UML面向对象需求分析与建模教程基于uml标准
使用UML进行面向对象分析和建模.
OBJECT-ORIENTED ANALYSIS AND MODELING USING THE UML
第6章 Chapter 6
本章内容
6.1 面向对象建模方法概述 6.2 面向对象建模的基本概念 6.3 统一建模语言UML 6.4 使用用例建模系统需求 6.5 对象分析建模过程
Rambaugh方法（OMT方法）
主要分为分析、设计和实现三个阶段。 分析阶段：确定对象模型、动态模型和功能模型 设计阶段：系统设计和对象设计 实现阶段的细节和具体的实现环境有关 OMT方法突出的特点是在分析阶段，它可以较为 全面地描述系统的静态结构，所以0MT方法适合 于数据密集型的信息系统的开发.2 面向对象建模的基本概念 6.3 统一建模语言UML 6.4 使用用例建模系统需求 6.5 对象分析建模过程
6.2 面向对象的基本概念
基本概念与特点 – 对象(Object) – 消息(Message) – 类(Class) – 实例(Instance) – 继承(Inheritance) – 封装(Encapsulation) – 多态(Polymorphism)
面向对象的世界观
把客观世界从概念上看成是一个由相互配合而 协作的对象所组成的系统
面向对象=对象+分类+继承+通信 一个实例——椅子
一个面向对象的实例——椅子
类：家具
价格 尺寸 重量 位置 颜色
买 卖 移动
对象：桌子
价格 尺寸 重量 位置 颜色
买 卖 移动
对象：椅子
价格 尺寸 重量 位置 颜色
6.2面向对象的基本概念
实例(Instance)
属于某类的具体对象就是该类的实例。一个类 的不同实例必定具有： 相同的操作（或行为）的集合 相同的信息结构或属性定义，但可以有不同
《UML面向对象建模基础》需求建模基础与实例
• 不完整的需求； • 没有用户的介入； • 不实际的客户期望； • 需求和规范的变理； • 提供了不再需要的
软件需求曾经让我们如此狼狈
需求的定义
需求层次
内容
业务需求 反映组织机构或客户对系统、产品高层次的目标要求。通常问题定义就是业务需求
用户需求
描述用户使用产品必须要完成什么任务，怎么完成，通常是在问题定义的基础上 进用户访谈、调查，对用户使用的场景进行整理，从而建立从用户角度的需求
需求建模基础与实例
《UML面向对象建模基础》
知识图谱
Agenda
• 什么是需求 • 如何使用UML对需求建模 • 需求建模实例 • 本章小结
Agenda
• 什么是需求 • 如何使用UML对需求建模 • 需求建模实例 • 本章小结
需求—导致项目失败的罪魁祸首
• 根据Standish Group对23000个项目进行的研究结果表明，28%的项目彻
FEAT09.开发人员可以随时记录自己的时间，提供“开始 计时”、“暂停计时”、“停止计时”，在停止时，填入 任务编号（在线则选择）、工作关键字（以逗号分隔的多 个），自动生成开始时间、暂停时间、停止时间、总时长 、有效时长（总时长-中断时长） FEAT11.时间记录程序会自动连接服务器，完成时间日志 上传的工作，未能连接服务器，则在本机暂存时间日志
将不断的精化和修正
• 可借助Robustness分析来推导出交互模型 • 交互模型中一般只包含概念模型中的实体对象和分析模型中的边界对象，
其目标只是帮助分析人员理清整个事件流，而控制对象、设计类的引入都 将在后续阶段进行
• 并非一定要为用例模型中的所有用例构建交互模型，关键在于“是否需要” • 可借助状态图表示一些对象状态的变迁及用户界面设计，还可以借助活动
面向对象UML系统分析建模课程设计
面向对象UML系统分析建模课程设计课程设计背景面向对象UML系统分析建模课程是计算机科学与技术专业必修课程之一，主要学习面向对象的原则、UML标准建模语言及系统分析与设计的流程。
其中系统分析与设计是软件开发过程中的前期阶段，主要用于研究、确认和明确用户需求，在软件开发生命周期的开始阶段确定软件系统的要求和设计方案，为软件开发的后续工作奠定基础。
为了更好地掌握系统分析与设计的方法，需要进行一些实践操作，即课程设计。
本文就面向对象UML系统分析建模课程的课程设计进行详细的介绍。
