面向对象软件工程(标准建模语言uml)
软件工程建模的方法
软件工程建模的方法
软件工程建模的方法有以下几种：
1. 面向过程的建模方法：这种方法主要关注软件系统的输入、处理和输出过程，通过绘制数据流图、结构图、状态转换图等图形化方式来描述系统的结构和功能。
2. 面向对象的建模方法：这种方法主要关注软件系统中的对象及其相互关系，通过绘制类图、对象图等图形化方式来描述系统的结构和行为。
3. 数据库建模方法：这种方法主要用于描述软件系统中的数据模型，通过绘制实体关系图、关系模式、数据流程图等图形化方式来描述数据库的结构和关系。
4. 结构化建模方法：这种方法主要关注软件系统的组织结构和模块划分，通过绘制模块图、层次结构图等图形化方式来描述系统的组织关系和模块之间的调用关系。
5. UML（统一建模语言）建模方法：这种方法是一种标准化
的建模方法，通过使用UML语言规范来描述软件系统的各个
方面，包括需求、设计、实现、测试等，通过绘制用例图、类图、时序图、活动图等图形化方式来描述系统的结构和行为。
这些建模方法可以根据具体的需求和情况灵活选择和组合使用，以达到对软件系统的准确描述和全面分析的目的。
UML概述
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UML的基本视图
UML的五类基本视图；
UML的用例视图； UML的逻辑视图； UML的构件视图； UML的并发视图； UML的配置视图。
2020/1/4
成都信息工程学院软件工程系
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场景(Scenarios)
场景用于刻画构件之间的相互关系，将四个视 图有机地联系起来。可以描述一个特定的视图 内的构件关系，也可以描述不同视图间的构件 关系。
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UML中的图和各视图的对应关系
场景视图：用例图 逻辑视图：类图和对象图 开发视图：类图和组件图 进程视图：顺序图、协作图、状态图、活
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Rational三剑客
Jim Rumbaugh Ivar Jacobson
Grady Booch
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方法学大 战阶段
UML的历史
统一阶段
公
标准化阶 段
众 反
馈
工业化阶 段
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依赖（ dependency）
依赖关系描述一个元素对另一个元素的依附。
聚合（aggregation）
描述元素之间整体和部分的关系
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图（diagram）
UML模型图（5类，9种）： 用例图 静态图（类图，对象图） 行为图（状态图，活动图） 交互图（顺序图，协作图） 实现图（构件图，配置图）
软件工程 第5章--UML
UML的定义
UML定义有两个主要组成部分：语义和表示法。 语义用自然语言描述，表示法定义了UML的可 视化标准表示符号，这决定了UML是一种可视 化的建模语言。 在语义上，模型是元模型的实例。UML定义给 出了语法结构的精确定义。 使用UML时，要从不同的角度观察系统，为此 定义了概念“视图(View)‖。视图是对系统的模 型在某方面的投影，注重于系统的某个方面。
独立于过程
系统建模语言，独立于开发过程。
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容易掌握使用 概念明确，建模表示法简洁明了，图形结 构清晰，容易掌握使用。 着重学习三个方面的主要内容： (1) UML的基本模型元素 (2) 组织模型元素的规则 (3) UML语言的公共机制 与程序设计语言的关系 用Java，C++ 等编程语言可实现一个系统。 一些CASE工具可以根据 UML所建立的系 统模型来产生Java、C++ 等代码框架。
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UML事物 — 注释事物
11) Note（注释）
依附于一个元素或一组元素之上，对其进
行约束或解释的简单符号。没有语义影响。
See policy8-5-96.doc for details about these algorithms.
