第2章 UML通用知识点概述分解
UML基本概念与语法解析
UML基本概念与语法解析软件开发是一个复杂而繁琐的过程，为了更好地组织和管理这个过程，人们发明了一种通用的建模语言——UML（Unified Modeling Language）。
UML提供了一套丰富的图形符号和规则，用于描述和分析软件系统的结构、行为和交互。
在本文中，我们将深入探讨UML的基本概念和语法，帮助读者更好地理解和应用UML。
首先，让我们从UML的基本元素开始。
UML中最重要的元素是类（Class），它是描述对象的属性和行为的基本单位。
类可以用矩形图形表示，矩形中包含类的名称、属性和方法。
属性表示类的特征，方法表示类的行为。
除了类，UML还提供了其他重要的元素，如接口（Interface）、对象（Object）和关联（Association）等。
接口用来定义类的行为规范，对象表示类的实例，而关联则描述类之间的关系。
在UML中，类之间的关系是非常重要的。
UML提供了多种关系类型，如继承（Inheritance）、关联（Association）、聚合（Aggregation）和组合（Composition）等。
继承表示一个类从另一个类继承属性和方法，关联表示两个类之间的关系，聚合表示一个类包含另一个类的实例，而组合则表示一个类包含另一个类的实例，并且这个实例的生命周期与包含它的类相同。
通过使用这些关系，我们可以更好地描述和分析软件系统的结构和行为。
除了类和关系，UML还提供了多种图形符号来表示软件系统的结构和行为。
其中最常用的图形符号是用例图（Use Case Diagram）、类图（Class Diagram）和序列图（Sequence Diagram）。
用例图用来描述软件系统的功能需求，类图用来描述软件系统的静态结构，而序列图则用来描述软件系统的动态行为。
通过使用这些图形符号，我们可以更直观地理解和交流软件系统的设计和实现。
在使用UML进行软件开发过程中，我们还需要遵守一些基本的语法规则。
第2章 UML通用知识点综述
行为物件
分组物件
注解物件
UML模型中的名词，如类、接口、协作、用例、活动类、组件、节点 UML模型的动词，如交互、状态机 包，它用于把语义上相关的建模元素分组为内聚的单元 注解，它附加到模型以捕获特殊信息，同黄色便笺很相像
关系
.
关系
relationships
关联
association
依赖
dependency
UML系统分析与设计
UML-System Analysis & Design
第2章 UML通用知识点综述
重点内容：
UML概述 常用的UML元素分析
UML的通用机制
UML的扩展机制
一、UML概述
创始于1994年10月
由Grady Booch、Jim Rumbaugh和Ivar Jacobson共同提出， 1996年正式命名； 1997年被OMG采纳；
用例视图
作用：描述系统的功能需求，找出用例和执行者； 适用对象：客户、分析者、设计者、开发者和测试者； 描述使用的图：用例图和活动图； 重要性：系统的中心，它决定了其他视图的开发，用于确 认和最终验证系统。
逻辑视图
作用：描述如何实现系统内部的功能 ； 适用对象：分析者、设计者、开发者 ； 描述使用的图：类图和对象图、状态图、顺序图、合作图 和活动图 ； 重要性：描述了系统的静态结构和因发送消息而出现的动 态协作关系 。
•
•
类图
• 类图显示了系统的静态结 构，表示了不同的实体 （人、事物和数据）是如 何彼此相关联起来。 • 类图可用于表示逻辑 类，逻辑类通常就是用户 的业务所谈及的事物，比 如说学生、学校等。类图 还可用于表示实现类，实 现类就是程序员处理的实 体。
UML第2章 UML-2
第2章 案例-续
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是否可以这样衡量用例的重要性：我们询问开发人员，如
果这个用例在本次迭代中忽略掉，或者用其他的用例来取 代，那么用户将会怎样反应?让他们从以下的答案中选择一 个：
1)他们几乎不会注意到这个用例不存在，在没有它的情况下使用这 个系统不会有什么影响。 2)他们会注意到这个用例不存在，但是，稍加想像，这个系统仍然 可以很好的使用。 3)系统的大部分可以独立于这个用例。 4)系统的一部分可以独立于这个用例。 5)没有它，就不可能使用这个系统。
