【文章內(nèi)容簡介】 1 1 U M L 1 . 1 被 O M G接納為標(biāo)準(zhǔn)9 7 . 9 公布U M L 1 . 19 7 . 1 公布U M L 1 . 09 6 . 6 和 9 6 . 1 0 U M L 0 . 9 amp。 0 . 9 1O O P S L A 9 5 U n i f i e d M e t h o d 0 . 8合作伙伴意見其它方法B o o c h 9 3B o o c h 9 1 O M T 1O O S E工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一化分散的各部分O M T 2圖 UML的發(fā)展歷程 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML UML是一種定義良好 、 易于表達(dá) 、 功能強(qiáng)大且普遍適用的建模語言 。 它融入了軟件工程領(lǐng)域的新思想 、 新方法和新技術(shù) ，支持從需求分析開始的軟件開發(fā)的全過程 。 UML融合了 Booch、 OMT和 OOSE等方法中的基本概念 ， 但又不僅僅是上述方法的簡單匯合 ， 而是在這些方法的基礎(chǔ)上集眾家之長 ， 幾經(jīng)修改而完成的 ， 它擴(kuò)展了現(xiàn)有方法的應(yīng)用范圍 。 UML已獲得了工業(yè)界、科技界和應(yīng)用界的廣泛支持，已有700多個公司表示支持采用 UML作為建模語言，它已成為可視化建模語言事實上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 1997年 11月 17日， OMG組織采納UML 。 UML代表了面向?qū)ο蠓椒ǖ能浖_發(fā)技術(shù)的發(fā)展方向，具有巨大的市場前景，也具有重大的經(jīng)濟(jì)價值和國防價值。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 2. 標(biāo)準(zhǔn)建模語言 UML的主要特點 標(biāo)準(zhǔn)建模語言 UML的主要特點可以歸結(jié)為三點 : (1) ?UML統(tǒng)一了 Booch、 OMT和 OOSE等方法中的基本概念 。 (2) UML還吸取了面向?qū)ο蠹夹g(shù)領(lǐng)域中其他流派的長處 ，其中也包括非 OO方法的影響 。 UML符號考慮了各種方法的圖形表示 ， 刪掉了大量易引起混亂的 、 多余的和極少使用的符號 ，也添加了一些新符號 。 因此 ， 在 UML中匯入了面向?qū)ο箢I(lǐng)域中很多人的 思想 。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML (3) UML在演變過程中還提出了一些新的概念。在 UML標(biāo)準(zhǔn)中新加了構(gòu)造型 (Stereotypes)、職責(zé) (Responsibilities)、擴(kuò)展機(jī)制 (Extensibility Mechanisms)、線程 (Threads)、過程(Processes)、分布式 (Distribution)、并發(fā) (Concurrency)、模式(Patterns)、協(xié)作圖 (Collaborations)、活動圖 (Activity Diagram)等新概念，并清晰地區(qū)分類型 (Type)、類 (Class)、實例 (Instance)、細(xì)化 (Refinement)、接口 (Interfaces)和組件 (Components)等概念。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML UML以面向?qū)ο髨D的方式來描述任何類型的系統(tǒng) ， 具有很寬的應(yīng)用領(lǐng)域 。 最常用的是建立軟件系統(tǒng)的模型 ， 但它同樣可以用于描述非軟件領(lǐng)域的系統(tǒng) 。 UML適用于系統(tǒng)開發(fā)過程中從需求規(guī)格描述到系統(tǒng)完成后測試的不同階段 。 如何恰當(dāng)?shù)貙⑦@種可視化圖形建模技術(shù)用于解決軟件開發(fā)所面臨的問題 ， 如何研制和開發(fā)支持 UML的建模過程及其支持環(huán)境 ， 仍是目前該領(lǐng)域的熱點問題 。 目前 ， 在基于 UML的開發(fā)方法和環(huán)境方面 ， 國際上已經(jīng)進(jìn)行了一些研究和實際開發(fā)工作 。 Rational公司目前正致力于推廣統(tǒng)一開發(fā)過程 (RUP， Rational Unified Process)， 研究 期稱為Objectory)， 支持 UML建模 。 國內(nèi)對 UML支持環(huán)境的研制開發(fā)工作尚處于起步階段 。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 基于 UML的軟件開發(fā)方法 基于 UML的系統(tǒng)開發(fā)有五個階段：需求分析 、 分析 、 設(shè)計 、編碼和測試 。 1. 需求分析階段 UML語言采用用例來捕獲客戶的需求。通過用例模型，可以使那些對系統(tǒng)感興趣的外部參與者與他們要求系統(tǒng)具備的功能 (即用例 )一起被建模。外部參與者和用例之間是通過關(guān)系建模的，并允許相互之間存在通信關(guān)聯(lián)，或者被分解為更具體的層次結(jié)構(gòu)。參與者和用例由 UML的用例圖描述，在用例圖中參與者被稱為執(zhí)行者或角色 (Actor)。每一個用例都是用文本進(jìn)行描述的，它確定了客戶的需求，即在不考慮功能如何實現(xiàn)的情況下客戶所企盼的功能。