CashAccount presentValue()
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UML定义 9 种图，表达UML中的 5 种视图，各 视图在静态和动态方面表示系统模型。
结构 视图 静态 方面
动态 方面
行为 视图 同左
实现 视图 构件图
环境 视图 部署图
同左
用例 视图 用例图
同左
类图 对象图
顺序图 同左 顺序图 合作图 (注重 合作图 状态图 进程、 状态图 活动图 线程) 活动图
UML（UnifiedModelingLanguage统一建模语言）
UML（UnifiedModelingLanguage统⼀建模语⾔）UML（Unified Modeling Language 统⼀建模语⾔），⼜称标准建模语⾔。
是⽤来对软件密集系统进⾏可视化建模的⼀种语⾔。
UML是⼀种⾯向对象的建模语⾔，它可以实现⼤型复杂系统各种成分描述的可视化、说明并构造系统模型，以及建⽴各种所需的⽂档，是⼀种定义良好、易于表达、功能强⼤且普遍适⽤的建模语⾔。
UML基本内容详述（1）视图 视图是表达系统的某⼀⽅⾯特征的UML建模元素的⼦集；试图并不是图，它是由⼀个或多个图组成的对系统某个⾓度的抽象。
1）⽤例视图（核⼼视图） 强调从⽤户的⾓度看到的或需要的系统功能。
2）逻辑视图 该视图⽤于描述系统内实现的逻辑功能，展现系统的静态或结构组成及特征。
3）组件视图 该视图从系统实现的⾓度来描述模型对象间的关系。
4）配置视图 该视图⽤于说明系统的物理配置。
（2）图表 图表是描述视图内容的图。
1）⽤例图 ⽤于描述外部项与系统提供的使⽤事件之间的联系。
⼀个使⽤事件是系统提供的功能的具体描述，是系统分析⼈员从⽤户⾓度描述系统的功能，是功能与功能之间以及功能与⽤户之间的关系。
使⽤事件定义了系统的功能需求。
简单理解：⽤来描述系统的功能。
2）类图 ⽤于描述系统的静态结构。
类可以⽤不同⽅式连接，主要包括联合、依赖、独⽴和包装。
⼀个系统⼀般有多张类图，⼀个类可在不同的视图中出现。
3）对象图 ⽤于表述系统在某个时刻的静态结构。
对象图也可作为协作图的⼀部分，说明⼀组对象之间的动态协作关系。
对象图与类图的区别：对象图表⽰的是类中的许多对象实例，⽽不是类本⾝。
4）状态图 ⽤于说明类中的对象可能具有的状态，以及由时间引起的状态的改变。
简单理解：描述了系统元素的状态条件和响应。
5）顺序图（时序图） ⽤于描述对象间的动态协作关系。
表达了对象间发⾏消息的时序，同时也表达出对象间的相互作⽤，以及当系统执⾏到某个特定位置时可能会发⽣的事。
面向对象设计与UML建模
面向对象设计与UML建模面向对象设计是一种软件开发方法，它将现实世界的实体抽象为对象，并以对象之间的相互关系来组织和描述系统的行为。
而UML（统一建模语言）是一种用于可视化、规范化软件系统设计的标准建模语言。
本文将从面向对象设计的概念入手，介绍面向对象设计与UML建模的关系及应用。
一、面向对象设计的概念面向对象设计（Object-oriented Design）是一种以对象为中心的软件开发方法。
在面向对象设计中，将系统中的各个对象抽象出来，通过定义对象之间的属性和方法，以及对象之间的关系，来描述系统的功能和行为。
面向对象设计的核心思想是将现实世界的实体抽象为对象，对于每个对象，描述其属性和方法，并通过对象之间的交互来实现系统的功能。
这样的设计方式使得系统更加模块化，易于扩展和维护。
二、UML建模的概念UML（Unified Modeling Language）是一种用于规范化、可视化软件系统设计的标准建模语言。
它提供了一套丰富的符号和约定，用于描述系统的结构、行为和交互。
UML建模是面向对象设计的重要工具之一，它能够帮助开发人员更好地理解和设计系统。
通过使用UML，开发人员可以绘制出类图、时序图、用例图等各种类型的图表，来描述系统的不同方面和视角。
三、面向对象设计与UML建模的关系面向对象设计与UML建模是紧密相关的。
面向对象设计将系统抽象为对象，定义了对象的属性和方法，以及对象之间的关系。
而UML建模则是通过各种类型的图表来表示和描述这些对象、属性、方法和关系。
具体来说，面向对象设计中的类可以通过UML的类图来表示。
类图用于描述系统中的类及其之间的继承、关联、聚合等关系。
类图能够清晰地展示系统的结构，有助于开发人员对系统进行整体把握和分析。
此外，面向对象设计中的时序和交互可以通过UML的时序图、活动图和通信图来表示。
时序图用于描述对象之间的交互顺序，活动图用于描述系统的流程和行为，通信图用于描述对象之间的消息传递。
第二章uml建模语言介绍
第二章uml 建模语言介绍1.uml （unified modeling language,统一建模语言）Uml 是一种通用的、标准的、可视化的建模语言，能让系统构造者用标准的、易于理解的方式建立起项目中所有的静态结构和动态行为，便于不同的人之间有效地共享和交流工作结果。
