统一建模语言

统一建模语言 Unified Modeling Language 安徽理工大学计算机科学与技术系

参考书  [美]Josephschmuller 著 ,UML基础、案例与应用(第三版),人民邮电出版社,2004 王少锋, 面向对象技术UML教程, 清华大学出版社,2004 刘晓华 ,UML基础及Visio建模 ,电子工业出版社,2004 建模工具 1.Visio 2.Rational Rose 3.Together 4.Visual UML 参考资料

第一章:UML概述 第二章:用例和用例图第三章:类图和对象图第四章:顺序图和协作图内容安排

第五章:状态图和活动图 第六章:构件图和部署图第七章:包图第八章:学习案例内容安排(续)

第一章 UML概述 统一建模语言 Unified Modeling Language

第一章 UML概述 面向对象技术基本概念 UML定义 UML历史 UML组成 UML的应用 UML常用建模工具

面向对象技术的设计思想模拟自然界认识和处理事物的方法,将数据和对数据的操作方法放在一起,形成一个相对独立的整体---对象(Object),对同类型对象抽象出共性,形成类(Class).任何一个类中的数据都只能用本类自有的方法进行处理,并通过简单的接口与外部联系.对象之间通过消息(Message)进行通信.面向对象技术的设计思想模拟自然界认识和处理事物的方法,将数据和对数据的操作方法放在一起,形成一个相对独立的整体---对象(Object),对同类型对象抽象出共性,形成类(Class).任何一个类中的数据都只能用本类自有的方法进行处理,并通过简单的接口与外部联系.对象之间通过消息(Message)进行通信. 面向对象技术基本概念

面向对象技术的基本概念: 对象和实例(object&instance) 类(class) 封装(encapsulation) 继承(inheritance) 多态(polymorphism) 消息(message) 面向对象技术基本概念(续)

对象模型基本元素的标识 1）类、属性、方法类是具有相同属性和操作的对象集合的总称。它是面向对象的一个基本概念，类封装了客观世界中对象实体的特征与行为，即属性与方法。其表示法是一个矩形，由带有类名、属性和方法（操作）的分格框组成。如下图所示。面向对象技术基本概念(续)

面向对象技术基本概念(续) • 属性属性是指类的特性，它描述类所具有的一系列特性值。一个类可以有多个属性，也可以没有属性。在类图中属性只要写上名字就可以了。如右上图. 也可以在属性名后跟上类型甚至缺省取值，如右下图：

方法方法是指类所能提供的服务或可执行的操作。它表现类的动态特征。面向对象技术基本概念(续)

面向对象技术基本概念(续) 2）继承继承，也称泛化，它是面向对象描述类之间相似性的一个重要机制。面向对象利用继承来表达这种相似性，这使得可以利用继承来管理类，同时也使得在定义一个相似类时能简化类的定义工作。

面向对象技术基本概念(续) 继承（泛化）关系

3）超类、父类、子类 一个类可以继承其他类的属性和方法。继承了其它类属性和方法的类称为子类，被继承的类称为父类或超类。它们的关系如下图所示。子类复用父类属性和方法的过程，称为继承或泛化。没有父类的类被称为基类或根类；没有子类的类被称为叶类。如果一个类恰好只有一个父类，这样的继承关系叫单继承。如果一个类有多个父类，这样的继承就是多继承。面向对象技术基本概念(续)

面向对象技术基本概念(续) 4）抽象类抽象类（Abstract Class）是一种不能直接产生实例的类，它的作用仅仅是为了其他的非抽象类继承和重用。

上图表示了抽象类的应用。其中文本编辑器独立于平台，为此定义了一个独立于平台的窗口对象类“Window”，它是一个抽象类，在类名“Window”下标有约束{abstract}。类“Window”包含有两个方法的名称“toFront()”和“toBack()”，但是没有方法实现。类“Window”本身不能有实例，但它有两个特化的子类“Windows Window”和“Mac Window”，它们包含了方法“ toFront（）”和“toBack（）”在不同平台上的实现。在本例中，类“ Window”的作用是作为文本编辑器类“ Text Editor”的一个接口。面向对象技术基本概念(续)

5）多态 多态是指在不同类中具有相同名称的方法（操作）。面向对象技术基本概念(续)

6）依赖(dependency) 依赖是指一个类中的元素使用了另一个类。依赖关系描述类之间的使用关系。面向对象技术基本概念(续)

