第3章 统一建模语言UML
统一建模语言UML教材
统一建模语言UML 教程学习目标◆掌握UML的基本概念、通用机制、扩展机制和规则◆掌握静态建模和动态建模机制◆了解物理架构建模和基于UML的统一建模过程统一建模语言UML教学内容5.1 UML的基本概念5.2 UML语言概述5.3 静态建模5.4 动态建模5.5 物理架构建模5.6 基于UML的统一建模过程——RUP本章小结5.1 UML的基本概念主要教学内容：5.1.1 UML语言的产生5.1.2 UML的定义5.1.3 UML的目标5.1.4 UML语言的应用5.1 UML的基本概念— UML的产生5.1.1 UML语言的产生1995年10月发布了称之为统一方法（Unified Method）的UM0.8。
1996年6月和10月分别发布了UML0.9 和UML0.91两个新的版本，并将UM重新命名为UML（Unified Modeling Language）。
1997年1月正式公布了UML1.0 ，11月，OMG（Object Management Group）接纳UML1.1为基于面向对象技术的标准建模语言。
2001年，UML1.4修订完毕。
5.1 UML的基本概念— UML的定义5.1.2 UML的定义UML是一种可视化的、用于绘制软件蓝图的标准建模语言。
可以用UML对软件系统的各种制品（包括程序、文档等）进行描述。
UML作为一种语言提供了用于交流的词汇表和使用这些词汇的规则，它由一些符号和一套指示如何使用这些符号的规则构成，可以利用这些明确定义的符号和相应的规则，建立待开发系统的各种模型。
5.1 UML的基本概念— UML的目标5.1.3 UML的目标◆利用面向对象概念为系统建模（不仅仅是编制软件）。
◆易于使用、表达能力强，可以进行可视化建模。
◆与具体的实现无关，应用于任何语言平台和工具平台，创建一种所有人和所有机器都可以使用的建模语言。
◆与具体的过程无关，可普遍应用于软件开发的过程。
统一建模语言UML的构成
第一节 UML的建模要素
UML建模元素组成结构图
1、UML的事物构造块
UML中的事物构造块可分成四类：
① 结构事物：UML中的名词，它是模型中的静态 部分，描述概念或物理元素。 ② 行为事物：UML中的动词，它是模型中的动态 部分，是一种跨越时间、空间的行为。 ③ 分组事物：UML中的容器，用来组织模型，使 模型更加结构化。 ④ 注释事物：UML中的解释部分，和代码中的注 释语句一样，是用来描述模型的。
1、类图
⑤ 限定符:使用限定符的关联被称为受限关联， 用来表示某种限定关系。
1、类图
4. 实现关系可将不同语义层内的元素连接起来， 通常建立在不同的模型内。在UML中，实现关 系用一条带指向接口的空心三角箭头的虚线表示。
5. 实现还有一种省略的表示方法，将接口表示 为一个小圆圈，并和实现接口的类用一条线段连 接。
1、类图
➢ 类的属性：属性（Attribute）是已被命名的 类的特性，它描述该类实例中包含的信息，在面 向对象编程中，它一般实现为类的成员变量。
在UML中，类属性的语法为：
[可见性]属性名[：类型][=初始值][{属性字
符串}]
注：[]内的部分是可选项。
1、类图
➢ 类的操作：操作（Operation）是类所提供 的服务，它可以由类的任何对象请求以影响其行 为。操作由一个返回类型、一个名称以及参数表 来描述。
4、UML的通用机制
➢ 修饰：在UML的众多修饰符中，注释是一种 最重要的并且能单独存在的修饰符，它是附加 在模型元素或元素集上用来表示约束或注解信 息的图形符号。
4、UML的通用机制
➢ 公共分类描述看待世界的特殊方法。 UML 中有两种公共分类：类/实例和接口/实现。 ① 类与对象的划分 ：类是一种抽象，对象是 一个具体的实例；类定义了基本的属性和方法， 每个对象则具有不同的属性值。 ② 接口与实现的分离。接口是一种声明，是一 个契约，也是服务的入口；实现则负责执行接口 的全部语义并实现该项服务。
电子商务系统分析与设计0300UML统一建模语言
练习2
有一台自动销售商品（食品或 者饮料等）的机器，任何人都 可以通过按上面的按钮来购买 商品，每个商品旁边都有一个 指示灯，用来表示有没有该商 品，机器上有一个人民币入口 和找零出口，用来收钱和找钱， 如果你需要购买一瓶果汁，请 绘制出用例图。
28
19:45
练习3
29
图书馆管理系统是对书籍的借阅及师生信息进行统一管 理的系统，具体包括读者的借书、还书、书籍预订；
19:45
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4.3 注释
在用例建模中，为了更加清楚的描述用例或者参与者，会使用 到注释。
19:45
20
4.4 用例图的作用
用例图是需求分析中的产物，主要作用是描述参与者和用例之 间的关系，帮助开发人员可视化的了解系统的功能。
借助于用例图，系统用户、系统分析人员、系统设计人员、领 域专家能够以可视化的方式对问题进行探讨，减少了大量交流 上的障碍，便于对问题达成共识。
图书馆管理员的书籍借出处理、书籍归还处理、预订信 息处理；
还有系统管理员的系统维护，包括增加书目、删除或更 新书目、增加书籍、减少书籍、增加读者账户信息删除 或更新读者账户信息、书籍信息查询、读者信息查询等。
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第一题答案
30
班级信息管理用例图
成绩管理用例图 19:45