2.uml 的特点● 统一了面向对象方法的基本概念● 强大的建模能力● 提出了很多新的概念● 独立于开发过程● 易于掌握使用3.uml 建模语言 的描述方式以标准的图形表示为主。
Uml 模型图由元素、关系和图构成。
4.uml 中常用的十种图：1) 用例图2) 静态图：类图、对象图、包图3) 行为图：状态图、活动图4) 交互图：序列图、合作图5) 实现图：构件图、部署图5.模型元素：基元素和构造型元素1) 基元素:类、对象、节点、包、构件、注释、关联、依赖和泛化等2) 构造型元素6.用例图1) 用例：是系统中的一个功能单元，是从用户的角度对系统行为的一个描述，是从用户角度来描述系统需求。
2) 用例图：是由参与者、用例以及它们之间的关系构成的用于描述系统功能的模型图。
3) 用例图表示方法：用例图表示方法很直观，由用例、参与者和关联线共同组成用例图 用例由一个椭圆形表示，用例的名字可以放在椭圆形里面，也可以放在椭圆形下面。
参与者由直立人形图标，参与者的名字放在参与者图标的下方。
参与者和用例之间用实线连接，表示两者之间有通信关系。
系统的边界用一个矩形表示，系统的名字写在矩形里面。
用例属于系统内部，装入矩形内。
参与者是系统外部实体，放在矩形外面。
7.类图1) 类图：由系统中使用的类以及它们之间的关系组成，描述系统中类的静态结构，不仅定义系统中的类，表示类之间的联系，如关联、依赖、聚合等，也包括类的内部结构（类的属性和操作）2) 类图的表示方法：类在类图上使用包含三个区域的矩形来描述，最上面的区域是类名，中间区域是类的属性，最下面的区域是类的操作。
UML复习资料(完整)
2011UML复习题纲一、选择、判断、填空第一章UML与面向对象1、UML(Unified Modeling Language,统一建模语言)是软件和系统开发的标准建模语言，它主要以图形的方式对系统进行分析、设计。
2、UML是在多种面向对象分析与设计方法相互融合的基础上形成的，是一种专用于系统建模的语言。
它为开发人员与客户之间，以及开发人员之间的沟通与理解架起了“桥梁”。
3、UML不是开发工具，只是建模语言。
4、OOA三种基本模型：功能模型、对象模型、动态模型。
5、软件是程序、数据和相关文档的完整集合。
6、软件开发过程分为如下几个阶段：需求分析、总体设计、详细设计、编程与测试、维护。
7、面向对象的软件工程方法包括面向对易用的分析（OOA）、面向对象的设计（OOD）、面向对象的编程（OOP）。
8、软件方法学包含3个要素：方法、工具和过程。
9、对象是现实世界中一个实际存在的事物，它可以是看得见摸得着的东西。
10、类是一组具有相同属性的操作的对象集合，它为所有属于该类的对象提供了统一的描述。
11、封装是指将对象属性和操作结合在一起，构成一个独立的对象。
封装使得对象属性和操作紧密结合在一起，这反映了事物的状态特性与动作是事物不可分割的特征。
12、继承是指子类可以拥有父类的全部属性和操作，继承是OO方法的一个重要的概念，并且是OO技术可以提高软件开发效率的一个重要原因。
13、多态性是指在父类中定义的属性和操作被子类继承后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为。
14、OO开发中的三层设计：问题域类、GUI类和数据访问类。
15、面向对象设计准则：模块化、抽象、信息隐藏、低耦合、高内聚。
16、UML的构成：元元模型层、元模型层、模型层、用户模型层。
17、UML的核心是由视图、图、模型元素、通用机制组成。
18、UML中的视图细分：（1）用例视图（用例视图强调从系统的外部参与者角度需要的功能，描述系统应该具有的功能）；（2）逻辑视图（逻辑视图的使用者主要是设计人员和开发人员，描述用例视图提出的系统功能的实现）；（3）并发视图（并发视图的使用者主要是开发人员和系统集成人员，它主要考虑资源的有效利用、代码的并行执行以及系统环境中异步事件的处理）；（4）组件视图（组件是不同类型的代码模块，它是构造应用的软件单元。
什么是UML
什么是UMLUML 是一种标准的图形化建模语言，它是面向对象分析与设计的一种标准表示。
它：不是一种可视化的程序设计语言而是一种可视化的建模语言：不是工具或知识库的规格说明而是一种建模语言规格说明是一种表示的标准。
不是过程也不是方法但允许任何一种过程和方法使用它。
UML 的目标是易于使用表达能力强进行可视化建模。
与具体的实现无关可应用于任何语言平台和工具平台。
与具体的过程无关可应用于任何软件开发的过程。
简单并且可扩展具有扩展和专有化机制便于扩展无需对核心概念进行修改。
为面向对象的设计与开发中涌现出的高级概念例如协作框架模式和组件。
提供支持强调在软件开发中对架构框架模式和组件的重用。
与最好的软件工程实践经验集成。
可升级具有广阔的适用性和可用性。
有利于面对对象工具的市场成长。
图1.1 UML 的成长过程UML（统一建模语言，Unified Modeling Language）是一种建模语言，是第三代用来为面向对象开发系统的产品进行说明，可视化和编制文档的方法。
