淺析UML在軟件工程中的應(yīng)用

1、    淺析uml在軟件工程中的應(yīng)用    劉秋香 劉振偉摘要：在軟件工程中，uml的應(yīng)用非常廣泛。uml建模技術(shù)具有可視化、標(biāo)準(zhǔn)化、功能強(qiáng)大、普遍適用等優(yōu)點(diǎn)，能夠貫穿于軟件工程的分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試、運(yùn)行與維護(hù)等主要階段。軟件建模是開發(fā)優(yōu)秀軟件的一項(xiàng)核心工作，uml使用一些標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號(hào)為軟件建立模型圖。深入理解uml建模技術(shù)的各種圖及其用途，就可以在軟件工程的各個(gè)階段正確應(yīng)用uml模型圖。關(guān)鍵詞：uml;軟件工程;建模;模型圖：tp311    ：a      ：1009-3044（2018）31-

2、0075-011 背景uml（unified modeling language，統(tǒng)一建模語(yǔ)言）是一種基于面向?qū)ο蟮目梢暬臉?biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言，具有廣泛適用性。uml采用了一組形象化的圖形符號(hào)作為建模語(yǔ)言，通過建立圖形之間的各種關(guān)系來描述模型。軟件工程是按照工程化的原則和方法組織軟件開發(fā)工作1。軟件工程把軟件的生產(chǎn)過程（也稱為軟件生命周期）分為計(jì)劃、分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)（編碼）、測(cè)試、運(yùn)行（配置）與維護(hù)等幾個(gè)主要階段，并按各個(gè)階段進(jìn)行實(shí)施。uml作為一種對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)約、構(gòu)造、可視化和文檔化的語(yǔ)言2，它融入了軟件工程領(lǐng)域的新思想、新方法和新技術(shù)，貫穿于軟件工程的各個(gè)階段，為之建立相應(yīng)的系統(tǒng)模型圖。2

3、uml建模技術(shù)uml1.0版于1997年1月發(fā)布，同年12月，uml 1.1版被omg（對(duì)象管理組織）采納為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，之后推出了一系列版本。目前最新版本是2017年推出的uml2.5.13，通用版本是2005年的uml2.0。uml1系列版本主要包括9種圖：用例圖、類圖、對(duì)象圖、順序圖、協(xié)作圖、狀態(tài)圖、活動(dòng)圖、構(gòu)件圖和部署圖。而uml 2.0 包括13種圖，與uml1相比，新增了包圖、復(fù)合結(jié)構(gòu)圖、交互概覽圖、時(shí)序圖，并且把原來的協(xié)作圖改名為通信圖、狀態(tài)圖改名為狀態(tài)機(jī)圖。uml語(yǔ)言體系由構(gòu)造塊、規(guī)則和公共機(jī)制三個(gè)部分構(gòu)成4。其中，構(gòu)造塊也稱為構(gòu)造符號(hào)，包括事物符號(hào)、關(guān)系符號(hào)和圖，一些代表實(shí)體的事

4、物符號(hào)按某種規(guī)則通過關(guān)系符號(hào)連接在一起組成圖。下面分別對(duì)uml2.0中13種圖的用途進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。1）用例圖：描述系統(tǒng)提供的功能單元、用戶與系統(tǒng)如何交互。2）類圖：描述類、類的特性以及類之間的關(guān)系。3）對(duì)象圖：非正式圖，描述系統(tǒng)在某一個(gè)特定時(shí)間點(diǎn)上各個(gè)對(duì)象之間的關(guān)系，是類圖的實(shí)例和快照。4）順序圖：也稱為序列圖，描述各個(gè)對(duì)象按照時(shí)間順序進(jìn)行交互的過程。5）通信圖：描述對(duì)象間通過消息進(jìn)行的交互，強(qiáng)調(diào)對(duì)象在交互行為中承擔(dān)的角色。6）狀態(tài)機(jī)圖：描述對(duì)象在生命周期內(nèi)，在外部事件作用下的狀態(tài)變換。7）活動(dòng)圖：描述多個(gè)對(duì)象從一個(gè)活動(dòng)到另一個(gè)活動(dòng)的控制流程，通常用于表示單個(gè)操作、業(yè)務(wù)用例或商業(yè)過程的邏輯流程