课程设计目标通过本次课程设计，学生应该能够：1.熟悉系统分析与设计的基本流程；2.掌握面向对象模型的建立、UML模型中各种关系的描述、设计模式的应用；3.学会使用UML工具进行建模，理解用模型进行系统开发的好处；4.能够对系统进行全面、细致、深入的分析，构建出系统的完整模型；5.形成较强的分析和抽象能力，具备良好的项目管理和沟通能力。
课程设计内容需求分析阶段：需求分析是系统开发中的第一步，也是十分重要的一步。
本次课程设计需要完成如下任务：1.用场景法获取系统的需求；2.用用例图、用例描述、活动图描述系统；3.用状态图描述系统状态信息；4.用领域模型描述系统领域概念；5.用流程图描述系统流程。
设计分析阶段：在完成需求分析后，进入到了设计分析阶段。
本次课程设计需要完成如下任务：1.用类图描述系统类及其关系；2.用对象图描述对象间的关系；3.用序列图描述类之间的交互过程；4.用组件图描述系统的物理构成；5.用部署图描述系统的部署信息。
实现阶段：最后，在完成设计分析后，进入实现阶段。
本次课程设计需要完成如下任务：1.根据所提供的设计文档，进行代码实现；2.实现功能模块代码，并通过单元测试保证其功能正常；3.进行系统测试和调试，使其达到稳定运行的状态；4.编写系统使用说明书。
课程设计任务为了完成课程设计，需要完成以下任务：1.组队每个小组由3~5名同学组成，每名同学需要负责至少一个任务。
面向对象的分析和设计UML课程标准
《面向对象的分析和设计UML》课程标准一、概述（一）课程性质《面向对象的分析和设计UML》课程是新的软件专业人才培养方案的重要组成。
开发团队应对应用于软件开发过程的建模技术有全面的了解，以在商业分析和软件开发方面具有竞争优势。
在软件开发过程中建模是最重要的活动，可有效地分析现有事务的流程并创建新的软件系统。
统一建模语言(UML) 是标准化的语言，可以创建面向对象系统的结构和设计。
通过UML 业务分析者可以验证大型软件系统的需求，系统设计师可以设计复杂的软件系统，而开发人员可以有效地对软件系统进行编码。
本课程主要描述使用UML 的面向对象软件系统的结构和设计，先讲述面向对象分析和设计的基础，然后再进一步讲述UML 和UML 的高级功能。
（二）课程基本理念本课程介绍了面向对象分析和设计以及UML。
涵盖软件开发生命周期(SDLC) 的要求和其各个阶段。
它提供了面向对象概念的复习部分。
另外，本教程描述了需求收集的概念和目标软件系统的用例建模。
还讲解了怎样从需求分析阶段转移到软件开发的设计阶段，本教程进一步介绍了静态和动态建模。
涵盖了创建类和对象关系图的要求。
除了讲解类和对象间的各种关系外，还描述了创建活动、交互、状态、序列和协作关系图的要求。
本教程还介绍了UML 的架构建模和扩展机制。
涵盖了创建可重用的代码和各种设计实践的要求使软件系统易于管理和可重用。
此外，还描述了模型设计模式要求。
本课程还将讲解怎样通过判断软件开发过程和UML 工件的复杂度来衡量软件项目的质量。
本课程教学分为理论和项目实践两大部分。
理论教学内容主要包含UML的基本理论和技术方法，理论教学突出基本知识和基本概念的表述，通过知识点的认识掌握，形成知识链和技术理论。
项目实践教学内容主要包括具体的项目的实施，项目实践教学贯彻“任务驱动、项目导向”的教学策略，选择典型的案例或项目，通过实际项目的运作，以“学中干、干中学”的方式培养学生的专业技能。
基于UML的面向对象的需求分析方法
（３）ＡＴＭ 系统需求分析的动态模型 ＵＭＬ 中 的 动 态 模 型 主 要 包 括 顺 序 图 、合 作 图 、状 态 图 、活 动 图 。在 系 统 的 分 析 和 设 计 中 应 对 主 要 的 用 例 和 对 象 类 绘 制 这 些 图 形， 以便分析系统的行为， 印证和修改系统的静态模型， 满足用户 的需求， 达到系统的目标。同时也有利于程序设计者能够严格按 照功能流程进行编程实现， 有利于系统测试人员按照预定的流程 去验证测试。 在本例子中， 根据 ＡＴＭ 系统需 求 分 析 过 程 静 态 模 型 中 的 相 关类图， 可以描述如何使用顺序图来 建 立 ＡＴＭ 系 统 需 求 分 析 过 程的动态模型。 图 ３ 是采用顺序图的形式对客户李明取 ２０ 元钱 进行可视化的表示。
