统一建模语言(UML)设计核心.pdf

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第

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章

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UML

简介

简介简介

简介

.................................................................................................2

1.1 UML

的产生和成长

....................................................................................2

1.2

什么是

UML ................................................................................................3

1.3 UML

与面向对象的软件分析与设计

OOA&D ..................................5

1.4 UML

的应用领域

........................................................................................6

第

章

UML

简介

UML

统一建模语言

Unified Modeling Language

是一种建模语言是第三代用来

为面向对象开发系统的产品进行说明

可视化和编制文档的方法它是由信息系统

Information System

和面向对象领域的三位著名的方法学家

Grady Booch James Rumbaugh

和

Ivar Jacobson

称为三个好朋友

the Three Amigos

提出的这种建模语言得到了

UML

伙伴联盟

的应用与反馈并得到工业界的广泛支持由

OMG

组织

Object

Management Group

采纳作为业界标准

UML

取代目前软件业众多的分析和设计方法

Booch Coad Jacobson Odell Rumbaugh Wirfs-Brock

等

成为一种标准这是

软件界的第一次有了一个统一的建模语言

目前

OMG

已经把

UML

作为公共可得到的

规格说明

Publicly Available Specification PAS

提交给国际标准化组织

ISO

进行国

际标准化

预计

PAS

进程将在今年完成使

UML

最终正式成为信息技术的国际标准

1.1 UML

的产生和成长

从二十世纪八十年代初期开始众多的方法学家都在尝试用不同的方法进行面向对象

的分析与设计

有少数几种方法开始在一些关键性的项目中发挥作用包括

Booch

OMT

Shlaer/Mellor Odell/Martin RDD OBA

和

Objectory

到了二十世纪九十年代中期出

现了第二代面向对象方法

著名的有

Booch'94

OMT

的沿续以及

Fusion

等

此时面向

对象方法已经成为软件分析和设计方法的主流

这些方法所做的最重要的尝试是在程序

设计艺术与计算机科学之间寻求合理的平衡

来进行复杂软件的开发

由于

Booch

和

OMT

方法都已经独自成功地发展成为世界上主要的面向对象方法因

此

Jim Rumbaugh

和

Grady Booch

在

1994

年

月

共同合作把他们的工作统一起来到

1995

年成为

统一方法

Unified Method

版本

0.8

随后

Ivar Jacobson

加入

并采用

他的用例

use case

思想到

1996

年成为统一建模语言版本

0.9

1997

年

月

UML

版本

1.0

被提交给

OMG

组织

作为软件建模语言标准化的候选其后的半年多时间

里

一些重要的软件开发商和系统集成商都成为

UML

伙伴

如

Mircrosoft

IBM HP

等

它们积极地使用

UML

并提出反馈意见最后于

1997

年

月再次提交给

OMG

组织

于

1997

年

月

日正式被

OMG

采纳作为业界标准

UML

的形成过程见图

1-1

所示

现

在

OMG

已经把

UML

作为公共可得到的规格说明

Publicly Available Specification PAS

提交给国际标准化组织

ISO

进行国际标准化

UML

是

Booch Objectory

和

OMT

方法的结合

并且是这三者直接的向上兼容的后

继

另外它还吸收了其它大量方法学家的思想包括

Wirfs-Brock

Ward Cunningham

Rubin Harel Gamma Vlissides Helm Johnson Meyer Odell Embley Coleman

Coad Yourdon Shlaer

和

Mellor

通过把这些先进的面向对象思想统一起来

UML

为

公共的

稳定的表达能力很强的面向对象开发方法提供了基础

不是工具或知识库的规格说明而是一种建模语言规格说明是一种表示的标准

不是过程也不是方法但允许任何一种过程和方法使用它

UML

的目标是

易于使用表达能力强进行可视化建模

