《UML面向对象需求分析与建模教程--基于uml2.5标准》
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使用UML进行面向对象分析和建模.
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
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面向对象需求分析与建模教程基于uml标准
1 2.1 了解面向对象产生的原因
2
2.2 面向对象方法基本概念与特征
3
2.3 面向对象方法学开发过程
4
2.4下一步发展方向
2.1 了解面向对象产生的原因史
• •
俗话说： “天下大势，分久必合，合久必分。”
Grady Booch
Ivar Jacobson
Rumbaugh
•
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
2
2.2 面向对象方法基本概念与特征
3
2.3 面向对象方法学开发过程
4
2.4下一步发展方向
2.1 了解面向对象产生的原因史
• •
俗话说： “天下大势，分久必合，合久必分。”
Grady Booch
Ivar Jacobson
Rumbaugh
•
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
基于UML的面向对象的需求分析方法
能， 并指明了这些功能的执行者。为了建立 ＡＴＭ 系统需求分析过 程的用例模型， 首先应该获取系统的执行者， 然后针对执行者获取 用例并分析执行者所要求的功能。图 １ 是 ＡＴＭ 系统的用例图。
（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：
（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：
第九章-使用UML进行面向对象分析和建模
类、泛化和特化
• 继承是指在一个对象类中定义的方法和/或属性 可以被另一个对象类继承或复用。
• 泛化/特化是一种技术，其中几类对象类的公共 属性和行为被组合成类，称为超类。超类的属性 和方法然后被那些对象类（子类）继承。
• 超类 – 是包含一个或多个对象子类的公共属性 和行为的实体，也称为抽象类或父类。
10.5.8 组织对象并确定其关系
• 类图以图形化的方式用来描述对象及其关 联关系。在该图中还将包括多重性、关联 关系、泛化/特化关系以及聚合关系。
• 步骤：
– 确定关联关系和多重性 – 确定泛化/特化关系 – 确定聚合关系 – 准备类图
9.4.8.1 确定关联关系和多重性
• 对象关联矩阵
9.4.8.2 确定泛化/特化关系
• 面向对象分析技术用于：1）研究现有对象，看能 否复用它们或者调整它们用于新的用途；2）定义 各种新对象和修改后的对象，它们将与现有对象 一起组合成一个有用的企业计算应用系统。
• 面向对象的分析（OOA)是:
•
按照对象(事物、概念、实体)的观点考虑
• 问题域,识别出问题域的不同概念,并用概念模
• 型表示
永久对象类（Persistent class） – 描述存活期 超过创建它的程序执行时间的对象的类.
–永久存储在数据库中的对象类
临时对象类（Transient object class） – 描述 由程序临时创建并只在程序执行期间存在 的对象的类.
9.4.8.3 确定聚合关系
• 聚合经常被称为整体/部分关系，并且可以 读做：对象A包含对象B，并且对象B是对象 A的部分。
• 聚合关系并不隐含继承：对象B没有从对象 A继承属性和行为，但是，应用于整体的行 为自动的应用于部分。
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。
UML第3章 面向对象建模PPT课件
* 人员
* 金融机构
所有人 *
财产 * 房屋
金融机构
本金 比率 到期
信贷银行
*{有次序的}
银行
图3-8
3）类图类型
（1）关联类，如图3-9所示。
关联名称
类1
类2
关联类名称 属性 操作
图3-9
（2）关联，如图3-10所示。
关联名称
类1
限定词
类2
图3-10
（3）聚集、追踪性和个体数目，如图3-11所示。
节点
状态
组件
接口
封装
图3-3
批注
• 关系图标如图3-4所示
从属
继承
关联
聚集
图3-4
• 类图 1）类与关联 2）类图：静态的结构 3）类图类型
1）类与关联 （1）类 （2）个体数目 （3）角色姓名关联
（1）类图如图3-5所示
类名称（Class Name） 属性
属性：数据类型 属性：数据类型＝初值
操作 操作（参数列）：结果类型
图3-5
（2）体数目如图3-6所示
Class A
关联
1..*
0..*
Class B
图3-6
（3）角色姓名关联如图3-7所示
Class A
关联 角色姓名B
角色姓名A
Class B
图3-7
2）类的静态结构
图3-8的类图是静态的呈现。静态结构的图标像 在帮系统照一张相片，照到的东西就是在那一 个单纯时刻同步发生的事件。
• UML的范围包括： （1）开发产品标准化 （2）开发的详细流程尚未标准化 （3）使用横跨整个开发生命周期
3.2.3 系统观点
• 使用实例观点（Use Case View） • 逻辑观点（Logical View） • 实作观点（Implementation View） • 处理观点（Process View） • 配置观点（Deployment View）
UML 第二版 书号9787030569141 邹盛荣 06 UML 2.5标准 ---2018.03
操作
操作 操作 操作 关联，聚合 组合
12
14.5 标记值
• 标记值扩展UML构造块的特性或标记其他模型元素，为UML事 物增加新特性。使用标记值的目的是赋予某个模型元素新的特性， 而这个特性不包括在元模型预定义的特性中。与构造型类似，标记 值只能在已存在的模型上扩展，而不能改变其定义结构。
13
14.5.1 表示标记值
•
图形符号与对应的规格描述
•
2． 修饰
•
在UML中，每个元素符号对事物的主要方面提供了可视化表示，而若想将事 物的细节表示出来，则必须对元素符号加以修饰。例如，用斜体字表示抽象 类，用+，-符号表示元素的访问级别，这些都是通过修饰符号来表示事物的 细节。所谓修饰就是增加元素符号的内涵，为被修饰的元素提供更多的信息 。
22
• 从语言视角, UML作者声称2.5是2.4.1的一个小的 改进,主要是对文档本身进行了重构和简化以使其 更为易读. 不再有两个单独的基础设施和超结构文 档, 2.5规范就一个单一文档. 规范中也不再使用包 合并. • 由于在实践中用处不大, 删除了UML的四层符合性 级别(L0, L1, L2, and L3). UML 2.5 工具需要支持完整 的规范.Information flows,models和templates不再 是UML的辅助构造. 同时use cases,deployments,和 information flows在2.5中成为“补充概念". •
• UML基础结构(Infrastructure)
UML基础结构和上层结构
– 即UML元模型 – 使之更OF)
• UML上层结构(Superstructure)
– 是指普通用户使用的UML语法、语义以及符号 表示 – 使UML更具可用性
《UML面向对象需求分析与建模教程--基于uml2.5标准》
• 6. PROFESSION - Software engineers shall advance the integrity and reputation of the profession consistent with the public interest.
