第十八章 使用UML进行面向对象设计和建模
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
面向对象的标准建模语言UML
面向对象的标准建模语言UML摘要:面向对象的标准建模语言UML,是当今软件工程领域中最具有意义的成果之一,它定义的统一语义和符号表示可以规范面向对象技术市场,使项目源于一个成熟的标准建模语言,从而拓宽了所研制与开发的软件系统的适用范围,并提高其灵活程度。
本文就UML中的一些特征与技术作了一个总体概述。
关键词:UML;用例;静态建模机制;动态建模机制0引言自从面向对象语言Smalltalk及其环境出现以后,十几年来面向对象技术的研究已遍布计算机软硬件各个领域:面向对象语言,面向对象程序设计方法学,面向对象操作系统,面向对象数据库,面向对象的建模语言等等。
由于面向对象技术在软硬件开发方面呈现出巨大的优越性,人们将其视为解决软件危机的一个很有希望的突破口,从而使面向对象技术的研究和应用成为二十世纪计算机技术研究和应用的一个相当活跃的领域。
然而虽然说面向对象技术兴起已近20年的历史,但真正走向实用却是近几年。
在国外,利用面向对象建模语言开发软件的企业已逐渐增多,而国内了解建模语言和工具的企业还相对较少。
UML(UnifiedModelingLanguage)统一建模语言,是面向对象建模语言,主要用于软件系统的面向对象建模。
可以说在软件工程发展过程中,其中最重要的、具有划时代重大意义的成果之一就是统一建模语言UML的出现。
在世界范围内,至少在近10年内,UML将是面向对象技术领域内占主导地位的标准建模语言。
主要有三个原因:一、可以使我们在不同项目之间实施统一的软件工程方法以便管理,打破它们之间的屏障;二、国际化,可以使在系统集成领域和工业界有很多合作伙伴;三、标准化,它已被OMG(ObjectManagementOrganization)采纳为国际标准。
1UML概述面向对象的分析与设计(OOA&D)方法的发展在80年代末至90年代中出现了一个高潮,UML是这个高潮的产物。
它不仅统一了Booch、Rumbaugh 和Jacobson的表示方法,而且对其作了进一步的发展,并最终统一为大众所接受的标准建模语言。
UML面向对象分析与设计
UML 面向对象分析与设计大作业“UML面向对象分析与设计”是计算机专业和软件工程等相关专业的一门重要课程，也是其他理工科专业的热门选修课程。
“程序设计语言”、“计算机网络”、“数据库原理”和“数据机构”等是它的前导课程，学好本课程对学生毕业后从事软件开发有着极为重要的作用。
要学好这门课，仅仅通过课堂教学或自学掌握理论知识是远远不够的，还必须加强实践。
特在学期末引入uml的综合分析与设计，从实际项目出发，使学生学会运用软件工程基本理论知识，UML建模语言和rose建模环境，去解决软件开发中的实际问题，达到学以致用的目的。
面向对象软件开发技术项目的引入及需求简易教学管理系统的分析、设计与实现一、设计的目的1. 初步了解UML语言的概念、结构、语义与表示方法；2. 掌握UML建模工具Rational Rose 的使用方法；3. 给出某个简单系统的模型，能够熟练地使用Rose工具表达;二、设计理论基础1. 面向对象的程序设计C++或JAVA程序设计课程；2. 数据结构或算法课程2.SQLServer或mysql数据库系统；3. 熟悉传统软件工程以及软件测试技术。
三、设计内容与步骤需求陈述：简易教学管理系统主要提供两个方面的服务：选课管理，负责新学期的课程选课注册。
成绩管理，负责学生成绩管理。
（1）简易教学管理系统---选课管理应提供的服务如下：1. 录入与生成新学期课程表教学管理人员在新学期开学前录入新学期的课程，打印将开设的课程目录表，供师生参考选择。
如果某门课实际选课的学生少于10人，则停开该课程，把该课程从课程表中删除；如某课程选课学生多于60人，则停止选课。
2. 学生选课注册新学期开始前一周为学生选课注册时间，在此期间学生可以选课注册，并且允许改变或取消注册申请。
每个学生选课可不允许超过4门，每门课最多允许60名学生选课注册。
3. 查询可以查询课程信息、学生选课信息和学生、教师信息。
学生、教师、教学管理人员可以查询课程表，获得课程信息。
面向对象的方法及UML图的绘制
面向对象的方法及UML图的绘制一、面向对象方法的产生与发展1.面向对象方法的起源面向对象的方法起源于面向对象的编程语言（简称为OOPL）。
50年代后期，在用FORTRAN语言编写大型程序时，常出现变量名在程序不同部分发生冲突的问题。
鉴于此，ALGOL语言的设计者在ALGOL60中采用了以"Begin……End"为标识的程序块，使块内变量名是局部的，以避免它们与程序中块外的同名变量相冲突。
这是编程语言中首次提供封装（保护）的尝试。
此后程序块结构广泛用于高级语言如Pascal 、Ada、C之中。
60年代中后期，Simula语言在ALGOL基础上研制开发，它将ALGOL的块结构概念向前发展一步，提出了对象的概念，并使用了类，也支持类继承。
70年代，Smalltalk 语言诞生，它取Simula的类为核心概念，它的很多内容借鉴于Lisp语言。
