以對(duì)軟件、硬件等離散系統(tǒng)建模。

2)UML的主要內(nèi)容

-UML提供了豐富的表達(dá)方式描述系統(tǒng)，可以從不同的角

度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行刻畫(huà)，建立起相互聯(lián)系的多種視圖。

■作為一種可視化建模語(yǔ)言，UML提供了清晰的語(yǔ)法元素

和語(yǔ)法規(guī)則，支持用統(tǒng)一的語(yǔ)法元素描述系統(tǒng)，方便開(kāi)

發(fā)人員之間及開(kāi)發(fā)者與用戶(hù)的交流。

■UML支持模型到編程語(yǔ)言的映射，可使用UML描述的系

統(tǒng)模型自動(dòng)生成編程語(yǔ)言代碼。

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系20

2)UML的主要內(nèi)容

■i)UML的概念

UML的概念包括系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)行為、實(shí)現(xiàn)構(gòu)

造、模型組織，擴(kuò)展機(jī)制幾個(gè)方面。

■靜態(tài)結(jié)構(gòu)：定義對(duì)象系統(tǒng)的關(guān)鍵概念，內(nèi)部特征和相

互關(guān)系，形成靜態(tài)視圖。

■動(dòng)態(tài)行為：定義與外界交互的過(guò)程，以及系統(tǒng)內(nèi)外對(duì)

象間的通信過(guò)程。

■實(shí)現(xiàn)構(gòu)造：定義系統(tǒng)的物理模型。UML既可以定義邏

輯模型，也可以定義物理模型。

?模型組織：定義模型系統(tǒng)單元以分解難度，方便并行

2010-7-11開(kāi)發(fā)。安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系21

2)UML的主要內(nèi)容

■ii)UML的架構(gòu)、語(yǔ)法和語(yǔ)義

UML是由圖和元模型組成的。圖是UML的語(yǔ)法，元模

型表達(dá)出圖的語(yǔ)義。UML的語(yǔ)義定義在下來(lái)四層的抽

象框架中。

一妙鈿口(\、■.>.〃口I二匕，I_ULA./II6/卜日.入二,，士工VSFf

蟠堪崛解減趣般櫥郴鯽瞰籟明魁模型

限艇罐(usermodel)：這層中中的所有元素都是UML模型的例子。

這一層中的每一概念都是模型層的一個(gè)實(shí)例，也是元模型的一個(gè)實(shí)例,

這層的模型叫做對(duì)象模型(objectmodel)或?qū)嵗Ｐ?instance

model)。

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系22

2)UML的主要內(nèi)容

■iii)UML的模型、視圖、圖與系統(tǒng)架構(gòu)建模

UML從不同的視角為系統(tǒng)建模，形成系統(tǒng)的不同視圖,

主要有以下幾種。

■用例視圖：描述了從用戶(hù)的角度看到的或用戶(hù)需要的

系統(tǒng)功能。

■靜態(tài)視圖：描述了系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)及特征，也稱(chēng)為邏

輯視圖。

■動(dòng)態(tài)視圖：描述了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)或行為特征。

■組件視圖：體現(xiàn)了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行

為，也稱(chēng)為開(kāi)發(fā)視圖。

2010-7-11■配置視圖：體現(xiàn)藜繇覲疏境的結(jié)構(gòu)和行為，也稱(chēng)23

為物理視圖(physicalview)。

iii)UML的模型、視圖、圖與系統(tǒng)架構(gòu)

建模

■每一種UML的視圖都是由一個(gè)或多個(gè)圖組成的。圖是系

統(tǒng)的某一方面的描述。所有的圖組合在一起構(gòu)成了系統(tǒng)

的完整視圖。

"UML定義了三大類(lèi)九種圖。其中五種為靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖，代

蠡

、口

JUPWI_?M、-JJI//?ti?j?廠(chǎng)(collaboration

沖做啊撕鄢順用他能傕用電蝴咻活動(dòng)圖

(activitydiagram)。

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系24

7.2.2UML的基本構(gòu)造成分

-UML的詞匯表中包括三種構(gòu)造成分：元素、關(guān)系、圖。

-元素是模型的最基本的部件；關(guān)系把這些部件連接到一

起；圖將元素集合分組。

'6招L而流素是對(duì)模型中最基本的成分的抽象，可以分為結(jié)構(gòu)元素、

行為元素、分組元素、和注釋元素。

結(jié)構(gòu)元素包括類(lèi)(class)、接口(interface)、協(xié)作

(collaboration)、用例(usecase)、活動(dòng)類(lèi)(activeclass)、

構(gòu)件(component)和節(jié)點(diǎn)(node)7種。

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系25

1）元素

■類(lèi)：類(lèi)是一組具有相同屬性和操作的對(duì)象的集合。它表

示了系統(tǒng)中需要處理的事物。

■類(lèi)用矩形表示，矩形中分為三個(gè)區(qū)域，分別標(biāo)注類(lèi)的名

稱(chēng)，屬性和操作。Check

name省

■在類(lèi)圖中，有時(shí)屬性和操作區(qū)可以省略。banklD

-類(lèi)的圖例見(jiàn)圖:

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系26

1）元素

-接口：描述了一個(gè)類(lèi)或構(gòu)件的服務(wù)的操作集。

■UML接口描述了某個(gè)類(lèi)或構(gòu)件的全部或部分行為。

■接口描述了操作的內(nèi)容，但不定義操作的實(shí)現(xiàn)。

■UML中的接口用小的空心圓圈表示。接口的圖例如下:

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系27

1）元素

構(gòu)件：構(gòu)件是系統(tǒng)中具有良好

定義的接口的物理實(shí)現(xiàn)單元。

構(gòu)件是“在一組模型元素實(shí)例的

物理打包時(shí)可重用的部分”。

構(gòu)件是指源代碼文件等物理實(shí)現(xiàn)，它

實(shí)現(xiàn)類(lèi)圖或交互圖中的定義的邏輯模圖7.3接口和構(gòu)件圖

型元素。

構(gòu)件是軟件中可代替的部件，它與一組接口相關(guān)聯(lián)，并實(shí)現(xiàn)接口。UML中的

構(gòu)件圖例如上圖。

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系28

1）元素

用鐘理卷典述

態(tài)的方］即累耨踹?百例旨

1r是設(shè)

協(xié)作：在橘纏手婚迎翻4螃列L組元素相互協(xié)作以完成共同的工作。協(xié)作

的行為大于元素各自行為之和。UML中協(xié)作圖形用虛線(xiàn)橢圓表示，見(jiàn)圖（c）

，用立體的鋁彩表示,圖.

check變換

（C）協(xié)作

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系29

1）元素

■活動(dòng)類(lèi)：特殊的類(lèi)，其實(shí)例至少擁有一個(gè)線(xiàn)程或進(jìn)程，

能夠啟動(dòng)控制活動(dòng)。活動(dòng)類(lèi)的對(duì)象描述的元素行為與其

他元素的行為并發(fā)，除此之外，它與一般的類(lèi)相同。圖

形表示也可與一般類(lèi)相同。

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系30

行為元素

■行為元素是UML模型中的動(dòng)態(tài)部分，表示了跨越時(shí)間和

空間的行為。

■行為元素有狀態(tài)(state)、交互(interactive)作用和

狀態(tài)機(jī)(statemachine)。

■狀態(tài)：狀態(tài)描述了對(duì)象生命周期中的一段時(shí)間。

-可以通過(guò)三個(gè)互補(bǔ)的方面來(lái)指定：某些性質(zhì)上具有相

似性的一系列對(duì)象值;對(duì)象等待某個(gè)或某些時(shí)間發(fā)生的

一段時(shí)間；對(duì)象執(zhí)行某些正在進(jìn)行活動(dòng)的一段時(shí)間。

■狀態(tài)可以具有名稱(chēng)，盡管它常常是匿名的及用它的動(dòng)

2010-7-11作來(lái)描述。安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系31

口

行為元素

ready

k_______________)

(a)狀態(tài)(b)交互

交互：由共同完成一項(xiàng)任務(wù)的對(duì)象之間交換的消息組成。代表了事物之間的協(xié)

作和通信過(guò)程。UML中交互用帶箭頭的線(xiàn)段表示

狀態(tài)機(jī)：對(duì)象的狀態(tài)和某時(shí)刻它的值相對(duì)應(yīng)，而狀態(tài)機(jī)描述了一個(gè)對(duì)象或交互

在生命周期內(nèi)相應(yīng)事件或消息所經(jīng)歷的狀態(tài)序列。類(lèi)間的協(xié)作行為可用狀態(tài)機(jī)

描述，以體現(xiàn)狀態(tài)的變化過(guò)程。

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系32

分組元素

■包是UML中主要的分組元素。

■包是部分模型的集合，任何UML模型的每個(gè)部分必須屬

于某個(gè)包。

■可以將模型內(nèi)容分配至一系列包

包可以有效地提高系統(tǒng)的可維護(hù)