ＵＭＬ 作 为 一 种 建 模 语 言 ， 正 是 这 样 一 种 标 准 的 表 示 ， 它 通 过 统一语义和符号表示来定义一些图和它们的意义， 与使用的方法 无关。所以， 人们可以用各种方法使用 ＵＭＬ ， 而不管方法 如 何 变 化， 其基础都是 ＵＭＬ 的图， 这就 是 ＵＭＬ 的 最 终 用 途 ， 即 为 不 同 领 域的人们提供统一的交流标准。
（２）关系。在 ＵＭＬ 模型中， 主 要 有 ４ 种 关 系 。 依 赖（Ｄｅｐｅｎｄｅｎ－ ｃｙ）、关 联 （Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）、类 属 （Ｇｅｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ）、实 现 （Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ）。
（３）ＵＭＬ 通 过 图 形 化 的 表 示 机 制 从 多 个 侧 面 刻 画 系 统 的 分 析 和设计模型。ＵＭＬ 共定义 １０ 种视图， 可分四类：
面向对象设计与UML建模方法
面向对象设计与UML建模方法在软件开发中，面向对象设计是一种常用的设计思想。
它将系统中的一切都视为对象，通过对象之间的交互来完成系统功能。
与此同时，UML建模方法也是一种常用的系统设计工具。
它能够帮助开发人员更加清晰地将系统设计表示出来，并完成系统的构建。
本文将详细介绍面向对象设计与UML建模方法。
面向对象设计的基本概念面向对象设计是一种基于“对象”的设计思想，它将系统中的一切都视为对象，并且通过对象之间的交互来完成系统的功能。
一个对象包含了属性和方法。
属性是对象的状态，而方法是对象能够做的事情。
在面向对象设计中，对象之间通过消息进行交互。
消息是一种可以触发某个对象执行某项任务的信号。
对象之间的交互通过消息传递来进行。
在面向对象设计过程中，我们需要确定系统中包含哪些对象，以及它们之间的关系。
这个过程叫做对象建模。
对象建模的目的是将系统中的对象与它们的关系表达出来，以方便系统设计和实现。
UML建模方法的基本概念UML (Unified Modeling Language) 是一种常用的面向对象建模语言。
它是由OMG (Object Management Group) 开发出来的，用于描述系统的建模过程。
UML建模方法的基本概念包括以下几点：类和对象：类是一种描述对象的集合。
一个类可以包含属性和方法。
对象是类的一个实例。
通过创建对象可以完成类中描述的任务。
关系：类之间的关系包括继承、聚合和关联等。
继承是指一个类可以从另一个类继承属性和方法。
聚合是表示一个类是由另一个类组成的一部分。
关联是表示不同的类之间的关系。
行为：一个类的行为表示了一个对象在完成任务时所需执行的步骤。
行为可以包括状态转移和事件触发等。
UML建模方法的基本步骤UML建模方法能够帮助开发人员更好地进行系统设计和构建。
下面介绍UML建模方法的基本步骤：确定项目的范围和目标：首先确定所需要设计的系统的范围和目标。
然后基于这些目标开始设计系统。
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。
《UML面向对象需求分析与建模教程--基于uml2.5标准》
需求模型
分析模型
设计模型
实施模型
测试模型
体系结构设计
构件图，部署图
根据文档进行单元测试，集成测试, 单元测试采用类图，集成测试用实现图和交互 确认测试 图，确认测试采用用例图
-37-
2.4 下一步发展方向
• (1) 组件化
• 软件生产如果象硬件生产一样能够快速高 效的生产出来，而且质量有保证，那软件 生产将会彻底摆脱软件危机的困扰。那软 件的目标之一就是软件的组件化，希望软 件系统的模块象组件一样可按需要生产、 组装、调试、维护。
对象技术的发展历史
Simula 基本思想
1967 1972
C++ 商业化
1980s 1990
UML 统一方法学
1995 2011+
Smalltalk 实用化
Java 编程方法的成熟
构件、 服务、 云计算???