• 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?
• 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?
《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。
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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
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
-31-
不同的方法对同一应用实例（电话安装业务系统）的不同效果 结构化分析——数据流和加工
用户信息
用户登记表
用户登记表
用户登记表
登记
审批
安装
开通
用户登记表
文件
问题：
不是直接映射问题域，与问题域事物相关的数据和操作不是围绕这些事物 来组织的，而是分散在数据流和加工中； 经常发生信息膨胀——模型中的多个数据流，实现中其实只是一项数据； 分析模型难以与设计模型及源程序对应。
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 „
*
帐单项
团体用户
面向对象 VS 结构化-1
• 扬弃，不是否定
订单 PK 订单ID 下单日期 税金 运费 总价 PK 订单项 订单项ID 购买数量 价格 FK1 订单ID
顾客
提款机
1: 请办理提款(帐号,金额)
顾客 帐号、数额 取款功能
-35-
面向对象 VS 结构化-2
• (程序)实现角度
数据结构+算法＝程序设计 以对象为中心组织数据与操作 数据 对象属性
《UML面向对象需求分析与建模教程 --基于uml2.5标准》 邹盛荣主编 书号：978-7-03-044467-7 科学出版社 2015
第2章 面向对象方法
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
• 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。
• (3) 智能化 • 二十世纪是计算机科学的年代，计算机硬件 结构和功能已经得到很大的发展，软件的需求还 层出不穷，而且存在大量重复生产的状况，如果 能够生产出一个软件产品，而且该产品能够适用 于一类系统中，如图书馆系统如果生产一个而且 能通用于所有单位的图书馆系统，那软件的智能 化水平将更高。 • 关于智能化需要向生物学中的大脑智能学习， 而二十一世纪是生命科学的年代，我们还需要向 生物大脑中学习大脑智能的机理，并运用于软件 工程中来，这可能还有很长的路要走。
• 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
操作 对象的行为
类型与变量 类与对象实例 函数（过程）调用 消息传递
类型与子类型 一般类与特殊类，继承
构造类型 整体－部分结构，聚合
指针 关联
-36-
面向对象 VS 结构化-3
传统结构化方法 输入I、处理P、输出O的视角, 面向功能的文档(用户需求规格说 明书)需求变化，其功能变化，所 以系统的基础不稳固 面向过程的数据流图DFD、 实体— 关系图ERD、数据字典DD表示分析 模型 功能分解,数据和功能/过程分开 功能模块(SC图)，模块之间的连接/ 调用是模块的附属形式 面向对象方法(UML） 从用户和整体角度出发 使用系统抽象出用例图，获取需求；如需求变 化，对象的性质相对功能稳定，系统基础稳定 把问题作为一组相互作用的实体，显式表示实 体间的关系 数据模型和功能模型一致 类、对象图表示分析模型，状态、顺序、协作、 活动图细化说明 类和对象实现, 类/对象的关联、聚集、继承等 连接、连接规范和约束作为显式定义
OMG/CORBA。对象管理组织发布了公共对象请求代理 体系结构，对象请求代理ORB提供了多种服务，使得可 复用构件可以与其他构件通信，而不管这些构件在系 统中的位置如何。 Microsoft COM和.NET。微软开发了构件对象模型，此 模型提供了在Windows操作系统上运行的单个应用系统 内使用构件的规格说明，这些构件可以是不同厂商生 产的。Microsoft .NET框架涵盖了COM，并提供了覆盖 大量应用领域的可复用类库。 Sun JavaBean构件。JavaBean构件系统是一个可移植的、 平台独立的CBSE基础设施，是使用Java程序设计语言开 发的。
• 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。
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
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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。
基于构件的开发
基于构件开发模型能够使软件复用，软件复用 为软件工程师带来极大收益。有研究报告指出： 基于构件开发缩短了70%的开发周期，减少了 84%的项目开销，生产率指数可达到26.2，而工 业标准值为16.9。
• (2) 形式化 • 软件工程学科中引入数学的概念和定律， 软件生产将会更加科学化，后面的高级课 题中将进一步说明在软件开发中应用形式 化方法的可行性和一般步骤。形式化方法 有希望定量刻画用户的需求，并自动化的 生产出所需要的软件。
Rumbaugh
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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。
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第2章 面向对象方法 目录
1 2.1 了解面向对象产生的原因
2
2.2 面向对象方法基本概念与特征
3
2.3 面向对象方法学开发过程