它是由信息系统ISInformation System 和面向对象领域的三位著名的方法学家Grady Booch James Rumbaugh 和Ivar Jacobson 称为三个好朋友the Three Amigos 提出的。
这种建模语言得到了UML 伙伴联盟的应用与反馈并得到工业界的广泛支持，由OMG 组织ObjectManagement Group 采纳作为业界标准。
UML 取代目前软件业众多的分析和设计方法Booch Coad Jacobson Odell Rumbaugh Wirfs-Brock 等成为一种标准这是软件界的第一次有了一个统一的建模语言。
目前，OMG 已经把UML 作为公共可得到的规格说明Publicly。
第4章面向对象方法学与UML
第4章面向对象方法学与UML面向对象方法学（Object-Oriented Methodology，OOM）是一种软件开发方法，它将系统建模和设计过程中的对象概念引入到软件开发中。
在面向对象方法学中，系统被看作是一组对象的集合，这些对象通过消息传递进行通信和交互。
而UML（Unified Modeling Language）是一种用于软件系统描述的建模语言，也是面向对象方法学的一部分。
面向对象方法学中的核心概念是对象。
对象是系统中的一个实体，它可以具有属性（属性描述对象的状态）和方法（方法描述对象的行为）。
通过将系统建模为一组对象的集合，面向对象方法学提供了一种基于对象的分析和设计框架，帮助开发人员将系统需求转化为可执行的软件。
面向对象方法学使用UML作为建模语言，通过使用UML图表来可视化和描述系统的不同方面。
UML图表包括类图、用例图、序列图、活动图等。
类图是UML中最常用的图表类型之一，用于描述系统中的类、属性和方法之间的关系。
类图中的类代表系统中的对象，属性代表类的状态，方法代表类的行为。
类图可以帮助开发人员理解系统的对象结构，设计类之间的关系。
用例图是UML中的另一个重要图表类型，用于描述系统与外部用户或系统之间的功能需求。
用例图用于表示系统的功能需求，并显示不同用户或系统与系统之间的交互。
序列图用于描述系统中对象之间的交互和通信。
它显示了对象之间的消息传递顺序，帮助开发人员理解系统中不同对象之间的交互过程。
活动图用于描述系统中的业务流程或工作流程。
它展示了系统中的活动和操作之间的顺序和关系，帮助开发人员理解系统中不同活动和操作之间的流程。
通过使用面向对象方法学和UML，开发人员可以更好地理解和描述系统的需求和结构。
这有助于提高软件开发的效率和质量，并且提高系统的可维护性和可扩展性。
因此，面向对象方法学和UML已成为现代软件开发中不可或缺的重要工具和技术。
UML与面向对象设计的关系与区别
UML与面向对象设计的关系与区别UML（Unified Modeling Language）是一种用于软件开发的标准建模语言，它提供了一套丰富的图形符号和规则，用于描述软件系统的结构、行为和交互。
而面向对象设计是一种软件开发方法，它将现实世界中的对象抽象成软件中的类，并通过类之间的继承、关联、聚合等关系来构建软件系统。
UML与面向对象设计之间存在着紧密的关系，同时也有一些区别。
本文将从不同的角度探讨UML与面向对象设计的关系与区别。
1. 角色与目的：UML是一种建模语言，它的主要目的是帮助开发人员在软件开发的不同阶段进行沟通和交流。
通过使用UML，开发人员可以更清晰地表达他们的设计想法，从而减少误解和沟通障碍。
而面向对象设计则是一种开发方法，它的主要目的是使用面向对象的思想来构建软件系统，提高系统的可维护性和可扩展性。
2. 表达方式：UML使用图形符号来表示软件系统的结构和行为，包括类图、对象图、时序图、活动图等。
这些图形符号可以直观地展示系统的组成部分和它们之间的关系。
而面向对象设计则更注重于类的设计和组织，通过类的继承、关联、聚合等关系来描述系统的结构和行为。
3. 范围和应用：UML可以应用于不同的软件开发阶段，包括需求分析、系统设计、详细设计等。
它可以帮助开发人员在不同的阶段进行建模和分析，从而提高系统的质量和可靠性。
而面向对象设计主要应用于系统设计阶段，它通过抽象和封装的方式来构建系统的模块和组件，从而实现系统的可维护性和可扩展性。
4. 重点和关注点：UML更注重于系统的整体结构和行为，通过类图和对象图等方式来描述系统的组成部分和它们之间的关系。
它强调系统的静态结构和动态行为，从而帮助开发人员更好地理解和分析系统。
而面向对象设计则更注重于类的设计和组织，通过类的继承、关联、聚合等关系来描述系统的结构和行为。
它强调系统的模块化和可重用性，从而提高系统的可维护性和可扩展性。
5. 工具和技术：UML可以使用各种建模工具来进行建模和分析，包括Enterprise Architect、Rational Rose等。
UML图基础介绍
依赖 【依赖关系】：是一种使 用的关系，即一个类的实现需 要另一个类的协助，所以要尽 量不使用双向的互相依赖.