5、。8）構(gòu)件圖：描述系統(tǒng)中的構(gòu)件、接口及關(guān)系。9）部署圖：也稱為配置圖描述系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)在各個(gè)硬件節(jié)點(diǎn)上的軟件部署以及如何彼此通信。10）包圖：非正式圖，描述包及其關(guān)系，展示系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)。11）組合結(jié)構(gòu)圖：描述系統(tǒng)中某一部分（類、構(gòu)件等）的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及與系統(tǒng)其他部分的交互點(diǎn)。12）定時(shí)圖：也稱為計(jì)時(shí)圖，描述對(duì)象之間的交互，強(qiáng)調(diào)對(duì)象處于特定狀態(tài)的時(shí)間與觸發(fā)狀態(tài)變化的消息。13）交互概覽圖：是順序圖與活動(dòng)圖的混合，一般以活動(dòng)圖為主線，由順序圖細(xì)化某些活動(dòng)。3 軟件工程中的umluml可以描述任何類型的系統(tǒng)，具有很寬的應(yīng)用領(lǐng)域，但最常用的是對(duì)各類軟件系統(tǒng)的建模。uml能夠貫穿于軟件工程的分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)

6、試、運(yùn)行與維護(hù)等主要階段，為之建立相應(yīng)的模型圖。1）分析：包括需求分析和系統(tǒng)分析。需求分析一般利用用例圖和活動(dòng)圖建模，并編寫用例規(guī)約;系統(tǒng)分析一般是在真實(shí)世界中的抽象層面上創(chuàng)建簡(jiǎn)單的類圖，也可能會(huì)用到簡(jiǎn)單的包圖、對(duì)象圖、順序圖、通信圖、狀態(tài)機(jī)圖等進(jìn)一步描述。2）設(shè)計(jì)：包括概要（總體）設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。概要設(shè)計(jì)一般 （下轉(zhuǎn)第89頁(yè)）（上接第75頁(yè)）利用類圖、包圖、狀態(tài)圖、順序圖和通信圖建模，也可能會(huì)用到對(duì)象圖、狀態(tài)機(jī)圖、定時(shí)圖、交互概覽圖和細(xì)化的活動(dòng)圖;詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)，可能會(huì)對(duì)已有模型圖進(jìn)行修改。3）實(shí)現(xiàn)（編碼）：一般利用構(gòu)件圖和部署圖建模，可能會(huì)用到組合結(jié)構(gòu)圖和細(xì)化的包圖。4）測(cè)試：包括單元（模塊）

7、測(cè)試、集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試和驗(yàn)收測(cè)試。測(cè)試階段不再建立新的模型圖，可能會(huì)根據(jù)測(cè)試情況修改已有模型圖。一般單元測(cè)試?yán)妙悎D和順序圖，集成測(cè)試?yán)脴?gòu)件圖和通信圖，系統(tǒng)測(cè)試?yán)糜美龍D和活動(dòng)圖，驗(yàn)收測(cè)試則由用戶進(jìn)行。5）運(yùn)行和維護(hù)：運(yùn)行時(shí)一般利用部署圖和構(gòu)件圖，維護(hù)時(shí)則可能用到各種模型圖。注意：在哪個(gè)階段建立什么模型圖不是絕對(duì)的，而且在實(shí)際進(jìn)行軟件建模時(shí)，幾乎沒有人使用uml標(biāo)準(zhǔn)中定義的所有圖;一般不建議使用對(duì)象圖和通信圖。4 結(jié)束語(yǔ)uml建模是軟件工程的一項(xiàng)重要內(nèi)容，貫穿于軟件工程的主要階段，通過圖形符號(hào)快捷有效地為軟件建立相應(yīng)的模型圖。開發(fā)人員要根據(jù)軟件的實(shí)際情況，建立適合的主要的模型圖。參考文獻(xiàn)：1 刁成嘉. uml系統(tǒng)建模與分析設(shè)計(jì)m. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2017.2 謝星星. uml基礎(chǔ)與rose建模實(shí)用教程m. 北京： 清華大學(xué)出版社， 2011.3 omg官網(wǎng). about the unified modeling langua