-16-
2.2 面向对象方法基本概念与特征
• 对象：对象是要研究的任何事物。从一本书到图书馆，单 个整数到庞大的数据库、极其复杂的自动化工厂、航天飞 机都可看作对象，它不仅能表示有形的实体，也能表示无 形的（抽象的）规则、计划或事件。对象由数据（描述事 物的属性）和作用于数据的操作（体现事物的行为）构成 一独立整体。 • 类：类是对象的模板。即类是对一组有相同数据和相同操 作的对象的定义，一个类所包含的方法和数据描述一组对 象的共同属性和行为。类是在对象之上的抽象，对象则是 类的具体化，是类的实例。类可有其子类，也可有其父类， 形成类层次结构。 • 消息：消息是对象之间进行通信的一种规格说明。一般它 由三部分组成：接收消息的对象、消息名及实际变元。
例:Windows95有1000万行代码 Windows2000有5000万行代码
UML建模设计与分析标准教程教学设计
UML建模设计与分析标准教程教学设计1. 引言UML（Unified Modeling Language）是一种标准的面向对象建模语言，经过多年的发展已经成为企业级系统设计与开发的行业标准。
本文档旨在通过对UML建模设计与分析的标准教程的教学设计，提高学生对UML的理解和掌握。
2. 教学目标1.理解UML的基本概念和原理2.掌握UML的基本图形和符号3.能够使用UML进行面向对象系统的建模分析4.能够使用UML进行软件功能、结构与行为的分析和设计3. 教学内容3.1 基础知识3.1.1 UML的理论基础•面向对象的基本概念•UML的发展历程和版本差异3.1.2 UML的基本概念•UML的基本元素和结构•常用UML图形的含义3.2 UML的建模方法3.2.1 面向对象分析和设计•面向对象系统的特点和优势•面向对象分析和设计的原则和方法3.2.2 分析和设计建模工具•UML建模工具的使用和选择•UML建模过程和方法3.3 UML的建模实践3.3.1 软件功能分析•用例图的使用•用例图中的元素和关系的含义3.3.2 软件结构分析•类图的使用•类图中的元素和关系的含义3.3.3 软件行为分析•顺序图的使用•顺序图中的元素和关系的含义4. 教学方法4.1 理论讲解在讲解UML的基础知识和建模方法时，教师要结合实例进行讲解，引导学生理解UML的基本概念和原理。
同时教师也可以适当增加UML的一些实用技巧，让学生了解UML在实际应用中的一些方法和技巧，让学生感受到UML的灵活性和实用性。
4.2 实践演练UML的建模实践是学生学习和掌握UML必不可少的环节。
在教学中，教师应该增加适当的UML实践环节，让学生在实践中了解和掌握UML的相关技能。
通过实践环节的设置，教师可以引导学生深入理解UML的建模方法和技巧，提高学生的综合能力和动手能力。
5. 教学评价5.1 问卷调查通过问卷调查，可以了解学生对UML建模设计与分析的掌握情况，同时也可以了解学生对教学活动的评价和意见。
基于UML、面向对象的系统分析设计方法(论文)
基于UML、面向对象的系统分析设计方法(论文) 面向对象的软件分析与设计——基于UML、面向对象的系统分析设计方法【摘要】统一建模语言UML是面向对象软件设计的新技术。
文章探讨了基于UML进行面向对象的系统分析及设计方法，包括静态建模和动态建模;提出了一种实用的基于UML的需求分析及其建模方法，以活动图模型来表达业务模型，以概念层的对象图、状态图及交互图模型表达系统的结构逻辑及行为逻辑，以应用例图表达系统需求;讨论了需求分析及其建模的过程概念，并以高校开放式学籍管理系统的开发作为案例示范。
同时，在本文中在介绍UML的基础上，用UML分析设计，侧重选用了用例图、顺序图、类图、状态图进行分析设计，最后总结了UML技术的优越性。
【关键词】面向对象 UML，RUP，开放式学籍管理[4] 软件工程学籍管理系统;1、引言在20世纪60年代中期开始爆发的软件危机，使人们认识到大中型软件系统与小型软件有着本质的区别:大型软件系统的开发周期长、费用高、软件质量难以保证、开发生产率低，为了摆脱软件危机提出了软件工程的概念。
软件工程的目的就是要在规定的时间、开发费用内开发出满足用户需求的高质量的软件系统，高质量不仅是指错误率低，还包括好用、易用、可移植、易维护等要求。
软件开发有复杂性和困难性，软件设计人员既要为自己建立设计与实践的准则，又要利用这些准则构造符合要求的软件系统，因此所面临的困难比其他涉及领域更多。
2、面向对象面向对象(Object Oriented,OO)是当前计算机界关心的重点，它是90年代软件开发方法的主流。
面向对象的概念和应用已超越了程序设计和软件开发，扩展到很宽的范围。
如数据库系统、交互式界面、应用结构、应用平台、分布式系统、网络管理结构、CAD技术、人工智能等领域。
谈到面向对象，这方面的文章非常多。
但是，明确地给出对象的定义或说明对象的定义的非常少——至少我现在还没有发现。
起初，“面向对象”是专指在程序设计中采用封装、继承、抽象等设计方法。
一种基于UML的面向对象的软件需求分析方法
一种基于UML的面向对象的软件需求分析方法1 引言UML（Unified-ModelingLanguage，统一建模语言）又称标准建模语言，其为软件开发的所有阶段提供模型化与可视化支持，可应用于面向对象开发系统产品的说明、可视化与编制文档过程。