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网上选课用例图
19:45
4
1.2 UML能做什么？ ① 提供了便于不同人之间有效地共享和交流设计结果的机制。
UML作为通用的可视化建模语言，用于对软件进行描述、可 视化处理、构造和建立软件系统制品的文档。 ② 它记录了对必须构造的系统的决定和理解，可用于对系统的 理解、设计、浏览、配置、维护和信息控制。 ③ UML 适用于各种软件开发方法、软件生命周期的各个阶段、 各种应用领域以及各种开发工具，UML 是一种总结了以往 建模技术的经验并吸收当今优秀成果的标准建模方法。
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。
UML统一建模语言
统一建模语言Unified Modeling Language，5类、13种视图第一部分UML概述为什么建模?1、在一个现代化的工程中，人们要相互沟通和合作，就必须使用标准的工业化设计语言，用这些语言来对开发产品进行建模。
2、在实际的软件开发过程中，现实世界的复杂性以致用户经常不能精确地理解和描述将要开发的软件系统，建模可以使用户更好地理解需要开发的系统。
3、建模是开发优秀软件的所有活动中最核心的部分，其目的是把所要设计的结构和系统的行为联系起来，并对系统的体系结构进行可视化和控制。
4、建模过程把复杂的问题分解成为易于理解的小问题，以达到问题的求解。
UML定义1、UML是用于描绘软件蓝图的标准语言。
2、UML是一种语言，也就意味着它有属于自己的标准表达规则。
它不是一种类似Java、C++的编程语言，而是一种分析设计语言，也就是一种建模语言。
3、UML是由图形符号表达的建模语言。
UML能做什么？制造业、医疗卫生、军事领域......图示：要学UML吗？你应该使用UML吗？是！旧的面向对象符号正在快速消失，新的书、文章将全部采用UML 作为符号。
如果你正要开始使用建模符号，你就该直接学习UML。
－－Martin FowlerUML 五大类、13种视图五大类视图：1、用户视图：以用户的观点表示系统的目标，它是所有视图的核心，该视图描述系统的需求。
2、结构视图：表示系统的静态行为，描述系统的静态元素如包、类与对象，以及它们之间的关系。
3、行为视图：表示系统的动态行为，描述系统的组成元素如对象在系统运行时的交互关系。
4、实现视图：表示系统中逻辑元素的分布，描述系统中物理文件以及它们之间的关系。
5、环境视图：表示系统中物理元素的分布，描述系统中硬件设备以及它们之间的关系。
UML 2.0的十三种图：1、用例图(用户视图)2、类图(结构视图)3、对象图(结构视图)4、包图(结构视图，UML2.0)5、组合结构图(结构视图，UML2.0)6、时序图(行为视图)7、通信图（行为视图，UML1.0 协作图）8、定时图(行为视图，UML2.0)9、状态图(行为视图)10、活动图(行为视图)11、交互概览图(行为视图，UML2.0)12、组件图(实现视图)13、部署图(环境视图)第二部分UML需求建模用户视图1种视图以用户的观点表示系统的目标，它是所有视图的核心，该视图描述系统的需求。
uml统一建模课件3
-50-
要点：结果值由系统生成
出纳员
-6-
3.1 前言
学习用例建模的必要性
UML的局限性不可避免 解决问题的客观需要
-7-
UML的局限性
摆脱符号烦恼 1. 用UML画图很容易 但知道要画什么是困难的！全心面对问题
2. UML仅仅是一种表达形式 用好UML首先需要掌握OOAD的基本原则和 方法，并在一定的软件开发过程（如统一过 程UP/USDP/RUP、XP等）的指导下进行有 取舍的运用
用例A 雇员 用例B
经理
用例C
-43-
泛化关系的误用
无意义的参与者, 不访问任何用例
普通浏览者
浏览信息
注册成员
搜索产品
用户
留言
登录验证身分
系统管理员
回复留言
发送邮件
-44-
2.2 识别用例
学习内容
用例定义 用例要点 用例与功能的区别 用例的命名 用例粒度 关于识别用例的思考题
-40-
识别参与者：考勤卡系统
开发者：谁将使用这个应用程序？ 客 户：所有用它来记录可记帐以及不可记帐的工时的雇员 …… Employee 开发者：现在考勤卡应用程序是什么样的？ 客 户：每半个月就用一个Excel表格来记录。每个雇员都将通过他的表 格填好，然后用电子邮件发给我。这个表格相当标准：纵向是收费项目 代码，横向是日期。雇员可以在每个条目上填写说明。 开发者：这个收费项目代码可以从什么地方得到？ …… 开发者：谁来管理收费项目代码？ Administrativ 客 户：嗯，必要的时候由我（业务经理）来添加这个代码。而每个经 e User 理总会告诉他的下属应该填写什么。 ……
第3章 统一建模语言UML
第3章统一建模语言UML简介本章目录第3章统一建模语言UML简介.............................................................. 错误！未定义书签。
3.1 UML概述 (1)3.1.1 UML的产生背景 (1)3.1.2 什么是UML (2)3.1.3 UML中的视图 (3)3.2 UML的构成 (4)3.2.1 UML的体系结构 (4)3.2.2 UML的模型元素 (5)3.2.3 UML的模型结构 (5)3.2.4 UML的模型图 (6)3.2.5 UML建模规则 (7)3.2.6 UML的公用机制 (8)3.3 一个UML的例子 (8)3.3.1 用例图 (9)3.3.2 活动图 (9)3.3.3 顺序图 (10)3.3.4 协作图 (11)3.3.5 类图 (12)3.3.6 状态图 (12)3.3.7 组件图 (13)3.3.8 部署图 (13)建模是为软件开发服务的，因此，如果模型所包含的信息足够完备，就可以以这些信息为基础，进行软件系统的建造。
