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面向對象技術 Object-Oriented Techniques,陳曉華 78976932,第 3 章可視化建模實踐 A Practice of Visual Modeling with UML,-3-,Review： An Overview of Object Technology and Visual Modeling,對象技術與可視化建?；A 對象技術基礎 對象與類 面向對象的基本原則 泛化和多態(tài) 面向對象的術語清單 可視化建模的基本原則 UML基礎 過程與可視化建模,-4-,學習線路圖,-5-,References,Flow99, Martin Flower, Kendall Scott, UML Distilled Second Edition: A Brief Guide to the Standard Object Modeling Language（徐家福譯，UML精粹標準對象建模語言簡明指南（第2版），清華大學出版社，2002年） OMG03, the Object Management Group, OMG Unified Modeling Language Specification, version 1.5, 2003 DEV275, IBM Rational, Essentials of Visual Modeling with UML, 2003 Bog02, Wendy Boggs, Michael Boggs, UML with Rational Rose 2002（邱仲潘，UML與Rational Rose 2002從入門到精通，電子工業(yè)出版社，2002年） Rose98, Rose培訓教材中文簡版，面向對象的可視化建模培訓教程,-6-,What Is the UML?,The UML is a language for Visualizing Specifying Constructing Documenting the artifacts of a software-intensive system,Unified Modeling Language（統(tǒng)一建模語言）是對象管理組織（OMG）制定的一個通用的、可視化的建模語言標準，可以用來可視化（visualize） 、描述（specify）、構造（construct）和文檔化（document）軟件密集型系統(tǒng)的各種工件（artifacts，又譯制品）,-7-,UML誕生,公眾 反饋,OOPSLA95 Unified Method 0.8,工業(yè)化 標準化 統(tǒng)一化 分散的 各部分,Booch93 OMT-2,1996.6和1996.10 UML 0.9&0.91,1997.9公布 UML 1.1,1997.1公布 UML 1.0,合作伙伴意見,1997.11.17 UML 1.1被OMG 接納為標準,Booch91 OMT-1 其他方法 OOSE,-8-,UML發(fā)展現狀,目前通用的是UML 1.x版 主要UML 1.3、UML 1.4 2003年3月正式發(fā)布UML 1.5 UML 2.0 2003年6月OMG采納了UML 2.0的Superstructure的提案 正式文本尚未發(fā)布 MDA ,-9-,UML結構,UML Structure,構造塊 building blocks,公共機制 common mechanisms,構架 architecture,基本UML建模元素、關系和圖,達到特定目標的公共UML方法,系統(tǒng)架構的UML視圖,-10-,構造塊,構造塊 building blocks,物件 things,關系 relationships,圖 diagrams,建模元素本身,把物件聯系在一起，關系說明兩個或多個物件時如何語義相關的,UML模型的視圖，它們展現物件的集合，“講述關于軟件系統(tǒng)的故事”，是我們可視化系統(tǒng)將做什么（分析級圖）或者系統(tǒng)如何做（設計級圖）的方法,-11-,物件,物件 things,結構物件,行為物件,分組物件,注解物件,UML模型中的名詞，如類、接口、協(xié)作、用例、活動類、組件、節(jié)點,UML模型的動詞，如交互、狀態(tài)機,包，它用于把語義上相關的建模元素分組為內聚的單元,注解，它附加到模型以捕獲特殊信息，同黃色便箋很相像,-12-,關系,關系 relationships,關聯 association,依賴 dependency,泛化 generalization,實現 realization,描述對象之間的一組鏈接,物件的改變引起依賴物件的語義改變,一個元素是另一個元素的特化，而且它可以取代更一般的元素,類元之間的關系，一個類元說明一份契約，另一個類元保證實現該契約,-13-,圖,圖 diagrams,類圖 class diagrams,對象圖 object diagrams,構件圖 component diagrams,部署圖 deployment diagrams,用例圖 use case diagrams,順序圖 sequence diagrams,協(xié)作圖 collaboration diagrams,狀態(tài)圖 statechart diagrams,活動圖 activity diagrams,靜態(tài)模型 (系統(tǒng)結構),動態(tài)模型 (系統(tǒng)行為),-14-,公共機制,公共機制 common