该语言于1994年由GradyBooch、JimRumbaugh、IvarJacobson 联合开发，因其定义良好、易于表达、功能强大等特性，已成为OMG（ObjectManagementGroup，对象管理组织）的一项标准[1]。
软件需求分析阶段是软件开发的第一步，也是最重要的一步。
该阶段应明确系统目标，将用户对于软件的一系列意图、想法转变为软件开发人员所需要的有关软件的技术规格，并由此实现用户和开发人员之间的有效通信。
传统的软件需求分析通过结构化方式，通过功能分解描绘整个系统的组成，将各功能分解为相应功能模块，如图1 所示。
其主要缺点为：（1）缺少用户与系统交互行为的描述；（2）设计和需求容易混淆；（3）系统功能所在的应用环境被分割，无法直接描述系统功能之间关联。
UML 作为一种沟通工具，可以应用于软件开发的整个流程中，包括需求分析阶段、系统分析与设计阶段、系统开发阶段及系统测试阶段等，供用户、需求分析师、设计人员、程序员和测试人员等相关人员共同使用。
在使用UML 进行需求分析时，将信息抽象成对象进行分析，从而直观、形象、严谨地描述出业务概念、业务流程、用户的期望和需求，为需求分析及相关人员提供更清晰、明确的目标，从而建立其与用户沟通的良好桥梁。
UML 具有以下优点：（1）便于系统相关人员之间的无障碍交流，提高沟通效率；（2）易于响应变化，在发生需求变更时，快速、清晰地识别出影响点；（3）能够为软件设计提供良好支持，使设计成品与业务流程更加连贯、合理、有逻辑性，模块及功能之间的耦合关联更加清晰。
2 UML图形工具UML 中常用的图有九种，包括用例图、类图、对象图、顺序图、协作图、状态图、活动图、构件图和部署图等，在需要分析阶段主要用到用例图、活动图、序列图等。
基于UML的面向对象建模方法
基于UML的面向对象建模方法姓名: 赵付轩学号: 10041156专业: 信号与信息处理学院: 信息科学与技术学院基于UML的面向对象建模方法摘要：本文介绍了一种基于UML(统一建模语言)的网上报名系统。
首先对UML语言进行了简单说明，其次根据UML建模过程对网上报名系统进行了需求分析，构建了用例图、类图两个模型，最后根据该模型开发了大学英语四六级考试报名系统，该系统具有可操作性强、扩展性好、效率高的优点。
关键词：UML；网上报名；面向对象目录1 引言 (1)1.1 UML概述 (1)2 面向对象原理 (1)2.1 基本概念 (1)2.2 基本特征 (2)3 运用UML进行系统建模 (2)3.1 UML建模机制、步骤 (2)4 网上报名系统的UML建模 (3)4.1 需求分析 (3)4.2 分析与设计 (4)4.2.l 静态建模 (4)4.2.2 动态建模 (5)5 结语 (6)参考文献 (6)1 引言面向对象方法已经成为软件开发的主要方法，面向对象的分析方法以对象作为分析问题，解决问题的核心，并对问题空间进行直接映射，使计算机实现的对象与真实世界具有一一对应关系，符合人类认识规律，有效地解决了需求分析模型和软件设计模型的不匹配现象。
由于采用了数据抽象和封装技术，面向对象的程序设计降低了各模块间的耦合，可实现较高的代码利用率。
基于UML建模技术可以进行面向对象的分析、设计、编程、测试以及面向对象的软件过程，它以统一建模语言作为分析工具，利用面向对象的思想对问题域进行建模。
本文针对建模的方法和技术进行了讨论，并结合实例加以说明。
1.1 UML概述统一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。
它是面向对象开发系统的产品进行说明、可视化、和编制文档的一种标准语言。
UML具有庞大的体系结构和丰富的内容。
不仅融合了Booch、OMT、OOSE方法的核心内容，同时也吸取了其他面向对象方法中的优势。
《UML面向对象需求分析与建模教程--基于uml2.5标准》
• 7. COLLEAGUES - Software engineers shall be fair to and supportive of their colleagues.
• 8. SELF - Software engineers shall participate in lifelong learning regarding the practice of their profession and shall promote an ethical approach to the practice of the profession.
• 在软件的实施、测试和部署中，模型为不同领 域的技术人员在软件和硬件的实施、测试和部署 中提供有效的交流平台
• 软件模型是最有效的软件文档保存形式，软件 模型在开发团队人员的培训、学习和知识的传递 和传播等方面起着非常重要的作用
开发软件为什么需要模型
• 软件开发中需要建立 • -需求模型
– 分析 模型 – 设计模型 – 实施模型 – 测试模型 – 部署模型
At a stand-up meeting, each team member
• At a stand-inutpurnmaensewteirnsgfi,veeqaucehstiotensa: m member in turn answers five questions:
What have I done since yesterday’s meeting?