统一建模语言UML是一种总结了以往建模技术的经验并吸收当今优秀成果的标准建模技术，利用UML表达的软件模型，可以直接和某种设计语言建立映射关系，通过UML建造工具，将UML模型转换为对应的程序设计语言源代码框架。
本章简要地回顾了UML的产生背景与UML的视图，重点介绍UML的体系结构和建模规则等内容。
3.1 UML概述UML是一个通用的可视化建模语言，是用于对软件进行描述、可视化处理、构造和建立软件系统制品的文档。
其中制品是指软件开发过程中产生的各种产物，例如模型、源代码、测试用例等。
UML适用于各种软件开发方法、软件生命周期的各个阶段、各种应用领域及各种开发工具。
3.1.1 UML的产生背景早在20世纪70年代就陆续出现了面向对象的建模方法，在80年代末到90年代中期，各种建模方法如雨后春笋般出现，从不到10种增加到50多种。
UML统一建模语言
UML统一建模语言(一)概述289 次浏览评价：好中差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系统的产品进行说明、可视化和编制文档的方法。
首先说明本人所介绍的uml是从软件行业的角度说的。
一个人通常只能说出心中所想的80%，但对方听到的最多只能是60%，听懂的却只有40%，结果执行时，只有20%了。
你心中的想法也许很完美，但下属执行起来却差之千里，这是由＂沟通的漏斗＂造成的，克服这一＂漏斗＂现象，那么交往的效率和质量会高很多。
标准建模语言UML的主要任务就是让沟通更简明，正所谓有图有真像。
UNL的重要内容可以由下列五类视图(共9种图形)来定义:1. 用例（Use Case）图：对系统的使用方式（或功能）分类2. 类（Class）图：显示类及其类之间的相互关系3. 对象（Object）图：显示对象及其对象之间的相互关系4. 活动（Action）图：显示人或对象的活动，类似流程图5. 状态（Station）图：显示生命周期比较复杂对象的各种状态6. 协作（Collaboration）图：显示在某种情形下对象之间发送的消息7. 时序（Sequence）图：与协作类似，强调顺序8. 部署（Deploy）图：显示安装已完成系统的机器、过程和部署软件9. 组件（Component）图：显示可重用的组件（对象或子系统）及其接口第一类用例视图(Use case View)强调从用户角度描述看到的或需要的系统功能,并指出各功能的操作者。
包括用例图，用来描述系统功能。
第二类静态视图(Static View)展现系统的静态或结构组成及特征，包括类图、对象图。
类图（Class Diagram）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)。
类图是以类为中心来组织的，类图中的其他元素或属于某个类或与类相关联对象图(Object Diagram)是类图的实例,几乎使用与类图完全相同的标识。
8第三章UML
1）事物
结构事物、行为事物、分组事物、注释事物 （1）结构事物 结构事物是UML模型中的名词，它们通常是模型 中的静态部分，描述客观世界的概念或物理元素。 UML模型中共有七种结构事物： 类 接口 协作 用况 主动类 构件 节点
类（class）
是对一组具有相同属性、相同操作、相同关系和 相同语义的对象的描述（抽象）。一个类实现了一个 或多个接口。 在图形上，用矩形表示一个类，矩形内部标有类 的名称、属性和操作。
Window origin size …… open() close() move() ……
接口（interface）
接口是描述一个类或构件的一个服务的操作集。 因此，接口描述元素的外部可见行为。
接口描述了一组操作的规格，而不是操作的实现。
接口很少单独存在，而是通常依附于实现接口的类 或构件。 图形上，用一个带有名称的圆表示接口：
面向对象系统分析的主要任务和目的。 几种常用的面向对象系统分析方法。
3.5 常用的面向对象分析、设计方法简介
八十年代中后期，OOA和OOD成为一个研究热点， 先后出现了不少研究成果和实用方法：
OMT方法 OOSE方法 VMT方法
UML
3.5.4 UML简介
1. UML简史
系统名
用况1
<<extend>>
用况2
<<include>> 用况3
（4）顺序图
一种行为图，描述一个交互（事物之间的交互）， 强调消息的时间排序。
（5）协作图
一种行为图，描述一个交互，强调发送消息和接 收消息的对象间的结构关系和结构组织。
（6）状态图
UML 统一建模语言
UML 统一建模语言第三章需求工作流需求元模型有两种方法捕获需求。
——功能性需求和非功能性需求。
UP需求工作流细节包含以下有意义的活动：——找出参与者和用例。
——详细描述用例。
——结构化用例模型。
扩展标准的UP需求工作流，做法：——参与者：需求工程师。
——活动：找到功能性需求。
——活动：找到非功能性需求。
——活动：给需求排出优先顺序。
——活动：在需求和用例之间跟踪。
两种类型的需求：——功能性需求。
——非功能性需求。
系统需求规格说明（SRS）包含系统的功能性需求和非功能性需求。
