軟件系統(tǒng)設(shè)計

1、軟件系統(tǒng)設(shè)計-時序圖時序圖提綱提綱1、時序圖2、時序圖建模時序圖什么是時序圖n 時序圖是強調(diào)消息時間順序的交互圖。n 時序圖描述了對象之間傳送消息的時間順序，用來表示用例中的行為順序。n 時序圖將交互關(guān)系表示為一個二維圖。即在圖形上，順序圖是一張表，其中顯示的對象沿橫軸排列，從左到右分布在圖的頂部；而消息則沿縱軸按時間順序排序。創(chuàng)建順序圖時，以能夠使圖盡量簡潔為依據(jù)布局。什么是時序圖n 購買小車的時序圖示例：時序圖的組成n 時序圖包含了4個元素：u對象（Object）u生命線（Lifeline）u消息（Message）u激活（Activation）時序圖簡介從參與者到對象和從參與者到對象和從對

2、象到參與者之從對象到參與者之間發(fā)送的消息間發(fā)送的消息從對象傳遞給另一從對象傳遞給另一個對象的消息個對象的消息在類圖中的類在類圖中的類的對象的對象使用系統(tǒng)的參與使用系統(tǒng)的參與者，這個系統(tǒng)是者，這個系統(tǒng)是為某個用例的某為某個用例的某個場景設(shè)計的個場景設(shè)計的對象生命線表示對象生命線表示從上到下的時間從上到下的時間順序，消息順序，消息1 1在在消息消息2 2之前發(fā)生之前發(fā)生，消息，消息2 2在消息在消息3 3之前發(fā)生之前發(fā)生窄長方框用以強窄長方框用以強調(diào)這個部分處于調(diào)這個部分處于活動狀態(tài)活動狀態(tài)對象n 時序圖中對象的符號和對象圖中對象所用的符號一樣。n 將對象置于時序圖的頂部意味著在交互開始的時候?qū)ο?/p>

3、就已經(jīng)存在了，如果對象的位置不在頂部，那么表示對象是在交互的過程中被創(chuàng)建的。對象n 活動者和對象按照從左到右的順序排列n 一般最多兩個活動者，他們分列兩端。啟動這個用例的活動者往往排在最左邊；接收消息的活動者則排在最右端；n 對象從左到右按照重要性排列或按照消息先后順序排列。對象n 對象的命名方式有三種：u包括對象名和類名u類名（匿名對象）u對象名（不關(guān)心類）生命線n 生命線（Lifeline）：u每個對象都有自己的生命線，用來表示在該用例中一個對象在一段時間內(nèi)的存在u生命線使用垂直的虛線表示u如果對象生命期結(jié)束，則用注銷符號表示u對象默認的位置在圖頂部，表示對象在交互之前已經(jīng)存在u如果是在交

4、互過程中由另外的對象所創(chuàng)建，則位于圖的中間某處。激活n 激活表示該對象被占用以完成某個任務(wù)，去激活指的則是對象處于空閑狀態(tài)、在等待消息。n 在UML中，為了表示對象是激活的，可以將該對象的生命線拓寬成為矩形。其中的矩形稱為激活條或控制期，對象就是在激活條的頂部被激活的，對象在完成自己的工作后被去激活。n 激活條：激活期n 激活期的特點：u當一條消息被傳遞給對象的時候，它會觸發(fā)該對象的某個行為，這時就說該對象被激活了。u在UML中，激活用一個在生命線上的細長矩形框表示。u矩形本身被稱為對象的激活期或控制期，對象就是在激活期頂端被激活的。u激活期說明對象正在執(zhí)行某個動作。當動作完成后，伴隨著一個消

5、息箭頭離開對象的生命線，此時對象的一個激活期也宣告結(jié)束。消息n 面向?qū)ο蠓椒ㄖ?，消息是對象間交互信息的主要方式。n 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計中，模塊間傳遞信息的方式主要是過程（或函數(shù)）調(diào)用。n 對象A向?qū)ο驜發(fā)送消息，可以簡單地理解為對象A調(diào)用對象B的一個操作（operation）。n 順序圖中，盡力保持消息的順序是從左到右排列的。n 一個順序圖的消息流開始于左上方，消息2的位置比消息1低，這意味著消息2的順序比消息1要遲。因為西方的閱讀習(xí)慣是從左到右。n 順序圖中消息編號可顯示，也可不顯示。協(xié)作圖中必須顯示。消息n 在任何一個軟件系統(tǒng)中，對象都不是孤立存在的，它們之間通過消息進行通信。n 消息是用來說

6、明時序圖中不同活動對象之間的通信。因此，消息可以激發(fā)某個操作、創(chuàng)建或撤銷某個對象。n 在時序圖中，消息是由從一個對象的生命線指向另一個對象的生命線的直線箭頭來表示的，箭頭上面還可以表明要發(fā)送的消息名及序號。n 在個對象之間，消息的次序由它們在垂直軸上的相對位置決定。 消息n 在UML中，消息使用箭頭來表示，箭頭的類型表示了消息的類型。n 進行時序圖建模時，所用到的消息主要包括以下幾種類型：u簡單消息（Simple Message）u同步消息（Synchronous Message）u異步消息（Asynchronous Message）u反身消息（Message to Self）u返回消息（Re

7、turn Message）Object1Object21: Simple Message2: Synchronous Message5: Return Message3: Asynchronous Message4: Message to Self消息n 同步消息：u同步消息最常見的情況是調(diào)用，即消息發(fā)送者對象在它的一個操作執(zhí)行時調(diào)用接收者對象的一個操作，此時消息名稱通常就是被調(diào)用的操作名稱。u當消息被處理完后，可以回送一個簡單消息，或者是隱含的返回。 消息n 異步消息：u異步消息表示發(fā)送消息的對象不用等待回應(yīng)的返回消息，即可開始另一個活動。u異步消息在某種程度上規(guī)定了發(fā)送方和接收方的責任，即