跟我学统一建模语言UML——应用UML实现面向对象的需求分析与建模的入门示例
1.1跟我学统一建模语言UML——应用UML实现面向对象的需求分析与建模的入门示例1.1.1面向对象的需求分析与建模1、面向对象的统一建模（1）什么是建模建模就是建立模型，当然模型可以是多种不同的形态——比如实体、图形等形式，建模是人类对客观世界和抽象事物之间联系的具体描述。
（2）什么是软件系统建模1)软件系统的建模则是通过将用户的业务需求映射为软件系统项目的最终实现的程序代码，并保证编程实现的程序代码能够满足用户的应用需求；2)此外，程序代码还能方便地回溯软件系统需求的过程，这个过程称为软件系统建模——将现实应用问题表述成为软件方面的问题，并最终加以解决的过程。
（3）为什么要对软件系统进行建模建立高楼大厦和建立狗窝的区别是在建设狗窝之前不需要进行设计方面的工作过程，而建立高楼大厦时则必须要在建筑施工之前进行充分的需求分析和详细的建筑设计、评估等过程。
因此，为了能够生产出合格的软件系统，也就同样需要有一套关于软件系统的体系结构、实现过程、程序代码结构和所使用的各种工具、各种规范的说明和图示的“说明资料”或者“参考文档”，而这些“说明资料”或者“参考文档”则是对软件系统建模后的成果。
1)通过对软件系统进行建模可以更好地帮助软件系统的开发人员理解正在开发的软件系统，同时也能够表达软件系统的开发人员所渴望的软件系统结构和功能行为、业务流程、展示和控制软件系统体系结构，最终达到降低软件系统开发的风险之目的，保证目标软件系统能够按时、按质和在计划的成本内顺利地完成。
2)通过对软件系统进行建模还可以实现把复杂的软件系统简单化，因为人类在工程实践中应用模型的主要作用就是使复杂的问题信息关联能够简单易懂。
3)通过对软件系统进行建模还能够让软件系统的开发人员容易洞察复杂堆砌而成的原始数据背后所隐藏的规律，并能有效地使软件系统的开发人员能够更清晰地理解软件系统的需求。
4)软件系统的分析和设计模型能够帮助软件系统的开发人员按照实际情况或按照设计人员既定的目标对软件系统进行可视化的设计和构造编程实现。
利用UML实现面向对象的建模
在详细设计中，通过再进一步地细化各个类的成员和 对象之间的消息等细节问题。所需要用到的UML图
类图----显示系统中的类构成 状态图---显示一个对象从生成到删除的生命周期 活动图---为复杂工作流（业务过程）或者为对象的操作 建模
（2）增强团队之间的沟通
可视化建模由于采用的是标准统一建模语言UML，所有的 开发人员都采用这种统一建模语言来进行系统的分析和设计， 从而保证工作的结果是所有人都可以理解的---设计者的设计 意图可以被完整的传递而不发生信息的失真
（3）提高系统设计的可重用性
所建立的模型与物理系统是相互吻合的，同时面向对象技 术最基本的原则就是“抽象”和“封装”---基于组件的架构 具有最大的可重用性
4、采用可视化建模技术对软件开发所带来ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ好处 （1）有效地管理系统的复杂度
模型通过过滤非本质的细节信息，成为描述复杂的问题 或结构的本质的抽象（abstraction），它使开发人员对问题 更容易地理解---因为在对象模型中我们只需要描述对象所实 现的功能，而通过“封装”机制可以忽略功能实现的细节。
（2）静态建模机制---请见前面的说明
（3）动态建模机制---请见前面的说明
2、UML可以适用于系统开发过程中的不同阶段 （1）需求阶段
通过用例建模，描述对系统感兴趣的外部角色及其对系统 (用例)的功能要求。 通过时序图可以实现按时间的先后顺序进一步确定和细化 用例的处理流程和实现过程 通过协作图可以确定对象之间的交互关系
5、体验UML中的基本建模过程 （1）问题的功能要求：设计和实现一个完成字符串转换的 小系统 （2）目的：体验软件开发过程的各个环节。
《UML面向对象分析、建模与设计》教学大纲
UML面向对象分析、建模与设计课程教学大纲01课程说明课程代码：课程名称：UML面向对象分析、建模与设计/UML object-oriented analysis, modeling and design开课学期：4学分/学时：3/32+16课程类型：必修02课程的性质、目的与任务《UML面向对象分析、建模与设计》是软件工程专业中一门综合性很强的基础课程，主要内容包括软件工程与面向对象方法、UML的定义和背景、UML基础（UML构造块、UML通用机制、UML“4+1”架构、UML建模工具）、UML系统动态建模（用例图、活动图、状态机图、顺序图、通信图）、类图、对象图、包图、组件图、部署图、统一软件开发过程、UML具体实例等。
本课程的目的与任务是使学生通过本课程的学习，从UML的基本概念入手，由浅入深地认识和学习软件工程核心要素，以体系化、工程化的方法思考软件工程过程。
本课程除要求学生掌握UML的图示语法和语义，重点要求学生掌握设计软件的逻辑能力以及对软件内部各种组织结构的表达能力，掌握对事物的抽象能力和建模的基本思想，为更深入地学习和今后的实践打下良好的基础。
03教学内容及教学基本要求1.软件工程与面向对象方法（2学时）了解软件工程的概念和历史，了解软件工程的目标和原则；了解面向对象方法的概念和历史，了解面向对象方法的优点。