这可以是：——文档。
——需求管理工具中的数据库。
映射是没有范围的。
自然语言包括：——剔除：信息过滤。
——变形：信息修改。
——泛化：创建关于真理和谬论的规则、信念和原理。
第四章用例建模用例建模是需求工程的另一种形式。
步骤如下：——找出系统边缘。
——找出参与者。
——找出用例。
参与者是系统外部事物所扮演的角色，它直接同系统进行交互。
——通过考虑谁或者什么使用系统或直接同系统交互，你能找到参与者。
——时间常常作为参与者。
用例是系统对于参与者执行的并且给参与者提供有益的功能。
用例图表示：——系统边界。
——参与者。
——用例。
——交互。
用例规格说明包括：——用例名称。
——唯一标识符。
——前置条件：影响用例执行的系统约束。
——事件流：用例中陈述性、按时间排序的步骤序列。
——后置条件：用例执行引发的系统约束。
用例建模对于这些系统最合适：——系统由功能需求所主导。
——具有很多类型的用户。
——具有与其他系统的很多借口。
用例建模对于这些系统最不合适：——系统由非功能性需求所主导。
——只有很少用户。
——只有很少接口。
统一建模语言——UML
２ ＵＭＬ还 吸取 了面 向对 象 技 术 领 域 中其 他 流 ．
派 的 长 处 ， 中 包 括 非 Ｏ 方 法 的 影 响 。 ＵＭ Ｌ符 号 其 Ｏ 表 示 考 虑 了 各 种 方 法 的 图 形 表 示 ， 除 了 大 量 易 引 删
因此 ， 有 必 要 在 精 心 比 较 不 同 的 建 模 语 言 优 极
维普资讯
第 卷 第期 ，
辽 宁 省 交 通 高 等 专 科 学 校 学 报
ｖ． Ｎ． ｏ ｏ ｓ
２００ ２年 ９ 月 Ｊ ＯＵＲＮＡ ＯＦ ＬＩ Ｌ ＡＯＮＩ Ｇ Ｐ ＯＶＩ Ｉ Ｃ Ｌ ＧＥ ＯＦ Ｃ Ｍ ＭＵＮＩ ＡＴＩ Ｎ Ｒ ＮＣ ＡＬ ＯＬ Ｅ Ｏ Ｃ ＯＮＳ Ｓ ｐ ・ ｅ ２００２
在众 多 的面 向对象 建模 方 法并存 和 相互 竞 争 的
局面 下， ＵＭＬ（ ｉｅ ｄ ｅｎ ａ ｇ ａ ｅ 统 一 建 模 Ｕｎｆ Ｍｏ ｌ ｇＬ ｎ ｇ ， ｉ ｄ ｉ ｕ 语 言 ） 起 了 统 一 的 大 旗 。 它 融 合 了 多 种 优 秀 的 面 举
向对象 建模 方法 ， 以及 多 种 得 到 认 可 的 软 件 工 程 方
布 了 第 一 个 公 开 版 本 ， 之 为 统 一 方 法 ＵＭＯ ８ Ｕｎ 称 ．（ —
ｔ ｄ Ｍ ｅｈ ｄ 。 经 过 Ｂ ｏ ｈ Ｒｕ ａ ｇ ｉ ｔｏ ） ｅ ｏ ｃ 、 ｍｂ ｕ ｈ和 Ｊ ｃ ｂ ｏ ａｏ ｓ ｎ三
人的 共 同努 力 ， １９ 于 ９ ６年 ６月 和 １ Ｏ月 分 份 别 发 布 了 两 个 新 的 版 本 ， ＵＭ Ｌ ． 即 ０ ９和 ＵＭ Ｌ ． １ 并 将 ０ ９， ＵＭ 重 新 命 名 为 ＵＭＬ（ ｉｅ ｄ￣ ｇＬ ｎ ｕ ｇ ） Ｕｎｆ ｄＭｏ ｅｎ ａ ｇ ａ ｅ 。 ｉ
统一建模语言UML建模方法的研究及应用
ＭＬ在“成都市移动实时计费系统”中的实现
细介绍使用ＵＭＬ对“成都市移动实州计费系统”建模的情况
· 通过使用各种直接模仿应用论域的实体得到的对象，使 设计更加完整和易于理解；
● 问题结构与模型结构基本一致，分析与设计之间“无间隙 ●对象机制有力地支持了信息隐藏： ●继承机制的引入，很好地支持了重用性。 同样，面向对象方法也存在着一定的局限，如： ·面向对象的分析从类和对象的提取入手，不符合人对事
ＵＭＬ ｔｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｔｉｌｅ ｔｈｏｕｇｈｔ ｏｆ ｃｅｌｌｓ ｐｉｃｋｅｄ ｕｐ ｍｅ
ｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ Ｏ
ｕｇｈ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ＵＭＬ ４＋Ｉ ｍｏｄｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．
Ａｔ ｌａｓｔ，Ｉ ａｐｐｌｙ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ＮＧＤＩ ｙ ｍｏｂｊ ｌｅ ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．
： 统一建模语言ｊ软件工程ｉ面向对象瑚象（信元
ｏｒ： Ｐｒｏｆ．ＷＵＹｕｅ
Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｆｏｃｕｓｅｓ Ｏｉｌ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ
ｌｅｄ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ（ＵＭＬ），ｎｏｔ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅ ｌｉｎｇ，Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ＵＭＬ ｉｓ ｔｈｅ ｅｍｐｈａ
Ｙ ＷＯＲＤ ： ＵＭＬ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｏｂｊｅ
UML(统一建模语言)基础
myClock:Clock
具体对象
myClock : Clock