第2章 案例-续
<<Lifecycle>> NewClass
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1．实体对象(entity object) 对系统的业务数据和业务逻辑进行封装(encapsulate)。
一般来说，这种对象比较容易发现，它们是用来描述问题
的关键部分的名词。 有两个办法可以找到实体对象：
一种是考虑解决问题所需要的全部数据和行为，然后将数据按相
类的名字就应该是一个名词，它描述这个系统元素的本性
(nature)或者职责。
一般来说，类的名字是以大写字母开头，并使用大小写来
区分单词的边界。 而另一方面，类的名字也可能是一个动词的变形。
在英语中，有大量的可以转换成名词的动词：教(teach)书的人是
教师(teacher)，照管花园(garden)的人是园丁(gardener)，编写 (program)计算机程序的人是程序员(programmer)，指导 (instruct)你的人是导师(instructor)。
第2章 案例-续
11
2.1.2评估用例
1．评估“Extract Time Entries”用例 通过“Extract Time Entries”用例，支付系统能够从考勤系 统中抽取出指定时间范围内的考勤条目。
02 第二章 UML通用知识点概述
2.2常用UML元素
3 模型元素——结构事物——用例
用例(Use Case)：描述系统所提供的功能，定义了系统是 如何被参与者使用的
用例表现为对系统的功能描述。
2.2常用UML元素
3 模型元素——结构事物——主动类
主动类能自动地启动控制活动，至少拥有一个进程或线 程
在许多UML工具中，主动类的表示和一般类的表示并无 区别
组合关系是关联关系的一种，是强的关联关系；同样，关联和 组合在语法上无法区分，必须考察具体的逻辑关系。
节点是系统运行时切实存的物理对象，表示某种可计算 资源，往往具有一定的存储能力和处理能力
在Rational Rose中包含两种节点，分别是设备节点和处 理节点
设备节点
处理节点
2.2常用UML元素
3 模型元素——行为事物
结构事物描述模型的静态部分，而行为事物描述模型的 动态部分
行为事物包括：交互(Interaction) 和 状态机(State Machine)
表述对象在它的生命周期中所经历的状态序列以及它们 对那些事件的响应
状态
注意：这是圆 角矩形
2.2常用UML元素
3 模型元素——分组事物
大型软件通常会包含大量的类，因此存在大量的结构事 物和行为事物，为了能够更加有效地对其整合，就需要 进行分组。分组事物就是用于组织管理的。
UML提供了“包(Package)” 来完成这一目标
2.2常用UML元素
3 模型元素——关系
UML要建立并描述软件模型，其构成包括了事物以及事 物之间的关系。
UML中事物间的关系主要包含： 1. 依赖关系 2. 关联关系 3. 泛化关系 4. 实现关系 5. 组合关系 6. 聚合关系
UML概述
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UML的基本视图
UML的五类基本视图；
UML的用例视图； UML的逻辑视图； UML的构件视图； UML的并发视图； UML的配置视图。
2020/1/4
成都信息工程学院软件工程系
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场景(Scenarios)
场景用于刻画构件之间的相互关系，将四个视 图有机地联系起来。可以描述一个特定的视图 内的构件关系，也可以描述不同视图间的构件 关系。
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UML中的图和各视图的对应关系
场景视图：用例图 逻辑视图：类图和对象图 开发视图：类图和组件图 进程视图：顺序图、协作图、状态图、活
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Rational三剑客
Jim Rumbaugh Ivar Jacobson
Grady Booch
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方法学大 战阶段
