01 软件工程与UML概述

UML统一建模语言徐文华第1章软件工程与UML概述软件工程概述软件工程的发展历史软件工程的生命周期UML概述UML的历史UML包含的内容UML的定义UML的应用领域软件工程的发展历史1946年，世界上第一台电子计算机在美国研制成功。50年代，软件诞生。60年代中期到70年代中期，“软件危机”出现。1968年，提出“软件工程”概念。软件工程的生命周期软件开发分为五个阶段：需求分析（RequirementsCapture）阶段系统分析与设计（SystemAnalysisandDesign）阶段系统实现（SystemImplementation）阶段测试（Testing）阶段维护（Maintenance）阶段初识UMLUML：UnifiedModelingLanguage统一建模语言初识UMLUML中的事物、关系、视图、图UML中的常用模型用户模型视图：用例图结构模型视图：类图、对象图行为模型视图（交互图）：时序图、协作图行为模型视图（行为图）：状态图、活动图实现模型视图：组件图环境模型视图：配置图【实例】UML的用例图、类图、活动图和顺序图初体验【任务操作】1、启动OA，首先出现如图所示的【用户登录】窗口2、输入用户名“***”和密码“***”，单击【登录】按钮。【实例】UML的用例图、类图、活动图和顺序图初体验【任务分析】1、根据OA登录过程可知，OA启动后首先出现【用户登录】界面，用户在该界面中输入“用户名”和“密码”，然后由系统对用户输入的“用户名”和“密码”进行验证。对于“用户名”和“密码”都正确的合法用户，则成功登录系统，否则为非法用户，登录系统失败。【实例】UML的用例图、类图、活动图和顺序图初体验【任务分析】则：用户登录模块主要提供两个基本功能：（1）用户通过登录界面输入“用户名”和“密码”；（2）系统对用户输入的“用户名”和“密码”进行验证，以判断用户身份的合法性。【实例】UML的用例图、类图、活动图和顺序图初体验【认识用例图】软件系统（例如OA）的用户登录模块的参与者通常是“用户”，基本功能有两个：（1）输入用户名和密码；（2）验证用户身份。用例图用来描述系统的功能，并指出各功能的参与者，用户登录模块的用例图如图所示。【实例】UML的用例图、类图、活动图和顺序图初体验【认识类图】用户在“用户登录界面”输入“用户名”和“密码”，然后通过单击【登录】按钮，触发Click事件，执行验证用户身份的操作。在系统分析和设计阶段使用UML的类图定义系统的类以及类的属性和操作。“登录界面类”的类图“用户登录类”的类图“数据库操作类”的类图【实例】UML的用例图、类图、活动图和顺序图初体验【认识活动图】UML的活动图描述为满足用例要求所要进行的活动，描述业务过程的工作流程中涉及的活动。活动图如下页图所示。【实例】UML的用例图、类图、活动图和顺序图初体验【认识顺序图】顺序图显示多个对象之间的动态协作关系，重点是显示对象之间发送消息的时间顺序。顺序图也显示对象之间的交互，就是在系统执行时，某个指定时间点发生的事情。顺序图如下页图所示。建立软件模型的重要性建立软件模型具体以下功能：（1）可以简化系统的设计和维护，使之更容易理解。（2）便于开发人员展现系统。（3）允许开发人员指定系统的结构或行为。（4）提供指导开发人员构造系统的模板。（5）记录开发人员的决策。UML的历史UML是由Booch，Rumbaugh和Jacobson发起，在Booch方法、OMT方法和OOSE方法的基础上，集众家之长，几经修改而成。UML统一了Booch，OMT和OOSE等方法中的基本概念：用例图从OOSE来；类图从OMT和Booch等方法来；实现图(构件图和配置图)从Booch的模块图和过程图来。UML吸取了OO技术领域各流派的长处：状态图从Harel而来；活动图从工作流图而来；合作图从Booch的对象图和Fusion的对象交互作用图等而来；等等。在演变过程中UML提出了一些新的概念。