:Clock
匿名对象
32
开发过程
33
(0)业务 (1)需求 (2)分析：结构
(3)分析：行为
(4)设计
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两种分析方法
35
用例图
• 用例图能描述系统、子系统、或类的行为。 它将系统功能划分成对参与者有用的需求。 站在用户的角度看待系统、定义系统 ；使 用用户能够看懂的语言来表述。表示处于 同一系统中的参与者和用例之间的关系的 图 • 表示法：用例图是包括参与者、由系统边 界（一个矩形）封闭一组用例、参与者和 用例之间的关联、用例间的关系以及参与 者泛化的图。 36
• 聚合关系：聚合（Aggregation）是一种特殊形 式的关联。聚合表示类之间的关系是整体与部分 的关系 20 • 如果发现“部分”类的存在，是完全依赖于“整
泛化、实现、扩展与依赖
•
•
•
泛化关系描述了一般事物与该事物中的特殊种类之间的 关系，也就是父类与子类之间的关系。
实现关系是用来规定接口和实现接口的类或组件之间的 关系。接口是操作的集合，这些操作用于规定类或组件 的服务。
需求模型
设计模型
对捕获的需求进行整理和分析的工具，辅助开 发人员与用户进行沟通
包含高层设计（架构模型）和详细设计模型， 用于统一开发人员、沟通设计信息
数据库模 型 实现模型
设计数据库的结构、表结构以及与应用系统的 交互
用来理清软件的组成、部署方案，为安装与维 护人员的工作提供指导
10
草图与蓝图
• 蓝图一般是指采用CASE工具绘制的、正式 的、规范的UML模型 • 草图则通常是指手工绘制的、规范度较低 的在纸张的UML模型 • 大胆地绘制草图，尽可能基于草图进行讨 论。对于局部的、重要性不高的、共享范 围较小的UML模型，直接将草图扫描到电 脑存档即可；对于全局的、重要性高的、 高度共享的，在草图的基础上用CASE工具 绘制成为正式的蓝图，并将其纳入统一的 11 模型管理中
软件设计过程中的统一建模语言UML
软件设计过程中的统一建模语言UML一、UML的概念和发展统一建模语言，英文缩写UML，是软件开发中常用的一种建模语言。
自1997年推出以来，UML 以其简明的表达和强大的组织能力逐渐成为软件开发领域的标准和事实上的应用范式。
UML 的前身是Booch方法、OOSE方法和OMT方法。
在20世纪80年代中期，这些方法都有自己独特的建模方式和框架，难以让不同方法之间进行有效的交互。
为了解决这个问题，OMG开始了一个称为“UML”（即“共同建模语言”）的倡议。
UML 的实现促使OMG摒弃自己之前的建模语言DA（即“OMT、Booch和OOSE的综合”）。
在几次重大的更新中，UML 以一种形式化规范形式定义了一组符号和图形，以实现在开发、文档化和维护软件时进行可视化建模的目标。
二、UML的优点及特点UML是具有很强的建模性和逻辑性的，为软件开发工程师和设计师提供了简单、规范、美观的可视化构图方式。
在具体应用中，UML的优点主要体现在以下几个方面。
1. 统一的建模语言：UML可以作为一种通用的建模语言，为不同的软件开发者提供了的一种共同基础，从而促进了软件开发的有效性和互操作性。
2. 开放性和标准性：UML是由OMG组织推广的一种标准化建模语言，开放式的接口和标准的语法形式使得UML应用于许多事实应用的实现中。
3. 图形表达力：UML是一种具有较高可视化操作性的可视化建模语言，通过其精美实用的图形，开发人员可以快速理解系统结构和动作流程的设计，为软件开发的快速实现提供了便利条件。
4. 易于扩展性和可维护性：UML是有流程性、属性性和行为性三个方面构成的、具有极高扩展性的建模语言，因而可以方便的与其他开发工具及软件结合，也预示着其易于维护的特性。
5. 面向对象的特点：UML以对象的视角来看待系统，这使得建模结果具有面向对象的特点，更贴近于实际的软件开发实践。
三、UML的主要元素1. 用例图：是一个描述系统功能的图形化工具，可以显示对象、行为和组织结构组成。
统一建模语言UML
何时使用概念用例？
所面对的业务领域规模庞大，业务用例粒度较 大，不容易过度到系统用例时。
业务领域是网状交叉的，有跨业务用例的业务 流程时。
某个业务用例场景过于复杂，步骤和分支过多， 使用活动图绘制用例场景困难时。
对系统用例的决定有疑问时。
系统用例模型
系统既定功能及系统环境模型，可以作为客户 和开发人员之间的契约。
用例模型是需求工作流程的结果，可以做分 析设计工作流程及测试工作流程的输入。
有三个层次的用例模型： 业务用例模型 概念用例模型 系统用例模型
业务用例模型
先于需求工作流，目的是为现存的或客户预想 中的真实业务建立模型，是为理解客户业务， 并与客户达成理解上的共识而建立的模型。
领域和组织结构关系。
网上购物系统业务架构
业务架构与业务用例模型、领域 模型关系
软件架构
软件架构在业务架构的基础上引入了计算机软、 硬件环境，
说明业务架构如何分布在计算机环境中，并得 以执行。
包括两种视角： 广度视角 深度视角
广度视角
即常见的软件层次结构。 关注软件的分层，规定每一层次之间的通信标
完 整 的 用 例 模 型
系统用例模型的主要内容
业务用例 系统用例使用精化关系连接到业务用例，表示
追溯关系。 概念用例 作为模型的附加存在。 用例视图 表达系统的所有功能性需求。 用例规约 补充规约
系统用例模型的主要内容
业务规则 用例实现 代表用例的不同应用环境。 用例场景 描述参与者，对象之间的交互，可以使用交互
统一建模语言