■包用帶有條狀突起的大矩形表示

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系33

注釋元素

■注釋是附加在一個(gè)或一系列模型元素上的解釋部

分，它不具有語(yǔ)義，但包含了對(duì)建模有用的信息。

?注釋用來(lái)描述和標(biāo)注模型的任何元素或一組元素。

■主要的注釋元素是注解(note)o

■注釋的圖形用折角矩形表示。

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系34

小結(jié):

■本節(jié)主要介紹了系統(tǒng)集成建模相關(guān)知識(shí)，統(tǒng)一建

模語(yǔ)言的出現(xiàn)；以及UML中的主要內(nèi)容，并介

紹了UML中的元素（結(jié)構(gòu)元素、行為元素、分

組元素和注釋元素）的作用和畫(huà)法。

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系35

2）關(guān)系

■UML中有很多種關(guān)系：依賴(lài)、關(guān)聯(lián)和實(shí)現(xiàn)等。

■D依賴(lài)

陵般定留下模型博黎名冊(cè)施課類(lèi)關(guān)袍,如喇A橫吸棚就腺綱的

鐐賴(lài)?；逈Q素質(zhì)陶的獻(xiàn)陶融被俺賴(lài)

的變似蜩相慨秦峋蠅）,相素麒麒標(biāo)AQtarget）元素描述。

儆勰弟蠢厥奧案的南兼時(shí)披賴(lài)金攀諧徐淌昴做起，或者由其他原因

引起。

目標(biāo)元素

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系36

2)關(guān)系

ii)類(lèi)屬

類(lèi)屬關(guān)系是一般化和具體化元素之間的關(guān)系。(a)類(lèi)屬關(guān)系

素

在面向?qū)ο蠓椒ㄖ?，一般化元素稱(chēng)為基類(lèi)元素或父力元

person

稱(chēng)為子類(lèi)元素或子元素。子元素繼承父元素所具有存，

-name:string屬

毛而璘也碘購(gòu)瞬僻甜岫極縛者修改父元善-IDnumbcr:int

M極曲"f暢。類(lèi)-laugh()

-work()

屬關(guān)系圖例見(jiàn)圖

teacherstudent

title:stringstudentID:int

(b)類(lèi)屬關(guān)系示例

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系37

2）關(guān)系

■iii）關(guān)聯(lián)

關(guān)聯(lián)描述類(lèi)與類(lèi)之間的連接，表示兩個(gè)或多個(gè)類(lèi)間的語(yǔ)義關(guān)系。

在UML中關(guān)聯(lián)關(guān)系用一條直線(xiàn)表示，如圖

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系38

2)關(guān)系

■iv)實(shí)現(xiàn)

實(shí)現(xiàn)關(guān)系描述了不同類(lèi)之間的語(yǔ)義關(guān)系。實(shí)現(xiàn)關(guān)系將一個(gè)模型元素

連接至另一個(gè)提供了行為而無(wú)結(jié)構(gòu)或?qū)崿F(xiàn)的模型元素，如接口。

有兩個(gè)地方使用實(shí)現(xiàn)關(guān)系，一個(gè)是在接口和實(shí)現(xiàn)他們的類(lèi)或構(gòu)件之

糜孰越礪詢(xún)隙闞黑蛔麗/峻嬲構(gòu)件之間的關(guān)系。

UML中的實(shí)現(xiàn)關(guān)系表示成為空心虛線(xiàn)箭頭，與類(lèi)屬關(guān)系相似，這種

圖形也意味著與類(lèi)屬中的“繼承”有相似的含義。如圖:

接口是操作集合，它規(guī)定了類(lèi)或構(gòu)件必須實(shí)現(xiàn)的合約。這樣，接口的

使用就將接口的操作定義和接口的實(shí)現(xiàn)分離開(kāi)，類(lèi)或構(gòu)件實(shí)現(xiàn)接口時(shí),

就實(shí)現(xiàn)了接口所有的颯了接口

on:Button

和TV之間的實(shí)現(xiàn)

off:Button

院關(guān)系的例子，TVchanneLButton

類(lèi)實(shí)現(xiàn)了接口turnOn()

(a)實(shí)現(xiàn)關(guān)系Equipment的所有

特征。:hangeChannel()

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系39

關(guān)系示例：TV實(shí)習(xí)

7.2.3UML的公共機(jī)制

-UML提供了四種公共機(jī)制以提供一些附加的功能。這四

種公共機(jī)制是規(guī)格說(shuō)明、修飾、通用劃分和擴(kuò)展機(jī)制。

■1）規(guī)格說(shuō)明

在UML中規(guī)摟.兀素

代表其對(duì)蝙繞型

的名字。：，字

下有下劃飾

方式也是-楙昧獺輸期曲是節(jié)