【代码表现】：局部变量、 方法的参数或者对静态方法的 调用 【箭头及指向】：带箭头 的虚线，指向被使用者
各种类图关系
3、对象图（Object Diagrams）
描述的是参与交互的各个对象在交互过程中某一时刻的状态。对象图 可以被看作是类图在某一时刻的实例。
第三部分
图的差异比较
图的差异比较
1.序列图(时序图)VS协作图 序列图和协作图都是交互图。二者在语义上等价，可以相互转化。但是侧重点不同： 序列图侧重时间顺序，协作图侧重对象间的关系。 共同点：时序图与协作图均显示了对象间的交互。 不同点：时序图强调交互的时间次序。 协作图强调交互的空间结构。 2.状态图VS活动图 状态图和活动图都是行为图。状态图侧重从行为的结果来描述，活动图侧重从行为 的动作来描述。状态图描述了一个具体对象的可能状态以及他们之间的转换。在实际的 项目中，活动图并不是必须的，需要满足以下条件：1、出现并行过程&行为；2、描述 算法；3、跨越多个用例的活动图。 3.活动图VS交互图 二者都涉及到对象和他们之间传递的关系。区别在于交互图观察的是传送消息的对 象，而活动图观察的是对象之间传递的消息。看似语义相同，但是他们是从不同的角度 来观察整个系统的。
第四部分
UML与软件工程
UML与软件工程
UML图是软件工程的组成部分，软件工程从宏观的角度保证了软件 开发的各个过程的质量。而UML作为一种建模语言，更加有效的实现了软 件工程的要求。
UML与软件工程 如下图，在软件 的各个开发阶段需要的 UML图。
UML与软件工程 下表是UML使用人员图示。
uml语言支持面向对象的主要概念
uml语言支持面向对象的主要概念UML语言支持面向对象的主要概念及相关内容1. 什么是UML语言？UML（Unified Modeling Language）是一种用于面向对象软件开发的标准建模语言。
它是一种图形化的方式，用来描述和设计软件系统的结构、行为和交互。
UML提供了一套统一的符号和语法，使开发人员能够更好地理解、设计和沟通软件系统。
2. 面向对象的主要概念类（Class）•类是面向对象程序设计的基本概念之一。
•类是对象的抽象模板，描述了具有相同属性和行为的对象的共同特征。
•类具有属性（成员变量）和方法（成员函数），属性描述对象的特征，方法描述对象的行为。
对象（Object）•对象是类的实例化，是现实世界中具体个体的抽象。
•对象具有唯一标识、状态和行为。
•对象的状态由属性值决定，对象的行为由方法实现。
继承（Inheritance）•继承是面向对象编程的重要特性之一。
•继承允许一个类继承另一个类的属性和方法，以便在不重复编写代码的情况下扩展和修改类的功能。
•继承创建了类之间的父子关系，可以通过继承实现抽象和模块化。
多态（Polymorphism）•多态是面向对象编程的另一个重要特性。
•多态允许以父类的数据类型来引用子类的对象，提供了动态绑定和运行时多态的能力。
•多态可以增加程序的灵活性和可扩展性，使代码更易于维护和理解。
封装（Encapsulation）•封装是将数据和方法组合到一个单元中的机制。
•封装隐藏了对象的内部细节，只对外提供访问和操作接口，通过限制直接访问保护了数据的完整性。
•封装提高了代码的可重用性和安全性，降低了代码的耦合度。
3. UML语言对面向对象的支持UML语言提供了丰富的图形符号和语法，方便开发人员在软件开发过程中进行面向对象的建模和设计。
以下是UML语言对面向对象的主要支持内容：类图（Class Diagram）•类图是UML语言中用来描述类、对象和它们之间关系的图形化表示。
面向对象程序设计中UML的应用
面向对象程序设计中UML的应用随着计算机技术不断发展，面向对象程序设计已经成为了当今软件开发领域的主流，而统一建模语言（UML）则是面向对象程序设计中最广泛使用的建模工具。
本文将探讨UML在面向对象程序设计中的应用。
一、UML概述UML是一种图形化建模语言，起源于1990年代初。
UML一词最初由Rumbaugh、Booch和Jacobson等人发明，首先在1997年发布1.0版，目前使用最广泛的是2.5版。
UML包含13种图表，包括用例图、类图、时序图、活动图等。
每个图表都有其特定的作用和使用场景，可以用于描述软件系统的不同方面。
二、用例图用例图是UML中最常用的图表之一，它描述了系统的各个角色、交互以及系统功能。
用例图非常适合在项目早期进行需求分析，以便更好地了解系统应该具有哪些功能，以及这些功能应该如何相互协作。
用例图可以帮助我们确定谁将使用系统以及系统如何被使用。
每个用例都描述了一个用户与系统交互的操作序列。
用例图可以非常容易地捕捉到系统的需求，从而帮助我们构建一个清晰的系统模型。
三、类图类图是系统中最重要的一种UML图表，用于描述系统中的类和它们之间的关系。
类是面向对象编程的核心概念，可以被视为一种抽象的数据类型。
类图通常用于描述系统的静态结构。
类图中的每个类都有一个名称和属性，属性描述了类的状态，同时也可以包括流程控制变量和方法调用。
类图还描述了类之间的关系，如继承关系、关联关系、聚合关系和组合关系等。
类图是构建系统模型的基础之一，也是理解系统架构和设计模式的重要工具。