——核心模型
建模
一个模型提出了论点，静态图是论据，动态图 则是论证。
20180615_统一建模语言-UML
考虑每个参与者是如何使用系统的 给用户看的,所以在图中避免使用专业术语
3.2 用例图的构成
用例图的2种元素4种关系
参与者(Actor) 用例（Use Case） 关联关系（Association） 包含关系（Include） 扩展关系（Extend） 泛化关系（Generalization）
扩展点上。
3.3 用例图的应用实例
网上商城用例图
4. 类图
4.1类图概述 4.2类图的构成 4.3类图建模 4.3类图的应用
4.1 类图概述
类是一组具有相同属性、操作、关系和语义的对象的描述， 是现实世界中的事物的抽象，当这些事物存在于真实世界中 时，它们是类的实例，被称为对象。
类的UML符号表示是划分为3个格子的长方形，顶部的格子 放类名，中间格子放类的属性、属性的类型和值，下面的格 子放操作、操作的参数表和返回类型。
5.2 时序图的应用实例
The End
者之间的公共行为
3.2用例图的构成
包含关系 客户用例可以简单地包含提供者用例具有的
行为，并把它所包含的用例行为作为自身行 为的一部分。
3.2用例图的构成
扩展关系 扩展用例被定义为基础用例的增量扩展并在
一定条件下发生。 基础用例提供扩展点以添加新的行为。 扩展用例提供插入片段以插入到基础用例的
它是一种标准的表示,已成为国际软件界广泛承认的标准。它是 第三代面向对象的开发方法，是一种基于面向对象的可视化的通用 (General)建模语言。为不同领域的用户提供了统一的交流标准 — UML图。
UML应用领域很广泛，可用于软件开发建模的各个阶段，商业 建模（Business Modeling）, 也可用于其它类型的系统。
第3章 统一建模语言UML
22
从用户角度描述系统功能，并指出各功能的操作者。 主要目的是帮助开发团队以一种可视化的方式来理解 系统的功能需求。
用于系统分析阶段，确定“谁使用系统以及能够做什 么”。
UML用例图
23
买饮料 供货人
客户 供货 取货款 收银员
P. 自动售货系统的用例图
2005年以后UML成为建模语言国际标准 目前常用的UML建模工具有Sybase Power Designer 16.5、 IBM Rational Rose 2007和Microsoft Office Visio 2013
UML简介
UML的特点
UML是一种可视化的建模语言 UML是一种可用于详细描述的语言 UML是一种构造语言，而不是一种编程语言
UML简介
Part3.UML图－行为图
行为图（Behavior diagram）描述系统的动态模型和对 象间的交互关系，包括状态图和活动图： 状态图描述了一个对象的所有可能的状态及引起状态转 移的事件。状态图可看作是对类图的补充。 活动图通过描述满足用例要求所要进行的活动以及活动 间的约束关系。
扩展关系用标有 <<extend>>的 虚箭线表示
31
还书 <<extend>> 赔偿遗失书籍
UML用例图
执行者与用例间的关系--关联关系
32
执行者和用例的关系叫做关联关系，该关系用实线表示 （可带也可不带箭头）。
未登录客户
注册
UML用例图
用例文档
33
用例文档是通过文字描述一个用例的行为，说明用例的 逻辑流程。 主要用于对一些存在较多异常情况（不是每一个）的用 例进行描述。 用例文档一般包括：用例名称、执行者、简要说明、基 本事件流、其他事件流、异常事件流。
《UML统一建模语言》
第一章系统需求1.1系统概述1.1.1系统功能需求●系统的功能需求主要包括以下几个方面：1.学生可以登录网站浏览信息、查找信息和下载文件。
2.教师可以登录网站输入课程简介、上传课件文件、发布消息、修改和更新消息。
3.系统管理员可以对页面维护以及批准用户的注册申请。
●系统主要包括以下几个模块：1 数据库管理模块2 基本业务模块3.信息浏览、查询模块●数据信息管理模块包含的功能：教师信息管理课程简介信息管理文件上传信息的管理学生信息管理●基本业务模块包含的功能：文件上传文件下载消息发布消息修改和更新页面维护用户注册批准●信息浏览、查询模块主要用于网页上信息的浏览、搜索，包括：网页信息浏览文章信息搜索1.2 需求分析基于Internet的网络远程教学系统是计算机应用领域研究的一个热点。
随着网络技术和多媒体技术的发展,网络远程教学系统的表现形式更加多样化。
第二章需求分析2.1识别参与者通过对系统的需求分析可以确定系统的三个参与者：对参与者的描述如下：1、教师2、学生3、系统管理员2.2识别用例根据对需求的进一步分析，可以确定系统中有如下用例存在 1）学生参与的用例图浏览信息查找信息下载文件2）教师参与的用例图输入课程简介上传课件文件发布消息修改和更新消息3）系统管理员参与的用例图页面维护批准用户的注册申请1.系统用户参与的总的用例图2.学生参与的用例图3.教师参与的用例图4.