系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析與交互模型

第5章系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析與交互模型1概述…動(dòng)態(tài)分析——序列圖等需求捕獲——用例圖靜態(tài)分析——類(lèi)圖、對(duì)象圖2概述用例模型中對(duì)系統(tǒng)的功能(用例)進(jìn)行了描述，但所關(guān)注的重點(diǎn)是：系統(tǒng)能做什么(What)問(wèn)題：怎么做(How)才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的每一種功能？在靜態(tài)模型中，確定了所有構(gòu)成系統(tǒng)的類(lèi)，并且確定了類(lèi)之間的關(guān)系以及類(lèi)的屬性、方法。問(wèn)題：對(duì)象之間通過(guò)哪些交互完成功能需求？為什么要進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析3概述用于對(duì)系統(tǒng)中一組對(duì)象群體的行為建模主要用來(lái)表達(dá)對(duì)象之間的動(dòng)作協(xié)作關(guān)系通常用來(lái)描述用例的行為實(shí)現(xiàn)顯示用例實(shí)現(xiàn)/類(lèi)操作（方法）涉及的對(duì)象和對(duì)象間的消息傳遞情況動(dòng)態(tài)分析的任務(wù)4概述

動(dòng)態(tài)分析模型描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為，顯示對(duì)象在系統(tǒng)運(yùn)行期間不同時(shí)刻的動(dòng)態(tài)交互，主要是建立系統(tǒng)的交互圖和行為圖。5概述

交互圖——對(duì)象之間的合作在UML里被稱(chēng)作交互。交互體現(xiàn)了對(duì)象之間的作用、對(duì)象之間的聯(lián)系。序列（順序、時(shí)序）圖（SequenceDiagram）協(xié)作圖（CollabborationDiagram）6概述

行為圖——主要用來(lái)設(shè)計(jì)程序的行為。狀態(tài)圖（StatechartDiagram）活動(dòng)圖（ActivityDiagram）7概述序列圖協(xié)作圖狀態(tài)圖活動(dòng)圖動(dòng)態(tài)分析模型包括下列模型圖：8概述序列圖:注重表達(dá)交互作用的時(shí)間順序，沒(méi)有明確表示對(duì)象間的關(guān)系。（對(duì)象之間的交互或?qū)ο笸獠康慕换バ袨椋﹨f(xié)作圖：協(xié)作圖注重表示對(duì)象間的關(guān)系，時(shí)間順序可以從消息的序號(hào)中獲得。狀態(tài)圖：狀態(tài)圖主要描述系統(tǒng)行為的結(jié)果。（表示對(duì)象內(nèi)部的狀態(tài)變化）活動(dòng)圖：活動(dòng)圖主要描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的過(guò)程。9序列圖的基本概念序列圖是用于描述對(duì)象之間基于時(shí)間順序的動(dòng)態(tài)交互，并將交互建模成對(duì)象之間消息交換的圖形。定義：10序列圖的基本概念在UML的表示中，序列圖將交互關(guān)系表示為一個(gè)二維圖。其中，縱軸是時(shí)間軸，時(shí)間沿豎線(xiàn)向下延伸。橫軸代表了在交互中各獨(dú)立的對(duì)象。UML表示：11序列圖的基本概念12序列圖的基本概念13序列圖的基本概念14序列圖元素15序列圖元素1.角色（Actor）

系統(tǒng)角色可以是人或者其他系統(tǒng)、子系統(tǒng)。2.對(duì)象(Object)

對(duì)象代表時(shí)序圖中的對(duì)象在交互中所扮演的角色，位于時(shí)序圖頂部和對(duì)象代表對(duì)象實(shí)例。序列圖中包括：角色、對(duì)象、生命線(xiàn)、激活和消息。16序列圖元素3.生命線(xiàn)(Lifeline)

生命線(xiàn)代表時(shí)序圖中的對(duì)象在一段時(shí)期內(nèi)的存在。時(shí)序圖中每個(gè)對(duì)象和底部中心都有一條垂直的虛線(xiàn)，這就是對(duì)象的生命線(xiàn)，對(duì)象間的消息存在于兩條虛線(xiàn)間。17序列圖元素4.激活(Activation)

對(duì)象生命線(xiàn)上的窄矩形條被稱(chēng)為激活，激活表示該對(duì)象正在執(zhí)行某個(gè)操作。激活條的長(zhǎng)短表示操作的時(shí)間。一個(gè)被激活的對(duì)象要么執(zhí)行自己的代碼，要么等待另一個(gè)對(duì)象的返回結(jié)果。18序列圖元素5.消息(Message)消息是從一個(gè)對(duì)象（發(fā)送者）向另一個(gè)或其他幾個(gè)對(duì)象（接收者）發(fā)送信號(hào)或由一個(gè)對(duì)象（發(fā)送者或調(diào)用者）調(diào)用另一個(gè)對(duì)象（接收者）的操作。