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 2. 分析階段 分析階段所關(guān)注的是出現(xiàn)在問題域中的主要抽象 (類和對象 )和機(jī)制。被建模的類以及類之間的關(guān)系在 UML的類圖中被明確指定和描述。為了實現(xiàn)用例，各類之間需要相互協(xié)作。這種協(xié)作由 UML中的動態(tài)模型描述。在分析階段，只有在問題域 (現(xiàn)實世界的概念 )中的類才被建模，不包括那些在軟件系統(tǒng)中定義了細(xì)節(jié)和解決方案的技術(shù)類，如用戶界面類、數(shù)據(jù)庫類、通信類等。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 3. 設(shè)計階段 在設(shè)計階段，分析階段的結(jié)果被擴(kuò)展為一個技術(shù)解決方案。新類被加入進(jìn)來，以提供以下一些基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)：用戶界面、處理對象存儲的數(shù)據(jù)庫、與其他系統(tǒng)的通信、與系統(tǒng)各種設(shè)備的接口等。在分析階段獲得的問題域中的類被 “ 嵌入 ” 到此技術(shù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，這樣就能夠同時改變問題域和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。設(shè)計階段將為隨后的構(gòu)建階段產(chǎn)生詳細(xì)的規(guī)格說明。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 4. 編碼階段 在編碼階段 (或者稱為構(gòu)建階段 )，設(shè)計階段的類被轉(zhuǎn)換為使用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言編制的實際代碼。這一任務(wù)的難度取決于編程語言本身的能力。用 UML創(chuàng)建分析模型和設(shè)計模型時，應(yīng)避免試圖將模型轉(zhuǎn)換為代碼。在開發(fā)的早期階段，模型是幫助理解和搭建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一種手段。如果在早期階段就考慮代碼，勢必達(dá)不到預(yù)期的目的。因此，編碼是一個獨立的階段，只有到了編碼階段，模型才被轉(zhuǎn)換為代碼。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 5. 測試階段 與結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)開發(fā)方法類似，面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法也需要經(jīng)過單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試和驗收測試。對于面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法，單元測試是對單個類或一組類的測試，一般情況下由編程者自己完成。集成測試集成組件和類，以校驗它們是否像指定的那樣合作。系統(tǒng)測試將系統(tǒng)看成是一個黑盒子，檢驗系統(tǒng)是否具有最終用戶所期望的功能。驗收測試由用戶實施，驗證系統(tǒng)是否滿足客戶的要求。不同的測試團(tuán)隊使用不同的 UML圖作為他們測試的基礎(chǔ)：單元測試團(tuán)隊使用類圖和類規(guī)格說明；集成測試團(tuán)隊一般使用組件圖和協(xié)作圖；系統(tǒng)測試團(tuán)隊使用用例圖檢驗最初在這些圖中定義的系統(tǒng)行為。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML UML靜態(tài)建模機(jī)制簡介 用例圖 長期以來，在面向?qū)ο箝_發(fā)和傳統(tǒng)的軟件開發(fā)中，人們一直用典型的使用情景來描述需求。但是，這些使用情景是非正式的，難以規(guī)范化描述。用例模型由 Ivar Jacobson在開發(fā) AXE系統(tǒng)中首先使用，并加入由他所倡導(dǎo)的 OOSE和 Objectory方法中。用例方法引起了面向?qū)ο箢I(lǐng)域的極大關(guān)注，面向?qū)ο箢I(lǐng)域已廣泛接納了用例這一概念。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 1. 用例模型 (Use Case Model) 用例模型用于需求分析階段 ， 描述的是外部執(zhí)行者 (Actor)所理解的系統(tǒng)功能 。 它的建立是系統(tǒng)開發(fā)者和用戶反復(fù)討論的結(jié)果 ， 表明了開發(fā)者和用戶對需求規(guī)格達(dá)成的共識 。 用例模型描述了待開發(fā)系統(tǒng)的功能需求 ， 將系統(tǒng)看作黑盒 ，從外部執(zhí)行者的角度來理解系統(tǒng) 。 它驅(qū)動了需求分析之后各階段的開發(fā)工作 ， 不僅在開發(fā)過程中保證了系統(tǒng)所有功能的實現(xiàn) ，而且被用于驗證和檢測所開發(fā)的系統(tǒng) ， 從而影響到開發(fā)工作的各個階段和 UML的各個模型 。 