系统管理员参与的用例图第三章静态模型设计3.1定义系统对象系统对象类1、参与者相关类(1) 学生Student属性：学号number姓名name性别sex年龄age年级classNum班级grade方法：学生信息Student（）（2）教师Teacher属性：namesexidentityCardIDcoursetelephoneNum方法：Teacher()UpdateCourseInfo()UpdateTeacherInfo()(3)系统管理员Administrator属性：TelephoneNum方法：Administrator()CertifyUploaded()UpateInformation()AddUser()DeleteUser()(4)用户User属性：AccountPasswordemail方法：getEmail()getAccount()changePass()系统界面类(1)课程简介CourseIntro属性：courseNameCollegeTeacherscorePointTimePlaceteachingPlan方法：Modify()(2)教学文章Article属性：artitleNumartitleTitleteacherTolssuecreate Timecontent方法：issue()Delete()Modify()(3)文件上传或下载FileUpload Or Download属性：fileNamefileTypefileSizeshortIntrofileURLCreatercreateTime方法：CheckSize()Modify()Store()Cancle()建立类图1、参与者相关类图2、系统界面类3、各个类之间的关系3.2 定义类间的关系系统实体界面类图第四章动态模型设计4.1建立交互作用图（用时序图表达）系统的时序图1. 系统管理人员管理网站的时序图2. 用户登录系统的时序图3. 学生下载文件的时序图4. 教师上传文件的时序图1.系统管理人员管理网站的时序图说明：系统管理员登陆系统后，具有绝对权限。
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从用户角度描述系统功能，并指出各功能的操作者。 主要目的是帮助开发团队以一种可视化的方式来理解 系统的功能需求。
用于系统分析阶段，确定“谁使用系统以及能够做什 么”。
UML用例图
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买饮料 供货人
客户 供货 取货款 收银员
P. 自动售货系统的用例图
关系
元素之间的 连接纽带是 关系
用例图 静态图 行为图 交互图 实现图
图
UML简介
Part1.UML元素－结构元素
UML中共有7种结构元素：类、接口、协作、用例、活 动类、组件和节点。
① 类是具有相同属性和操作的一组对象的集合。 ② 接口是类的对外的、可见的一组操作的集合，它是外 界访问类的属性和操作的中介。 ③ 协作定义了对象间一起工作、进行合作的动作。
服务器
UML简介
Part1.UML元素－行为元素
行为元素是UML的动态部分，它们是模型中的动词， 代表了随时间或空间的变化而变化的行为。行为元素主 要有两种：交互和状态机。
① 交互是一组对象之间为完成某一任务（如实现某个操 作）而进行一系列消息交换的行为。 用于交互的消息名
UML简介
Part1.UML元素－行为元素 ② 状态机是对象为响应事件而经历的一系列状态以及对 事件作出响应的行为。包括状态、跃迁 、事件等。
注解
注解内容
UML简介
Part2.UML关系
UML中主要包括以下5个重要关系：
关联 泛化（继承） 实现 依赖 聚集
1. 依赖关系 2. 泛化关系
3. 关联关系
4.聚集关系 5.实现关系
图形表示：一条线，不同线表示不同种类的关系
UML简介
Part3.UML图－用例图
Hale Waihona Puke 用例图（Use Case Diagram）：从用户角度描述系统功 能，并指出各功能的操作者。 用例图的主要目的是帮助开发团队以一种可视化的方式 来理解系统的功能需求。
UML简介
Part3.UML图－行为图
行为图（Behavior diagram）描述系统的动态模型和对 象间的交互关系，包括状态图和活动图： 状态图描述了一个对象的所有可能的状态及引起状态转 移的事件。状态图可看作是对类图的补充。 活动图通过描述满足用例要求所要进行的活动以及活动 间的约束关系。
UML用例图
用例文档
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简要说明：对用例的主要功能进行简要描述； 基本事件流：描述用例在正常情况下的基本事件流程； 其他事件流：描述用例执行过程中可行或备选的事件流 程，该事件流不一定要被执行； 异常事件流：描述用例执行过程中可能发生的非正常事 件流程。
例：表3-1“找回密码”用例文档，表6-7“下新订单” 用例文档
用例名 用例
UML用例图
28
如何识别用例？
执行者的需求
UML用例图
o
用例之间存在着一定的关系，这些关系包括泛化关系、 包含关系和扩展关系。 泛化关系：用例可以被特殊列举为一个或多个子用例， 这被称为用例泛化。
泛化关系用带空心三 角箭头的实线表示
29
订票
网上订票
电话订票
UML用例图
包含关系：一个基本用例的行为包含了另一个用例具有 的行为，并把它所包含的用例行为作为自身行为的一部 分。
第 3章
统一建模语言UML
（开发基础篇）
1
学习内容
UML建模语言的概念，UML在系统开发中的作用 UML的组成结构及各构造模块的内容 UML的十种图形及各图形间的关系
2
UML简介
UML概念
UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）是 一种面向对象的标准化建模语言，用于对软件系统进行 可视化的建模。 visualizing specifying （可视化） （详述）
特性串
可视性
参数列表
返回类型
UML类图
类之间的关系