四、时序图时序图用于展示系统中的交互行为。
它展示了模型元素之间的交互以及它们之间的时间关系。
时序图通常用于描述系统的动态行为。
时序图显示了模型元素之间的消息传递，即一个对象向另一个对象发送消息的过程。
它还显示消息的时间顺序，可以确保系统在特定时间执行正确的操作。
五、活动图活动图是UML中的一种行为图表，用于描述系统中的操作和流程。
UML--面向对象分析与设计 第一部分 基础知识
面向对象方法的优点
按照人类的自然思维方式，面对客观世界建立软件系 统模型。有利于对问题域和系统责任的理解，有利于 人员交流。
对需求变化的适应性。把最稳定的部分，即对象作为 构筑系统的基本单位，而把容易发生变化的部分，既 属性与服务，封装在对象之内，对象之间通过接口联 系，使得需求变化的影响尽可能地限制在对象内部。
可维护性好。
支持软件重用。对象所具有的封装性和信息屏蔽等特 性，使它容易实现软件重用。对象类可以派生出新类， 类可以产生实例对象，这些就实现了对象类的数据结 构和操作代码的软构件重用。
面向对象的软件开发语言与工具
1981推出的Smalltalk-80 面向对象的C/C++、Basic、Pascal、Fortran、
开发的目标、开发方法、开发过程、软件文档、质量标准等都给 出了明确的规定。
软件开发管理模型—瀑布模型(Waterfall Model)
瀑布模型的优点
使早期的手工作坊式的软件开发转变为软件工程 消除非结构化软件、降低软件复杂度 有一套严格的计划、步骤、规格、方法，保证软件产
品达到预期的质量要求 20世纪70年代以来得到广泛的传播
类是对象的抽象，它给出了属于该类的全部对象的抽 象定义。（从对象产生类）
– 问题域：类是一组具有相同特性和行为的对象的集合 – 系统： 共同的特性通过属性表现出来 (数据)
共同的行为通过操作表现出来 (功能)
类是对象的模板，用它可以产生多个对象，一个具体 的对象只是类的一个实例。（从类产生对象）
一个好的软件开发方法和技术要能有效的应付 系统需求的变化。
4、软件重用：
UML统一建模语言 第一章__UML与面向对象
1.2.2 系统建模的目标和原则 通过建模，要实现以下4个目标：
❖便于开发人员展现系统 ❖允许开发人员制定系统的结构或行为 ❖提供指导开发人员构造系统的模板 ❖记录开发人员的决策
1.2.3 UML的定义
UML是一种标准的图形化建模语言，它是面向对 象分析与设计的一种标准表示。它：
❖ 不是一种可视化的程序设计语言，在需求分析和设计 工作中。
❖ UML用于需求分析：
1.2.6 多种UML建模类型
可将常见的软件开发模式分为如下的几种类型：
（1）在第一代软件开发过程模式中，软件需求 是要求完全确定的，如瀑布型等；
（2）对于第一代软件开发过程模式的改进催生 了在开始阶段只提供基本需求的渐进式开发模型， 如喷泉模型和演化模型；
二、封装
❖ 封装就是把对象的状态和行为绑到一起，形成一 个独立的整体，并尽可能地隐藏对象内部的细节。
❖ 封装有两个含义：
（1）把对象的全部状态和行为结合在一起， 形成一个不可分割的整体，对象的私有属性只能 由对象的行为来修改和读取。
（2）尽可能隐藏对象的内部细节，与外界的 联系只能通过外部接口来实现。
在讨论封装这个主题时，还牵扯到另一个相关 概念。封装意味着对象对其他对象和外部世界隐藏 了自己要做什么，因此它也被称为信息隐藏。
但是对象总是要给外部世界提供一个“接口”， 用来初始化这些操作。例如，电视机上一般都有一 组按钮或者提供带有按钮的遥控器。电视机的按钮 的按键称为接口。
三、继承
例如，洗衣机、电冰箱、微波炉等都可看成是一 个一般的类——家用电器类（appliance)类的成员。 在面向对象的世界中，我们可以说上述的每一种都 是Appliance的子类。
❖ （3）UML在演变过程中还提出了一些新的概念。
UML基础概念
UML基础概念1.UML简介UML (Unified Modeling Language)为⾯向对象软件设计提供统⼀的、标准的、可视化的建模语⾔。
适⽤于描述以⽤例为驱动，以体系结构为中⼼的软件设计的全过程。
UML的定义包括UML语义和UML表⽰法两个部分。
(1) UML语义：UML对语义的描述使开发者能在语义上取得⼀致认识，消除了因⼈⽽异的表达⽅法所造成的影响。
(2) UML表⽰法：UML表⽰法定义UML符号的表⽰法，为开发者或开发⼯具使⽤这些图形符号和⽂本语法为系统建模提供了标准。