UML的历史
统一阶段
公
标准化阶 段
众 反
馈
工业化阶 段
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依赖（ dependency）
依赖关系描述一个元素对另一个元素的依附。
聚合（aggregation）
描述元素之间整体和部分的关系
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图（diagram）
UML模型图（5类，9种）： 用例图 静态图（类图，对象图） 行为图（状态图，活动图） 交互图（顺序图，协作图） 实现图（构件图，配置图）
UML各章知识点小结
UML各章知识点小结第一章面向对象分析和设计在OO开发中，至关重要的能力是什么？为软件对象分配职责什么是分析?▪强调的是对问题和需求的调查研究，而不是解决方案▪澄清两个概念：需求分析：对需求的调查研究面向对象分析：对领域对象的调查研究什么是设计？▪强调的是满足需求的概念上的解决方案（在软件方面和硬件方面），而不是其实现。
面向对象分析（做正确地事）▪强调的是在问题领域内发现和描述对象（或概念）面向对象设计（正确地做事）▪强调的是定义软件对象以及它们如何协作以实现需求。
OOAD 最关心流程与元件1. 描述流程(剧情) ---- 分析2. 安排主/配角(元件)演出---- 设计OOAD 最主要的工具UML (Unified Modeling Language)第一章思维导图第二章迭代、进化和敏捷动机:迭代和进化式瀑布生命周期▪在编程之前就预先完成需求和设计步骤▪软件项目的高失效率迭代和进化式开发▪及早地引入编程和测试,并重复这一循环▪会在还没有详细定义所有需求的情况下假设开发开始▪使用反馈来明确和改进演化中的规格说明▪依赖于短时快速的开发步骤、反馈和改写来不断明确需求和设计▪软件项目的较高成功率什么是迭代和进化式开发如何在迭代项目中处理变更抱以接受变更和改写的态度，是迭代和进化式开发真正本质的驱动力！！迭代反馈和进化向预期系统的方向发展。
需求和设计的不稳定性随着时间逐步下降迭代开发的优点⏹减少项目失败可能性,提高生产率、降低缺陷率⏹在早期缓解高风险⏹早期可见的进展⏹早期反馈、用户参与和调整,会产生更接近涉众真实需求的精华系统⏹可控复杂性⏹一次迭代中的经验可以被系统地用于改进开发过程本身UP的阶段第三章案例研究案例研究中涵盖的内容☐一个应用程序通常包括：✓UI元素✓核心应用逻辑✓数据库访问✓与外部软硬件的协作用户界面应用逻辑层其它层或构件较少关注讨论如何与其它层连接案例研究主要关注讨论如何设计对象次要关注UP 思维导图敏捷开发 思维导图第四章初始不是需求阶段初始阶段是建立项目共同愿景和基本范围的比较简短的起始步骤它包括：▪10％的用例进行分析▪关键的非功能需求的分析▪业务案例创建▪开发环境的准备▪初始阶段需解决的问题：本项目的愿景（vision）和业务案例（business case）?可行性（Feasible）?购买/开发（Buy and/or build）?粗略估计成本（cost）: 1万-10万，还是百万?项目是进行下去还是停止?什么是初始阶段用一句话来概括初始阶段：预见项目的范围、愿景和业务案例用一句话来概括初始阶段要解决的主要问题：涉众是否就项目愿景基本达成一致，项目是否值得继续进行认真研究。
UML系统建模基础教程课后习题答案
UML系统建模基础教程课后答案第一章面向对象设计与UML1．填空题（1）UML（2）封装继承多态（3）继承（4）瀑布模型喷泉模型基于组件的开发模型XP开发模型2. 选择题（1）C（2）A B C D（3）A B C D（4）A B C（5）A3.简答题1.试述对象和类的关系。
（1）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。
第二章UML通用知识点综述1.填空题（1）依赖泛化关联实现（2）视图图模型元素（3）实现视图部署视图（4）构造型标记值约束（5）规格说明修饰通用划分2. 选择题（1）D（2）C（3）A（4）A B（5）D3.简答题（1）在UML中面向对象的事物有哪几种？在UML中，定义了四种基本的面向对象的事物，分别是结构事物、行为事物、分组事物和注释事物等。
（2）请说出构件的种类。
构件种类有：源代码构件、二进制构件和可执行构件。
（3）请说出试图有哪些种类。