19StartUML中的消息

創(chuàng)建（CREATE)同步調(diào)用(CALL)異步調(diào)用(SEND)自調(diào)用(CALL)返回(RETURN)銷(xiāo)毀(DESTROY)20序列圖創(chuàng)建21序列圖創(chuàng)建22實(shí)例（借閱圖書(shū)）23實(shí)例（借閱圖書(shū)）用例名稱(chēng)借閱圖書(shū)標(biāo)識(shí)符UC0001用例描述圖書(shū)管理員代理借閱者辦理借閱手續(xù)參與者圖書(shū)管理員前置條件圖書(shū)管理員已經(jīng)登錄系統(tǒng)后置條件在系統(tǒng)中存儲(chǔ)借閱記錄借閱圖書(shū)用例的描述24實(shí)例（借閱圖書(shū)）基本工作流：1）圖書(shū)管理員輸入借閱證信息。2）系統(tǒng)驗(yàn)證借閱證的有效性。3）圖書(shū)管理員輸入圖書(shū)信息。4）添加新的借閱記錄。5）顯示借閱后的借閱信息。備選過(guò)程A：所借圖書(shū)數(shù)量超過(guò)規(guī)定1）獲取借閱者的借書(shū)數(shù)量。2）系統(tǒng)驗(yàn)證借書(shū)數(shù)量。3）創(chuàng)建一個(gè)“MessageBox”對(duì)象以提示借書(shū)數(shù)量超過(guò)規(guī)定的錯(cuò)誤。25實(shí)例（借閱圖書(shū)）備選過(guò)程B：借閱者的借閱證失效1）借閱者實(shí)例化對(duì)象返回借閱者信息錯(cuò)誤。2）創(chuàng)建一個(gè)“MessageBox”對(duì)象以提示借書(shū)借閱證失效的錯(cuò)誤。備選過(guò)程C：該借閱者有超期的借閱信息1）獲取借閱者的所有借閱信息。2）查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)以獲取借閱信息的日期、且系統(tǒng)驗(yàn)證借閱期限。3）顯示超期的圖書(shū)信息。4）創(chuàng)建一個(gè)“MessageBox”對(duì)象以提示借書(shū)借閱超期的錯(cuò)誤。26實(shí)例（借閱圖書(shū)）基本工作流的序列圖27實(shí)例（借閱圖書(shū)）備選過(guò)程A的序列圖28實(shí)例（借閱圖書(shū)）備選過(guò)程B的序列圖29實(shí)例（借閱圖書(shū)）30序列圖元素除常用的元素之外，還包括：組合片段（CombinedFragment）交互操作符（InteractionOperator)框圖（Frame）31StarUML組合片段（CombinedFragment）交互操作類(lèi)型名稱(chēng)說(shuō)明seq弱順序有兩個(gè)或更多操作數(shù)片段，涉及同一生命線(xiàn)的消息必須以片段的順序發(fā)生。如果消息涉及的生命線(xiàn)不同，來(lái)自不同片段的消息可能會(huì)并行交錯(cuò)。alt選擇包含一個(gè)片段列表，這些片段包含備選消息序列。在任何場(chǎng)合下只發(fā)生一個(gè)序列。opt選項(xiàng)包含一個(gè)可能發(fā)生或可能不發(fā)生的序列。可以在臨界中指定序列發(fā)生的條件。break中斷如果執(zhí)行此片段，則放棄序列的其余部分。可以使用臨界來(lái)指示發(fā)生中斷的條件。par并行并行處理。片段中的事件可以交錯(cuò)。strict強(qiáng)順序有兩個(gè)或更多操作數(shù)片段，這些片段必須按給定順序發(fā)生。loop循環(huán)片段重復(fù)一定次數(shù)。32組合片段（CombinedFragment）分支片段先選擇CombinedFragment，將InteractionOperator設(shè)置為alt在CombinedFragment中加入InteractionOperator，并寫(xiě)入條件。33組合片段（CombinedFragment）選項(xiàng)片段先選擇CombinedFragment，將InteractionOperator設(shè)置為opt，寫(xiě)入選項(xiàng)條件34組合片段（CombinedFragment）循環(huán)片段先選擇CombinedFragment，將InteractionOperator設(shè)置為loop，可寫(xiě)入循環(huán)次數(shù)35框圖（Frame）簡(jiǎn)化順序圖復(fù)雜度利于任務(wù)和模塊分割sd表示框圖定義ref表示框圖應(yīng)用框圖可以嵌套36框圖的定義37框圖的引用38框圖的嵌套39StarUML序列圖的參數(shù)設(shè)置參數(shù)顯示序號(hào)消息格式NONE：不顯示參數(shù)TYPEONL：只顯示類(lèi)型，包括返回值NAMEONLY：只顯示參數(shù)名NAMEANDTYPE：顯示參數(shù)名和類(lèi)型40StarUML順序角色圖