由Xerox公司经过对Smautalk72、76持续不断的研究和改进之后，于1980年推出商品化的，它在系统设计中强调对象概念的统一，引入对象、对象类、方法、实例等概念和术语，采用动态联编和单继承机制。
2.面向对象方法的进一步发展从80年代起，人们基于以往巳提出的有关信息隐蔽和抽象数据类型等概念，以及由Modula2、Ada和Smalltalk和等语言所奠定的基础，再加上客观需求的推动，进行了大量的理论研究和实践探索，不同类型的面向对象语言（如：Object-c、Eiffel、c++、Java、Object-Pascal等）逐步地发展和建立起较完整的和雨后春笋般研制开发出来，OO方法的概念理论体系和实用的软件系统。
面向对象源出于Simula，真正的OOP由Smalltalk 奠基。
Smalltalk现在被认为是最纯的OOPL。
正是通过Smalltalk80的研制与推广应用，使人们注意到OO方法所具有的模块化、信息封装与隐蔽、抽象性、继承性、多样性等独特之处，这些优异特性为研制大型软件、提高软件可靠性、可重用性、可扩充性和可维护性提供了有效的手段和途径。
基于UML的面向对象与面向过程分析与设计
基于UML的面向对象与面向过程分析与设计摘要：UML是一种编制系统蓝图的标准化语言，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，它是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。
UML的发展对软件工程的发展做出了杰出的贡献。
面向对象设计是把分析阶段得到的需求转变成符合成本和质量要求的,抽象的系统实现方案的过程。
面向过程就是分析出解决问题所需要的步骤，是最为实际的一种思考方式，它考虑的是实际的实现，一般的面向过程最重要的是模块化的思想方法。
Pick to: UML is a compilation of standardization of language, the blueprint system can realize large-scale complex system components of visualization, and describes tectonic system model, and the establishment of the required documents, it is a well-defined, easy to express, powerful and universally applicable modeling language. The development of UML to the development of software project has made outstanding contributions. Object-oriented design is the analysis phase of requirements into the cost and quality requirements, the abstraction of the system implementation scheme of the process. Facing the problem solving process is analyzed, and the steps needed a is the most practical way of thinking, it is practical, general process oriented is the most important modular way of thinking.关键词：UML；面向对象；面向过程；分析；设计1 引言UML是一个标准的图形表示法，它不是面向对象的分析和设计，也不是一种方法，它仅仅是一组符号而已。
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。
面向对象思想与UML建模语言
泛化
泛化(generalization)是一种特殊/一般的关系。也可以看作是常说的继承关系
UML
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面向对象的开发方法
2.Coad方法 该方法的主要优点是通过多年来大系统开发的经验与面向对象概念的有机结合，在对象、 结构、属性和操作的认定方面，提出了一套系统的原则。该方法完成了从需求角度进 一步进行类和类层次结构的认定。尽管Coad方法没有引入类和类层次结构的术语，但 事实上已经在分类结构、属性、操作、消息关联等概念中体现了类和类层次结构的特 征。
UML
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面向对象的基本概念
①一般——具体结构称为分类结构，也可以说是“或”关系，或者是“is a”关系。 ②整体——部分结构称为组装结构，它们之间的关系是一种“与”关系，或者是“has a”关系。