mechanisms,規(guī)格說明 specifications,修飾 adornments,公共分類 common divisions,擴展機制 extensibility mechanisms,-15-,規(guī)格說明,UML模型至少具有兩種維度： 圖形維度：允許使用圖和圖標可視化模型 文本維度：由各種建模元素的規(guī)格說明所組成 規(guī)格說明 模型元素的特征和語義的文本描述模型的“肉” 形成了承載模型的語義背板（semantic backplane），賦予模型意義，各種圖僅僅是該背板的視圖或者可視化投影 death by diagram由于圖形而死亡,-16-,修飾,修飾：圖中建模元素上暴露的信息項以表現某個要點 任何UML圖僅是模型的視圖，因此，只有在修飾增強了圖的整體清晰性和可讀性或者突出模型的某些重要特征時，你才應該表示那些修飾,Window,-17-,公共分類,公共分類描述認識世界的特殊方法 類元（Classifier）和實例 類元：一類事物的抽象概念；如bank account 參與者、類、類元角色、組件、數據類型、接口、節(jié)點、信號、子系統(tǒng)、用例 實例：一類事物的特定實例；如my bank account 接口（interface）和實現 接口：說明事物行為的契約（做什么） 實現：事物是如何工作的特殊細節(jié)（如何做）,-18-,擴展機制,約束：允許對模型元素添加新的規(guī)則 構造型（stereotypes）：基于已有的建模元素引入新的建模元素 The means by which to extend the UML Stereotypes convey key properties to the model reader A number of stereotypes are packaged along with the UML Can define your own stereotypes 標記值：允許為模型元素添加新的特性，是帶有相關值得關鍵字,-19-,架構,Architecture The organizational structure of a system, including its decomposition into parts, their connectivity, interaction mechanisms, and the guiding principles that inform the design of a system 構架是一個系統(tǒng)的組織結構，包括系統(tǒng)分解成的各個部分、它們的連接性、交互機制和通知系統(tǒng)設計的向導規(guī)則 IEEE：在其環(huán)境中系統(tǒng)的高級概念,-20-,4+1視圖-1,-21-,4+1視圖-2,Use Case View End-user: Functionality 這些視圖由用例視圖所統(tǒng)一，它描述項目干系人（stakeholder）的需求；所有其他視圖都是從用例視圖派生而來，該視圖把系統(tǒng)的基本需求捕獲為用例并提供構造其他視圖的基礎 Logical View Analysts/Designers: Structure 系統(tǒng)功能和詞匯；描述問題域的詞匯，作為類和對象的集合。重點是展示對象和類是如何組成系統(tǒng)、實現所需系統(tǒng)行為的,-22-,4+1視圖-3,Process View System integrators: Performance, Scalability, Throughput 系統(tǒng)性能、可伸縮性和吞吐量；建模在我們系統(tǒng)中的可執(zhí)行線程和進程作為活動類。其實，它是邏輯視圖面向進程的變體，包含所有相同的制品 Implementation View Programmers: Software Management 系統(tǒng)組裝和配置管理；對組成基于系統(tǒng)的物理代碼的文件和組件進行建模。它同樣展示出組件之間的依賴，展示一組組件的配置管理以定義系統(tǒng)的版本 Deployment View System engineering: System Topology, Delivery, Installation, Communication 系統(tǒng)的拓撲結構、分布、移交和安裝；建模把組件物理地部署到一組物理的、可計算節(jié)點上，如計算機和外設上。它允許你建模橫跨分布式系統(tǒng)節(jié)點上的組件的分布,-23-,總結：UML結構,-24-,UML 9種圖,類 圖：類以及類之間的相互關系 對象圖：對象以及對象之間相互關系 構件圖：構件及其相互依賴關系 部署圖：構件在各節(jié)點上的部署 順序圖：強調時間順序的交互圖 協(xié)作圖：強調對象協(xié)作的交互圖 狀態(tài)圖：類所經歷的各種狀態(tài) 活動圖：對工作流建模 用例圖：需求捕獲，測試依據,結 構,行為,用例圖,靜態(tài)圖,實現圖,交互圖,行為圖,-25-,UML建模工具,IBM Rational Rose 2003 Borland Together 7.0 Microsoft Visio 2003 Sybase PowerDesigner 10 “非程序員雜志”第26到30期UML工具一覽，列出了約129個UML開發(fā)工具,-26-,用例與用例圖,場景：是用來描述用戶和系統(tǒng)之間交互的順序的步驟 A scenario is a sequence of steps describing an interaction between a