与具体的实现无关可应用于任何语言平台和工具平台

与具体的过程无关可应用于任何软件开发的过程

简单并且可扩展具有扩展和专有化机制便于扩展无需对核心概念进行修改

为面向对象的设计与开发中涌现出的高级概念例如协作框架模式和组件

提供支持强调在软件开发中对架构框架模式和组件的重用

与最好的软件工程实践经验集成

可升级具有广阔的适用性和可用性

有利于面对对象工具的市场成长

1.2.1 UML 的架构

UML

是由图和元模型组成的

图是

UML

的语法而元模型则给出的图的意思是

UML

的语义

UML

的语义是定义在一个四层

或四个抽象级建模概念框架中的这四

层分别是

元元模型

meta-metamodel

层组成

UML

最基本的元素事物

Thing

代表要定义的所有事物

元模型

metamodel

层组成了

UML

的基本元素包括面向对象和面向组件的

概念

这一层的每个概念都是元元模型中事物概念的实例通过版类化

模型

model

层组成了

UML

的模型这一层中的每个概念都是元模型层中概

念的一个实例

通过版类化这一层的模型通常叫做类模型

class model

或

类型模型

type model

用户模型

user model

层这层中的所有元素都是

UML

模型的例子这一层中

的每个概念都是模型层的一个实例

通过分类也是元模型层的一个实例通

过版类化

这一层的模型通常叫做对象模型

object model

或实例模型

instance

model

1.2.2 UML 的模型视图图与系统架构建模

UML

是用来描述模型的

它用模型来描述系统的结构或静态特征以及行为或动态

特征

它从不同的视角为系统的架构建模形成系统的不同视图

view

包括

用例视图

use case view

强调从用户的角度看到的或需要的系统功能这种视

图也叫做用户模型视图

user model view

或想定视图

scenario view

逻辑视图

logical view

展现系统的静态或结构组成及特征也称为结构模型

视图

structural model view

或静态视图

static view

并发视图

concurrent view

体现了系统的动态或行为特征也称为行为模型视

图

behavioral model view

过程视图

process view

协作视图

collaborative

动态视图

dynamic view

组件视图

component view

体现了系统实现的结构和行为特征也称为实现模

型视图

implementation model view

和开发视图

development view

展开视图

deployment view

体现了系统实现环境的结构和行为特征也称为

环境模型视图

implementation model view

或物理视图

physical view

在必要的时候还可以定义其它架构视图

每一种

UML

的视图都是由一个或多个图

diagram

组成的一个图就是系统架构在

某个侧面的表示

它与其它图是一致的所有的图一起组成了系统的完整视图

UML

提

供了九种不同的图

可以分成两大类一类是静态图包括用例图类图对象图组件

图

配置图另一类是动态图包括序列图协作图状态图和活动图也可以根据它们

在不同架构视图的应用

把它们分成

在用户模型视图用例图

Use case diagram

描述系统的功能

在结构模型视图类图

Class diagram

描述系统的静态结构对象图

Object

diagram

描述系统在某个时刻的静态结构

在行为模型视图序列图

Sequence diagram

按时间顺序描述系统元素间的

交互

协作图

Collaboration diagram

按照时间和空间的顺序描述系统元素间

的交互和它们之间的关系

状态图

State diagram

描述了系统元素的状态条

件和响应

活动图

Activity diagram

描述了了系统元素的活动

在实现模型视图组件图

Component diagram

描述了实现系统的元素的组

织

在环境模型视图展开图

Deployment diagram

描述了环境元素的配置并

把实现系统的元素映射到配置上

1.3 UML

与面向对象的软件分析与设计

OOA&D

每一位软件设计方法学家都有许多有关软件质量的理论他们会讨论软件危机软件

质量低下

以及良好的设计的重要性那么

UML

对提高软件的质量有什么帮助吗

1.3.1 标准的表示方法

UML

是一种建模语言

是一种标准的表示而不是一种方法或方法学方法是一

种把人的思考和行动结构化的明确方式

方法需要定义软件开发的步骤告诉人们做什么

如何做什么时候做以及为什么要这么做而

UML

只定义了一些图以及它们的意义

它的思想是与方法无关因此我们会看到人们将用各种方法来使用

UML

而无论方法

如何变化

它们的基础是

UML

的图这就是

UML

的最终用途为不同领域的人们提

供统一的交流标准

我们知道软件开发的难点在于一个项目的参与包括领域专家软件设计开发人员客

户以及用户

他们之间交流的难题成为软件开发的最大难题

UML

的重要性在于

表示

方法的标准化有效地促进了不同背景人们的交流

有效地促进软件设计开发和测试人员

的相互理解

无论分析设计和开发人员采取何种不同的方法或过程他们提交的设计产

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