在UML中，实体类之间的关系主要有以下几种： 关联关系（association） 聚集关系（aggregation）
依赖关系（depedency）
实现关系（realization） 泛化关系（generalization）
UML类图
类之间的关系—关联关系
用例需要操作哪些硬设备？
用例的实现过程
UML类图
根据：“查看商品”用例的实现过程
需要：商品查询界面&用于查找商品的应用程序&商品信息表
类
UML类图
系统中的类
根据在用例实现中所起的作用，将类分为三种类型： 边界类：边界类位于系统与外界的交界处，主要负责接 收来自执行者的信息。 实体类：保存要放入永久存储体的信息，每个实体类在 数据库中有相应的表。 控制类：负责接收边界类的信息，并将其分发给实体类。
UML类图
在面向对象的方法中，系统中的任何事物 都被看成是对象，通过对象间的交互实现 系统的功能。
35
类是创建对象的模板，找出系统中的 类是系统运行的重要前提。
UML类图
类图（Class Diagram）
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描述了系统中的类（以及接口、协作）及它们之间的 静态关系。 不仅定义系统中的类，表示类之间的联系，还包括类 的内部结构（属性和操作）。
关联关系是指类之间存在的某种语义上的固定关系，用 一条实线表示。 存在关联关系的类之间很多时候也存在数量对应关系， 且根据参与关联的双方对象的数量，可以分为： 一对一关联：如班级－班主任 一对多关联：如班级－学生
多对多关联：如学生－选修课
UML类图
类之间的联系－关联关系
UML类图
类的操作
操作是类的所有对象共有的行为，一个类可以有任何数 量的操作，它们只可以被作用到该类的对象上。 在UML中，描述类操作的完整语法格式为： [可视性] 操作名 ([参数列表]) [：返回类型] [特性串] 其中[ ]部分的内容是可选的
操作名 • 访问设置属性的操作 • 创建和删除对象的操作 • 实现功能的操作 • 辅助一个类完成自身任务的操作
UML简介
Part1.UML元素－结构元素 ④ 用例定义了系统执行的一组操作，即描述了系统的功 能需求。 ⑤ 活动类是对拥有线程并可发起控制活动的对象（往往 称为主动对象）的抽象，它是一种特殊的类。
取款 用例
UML简介
Part1.UML元素－结构元素 ⑥ 组件是实实在在地驻留在计算机系统中的工作单元。 一般指编写的软件文件，如：可执行程序（.java）。 ⑦ 节点就是计算机资源，包括带处理器的计算机或其他 硬件设备，如一台数据库服务器。 组件 orderform.java 节点
UML类图
类的属性
属性描述了类的所有对象共有的特征，一个类可以有一 个或多个属性。 在UML中，描述类属性的完整语法格式为： [可视性] 属性名 [：类型] [=初始值] [约束特性] 其中[ ]部分的内容是可选的。
UML类图
可视性 • + — 公用的（public） • - — 私有的（private） • # — 受保护的（protected） 约 束 特 性 属性名 类型 初始值
UML简介
Part3.UML图－静态图
静态图（Static diagram）包括类图、对象图和包图： 类图用于描述系统中类的静态结构，包括定义系统中的 类，描述类之间的关系。 对象图是类图的实例。 包图表示了包与包之间的关系，包图描述了系统的分层 结构，包括用例包图和类包图，分别用于对复杂的用例 图或类图进行分组。
对于电子商务系统而言，其执行者主
要就是系统的用户，包括商务交易双
方及支持交易的合作方
UML用例图
执行者间的关系--泛化关系
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o 执行者之间存在着泛化关系（继承关系），即子类和父 类的关系。
未登录客户
已登录客户
UML用例图
用例（Use Case）
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用例描述了系统的功能需求，是系统执行的一系列动 作。 从本质上讲，一个用例是执行者与计算机之间的一次 典型交互。
扩展关系用标有 <<extend>>的 虚箭线表示
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还书 <<extend>> 赔偿遗失书籍
UML用例图
执行者与用例间的关系--关联关系
32
执行者和用例的关系叫做关联关系，该关系用实线表示 （可带也可不带箭头）。
未登录客户
注册
UML用例图
用例文档
33
用例文档是通过文字描述一个用例的行为，说明用例的 逻辑流程。 主要用于对一些存在较多异常情况（不是每一个）的用 例进行描述。 用例文档一般包括：用例名称、执行者、简要说明、基 本事件流、其他事件流、异常事件流。
UML是一种文档化语言
为软件系统的开发提供可视化模型
UML的功能
规约软件系统的开发过程
构造软件系统的实施框架
UML简介
元素
结构元素
行为元素
U M L
元素是模 型的抽象
分组元素 注释元素
类 接口 协作 用例 活动类 组件 节点 交互 状态机 包 注解 依赖 关联 泛化 聚集 实现
图将元素的集合进行分组
2005年以后UML成为建模语言国际标准 目前常用的UML建模工具有Sybase Power Designer 16.5、 IBM Rational Rose 2007和Microsoft Office Visio 2013