user and a system,用例：是為了達到某一用戶目標而組合在一起的一組場景 A use case, then, is a set of scenarios tied together by a common user goal.,用例圖：用來顯示在系統(tǒng)（或其它實體）內的用例與系統(tǒng)參與者之間的關系 A use case diagram shows the relationship among use cases within a system or other semantic entity and their actors,主要使用場合：需求獲取、定義、分析,-27-,用例圖元語,參與者,用例,系統(tǒng)邊界,關聯,擴展,包含,泛化,注釋體,注釋連接,-28-,示例03-01：POST系統(tǒng),銷售點終端（Point-Of-Sale Terminal，POST）系統(tǒng) 是一個計算機自動化系統(tǒng) 用來記錄商品銷售信息 處理客戶的支付信息 客戶可以使用現金、信用卡、支票等多種支付手段 主要用于零售的百貨商店 包括計算機和條形碼掃描儀等硬件設備和系統(tǒng)運行軟件 ,-29-,示例03-01-1：POST用例圖,-30-,用例闡述,-31-,示例03-02：網上銷售系統(tǒng)用例圖,-32-,靜態(tài)圖：類圖、對象圖、包圖,類圖：是軟件的藍圖，詳細描述了系統(tǒng)內各個對象的相關的類，以及這些類之間的靜態(tài)關系 A class diagram is a software blueprint -Details the types of objects within a system -Describes the static relationships between classes,對象圖：表示在某一時刻類的對象靜態(tài)結構和行為 An object diagram represents a concrete situation at a given time, it express both the static structure (found in class diagrams) and behavior,主要使用場合：系統(tǒng)分析、設計、代碼生成,-33-,類圖元語-1,-34-,類圖元語-2,-35-,示例03-01-2：靜態(tài)結構圖,-36-,順序圖,順序圖：主要用于顯示對象間的交互活動，但沒有明確的交互環(huán)境和對象狀態(tài) Sequence diagrams focus on displaying the interaction between objects, without representing explicitly the context of interaction and the objects state,Depicting the chronology of the message broadcast, they are useful in all stages of OO modelling,主要使用場合：系統(tǒng)分析（用例分析）、設計,-37-,順序圖元語-1,-38-,順序圖元語-2,-39-,示例03-01-3：順序圖-1,-40-,示例03-01-3：順序圖-2,-41-,示例03-01-3：順序圖-3,-42-,協(xié)作圖（通訊圖）,協(xié)作圖表示一組對象間關系以及交互活動 Collaboration diagrams express both the context of a group of objects and the interaction between these objects,協(xié)作圖可以認為是對象圖的擴展，它增加了一些符號用于表示對象間的交互 Can be considered to be an extension of object diagrams, adding notation to represent object interaction,主要使用場合：系統(tǒng)分析（用例分析）、設計,-43-,協(xié)作圖元語-1,Object:Class,Object:Class,-44-,協(xié)作圖元語-2,-45-,示例03-01-4：協(xié)作圖,-46-,狀態(tài)圖,狀態(tài)圖：用于利用狀態(tài)和事件描述對象本身的行為 A statechart diagram can be used to describe formally the behavior of objects in terms of states and events,狀態(tài)（states）: the state of an object 轉移（transitions）: the passing from one state to another 事件（events）: the occurrence of a given situation,主要使用場合：系統(tǒng)分析（類）、設計,-47-,狀態(tài)圖元語-1,-48-,狀態(tài)圖元語-2,-49-,示例03-01-5：狀態(tài)圖,-50-,活動圖,活動圖：通過動作來組織，主要用于描述某一方法、機制或用例的內部行為 Activity diagrams are: -a variant of statechart diagrams, organized according to actions -targeted towards re