1.1 UML模型图的构成事物(Things)：UML模型中最基本的构成元素，是具有代表性的成分的抽象关系(Relationships)：关系把事物紧密联系在⼀起图(Diagrams )：图是事物和关系的可视化表⽰1.2 UML包含4种事物：构件事物⾏为事物分组事物注释事物1.2.1 构件事物： UML模型的静态部分，描述概念或物理元素它包括以下⼏种： 类：具有相同属性相同操作相同关系相同语义的对象的描述 接⼝：描述元素的外部可见⾏为，即服务集合的定义说明 协作：描述了⼀组事物间的相互作⽤的集合 ⽤例：代表⼀个系统或系统的⼀部分⾏为，是⼀组动作序列的集合 构件：系统中物理存在，可替换的部件 节点：运⾏时存在的物理元素另外，参与者、信号应⽤、⽂档库、页表等都是上述基本事物的变体1.2.2 ⾏为事物：UML模型图的动态部分，描述跨越空间和时间的⾏为 交互：实现某功能的⼀组构件事物之间的消息的集合，涉及消息、动作序列、链接 状态机：描述事物或交互在⽣命周期内响应事件所经历的状态序列1.2.3 分组事物： UML模型图的组织部分，描述事物的组织结构 包：把元素组织成组的机制1.2.4 注释事物： UML模型的解释部分，⽤来对模型中的元素进⾏说明，解释 注解：对元素进⾏约束或解释的简单符号1.3 UML关系1.3.1依赖依赖(dependency)是两个事物之间的语义关系，其中⼀个事物(独⽴事物)发⽣变化，会影响到另⼀个事物(依赖事物)的语义1.3.2关联关联(association)是⼀种结构关系，它指明⼀个事物的对象与另⼀个事物的对象间的联系1.3.3泛化泛化(generalization)是⼀种特殊/⼀般的关系。
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面向对象软件工程
面向对象建模
面向对象思想比较自然地模拟了人类认识客 观世界的方式，面向对象的分析和设计应该从建 模开始。构造模型通常出于以下几个目地：
在着手解决一个复杂问题之前，对解决方案进行检测； 用于同客户或其他相关人员进行交流； 加强视觉效果； 对复杂问题进行简化。
面向对象软件工程
面向对象软件工程 （标准建模语言UML）
面向对象软件工程
面向对象
“面向对象”是一种认识客观世界的世界观，这 种世界观将客观世界看成是有许多不同种类的对 象构成的，每个对象有自己的内部状态和运动规 律，不同对象之间的相互联系、相互作用就构成 了完整的客观世界。
面向对象软件工程
面向对象
“面向对象”是从结构组织的角度去模拟 客观世界的一种方法，这种方法的基本着 眼点是构成客观世界的那些成分----对象。 用“面向对象”的观点去认识客观世界， 用“面向对象”的方法去模拟客观世界， 这就构成了“面向对象”的完整含义。
面向对象软件工程
面向对象概念
继承
如果类B继承类A，那么类A中描述的操作和信息结构将成为类B 的一部分。 借助继承，可以表示类之间的类似性，并且在其他类能继承的一 个类中描述这些相似性。因此，就能够复用公共的描述。继承常常被 提倡为软件工业界中关于复用的一个核心思想。继承还有利于软件维 护。 通过抽取和共享公共特性就能够通用化一些类，并且把它们放在 继承层次的更高位置。同样，如果希望增加新类，可以寻找这样一个 类，它已经提供了适用于该新类的某些操作和信息结构。然后，让新 类继承这个类，只需增加该新类所独有的那些内容。然后，使这个类 专用化。
/uml/index.jtmpl
标准建模语言UML （用例图）
从本质上将，一个用例是用户与计算 机之间为达到某个目的的一次典型交互作 用：
用例描述了用户提出的一些可见的需求； 用例可大可小； 用例对应一个具体的用户目标
标准建模语言UML （用例图）
标准建模语言UML
UML为人们提供了从不同的角度去观 察和展示系统的各种特征的一种标准表达 方式。在UML中，从任何一个角度对系统 所作的抽象都可能需要用几种模型图来描 述，而这些来自不同角度的模型图最终组 成了系统的完整模型。
标准建模语言UML
一般而言，我们可以从以下几种常用的视角 来描述一个系统：
Car
Truck
Car
Truck
标准建模语言UML （类图）
多重继承
Aircraft
Powered Vehicle
Airplane
Car
Truck
标准建模语言UML （类图）
关联的基本UML表示法
Person 0..* 居民 Residence 1..1 Country 雇员 0..* 0..1 Employment 雇主
组成
整体： 组成对象（composite[object]) 部分：成分对象（ component[object]) 如果没有成分对象，组成对象也不存在。 在任何时候，每个给定的成分对象只能是组成对 象的组成部分。 组成是典型的异构。成分对象可能由多个类型混 合组成。Eg.轮子、车轴、木头构成四轮马车。
标准建模语言UML
UML主要文件：
UML概要（UML Summary） UML语义（UML Semantics） UML表示法指南（UML Notation Guide） 对象约束语言规约（Object Contraint language Specification）：该文件定义并介绍了一种对象约束语言 （OCL），其用途是用来说明在图形化的系统模型中不能 充分表达的建模信息。它是一种形式化语言。
标准建模语言UML （类图）
聚集
MgmtReport 0..* Corporation 1
textPart
0..*
division
1..*
Paragraph
标准建模语言UML （用例图）
用例图中的图符：
用例 执行者 系统：用于界定系统功能范围，描述该系 统功能的用例都置于其中，而描述外部实体的执 行者都置于其外。 关联：连接执行者和用例，表示执行者所 代表的系统外部实体与该用例所描述的系统需求 有关。