UML的历史Booch对象和类的标识、语义、关系、细化Coad&Yourdon(OOA/OOD)对象标识、一般特殊、整体部分、主题、属性、服务Jocobson(OOSE)使用案例分析、界面对象、对象模型Rambaugh(OMT)对象模型、动态模型、功能模型Wrifs-Brock(责任驱动法)语义分析、类标识、责任分析、协作图、类体系、CRCUML的历史1994.10，Booch和Rumbaugh将Booch93和OMT-2统一，1995.10.发布UM0.8。1995年秋，经过Booch、Rumbaugh、Jacobson三人的努力，1996.6和1996.10发布UML0.9和UML0.91。1996年成立UML成员协会，有700多公司支持UML，占领OO市场的85%。1997.1发布UML1.0，1997.9发布UML1.1。1997.11OMG采纳UML1.1作为OO技术的标准建模语言。此后，UML的维护工作由CrisKobryn领导的OMG版本修改小组RTF(RevisionTaskForce)负责.1998.6:UMLV.1.1(编辑修改版).1999.6:UMLV.1.3(技术终订版).2001:UMLV.1.4.2002：UMLV.1.4.1.2003.3:UMLV.1.5.2005：UML2.0UML包含的内容UML的定义包括UML语义UML表示法建模方法=建模语言+建模过程。建模语言定义了用于表示设计的符号(通常是图形符号)；建模过程描述进行设计所需要遵循的步骤。UML包含的内容UML可以由下列5类图来定义。第1类，用例图（UseCaseDiagram），从用户角度描述系统功能，并指出各功能的操作者。第2类，静态图（Staticdiagram），包括类图、对象图和包图。第3类，行为图（Behaviordiagram），描述系统的动态模型和组成对象间的交互关系，包括状态图和活动图。第4类，交互图（Interactivediagram），描述对象间的交互关系，包括时序图和协作图。第5类，实现图（Implementationdiagram），包括组件图和配置图。UML的定义UML（UnifiedModelingLanguage）统一建模语言，是一种面向对象的建模语言。主要作用是帮助用户对软件系统进行面向对象的描述和建模。UML是一种建模语言，而不是一种方法，它统一了面向对象建模的基本概念、术语及其图形符号，为人们建立了便于交流的共同语言。UML的定义UML由以下几个部分组成：视图（View）图（Diagram）模型元素（ModelElement）通用机制（GeneralMechanism）UML是用来描述模型的，用模型来描述系统的结构或静态特征、行为或动态特征。视图（View）从系统的不同角度抽象用例视图（UseCaseView）逻辑视图（LogicalView）并发视图（ConcurrentView）组件视图（ComponentView）配置视图（DeploymentView）各种视图由图组成图（Diagram）UML提供9种不同的图，分类如下：用户模型视图：用例图结构模型视图：类图、对象图行为模型视图（交互图）：时序图、协作图行为模型视图（行为图）：状态图、活动图实现模型视图：组件图环境模型视图：配置图UML的建模机制静态建模机制包括：用例图（UseCaseDiagram）、类图（ClassDiagram）、对象图（ObjectDiagram）、包（Package）、组件图（ComponentDiagram）和配置图（DeploymentDiagram）。动态建模机制包括消息（Message）、状态图（StateDiagram）、时序图（SequenceDiagram）、协作图（CollaborationDiagram）和活动图（ActivityDiagram）。UML的应用领域UML是一个通用的标准建模语言，可对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模。UML适用于系统开发的不同阶段：需求分析阶段用用例；分析阶段用类图；实现阶段用动态模型；构造阶段用OO编程语言。UML常应用在以下领域。（1）信息系统（2）嵌入式系统（3）分布式系统（4）商业系统小结软件模型是系统的完整抽象，图则是模型或模型子集的图形化表示。本章主要对UML的图建立初步印象，初步了解UML的功能、组成、图、视图及其应用领域。