(4)类的结构。 在客观世界中有若干类，这些类之间有一定的结构关系。通常有两种主要的结构关系， 即一般--具体结构关系，整体--部分结构关系。
面向对象思想与UML建模语言
UML
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面向对象程序设计过程
建模
实体概念
抽象 模拟
类
具体
现象
参照系统
对象
面向对象程 序
UML
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面向对象的基本概念
(1)对象。 对象是人们要进行研究的任何事物，从最简单的整数到复杂的飞机等均可看 作对象，它不仅能表示具体的事物，还能表示抽象的规则、计划或事件。
UML
1.3.1 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
使用UML进行面向对象分析
使用UML进行面向对象分析和建模（网络商店：订单管理）崔其文2007年7月前言随着网络信息化的不断普及，传统的商务方式也已逐渐被高效便捷的电子商务所取代。
网络商店作为电子商务最为普遍的一种形式，在人们的日常生活中发挥着愈来愈重要的作用，它改变了人们的消费方式。
网络商店最基本的经营方式是商家将自己的商品信息储存到自己的数据库服务器中，并向消费者提供访问这些商品信息的程序接口。
然后，消费者通过网络，借助于浏览器来访问商家的程序接口，进行商品的查询、订购、结帐等活动。
一个典型的网络商店系统可分作前台和后台两大部分：前台主要面向消费者，提供用户注册，商品浏览、查询、订购，以及订单的生成、查询和维护，货款支付，交易纠纷处理等功能。
后台面向商家，提供用户注册信息维护，商品信息维护，订单信息维护和帐目信息维护等功能。
这样一个系统所涉及的业务面相当宽，软件中所涉及的对象实体比较多，业务逻辑也较为复杂。
而要真正提炼出该系统中的所有实体及他们之间的联系并理清系统所涉及的所有逻辑过程，并非一件易事，往往顾此失彼，造成混乱。
UML为OO建模提供了可视化的建模语言。
现如今，它已逐渐深入到软件工程的分析、设计过程中。
进行面向对象开发最重要的一个方面就是要在开发过程的早期正确地确定对象及其关系。
对象建模的基本过程主要包括建模系统的功能性描述、构造分析用例模型、建模用例活动、发现和确定业务对象以及组织对象并确定其关系五个阶段。
UML为各个阶段均配备了相应的描述工具来直观地进行表达，比如用例模型图、活动图和类图等。
本文意在利用UML进行网络商店系统的分析和建模。
因个人时间和精力有限，主要针对订单管理模块进行分析、建模。
主要工作包括：分析订单管理模块的具体功能、明晰与其它模块间的联系，然后对订单管理模块按照对象建模的过程进行分析、建模，并用相应的描述工具进行描述。
$1 订单管理模块概述1.1功能分析订单管理模块涉及的主要功能包括订单生成、订单查询及订单维护三大部分。
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。
《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。
UML面向对象建模与设计第二版课程设计
UML面向对象建模与设计第二版课程设计1. 课程概述UML是面向对象建模与设计的重要工具，本课程旨在介绍UML的基本概念、语法和应用，以及面向对象的分析和设计方法。
本课程将从UML的基本架构开始讲解，解释UML的不同类型和模型元素，然后介绍UML用例模型、类图、时序图、状态图和活动图等基本建模技术，并结合设计案例进行实际操作。
2. 课程目标1.了解UML的基础理论和概念，掌握UML的语法和应用方法；2.掌握面向对象的分析和设计方法，并能用UML建立模型；3.能够运用UML分析和设计方法解决实际问题，编写高质量的面向对象软件设计文档；4.了解UML的发展历程，掌握UML的最新发展动态。
3. 课程大纲3.1 UML概述3.1.1 UML简介3.1.2 UML的起源和发展历程3.1.3 UML的基础概念3.1.4 UML的体系结构3.1.5 UML的建模目标和方法3.2 UML用例建模3.2.1 用例的概念和分类3.2.2 用例建模的过程和方法3.2.3 用例描述文档的编写3.2.4 用例图的概念和建模3.3 UML类图建模3.3.1 类与对象的概念和关系3.3.2 类图的概念和建模3.3.3 类和对象的属性和方法3.3.4 类和对象的关联、聚合、继承和实现3.4 UML时序图建模3.4.1 时序图的概念和建模方法3.4.2 时序图中的对象、操作和消息3.4.3 时序图中的组件、顺序和并发3.5 UML状态图建模3.5.1 状态图的概念和语法3.5.2 UML中的状态和事件3.5.3 状态图中的状态转换和动作3.6 UML活动图建模3.6.1 活动图的概念和语法3.6.2 活动图中的活动、分支和合并3.6.3 活动图中的数据流和控制流3.7 UML工具和应用3.7.1 UML工具和开发环境3.7.2 UML的应用和实例3.7.3 UML的扩展和发展趋势4. 课程评估4.1 作业和考试课程要求学生根据所学内容，完成相关的建模作业和练习，同时进行期末考试。