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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 IS Information System和面向对象领域的三位著名的方法学家Grady BoochJames 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
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第
第第
第
1
章
章章
章
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
1
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
IS
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
10
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
1
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
9
月再次提交给
OMG
组织
于
1997
年
11
月
7
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

2001年
2001年2001年
2001年
计划的重要修订
计划的重要修订计划的重要修订
计划的重要修订
2000年
2000年2000年
2000年
计划的较小修订
计划的较小修订计划的较小修订
计划的较小修订
1999
19991999
1999
1998
19981998
1998
1997年9月最
1997年9月最1997年9月最
1997年9月最
后提交给
后提交给后提交给
后提交给
OMG
1997年1月最
1997年1月最1997年1月最
1997年1月最
初提交给
初提交给初提交给
初提交给
OMG
1996
19961996
1996
1995
19951995
1995
文档版类
精化相关
文字上的修改
没有显著的技术
变化
图
1.1 UML
的成长过程
1.2
什么是
UML
UML
是一种标准的图形化建模语言
它是面向对象分析与设计的一种标准表示 它
z
不是一种可视化的程序设计语言 而是一种可视化的建模语言

z
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
z
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
z
易于使用 表达能力强 进行可视化建模
z
与具体的实现无关 可应用于任何语言平台和工具平台
z
与具体的过程无关 可应用于任何软件开发的过程
z
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
z
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
z
与最好的软件工程实践经验集成
z
可升级 具有广阔的适用性和可用性
z
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
z
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
z
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
z
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
z
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
z
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
z
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
z
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

z
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
z
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
z
在用户模型视图 用例图
Use case diagram
描述系统的功能
z
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
z
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
z
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
z
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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