标准建模语言UML （用例图）
用例图中的图符：
使用：由用例A连向用例B，表示用例A 中使用了用例B中的行为或功能。 扩展：由用例A连向用例B，表示用例B « 扩展» 描述了一项基本需求，而用例A则描述了该基本 需求的特殊情况。 注释体：对UML实体进行文字描述
« 使用»
注释连接：将注释体与要描述的实体连 接，说明该注释体是针对该实体所进行的描述。
标准建模语言UML （类图）
组成
滑翔机
1
fuselage
1 机翼
1
tail
1
机尾
leftWing rightWing
机身
标准建模语言UML （类图）
聚集 整体：聚集对象（aggregate[object]) 部分：构成对象（constituent[object]) 构成对象不存在，聚集对象还可存在。 在任何时候，每个对象都可是多个聚集的 构成。 聚集往往是同构的。 Eg.森林是树木构成的。
面向对象建模 模型是对事物的一种抽象，人们常常在正 式建造实物之前，首先建立一个简化的模 型，以便更透彻地了解它的本质，抓住问 题的要害； 在模型中，人们总是剔除那些与问题无关 的、非本质的东西，从而使模型与真实的 实体相比更加简单、易于把握；
面向对象软件工程
面向对象建模 在建造一个复杂系统时，开发者必须从多 种不同的角度来抽象系统，使用准确的符 号来构造模型，然后检查这些模型是否符 合系统的需求，并逐步添加细节，从而将 这些模型转化成实现方案。 建模语言是面向对象建模中的一个非常关 键的因素。
用例图描述系统外部的执行者与系统 的用例之间的某种联系。
所谓用例是指对系统提供的功能（或称系统的用 途）的一种描述； 执行者是那些可能使用这些用例的人或外部系统； 用例和执行者之间的联系描述了“谁使用哪个用 例”。
标准建模语言UML （用例图）
用例图着重于从系统外部执行者的角度来 描述系统需要提供哪些功能，并且指明了 这些功能的执行者是谁； 用例图在UML方法中占有十分重要的地位， 人们甚至称UML是一种用例图驱动的开发 方法。
标准建模语言UML （用例图）
获取用例： 执行者要求系统提供哪些功能？ 执行者需要读、产生、删除、修改或存储 系统中的信息有哪些类型？ 必须提醒执行者的系统事件有哪些？ 执行者必须提醒系统事件有哪些？怎样把 这些事件表示成用例中的功能？
标准建模语言UML （类图）
在面向对象的建模技术中，类、对象和它 们之间的关系是最基本的建模元素。对于 一个想要描述的系统，其类模型、对象模 型以及它们之间的关系揭示了系统的结构。 类图描述了系统中的类及其相互之间的各 种关系，其本质反映了系统中包含的各种 对象的类型以及对象间的各种静态关系 （关联，子类型）。
系统的使用实例：从系统外部的操作者的角度描述系统的 功能。 系统的逻辑结构：描述系统内部的静态结构和动态行为， 即从内部描述如何设计实现系统功能。 系统的构成：描述系统由哪些程序构件所组成。 系统的并发性：描述系统的并发性，强调并发系统中存在 的各种通信和同步问题。 系统的配置：描述系统的软件和各种硬件设备之间的配置 关系。
Company 0..*
Site 1..*
标准建模语言UML （类图）
关联表示的一些说明： UML并不要求关联一定要有名字。但给所 有关联命名（组成和聚集关联除外），是 一个好习惯。 UML也不需要角色名。但最好给出有意义 的角色名。 UML通常简写多重性。Eg. 0..* 简写为*， 1..1写为1。
标准建模语言UML
UML模型图（5类，10种）： 用例图 静态图（类图，对象图，包图） 行为图（状态图，活动图） 交互图（顺序图，合作图） 实现图（构件图，配置图）
标准建模语言UML
UML语义
元-元模型： 元模型的基础体系结构，定义一种说明元模型的语言 元模型： 元-元模型的一个实例，定义一种说明模型的语言 模型： 元模型的一个实例，定义一种语言来描述信息领域 用户对象： 模型的一个实例，定义一个特定的领域
面向对象软件工程
面向对象概念
对象 对象是现实世界中个体或事物的抽象表示，是其 属性和相关操作的封装。属性表示对象的性质， 属性值规定了对象所有可能的状态。对象的操作 是指该对象可以展现的外部服务。
面向对象软件工程
面向对象概念
类和实例 类是某些对象的共同特性的表示，它描述了 这些对象内部是如何构造的。相同类的对象在它 们的操作和它们的信息结构两个方面都有相同的 定义。 在面向对象系统中，每个对象都属于一个类。 属于某个特定类的对象称为该类的实例。因此， 常常把对象和实例当作同义词。实例是从某类创 建的一个对象。
标准建模语言UML （类图）
类图中的图符：
依赖关系：有两个类或包元素X、Y，修 改元素X的定义可能会引起对另一个元素Y的定义 的修改，则称元素Y依赖于元素X。 Object 对象：类的一个实例。
Values
链接：用于表示对象间的关联关系的一 个实例。
标准建模语言UML （类图）
单一继承
Powered Vehicle Powered Vehicle
标准建模语言UML
UML的设计目标： 运用面向对象概念来构造系统模型 建立起从概念模型直至可执行体之间明显 的对应关系 着眼于那些有重大影响的问题 创建一种对人和机器都适用的建模语言