7）关联 关联（Association）是指对象类之间具有的语义联系。其基本表示如下。面向对象技术基本概念(续) • 应用于关联的4种修饰： • 关联名 • 角色名 • 多重性 • 限定符与约束符

8）聚合与组合 聚合（Aggregation）是一种描述类之间的整体与部分的组成关系。面向对象技术基本概念(续)

组合（Composition）是一种特殊的聚合，它的每个部分体都是必须的。如下图所示。组合（Composition）是一种特殊的聚合，它的每个部分体都是必须的。如下图所示。面向对象技术基本概念(续)

9）类图 类图表达了一组类和它们之间的联系。面向对象技术基本概念(续) 类图示意

10）对象 对象是类的具体实例，即类在某时刻的一个快照。面向对象技术基本概念(续)

面向对象技术基本概念(续) 11）对象图对象图是类图的一个实例，它表示在某一时刻系统对象的状态、对象之间的联系状态。类图示意

面向对象技术基本概念(续) 对象图示意

12）消息 消息是从一个对象（发送者）向另一个或几个其他对象（接收者）发送的信号，或由一个对象（发送者或调用者）调用另一个对象（接收者）的操作。面向对象技术基本概念(续)

13）接口(Interface) 接口是一组外部可访问的操作方法，它用于一个类为其他类提供服务。接口可以看作为一种特殊的抽象类，它不含属性，只有方法。接口代表系统中的接缝，接口两端的对象或组件可以独立变更，只要它们遵守和实现接口的规定，通过接口相联系即可。面向对象技术基本概念(续)

UML(Unified Modeling Language）统一建模语言，是一种面向对象的建模语言，它的主要作用是帮助用户对软件系统进行面向对象的描述和建模（建模是通过将用户的业务需求映射为代码，保证代码满足这些需求，并能方便地回溯需求的过程），它可以描述这个软件开发过程从需求分析直到实现和测试的全过程。 UML定义

UML是一个实用的建模标准,建模者不用针对不同的开发环境、编程语言和应用修改符号,就可以创建UML图. UML模型可以做的非常精确,以至于能用它生成代码甚至整个应用程序. UML定义

UML是由世界著名的面向对象技术专家G.Booh、J.Rumbaugh和I.Jacobson发起，在Booh方法、OMT方法和OOSE方法的基础上，汲取其他面向对象方法的优点，广泛征求意见，几经修改而成的。目前UML得到了诸多大公司的支持，如IBM、HP、Oracle、Microsoft等，已成为面向对象技术领域内占主导地位的标准建模语言。 UML历史

UML历史（续）

UML由下列5类图组成: 第1类，用例图，从用户角度描述系统功能，并指出各功能的操作者。第2类，静态图,包括类图、对象图和包图。第3类，行为图,描述系统的动态模型和组成对象间的交互关系，包括状态图和活动图。第4类，交互图,描述对象间的交互关系，包括顺序图和协作图。第5类，实现图,包括构件图和部署图。 UML组成

UML组成(续)

UML的目标是以面向对象方式来描述任何类型的系统，具有很宽的应用领域。其中最常用的是建立软件系统的模型，但它同样可以用于描述非软件领域的系统，如机械系统、企业机构或业务过程，以及处理复杂数据的信息系统、具有实时要求的工业系统或工业过程等。总之，UML是一个通用的标准建模语言，可以对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模。 UML的应用

UML是一个完整的建模语言，支持系统开发的不同阶段：UML是一个完整的建模语言，支持系统开发的不同阶段：在需求描述阶段，可以用用例来捕获用户需求。通过用例建模，描述对系统感兴趣的外部角色及其对系统（用例）的功能要求。在系统分析阶段主要关心问题域中的主要概念（如类和对象等）和机制，需要识别这些类以及它们相互间的关系，并用UML类图来描述。为实现用例，类之间需要协作，这可以用UML动态模型来描述。 UML的应用(续)

在系统设计阶段，使用（类图、对象图、活动图、状态图、序列图、协作图 、包图、组件图、部署图），定义软件系统的技术细节。在系统实现（构造）阶段，其任务是用面向对象编程语言将来自设计阶段的类转换成实际的代码。在系统测试阶段，UML模型还可作为测试阶段的依据。如单元测试使用类图和类规格说明；集成测试使用组件图和协作图；系统测试用例图来验证系统的行为；验收测试由用户进行，以验证系统测试的结果是否满足在分析阶段确定的需求。 UML的应用(续)

Visio Rational Rose Select Component Architect Visual UML Poseidon CE 等等常用建模工具

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