2.统一建模语言UML（2学时）了解UML的定义和历史背景；了解UML的目标和应用范围。
3.初识UML（2学时）掌握UML构造块，分别是事物、关系、图；掌握UML的通用机制；了解“4+1”架构；了解常用的UML建模工具。
4.用例图（2学时）了解用例的概念、设计方法和注意事项理解用例图的组成元素，分别为参与者、用例、用例图中的关系；理解并掌握用例图中的关系，分别为参与者间的泛化关系、参与者与用例的关联关系、用例间的泛化关系、用例间的依赖关系；理解用例描述的概念；掌握用例说明文档的书写；掌握用例图建模，分别为对系统的语境建模和对系统的需求建模；了解用例图的使用环境。
面向对象的分析设计之UML基础
面向对象的分析设计之UML基础1.面向对象的分析设计之UML基础出家如初,成佛有余2009年1月2.面向对象的分析设计培训大纲 23.目录 UML概述 UML静态建模 UML动态建模 34.什么是模型？模型是对系统的完整的抽象表示，建模是在不同层次上对系统的描述。
人们对某个领域特定问题的求解及解决方案，对它们的理解和认识都蕴涵在模型中。
通常，开发一个计算机系统是为了解决某个领域特定问题，问题的求解过程，就是从领域问题到计算机系统的映射 45.建模的意义模型是对现实的简化，建模是为了更好地理解系统。
模型帮助我们按照实际情况或需求对系统可视化；模型允许我们详细说明系统的结构、行为；模型给出了一个构造系统的模板；模型对我们作出的决策进行文档化； 56.建模的原理选择创建什么模型对如何动手解决问题和如何形成解决方案有意义深远的影响。
每一种模型可以在不同的精度级别上表示。
好的模型可以让你根据观察的角色及原因选择它的详细程度对每个系统最好用一组几乎独立的模型去处理 67.谁应该建模业务建模：以领域专家为主，需求分析人员是主力，系统分析员、架构师可参与需求模型：以需求分析人员为主，系统分析员是主力，领域专家提供指导，架构师和资深开发人员参与设计模型：高层设计模型以架构师为主，系统分析员从需求方面提供支持，资深开发人员从技术实现方面提供支持。
详细设计模型则以资深开发人员为主，架构师提供指导实现模型：实现模型：以资深开发人员（设计人员）为主，架构师提供总体指导数据库模型：以数据库开发人员为主，架构师提供指导，资深开发人员（设计人员）予以配合。
78.UML概述 UML（Unified Modeling Language）是软件界第一个统一的建模语言，该方法结合了Booch, OMT, 和OOSE方法的优点，统一了符号体系，并从其它的方法和工程实践中吸收了许多经过实际检验的概念和技术。
UML是一种标准的表示,已成为国际软件界广泛承认的标准。
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2.2 面向对象方法基本概念与特征
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2.3 面向对象方法学开发过程
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2.4下一步发展方向
2.1 了解面向对象产生的原因史
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俗话说： “天下大势，分久必合，合久必分。”
Grady Booch
Ivar Jacobson
Rumbaugh
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
起初软件是手工作坊的生产方式，没 有标准化的过程、工具和技术，从而导致 了大量软件错误。之后计算机专家们提出 了各种语言和方法，但还是不能避免错误 的发生。 • 小型的软件（5000行代码以下的软件） 基本能正确的生产出来，但大中型软件 （50000行代码以上的软件是大型软件，其 间的为中型软件）项目就很难保证。
• Coad和Yourdon将面向对象概念概括为以下方程： 面向对象 = 对象 + 类 + 继承 + 通信 即：面向对象就是既使用对象又使用类和继承等机制，而且 对象之间仅能通过传递消息实现彼此通信。
• 封装性：封装是一种信息隐蔽技术，它体现于类的说明， 使数据更安全.是对象的重要特性。封装使数据和加工该数 据的方法（函数）封装为一个整体，以实现独立性很强的 模块，使得用户只能见到对象的外部特性（对象能接受哪 些消息，具有那些处理能力），而对象的内部特性（保存 内部状态的私有数据和实现加工能力的算法）对用户是隐 蔽的。
2.3 面向对象方法学开发过程
• 现实世界中存在现实对象，然后人们根据 自己的观察角度和要求将现实对象抽象成 现实类，然后软件设计人员基于现实类模 拟出软件类，最后在程序中将软件类实例 化成软件对象，最终的程序就是软件对象 的活动和交互。
学生类 学生实例
李华 陈丽 张涛 刘霞 ... 抽象 属性： 学号 姓名 专业 班级 成绩 ... 行为： 吃饭 睡觉 上课 锻炼 „
对象技术的发展历史
Simula 基本思想
1967 1972
C++ 商业化
1980s 1990
UML 统一方法学
1995 2011+
Smalltalk 实用化
Java 编程方法的成熟
构件、 服务、 云计算???
