UML系统建模基础教程习题答案(清华大学出版社)

第一章面向对象设计与UML

对象：是面向对象系统基本构造块，是一些相关变量和方法的软件集。

类：是具有相同属性和操作的一组对象的组合，也就是说，抽象模型中的“类”描述了一组相似对象的共同特征，为属于该类的全部对象提供了统一的抽象描述。

消息：是指描述事件发生的信息，是对象间相互联系和相互作用的方式。

事件：是指一种由系统预先定义而由用户或系统发出的动作。事件作用于对象，对象识别事件并作出相应的反应。

面对对象的三大要素：

封装：就是把对象的状态和行为绑到一起的机制，使对象形成一个独立的整体，并且尽可能地隐藏对象的内部细节。

继承：是一种连接类与类之间的层次模型，是指特殊类的对象拥有其一般的属性和行为。多态：是指两个或多个属于不同类的对象中，同一个函数名对应多个具有相似功能的不同函数，可以使用相同的调用方式来调用这些具有不同功能的同名函数。

（1）试述对象和类的关系

答：类是具有相同或相似结构、操作和约束规则的对象组成的集合，而对象是某一类的具体化实例，每一个类都是具有某些共同特征的对象的抽象。类与对象的关系就如模具和铸件的关系，类的实例化结果就是对象，而对一类对象的抽象就是类.类描述了一组有相同特性和相同行为的对象。

（2）请简要叙述面向对象的概念

答：面向对象技术是一种以对象为基础，以事件或信息来驱动对象执行处理的程序设计技术。从程序设计方法上来讲，它是一种自下而上的程序设计方法，它不像面向过程程序设计那样一开始就需要使用一个主函数来概括出整个程序，面向对象程序设计往往从问题的一部分着手，一点一点地构建出整个程序。

（3）软件开发的模式有几种？它们的优缺点各是什么？

答：瀑布模型、喷泉模型、基于组件的开发模型、XP开发模型

瀑布模型—优点：提供了软件开发的基本框架；有利于软件开发过程中人员的组织与管理；

缺点：1、只有在项目生命周期的后期才能看到结果；2、通过过多的强制完成日期和里程碑来跟踪各个项目阶段；3、在软件需求分析阶段，要完全地确定系统用户的所有需求是一件比较困难的事情，甚至可以说完全确定是不太可能的。

瀑布模型—优点：可以提高软件项目的发开效率，节省开发时间，适应于面向对象的软件开发过程。

缺点：在开发过程中需要大量的开发人员，不利于项目的管理；该模型要求严格管理文档，使得审核的难度加大，尤其是面对可能随时加入的各种信息、需求与资料的情况。基于组件的开发模型—优点：构件组装模型导致了软件的复用，提高了软件开发的效率。

缺点：由于采用自定义的组装结果标准，缺乏通用的组装结构标准，因而引入了较大的风险，可重用性和软件高效性不易协调，需要精干的有经验的分析和开发人员，一般开发人员插不上手。

XP开发模型—优点：1、采用简单计划策略，不需要长期计划和复杂模型，开发周期短；2、在全过程中采用迭代增量开发、反馈修正和反复测试的方法，软件质量有保证；3、能够适应用户经常变化的需求，提供用户满意的高质量软件。

第二章UML通用知识点综述

UML的元素：视图、图和模型元素

视图：只是表达系统某一方面特征的UML建模构件的子集。主要包括：静态视图、用例视图、交互视图、实现视图、状态机视图、活动视图、物理视图和模型管理视图。

图、活动图、构件图和部署图。

模型元素：在图中使用的基本概念统称为模型元素。

事物：构件事物、行为事物、分组事物、注释事物

关系：依赖、关联、泛化、实现

UML的通用机制：规格说明、修饰、通用划分

UML的扩展机制：构件型、标记值、约束

（3）请说出视图有哪些类。

在UML中主要包括的视图为静态视图、用例视图、交互视图、实现视图、状态机视图、活动视图、部署视图和模型管理视图。

（4）请说出视图和图的关系。

视图和图是包含和被包含的关系。在每一种视图中都包含一种或多种图。

第三章Rational统一过程

（2）Rational统一过程以一种能够被大多数项目和开发组织都适应的形式建立起来，其包含的六项最佳实践指的是什么？

迭代式软件开发、需求管理、基于构件的架构应用、建立可视化的软件模型、软件质量验证和软件变更控制。

（5）简要说明什么是Rational统一过程。

Rational统一过程是Rational软件开发公司的一款软件产品，并且和Rational软件开发公司开发的一系列软件开发工具进行了紧密的集成。Rational统一过程拥有自己的一套架构，并且这套架构是以一种大多数项目和开发组织都能够接受的形式存在的。它提供了如何对软件开发组织进行管理的方式，并且拥有自己的目标和方法。