順序角色圖表示角色概念間的交互。順序圖是面向?qū)嵗慕换ァ?1協(xié)作圖

協(xié)作圖側(cè)重的是描述對(duì)象角色之間的關(guān)系，在于對(duì)象的作用。42為什么要使用協(xié)作圖

協(xié)作圖作為一種在給定語(yǔ)境中描述協(xié)作中各個(gè)對(duì)象之間的組織交互關(guān)系的空間組織結(jié)構(gòu)圖形化方式，在使用其進(jìn)行建模時(shí)，可以將其作用分為以下三個(gè)方面：通過(guò)描繪對(duì)象之間消息的傳遞情況來(lái)反映具體的使用語(yǔ)境的邏輯表達(dá)，這和序列圖的作用類(lèi)似。43為什么要使用協(xié)作圖顯示對(duì)象及其交互關(guān)系的空間組織結(jié)構(gòu)。

協(xié)作圖顯示了在交互過(guò)程中各個(gè)對(duì)象之間的組織交互關(guān)系以及對(duì)象彼此之間的鏈接。

與序列圖不同，協(xié)作圖顯示的是對(duì)象之間的關(guān)系，并不側(cè)重交互的順序，它沒(méi)有將時(shí)間作為一個(gè)單獨(dú)的維度，而是使用序列號(hào)來(lái)確定消息及并發(fā)線(xiàn)程的順序。44為什么要使用協(xié)作圖協(xié)作圖的另外一個(gè)作用是表現(xiàn)一個(gè)類(lèi)操作的實(shí)現(xiàn)。協(xié)作圖可以說(shuō)明類(lèi)操作中使用到的參數(shù)、返回值等（和序列圖類(lèi)似）。當(dāng)使用協(xié)作圖表現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)行為時(shí)，消息編號(hào)對(duì)應(yīng)了程序中嵌套調(diào)用結(jié)構(gòu)和信號(hào)傳遞過(guò)程。45協(xié)作圖序列圖和協(xié)作圖的異同：共同點(diǎn)：都是交互圖，描述對(duì)象之間的交互都包含一系列消息集合不同點(diǎn)：時(shí)序圖注重表達(dá)交互作用的時(shí)間順序，沒(méi)有明確表示對(duì)象間的關(guān)系。協(xié)作圖注重表示對(duì)象間的關(guān)系，時(shí)間順序可以從消息的序號(hào)中獲得。序列圖常用于表示方案。協(xié)作圖則用于過(guò)程的詳細(xì)設(shè)計(jì)。46協(xié)作圖針對(duì)StarUML，序列圖和協(xié)作圖的不同：片段的設(shè)計(jì)--協(xié)作圖無(wú)法表達(dá)片段設(shè)計(jì)，如：分支、循環(huán)、或引用片段，協(xié)作圖均無(wú)法呈現(xiàn)，不利于片段設(shè)計(jì)的重用，也無(wú)法表達(dá)控制流程的設(shè)計(jì)。對(duì)象連接--在序列圖中，沒(méi)有呈現(xiàn)對(duì)象之間的連接。但在協(xié)作圖中，對(duì)象之間的連接是焦點(diǎn)所在。所以，通過(guò)協(xié)作圖的對(duì)象連接，立即就明白對(duì)象之間先建立起連接，然后才能傳送消息。47協(xié)作圖消息的順序--序列圖擅于呈現(xiàn)依序發(fā)送消息的情況，即便隱藏了消息的序號(hào)，從圖上仍舊可以清楚獲知由上而下發(fā)送消息的交互狀況。而隱藏序號(hào)之后的協(xié)作圖，幾乎無(wú)法閱讀。48協(xié)作圖組成要素1.對(duì)象一個(gè)協(xié)作代表了為了完成某個(gè)目標(biāo)而共同工作的一組對(duì)象。對(duì)象的角色表示一個(gè)或一組對(duì)象在完成目標(biāo)的過(guò)程中所應(yīng)起的那部分作用。對(duì)象是角色所屬的類(lèi)的直接或者間接實(shí)例。在協(xié)作圖中，不需要關(guān)于某個(gè)類(lèi)的所有對(duì)象都出現(xiàn)，同一個(gè)類(lèi)的對(duì)象在一個(gè)協(xié)作圖中也可能要充當(dāng)多個(gè)角色。49協(xié)作圖組成要素1.對(duì)象協(xié)作圖中對(duì)象的表示形式也和序列圖中的對(duì)象的表示方式一樣，與序列圖不同的是，對(duì)象的下部沒(méi)有一條被成為“生命線(xiàn)”的垂直虛線(xiàn)，并且對(duì)象存在多對(duì)象的形式。未綁定對(duì)象所屬類(lèi)名完全限定對(duì)象名未指定對(duì)象名50協(xié)作圖組成要素2.消息在協(xié)作圖中，可以通過(guò)一系列的消息來(lái)描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為。在協(xié)作圖中，消息使用帶有標(biāo)簽的箭頭來(lái)表示，它附在連接發(fā)送者和接收者的鏈上。鏈連接了發(fā)送者和接收者，箭頭的指向便是接收者。每個(gè)消息包括一個(gè)順序號(hào)以及消息的名稱(chēng)。消息的名稱(chēng)可以是一個(gè)方法，包含一個(gè)名字和參數(shù)表、可選的返回值表。消息的各種實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)也可以被