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。
（5）请简述UML的通用机制。
UML提供了一些通用的公共机制，使用这些通用的公共机制（通用机制）能够使UML在各种图中添加适当的描述信息，从而完善UML的语义表达。
通常，使用模型元素的基本功能不能够完善的表达所要描述的实际信息，这些通用机制可以有效地帮助表达，帮助我们进行有效的UML建模。
UML提供的这些通用机制，贯穿于整个建模过程的方方面面。
前面我们提到，UML的通用机制包括规格说明、修饰和通用划分三个方面。
第三章Rational统一过程1.填空题（1）角色活动产物工作流（2）逻辑视图过程视图物理视图开发视图用例视图（3）设计开发验证（4）二维（5）周期迭代过程里程碑2.选择题（1）A B C D（2）A C D（3）A C D（4）A B C（5）A B C D3.简答题（1）请描述迭代过程有几个阶段。
02 第二章 UML通用知识点概述
2.1 UML概述
3 UML发展历史
2.2 常用UML元素
UML模型 元素的 构成
2.2常用UML元素
1 视图
UML是用模型来描述系统的结构或静态特征以及行为或动 态特征的，从不同的视角为系统的架构建模形成系统的不 同视图（View）。
软件建模的目的
1. 模型帮助我们按照实际情况，或按照我们所需要的 样式对系统进行可视化
2. 模型允许详细说明系统的结构和行为 3. 模型给出一个知道我们开发系统的模板 4. 模型对我们的决策进行文档化
2.1 UML概述
2 我们为什么需要UML？
UML是客户、产品经理和 研发人员之间的高效沟 通工具。
图由各种不同的模型元素组成 ✓ 每个模型元素表达不同的基本概念 ✓ 每个模型元素都有相应的符号和语义直观的表示
模型元素可分为两大类： ✓ 事物：UML模型中基本的面向对象的模块，主要包括：
结构事物、行为事物、分组事物、注释事物
✓ 关系：各事物之间的互相关系和影响，主要包括：
依赖关系、关联关系、泛化关系、实现关系
显示了跨越多个对象的系统控制流程
交互视图下的主要的图形表达为：序列图和协作图
2.2常用UML元素
1 视图——状态机视图
状态机视图下主要是观察对象的各种状态来描述对象随 时间和事件变化的动态行为
与交互视图的侧重点不同，状态机视图主要是以独立的 对象为中心进行描述
2.2常用UML元素
1 视图——活动视图
右图表示了一个类， 类与类之间的关系 后面再详细说明。
类名 属性
操作
垂直维度/时间维度
2.2常用UM水L元平维素度
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UML统一建模语言
二、常用的UML元素分析
1、视图
用 例 视 图
用例视图描述了系统的参与者与系统进行交互的功能，是参与者所 能观察和使用到的系统功能的模型图。一个用例是系统的一个功能单元， 是系统参与者与系统之间进行的一次交互作用。
UML统一建模语言
二、常用的UML元素分析
1、视图
交 互 视 图
2、图
活 动 图
活动图是用来表 示两个或者更多的 对象之间在处理某 个活动时的过程控 制流程。 活动图能够在业 务单元的级别上， 对更高级别的业务 过程进行建模，或 者对低级别的内部 类操作进行建模。
UML统一建模语言
二、常用的UML元素分析
1、视图
视 图
UML是用模型来描述系统的结构或静态特征以及行为或动态特征的， 它从不同的视角为系统的架构建模形成系统的不同视图（view）。 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。
UML统一建模语言
二、常用的UML元素分析
2、图
用 例 图
用例图描述了系统提供的一 个功能单元。用例图的主要目的 是帮助开发团队以一种可视化的 方式理解系统的功能需求，包括 基于基本流程的“角色”关系， 以及系统内用例之间的关系。 使用用例图可以表示出用例 的组织关系，这种组织关系包括 整个系统的全部用例或者是完成 相关功能的一组用例。 在用例图中画出某个用例方 式是在用例图中绘制一个椭圆， 然后将用例的名称放在椭圆的中 心或椭圆下面的中间位置。
UML统一建模语言
二、常用的UML元素分析
1、视图
活 动 视 图