（6）试述实现Rational统一过程的步骤。

实现Rational统一过程的步骤：评估当前状态、建立明确目标、识别过程风险、计划过程实现、执行过程实现和评价过程实现。

第四章Rational Rose的安装和操作

（1）为什么说Rational Rose是设计UML的极佳工具？

Rational Rose 是一个完全的、具有能满足所有建模环境（包括Web开发、数据库建模以及各种开发工具和语言）需求能力和灵活性的一套解决方案。Rational Rose 允许系统开发人员、系统管理人员和系统分析人员在软件的各个开发周期内，建立系统地需求和系统的体系架构的可视化模型，并且能够将这些需求和系统的体系架构可视化模型转换成代码，帮助系统开发。Rational Rose建模工具能够为UML提供很好的支持。

第五章使用Rose设计UML

（1）请说出使用Rational Rose建立的Rose模型中所包括的视图及其作用。

使用Rational Rose建立的Rose模型中分别包括用例视图、逻辑视图、构件视图和部署视图。用例视图是系统功能的高层抽象。逻辑视图关是系统如何实现用例中所描述的功能。部署视图显示的是系统的实际部署情况，它是为了便于理解系统如何在一组处理节点上的物理分布，而在分析和设计中使用的构架视图。

（4）请阐述用例视图和逻辑视图的区别以及各自的使用场合。

用例视图关注的是系统功能的高层抽象，适合于对系统进行分析和获取需求，而不关注于系统的具体实现方法。逻辑视图关注系统如何实现用例中所描述的功能，主要是对系统功能性需求提供支持，即在为用户提供服务方面，系统所应该提供的功能。

第六章用例图

用例图：由参与者、用例以及它们之间的关系构成的用于描述系统功能的动态视图称为用例图。

参与者：是指存在于系统外部并直接与系统交互的人、系统、子系统或类的外部实体的抽象。参与者之间的关系主要是泛化关系，泛化关系的含义是把某些参与者的共同行为提取出来表示成通用行为，并描述成超类。

系统外界：是指系统与系统之间的界限。

用例：是参与者（角色）可以感受到的系统服务或功能单元。

用例的重要元素：识别用例、用例的粒度、用例规约

（1）试述识别用例的方法。

识别用例的最好方法就是从分析系统参与者开始，在这个过程中往往会发现新的参与者。当找到参与者之后，我们就可以根据参与者来确定系统的用例，主要是看各参与者如何使用系统，需要系统提供什么样的服务。对于这个被选出的用例模型，不仅要做到易于理解，还要做到不同的涉众对于它的理解是一致的

（2）用例之间的三种关系各使用在什么场合？

我们可以在用例之间抽象出包含、扩展和泛化这三种关系。多个用例用到同一段的行为，则可以把这段共同的行为单独抽象成为一个用例，然后让其他用例来包含这一用例。扩展关系往往被用来处理异常或者构建灵活的系统框架。使用扩展关系可以降低系统的复杂度，有利于系统的扩展，提高系统的性能。扩展关系还可以用于处理基础用例中的那些不易描述的问题，使系统显得更加清晰易于理解。当您发现系统中有两个或者多个用例在行为、结构和目的方面存在共性时，就可以使用泛化关系。这时，可以用一个新的（通常也是抽象的）用例来描述这些共有部分，这个新的用例就是父用例。

（4）请简述为何在系统设计时使用用例图。它对我们有什么帮助？

用例图是从软件需求分析到最终实现的第一步，它显示了系统的用户和用户希望提供的功能，有利于用户和软件开发人员之间的沟通。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。

第七章类图与对象图

类图：就是用于对系统中的各个概念进行建模，并描绘出它们之间关系的图。

对象图：虽然一个类图仅仅显示的是系统中的类，但是存在一个变量，确定地显示了各个类对象实例的位置，那就是对象图。

类图与对象图在项目开发中的作用：类图的作用是对系统的静态视图进行建模。