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2.2 面向对象方法基本概念与特征
• 对象：对象是要研究的任何事物。从一本书到图书馆，单 个整数到庞大的数据库、极其复杂的自动化工厂、航天飞 机都可看作对象，它不仅能表示有形的实体，也能表示无 形的（抽象的）规则、计划或事件。对象由数据（描述事 物的属性）和作用于数据的操作（体现事物的行为）构成 一独立整体。 • 类：类是对象的模板。即类是对一组有相同数据和相同操 作的对象的定义，一个类所包含的方法和数据描述一组对 象的共同属性和行为。类是在对象之上的抽象，对象则是 类的具体化，是类的实例。类可有其子类，也可有其父类， 形成类层次结构。 • 消息：消息是对象之间进行通信的一种规格说明。一般它 由三部分组成：接收消息的对象、消息名及实际变元。
学生对象
创建 Li Hua Chen Li Zhang Tao Liu Xia ...
用对象观点认识事物
• A.这里面有什么东西？ 类与对象 • B.每个东西看上去是什么样的？ 类的属性 • C.每个东西能做点什么用？ 类的操作 • D.这些东西都呆在什么地方？ 类的行为、状态、部署 • E.这些东西之间有什么关系？ 类间的关联 • F.这些东西是怎么成事的？ 类间的协作(用例实现) B C E A D F
•
其次就是进行面向对象的设计，即设计 软件的对象模型。根据所应用的面向对象 软件开发环境的功能强弱不等，在对问题 的对象模型的分析基础上，可能要对它进 行一定的改造，但应以最少改变原问题域 的对象模型为原则。然后就在软件系统内 设计各个对象、对象间的关系（如层次关 系、继承关系等）、对象间的通信方式 （如消息模式）等，总之是设计各个对象 应做些什么"。
• 继承性：继承性是子类自动共享父类数据 和方法的机制。它由类的派生功能体现。 一个类直接继承其父类的全部描述，同时 可修改和扩充。
• 多态性：对象根据所接收的消息而做出动作。同一消息为 不同的对象接受时可产生完全不同的行动，这种现象称为 多态性。利用多态性用户可发送一个通用的信息，而将所 有的实现细节都留给接受消息的对象自行决定，因此，同 一消息即可调用不同的方法实现。
第一部分 建模理论概述
• 第一部分将介绍面向对象方法的产生、UML的 发展、RUP统一过程的模型、Rose工具及UML的更 多技术细节。 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 面向对象方法 UML统一建模语言 RUP统一过程 Rose建模工具 UML更多细节
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第2章 面向对象方法 目录
Standish Group Data
• Data on projects complete d in 2006
Just over one in three projects was successful
• 在20世纪60年代后期出现的面向对象编程 语言Simula-67中首次引入了类和对象的概 念，自20世纪80年代中期起，人们开始注 重对面向对象分析和设计的研究，从而逐 步形成了面向对象方法学。到了20世纪90 年代，面向对象方法学已经成为人们在开 发软件时首选的范型。可以说，面向对象 技术是当前最好的软件开发技术。
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首先要行面向对象的分析，其任务是了 解问题域所涉及的对象、对象间的关系和 作用（即操作），然后构造问题的对象模 型，力争该模型能真实地反映出所要解决 的"实质问题"。在这一过程中，抽象是最本 质、最重要的方法。针对不同的问题性质 选择不同的抽象层次，过简或过繁都会影 响到对问题的本质属性的了解和解决。
• 传统的软件工程方法学曾经给软件产业带来了巨 大进步，部分地缓解了软件危机，使用这种方法 学开发的许多中、小规模软件项目都获得了成功。 但是，当把这种方法学应用于大型软件产品的开 发时，却很少取得成功。
31% 16% 中途取消的项目 出现问题的项目 顺利完成的项目 53% 图1-1 项目的成败
例:Windows95有1000万行代码 Windows2000有5000万行代码
Exchange2000和 Windows2000开发人员结构
Exchange2000
项目经理 开发人员 测试人员 25人 140人 350人
Windows2000
约250人 约1700人 约3200人
IE项目
• IE各版本