8、發(fā)送方只負責將消息發(fā)送到接收方，至于接收方如何響應(yīng)，發(fā)送方則不需要知道。對接收方來說，在接收到消息后它既可以對消息進行處理，也可以什么都不做。 消息n 反身消息：u時序圖建模過程中，一個對象也可以將一個消息發(fā)送給它自己，這就是反身消息。u如果一條消息只能作為反身消息，那么說明該操作只能由對象自身的行為觸發(fā)。u這表明該操作可以被設(shè)置為private屬性，只有屬于同一個類的對象才能夠調(diào)用它。u在這種情況下，應(yīng)該對時序圖進行徹底的檢查，以確定該操作不需要被其他對象直接調(diào)用。消息n 返回消息：u返回消息是時序圖的一個可選擇部分，它表示控制流從過程調(diào)用的返回。u返回消息一般可以缺省，隱含表示每一個調(diào)用都

9、有一個配對的調(diào)用返回。u是否使用返回消息依賴于建模的具體/抽象程度。如果需要較好的具體化，返回消息是有用的；否則，主動消息就足夠了。對象的創(chuàng)建和撤銷n 對象的創(chuàng)建有幾種情況：u時序圖中的對象的默認位置是在圖的頂部，如果對象在這個位置上，那么說明在發(fā)送消息時，該對象就已經(jīng)存在了；u如果對象是在執(zhí)行的過程中創(chuàng)建的，那么它的位置應(yīng)該處在圖的中間部分。n 對象的創(chuàng)建有兩種方法：ObjectAObjectB1: Create()2: ReturnMessageObjectAObjectB1: Create()2: Return Message對象的創(chuàng)建和撤銷n 對象的撤銷有幾種情況：u在處理新創(chuàng)建的對象

10、，或時序圖中的其他對象時，都可以發(fā)送“destroy”消息來撤銷對象。u要想說明某個對象被撤銷，需要在被撤銷對象的生命線末端放一個“”符號進行標識。ObjectAObjectB1: Destroy()2: Return void時序圖建模時序圖和用例n 時序圖的主要用途之一是用來為某個用例的泛化功能提供其所缺乏的解釋，即把用例表達的要求轉(zhuǎn)化為更進一步的精細表達n 用例常常被細化為一個或多個時序圖。n 時序圖除了在設(shè)計新系統(tǒng)方面的用途之外，它還能用來記錄一個存在系統(tǒng)的對象現(xiàn)在如何交互。時序圖和用例n 登錄用例：u用戶將用戶名和密碼提交給LoginActionu由LoginAction調(diào)用User

11、ManageruUserManager到用戶數(shù)據(jù)庫User Server中查找用戶對象并返回u由UserManager判斷用戶名是否為空、密碼是否正確u然后將User對象返回u返回后臺登錄主界面。時序圖建模n 對系統(tǒng)動態(tài)行為建模的過程中，當強調(diào)按時間展開信息的傳送時，一般使用時序圖建模技術(shù)。n 一個單獨的時序圖只能顯示一個控制流。n 一般情況下，一個完整的控制流是非常復(fù)雜的，要描述它需要創(chuàng)建很多交互圖（包括時序圖和協(xié)作圖），一些圖是主要的，另一些圖用來描述可選擇的路徑和一些例外，再用一個包對它們進行統(tǒng)一的管理。時序圖建模n 使用時序圖對系統(tǒng)進行交互圖建模時，可以參考以下策略：u設(shè)置交互的語境，

12、這些語境可以是系統(tǒng)、子系統(tǒng)、類、用例和協(xié)作的一個腳本。u識別對象在交互語境中所扮演的角色，根據(jù)對象的重要性及相互關(guān)系，將其從左至右放置在時序圖的頂部。u設(shè)置每個對象的生命線。通常情況下，對象存在于整個交互過程中，但它們也可以在交互過程中創(chuàng)建和撤銷。對于這類對象，在適當?shù)臅r刻設(shè)置它們的生命線，并用適當?shù)臉?gòu)造型消息顯示地說明它們的創(chuàng)建和撤銷。時序圖建模n 使用時序圖對系統(tǒng)進行交互圖建模時，可以參考以下策略：u從引發(fā)某個消息的信息開始，在生命線之間畫出從頂?shù)降滓来握归_的消息，顯示每個消息的內(nèi)容標識。u設(shè)置對象的激活期，可視化消息的嵌套或可視化實際計算發(fā)生時的時間點。u如果需要設(shè)置時間或空間的約束，可

13、以為每個消息附上合適的時間和空間約束。u如果需要形式化的說明某控制流，可以為每個消息附上前置和后置條件。建立時序圖的步驟n 確定交互的范圍；n 識別參與交互的對象和活動者；n 設(shè)置對象生命線開始和結(jié)束；n 設(shè)置消息；n 細化消息。存款用例的活動圖分析級別分析級別的順序圖，粗略，雙斜杠忽略消息同步異步類別也無妨借閱圖書用例的時序圖n 借閱圖書的過程為：u圖書管理員選擇菜單項“借閱圖書”，彈出BorrowDialog對話框；u圖書管理員在該對話框中輸入借閱者信息，然后由系統(tǒng)查詢數(shù)據(jù)庫，以驗證該借閱者的合法性，若借閱者合法，則在由圖書管理員輸入所要借閱的圖書信息，系統(tǒng)記錄并保存該借閱信息。 : Librarian:Ma