软件设计工具概要

– 原因：
缺少工具，只停留在理论上，用一张纸、一只笔 进行软件工程管理不易为软件人员接受 没有标准, 无法进行有效的交流


现在，我们有了...
– 软件建模标准: UML – 软件工程工具，如：ROSE
周秉锋 北京大学计算机科学技术研究所 bfzhou@
2018/10/5

– 这在电子工业是不可想象的：怎么维修、怎 么在原有产品基础上发展更先进的产品。 – 对于软件工业，这些问题一样是存在的。

怎么办？...
周秉锋 北京大学计算机科学技术研究所 bfzhou@
2018/10/5
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1.软件产品开发和软件建模

怎么办？多年来，软件工程试图解决这 一问题,但成效不大
如果各开发队伍和开发人员在建模的时候采用同样的方法 和符号(图...) ，交流才会高效地进行 周秉锋 北京大学计算机科学技术研究所 bfzhou@

2018/10/5
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1.软件产品开发和软件建模:
什么是UML？
UML: 统一建模语言（Unified Modeling Language） UML是用于描绘软件蓝图的标准语言.

– (蓝图?…这就是一张蓝图-->)

它可用于对软件密集型系统进行
– – – – 视化（visualize） 说明(specify) 建造(construct)和 建档(document)
软 件 设 计 工 具
北京大学计算机研究所 周秉锋
2003.9
本课内容：基于UML的 软件设计和建模

参考书：
– [1]《UML软件建模》
作者：周秉锋 出版者：北京大学出版社

– [2] 《The Unified Modeling Language User Guide》
by Grady Booch, … published by Addison-Wesley
2018/10/5
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1.软件产品开发和软件建模:
什么是UML？

使用UML进行软件建模的原则
– 准确的原则：模型必须准确地反映软件系统 的真实情况。 – 分层的原则：在建模的过程中，必须有不同 的模型，以不同的抽象程度，反映系统的不 同侧面。 – 分治的原则：不可能单独用一个模型来反映 整个系统的任何侧面。 – 标准的原则：建模方法必须在某种程度上是 通用的。
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1.软件产品开发和软件建模:
什么是UML？

使用UML进行软件建模的原则
– 分层的原则：在建模的过程中，必须有不同的模 Á Î ¶ Ä ¼ þ 型，以不同的抽象抽象程度，反映系统的不同侧 À À Ò µ 面。 » Í Î ¼ Î Ä ¼ þ
à » Ó §
ü Ð ¸ Â Ï Ô Ê ¾ E.g. 在设计机械产品时，用立体图了解产品外形，用投 WIndow 1.´ ò ¿ ª Í ¼ Ï ó Î Ä ¼ þ 影图规定产品结构和尺寸 (见图 ...)。 open() Event (from UseCases) close() move() 软件也是一样：在软件构筑的不同阶段，不同的开发 º » · ¯ diaplay() handleEvent() 相关人员看待软件的侧重面有所不同。 Ø Á ¹ ª Ô Ê Ï ¾ ´ °¿ Ú

周秉锋 北京大学计算机科学技术研究所 bfzhou@

例如:这是一个完整的模型的结构(上图)
2018/10/5
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1.软件产品开发和软件建模:
什么是UML？

使用UML进行软件建模的原则
– 标准的原则：建模方法必须在某种程度上是通用的。

建模的基本目的:交流
– 一个开发队伍内部的开发人员之间需要交流 – 同一软件的不同时期的版本的开发队伍，需要参考以前版本的开发 队伍的设计原理和实现方案。 – 不同软件的开发队伍之间也需要交流以实现最大程度的软件复用。

这也是对软件系统进行建模的四个目的
2018/10/5 9/15
周秉锋 北京大学计算机科学技术研究所 bfzhou@
1.软件产品开发和软件建模:
什么是UML？
2001.12.31 WIndow open() close() move() diaplay() handleEvent()
–使用者和制造者分离 –质量要求、文档、维护

软件产品的生产和其他工业产品的生产也是一样的
–生产：团队、工具的使用（Compiler,..）,技术复用 –如何满足？ 先设计，再生产！ =》 建模！
–模型是对现实世界的简化。