點(diǎn)類(lèi)型的實(shí)例，如John's:printer。修飾的幾種表示見(jiàn)圖：

+TheorPrice(

#MarketPric

iirePrice()

2010-7-11臬作修飾安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系

7.2.3UML的公共機(jī)制

■3）通用劃分

通用劃分是UML中不同元素之間的一種分類(lèi)關(guān)聯(lián)方法,

表示元素之間存在的一種關(guān)聯(lián)關(guān)系。在UML中有兩種

I［辦方

破

，象返娜吟則蛔獴"妾回的噢側(cè)網(wǎng)蝴阿

壕建加頤?現(xiàn)則^商定皿跌喻為規(guī)范，如名

壬

f

本質(zhì)上，接口聲明了一個(gè)約定或規(guī)則，

而實(shí)現(xiàn)則表示了對(duì)該約定的具體實(shí)施。lunKown

這是接口和實(shí)現(xiàn)劃分的含義。它與實(shí)現(xiàn)

的定義有相同的意義。右圖表示了

Spelling.java構(gòu)件對(duì)兩個(gè)接Dlunkown1Pe

-掰的實(shí)現(xiàn)。

2010Spelling安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系41

7.2.3UML的公共機(jī)制

■4）注釋

注釋是UML的公共機(jī)制之一。

AL*P-A-oXilr+t4tr___ikk甥虧AI1V1~kHrgl

力J仕快生十女J'VJU——蘭”備貝夕卜的，（■（

/士白?IN+曰小7w豆g什臺(tái)匕I翻■■■

舊屈、，，5Vli-利?六」〈工件/目匕。jJHHBI

使用B&S公式:

■注釋可放在圖的任何位置，并1

信息，信息的類(lèi)型是字符串。

如果某個(gè)元素需要增加一些說(shuō)明信息，可以使用注釋。

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系42

彳古中旦用電建加今天姐次彝上精開(kāi)Uch66*妻;本墳井正

7.2.4UML的圖

■圖表示了系統(tǒng)的一部分特征，是UML建模語(yǔ)言的主要描

述工具。

■圖是UML的核心內(nèi)容，是由UML元素組合成的，在

UML中，對(duì)元素的使用并不相同，有些元素可能出現(xiàn)在

所有的圖中，而某些元素可能只在特定的圖中才使用。

態(tài)特征刻畫(huà)系統(tǒng)。它包括類(lèi)圖、對(duì)象圖、用例圖、構(gòu)件

先種。

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系43

1）結(jié)構(gòu)圖

customer

name:stnng

■i）類(lèi)圖phone:string

右邊猾豳馥示系統(tǒng)中類(lèi)和類(lèi)之間的關(guān)系。它是對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)的描述。類(lèi)表

例顯相系統(tǒng)中需要處理的事物。

性及操作描述了事物的基本特征。類(lèi)間美系描述了事物之間的

中描謖落了

W程雅形能夠出現(xiàn)的模型元素只有類(lèi)和類(lèi)間關(guān)系。

訂票簽酬

繼承希蜀系統(tǒng)生命周期中’類(lèi)圖是建造系統(tǒng)模型中其他圖的基礎(chǔ)。沒(méi)有類(lèi)

還描髀馨i有狀態(tài)圖、協(xié)作圖和其他圖形，也就無(wú)法表示系統(tǒng)的各個(gè)方面。

戶(hù)類(lèi)，票類(lèi)

等類(lèi)同益關(guān)ticket

；

聯(lián)。available:Boole

2010-7-1144

ii）對(duì)象圖

國(guó)從類(lèi)圖而來(lái)。

對(duì)象圖逋

示快就而象凝類(lèi)的實(shí)例，對(duì)象圖也是類(lèi)圖的實(shí)例。

雜的圖類(lèi)

鎏稿中使具用體的地圖表例達(dá)與了系類(lèi)統(tǒng)圖執(zhí)完行全到相某同處時(shí)—系統(tǒng)的工作狀中的態(tài)。

了類(lèi)圖相加了下劃線(xiàn)而且類(lèi)與類(lèi)之間的關(guān)系的所有實(shí)例也

關(guān)的對(duì)象畫(huà)了出來(lái)。

Johruwriter

tameJolin

age:30、

CinJohiome:c(

comN;

mem

2010-7-11安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)系45

iii）用例圖

若

例

視圖

■干

右圖

顯、用例

的

之

用

例

關(guān)

一個(gè)

保簽訂保單

售系

明

給

實(shí)

宏

的

例

上

用例

耀節(jié)

觀

了

色

統(tǒng)?

例圖口十匕

通U

式

的功

系

本

需

統(tǒng)

求

常

寫(xiě)

的

鉗

。

券

以

力