活动视图是一种特殊形式的状态机视图，是状态机的一个变体，用 来描述执行算法的工作流程中涉及的活动。 通常活动视图用于对计算流程和工作流程建模。活动视图中的状态 表示计算过程中所处的各种状态。 活动视图是在假定整个计算处理的过程中没有外部事件引起的中断 的条件下进行描述的，否则普通的状态机更加适合于描述这种情况。
UML统一建模语言
二、常用的UML元素分析
1、视图
静 态 图 视
静态视图是对在应用领域中的各种概念以及与系统实现相关的各种 内部概念进行的建模。 由于这种视图不描述与时间有关的系统行为所以我们称之为是静态 的，描述与时间相关的系统行为我们在其他视图中进行描述。静态视图 主要是由类与类之间的关系构成。 这些关系包括：关联、泛化和依赖关系，我们又把依赖关系具体可 以再分为使用和实现关系。
UML统一建模语言
二、常用的UML元素分析
2、图
状 态 图
状态图表示某个类所处的不同状态及该类在这些状态中的转换过程。 状态图的符号集包含了下列五个基本的元素：初始起点，状态之间 的转换，状态，判断点，一个或者多个终止点，它们使用内部包含实心 圆的圆来绘制。
UML统一建模语言
二、常用的UML元素分析
2、图
序 列 图
序列图显示了一个具体用例或者用例的一部分的一个详细流程。它几 乎是自描述的，序列图不仅可以显示了流程中不同对象之间的调用关系， 还可以很详细地显示对不同对象的不同调用。 序列图有两个维度：垂直维度，也称时间维度，以发生的时间顺序显 示消息或调用的序列；水平维度显示消息被发送到的对象实例。
UML统一建模语言
二、常用的UML元素分析
2、图
类 图
类图显示了系统的静态结构，表示了不同的实体（人、事物和 数据）是如何彼此相关联起来。 类图可用于表示逻辑类，逻辑类通常就是用户的业务所谈及的 事物，比如说学生、学校等。类图还可用于表示实现类，实现类就 是程序员处理的实体。
UML统一建模语言
二、常用的UML元素分析
UML统一建模语言
二、常用的UML元素分析
1、视图
模 型 管 理 视 图
模型管理视图是对模型自身组织进行的建模，是由自身的一系列模 型元素（如类、状态机和用例）构成的包所组成的模型。模型是从某一 观点以一定的精确程度对系统所进行的完整描述。 从不同的视角出发，对同一系统可能会建立多个模型，例如有系统 分析模型和系统设计模型等等。模型是一种特殊的包。一个包 (package) 还可以包含其他的包。 整个系统的静态模型实际上可看成是系统最大的包，它直接或间接 包含了模型中的所有元素内容。
UML统一建模语言
第2章 UML通用知识点综述
重点内容：
UML概述 常用的UML元素分析 UML的通用机制 UML的扩展机制
UML统一建模语言
一、 UML概述
UML能够在尽可能简单的同时能够满足对实际开发需要，进行系统 的各个方面建模。 UML拥有足够的表达能力以便可以处理现代软件开发中出现的所有 概念。 UML是一个通用语言，不仅仅和一种通用程序设计语言一样，也是 一个庞大的标准符号体系，提供了多种模型。
UML统一建模语言
二、常用的UML元素分析
1、视图
状 态 机 视 图
状态机视图是通过对象的各种状态来建立模型来描述对象随时间变 化的动态行为。状态机视图也是通过不同对象间的相互作用来描述系统 的行为的，不同的它是以独立的对象为中心进行描述。 状态机视图中，每一个对象都拥有自己的状态，这些状态之间的变 化是通过事件进行触发的。 对象被看成为通过事件进行触发并做出相应的动作来与外界的其他 对象进行通信的独立实体。事件表达了对象可以被使用操作，同时反映 了对象状态的变化。
交互视图描述了执行系统功能的各个角色之间相互传递消息的顺序 关系，是描绘系统中各种角色或功能交互的模型。交互视图显示了跨越 多个对象的系统控制流程。 我们通过不同对象间的相互作用来描述系统的行为，是通过两种方 式进行的，一种是以独立的对象为中心进行描述，另外一种方式是以相 互作用的一组对象为中心进行描述。 交互视图可运使用两种图的形式来表示：序列图和协作图。
UML统一建模语言
二、常用的UML元素分析
1、视图
物 理 视 图
物理视图是对应用自身的实现结构建模，例如系统的构件组织情况 以及运行节点的配置等等。 物理视图提供了将系统中的类映射成物理构件和节点的机制。 物理视图提供了将系统中的类映射成物理构件和节点的机制。系统 模型的大部分内容反映了系统的逻辑和设计方面的信息，并且独立于系 统的最终实现单元。