在成熟的工业生产领域，建模的方法得到了广泛的 应用
–例如: 电子工业… ... 2018/10/5

课程网站：/uml/ 学习方法：理论学习+设计实践（工具使用）

周秉锋 北京大学计算机科学技术研究所 bfzhou@
2018/10/5 2/15
软件设计工具

联系方式
– 周秉锋：bfzhou@

如果各开发队伍和开发人员在建模的时候采用同样的方法 Ø Á ¹ ª ¹ Ø Ï µ Shape origin 和符号(图...) ，交流才会高效地进行 Shape.dll
µÍ Ï ³× ÷ × ÓÕ ß Ï µ ³Í ÷ ÃÃ Ó ßÕ Ó À à ý à À Ó ý
move() resize() display()
à ³ û Æ à º ± Å è ¼ É Æ ó º É Ë æ Ö » Æ Õ Æ È Ú
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» ¥ ½ » ½ ç Ã æ Â ß ¼ ­ ½ á ¹ Â ¼ ß ­ Ó Ê Í ¼ 7.1 Ü ± Ö ü · æ
À À Ò µ

解释：
– UML是语言：
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周秉锋 北京大学计算机科学技术研究所 bfzhou@
1.软件产品开发和软件建模

在成熟的工业生产领域，建模的方法得到了 广泛的应用, 例如: 电子工业… ...
– 在设计收音机的时候：
1.先确定收音机是几个波段、有几个喇叭,等等(图...) 2.然后，设计电路图。用集成电路符号、晶 体管符号 、电阻电容符号，加上各种标注(图...) 。 3.最后，设计电路板(图...) ，调试，定型，生产 。
周秉锋 北京大学计算机科学技术研究所 bfzhou@
2018/10/5
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1.软件产品开发和软件建模:
什么是UML？

UML中其他一些常用的标准模型元素：
– 用例、接口、组件
Shell. cpp ISpell
¢ Í · Ë © ¶ µ ¥
用例
接口
组件
周秉锋 北京大学计算机科学技术研究所 bfzhou@
周秉锋 北京大学计算机科学技术研究所 bfzhou@
2018/10/5
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1.软件产品开发和软件建模:
什么是 - origin UML : point ？
- size : point
Window

+ open() : void 使用UML进行软件建模的原则 + close() : void

– 电路图就是模型，是现实世界的简化(图...)

再看看我们现在软件是怎么做的...
2018/10/5 5/15
周秉锋 北京大学计算机科学技术研究所 bfzhou@
1.软件产品开发和软件建模

我们现在怎么做 软件...
– 先写一个系统分析报告 – 简单的设计报告（一些孤立的文字和图形） – 开始编码，调试，测试，发行。在大多数情况 下，这时的工作已经和前两步工作脱钩了。
1.软件产品开发和软件建模:
什么是UML？

使用UML进行软件建模的原则
– 分治的原则：不可能单独用一个模型来反映 整个系统的任何侧面。

软件系统是复杂的，
– 对于软件模型的任意一个侧面， 不可能用一个模型来反 映所有内容，
需要把问题分解为不同的子模型， 分别处理 这些模型相对独立，但又互相联系，综合起来构 成了此侧面的一个完整的模型。
void display (); void set_position (point pos); 模型必须准确，意味着在软件开发的整个周期内， private: 模型(图...)必须和产品(图...)始终保持一致。 point origin; point size;
2018/10/5
};
周秉锋 北京大学计算机科学技术研究所 bfzhou@
– 准确的原则： + +

模型必须准确地反映软件系统的真实情况。
display() : void set_position(pos : point) : void
– 在前面所述的软件开发方法中，实际上已经进行了一定程 class Window度的建模工作（系统分析报告和软件设计报告），但由于 缺乏规范而有效的建模手段，最初的设计和最终的产品产 { public: 生了分离. void–open (); 这使得模型没能真实的反映系统的真实情况，从而使得模 void close (); 型失去了应有的价值

相当于不画电路图直接用集成电路、 晶体管、电阻、电容做收音机电路。
周秉锋 北京大学计算机科学技术研究所 bfzhou@
2018/10/5
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1.软件产品开发和软件建模
我们现在怎么做 软件... 相当于不画电路图直接用集成电路、 晶体管、电阻、电容做收音机电路。

Tel.:82529988-5244
– 助教：

黄颂：huangsong@