在 UML中，一個用例模型由若干個用例圖描述，用例圖主要元素是用例和執(zhí)行者。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 2. 用例 (Use Case)與執(zhí)行者 (Actor) 一個用例從本質(zhì)上講是用戶與計算機(jī)之間的一次典型交互作用 。 例如 ， 在文字處理軟件中 ， “ 將某些正文置為黑體 ” 和“ 創(chuàng)建一個索引 ” 便是兩個典型的用例 。 執(zhí)行者是指用戶在系統(tǒng)中所扮演的角色 。 UML將用例定義成系統(tǒng)執(zhí)行的一系列動作 ， 動作執(zhí)行的結(jié)果能被指定執(zhí)行者察覺到 。 圖 的一部分 ， 其中的橢圓表示用例 ， 小人表示執(zhí) 行者 。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML B o o k B o r r o w e rJo u r n a l B o r r o w e rB o r r o w C o p yo f B o o kR e t u r n C o p yo f B o o kB o r r o w C o p yo f Jo u r n a lR e t u r n C o p yo f Jo u r n a l圖 用例圖 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 3. 通信聯(lián)系 在圖 ， 不帶箭頭的線段將執(zhí)行者與用例連接到一起 ，表示兩者之間交換信息 ， 稱之為通信聯(lián)系 。 執(zhí)行者觸發(fā)用例 ，并與用例進(jìn)行信息交換 。 單個執(zhí)行者可與多個用例聯(lián)系；反過來 ， 一個用例可與多個執(zhí)行者聯(lián)系 。 對同一個用例而言 ， 不同執(zhí)行者有著不同的作用：他們可以從用例中取值 ， 也可以參與到用例中 。 執(zhí)行者在用例圖中是用類似人的圖形來表示的，但執(zhí)行者未必是人。例如，執(zhí)行者也可以是一個外界系統(tǒng)，該外界系統(tǒng)可能需要從當(dāng)前系統(tǒng)中獲取信息，與當(dāng)前系統(tǒng)進(jìn)行交互。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 4. 使用和擴(kuò)展 (Use and Extend) 用例圖除了包含執(zhí)行者與用例之間的連接外 ， 還可以有另外兩種類型的連接 ， 用來表示用例之間的使用和擴(kuò)展關(guān)系 。 使用和擴(kuò)展是兩種不同形式的繼承關(guān)系。當(dāng)一個用例與另一個用例相似，但所做的動作多一些，就可以用到擴(kuò)展關(guān)系。當(dāng)有一大塊相似的動作存在于幾個用例，又不想重復(fù)描述該動作時，就可以用到使用關(guān)系。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 用例用來獲取需求 、 規(guī)劃和控制項目 。 用例的獲取是需求分析階段的主要任務(wù)之一 ， 而且是首先要做的工作 。 大部分用例將在項目的需求分析階段產(chǎn)生 ， 并且隨著工作的深入會發(fā)現(xiàn)更多的用例 ， 這些都應(yīng)及時增添到已有的用例集中 。 用例集中的每個用例都是一個潛在的需求 。 對一個大系統(tǒng)，要列出用例清單常常十分困難?？上攘谐鰣?zhí)行者清單，再對每個執(zhí)行者列出它的用例，問題就會容易很多。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 下面給出一個較完整的圖書館應(yīng)用系統(tǒng)的用例圖 。 用戶或客戶對它最初的需求描述如下： l 這是一個圖書館支持系統(tǒng) 。 l 圖書館應(yīng)用系統(tǒng)將圖書和雜志借給讀者 ， 這些讀者已經(jīng)在系統(tǒng)中注冊了 ， 借閱的圖書和雜志也已在系統(tǒng)中登記了 。 l 圖書館負(fù)責(zé)新書的購買 。 一本圖書可以購買多個副本 。 當(dāng)書和雜志已經(jīng)過時或破舊不堪時，將它們從系統(tǒng)中刪除。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML l 讀者可以預(yù)訂圖書館當(dāng)前還沒有的圖書或雜志 ， 當(dāng)預(yù)訂的圖書或雜志歸還或購進(jìn)時 ， 應(yīng)用系統(tǒng)就通知預(yù)訂人 。 當(dāng)讀者借閱了它所預(yù)訂的圖書或雜志后 ， 或者讀者要求取消預(yù)訂時 ，他的本次預(yù)訂就被取消了 。 l 圖書館應(yīng)用系統(tǒng)能夠很容易地建立 、 修改和刪除系統(tǒng)中的信息 ， 包括書名 、 借書者 、 借閱信息和預(yù)訂信息 。 用例描述了圖書館系統(tǒng)提供的所有功能 ——系統(tǒng)的功能需求。用例分析包括閱讀和分析規(guī)格說明，同時也包括與潛在的用戶一起討論系統(tǒng)。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 圖書館系統(tǒng)的執(zhí)行者包括圖書管理員和讀者。圖書管理員是軟件系統(tǒng)的用戶，而讀者則是來借閱或預(yù)訂圖書和雜志的客戶。讀者不直接和軟件系統(tǒng)打交道，讀者的要求由圖書管理員代為執(zhí)行。 第 7章 面向?qū)ο箝_發(fā)方法與 UML 圖書館系統(tǒng)中的用例有： l 借書 l 還書 l 預(yù)訂 l 取消預(yù)訂 l 增加標(biāo)題 l