系统设计类图与时序图v
实验4---UML之类图、状态图和时序图
组合
组合模式
•
演出售票系统
在用例驱动的开发过程中，通过分析各个用例及参与者得到类图。分析用例图的过程中需要根据 面向对象的原则设计类和关系，根据用例的细节设计类的属性和操作
Box Office Buy tickets <<include>> Buy Subscription 关系 <<include>> Make charges 用例 Survey sales
参数列表
操作名称 斜体为抽象操作
类图中的事物及解释
接口
※ 一组操作的集合，只有操作的声明而没有实现
抽象类
※ 不能被实例化的类，一般至少包含一个抽象操作
模版类
※ 一种参数化的类，在编译时把模版参数绑定到不同的数据类型，从而产生不同的类
Shape
Vehicle - fMaxSpeed : float + Start() : int + Stop() : int
（空心菱形）
ClassDiagram Relation Thing
UML表示法
实例
类图包含有事物 和关系，类图不 存在了，事物和 关系还可用于其 它的类图
Class （实心菱形）
Association
实例
类与关联关系之间 有组合关系，类不 存在了，则相应的 关联关系也不存在
•
泛化关系
※ 在面向对象中一般称为继承关系，存在于父类与子类、父接口与子接口 之间
UML表示法
+diagram use +thing
1..*
角色 类的角色是“事物 “
1..*
Class
多重性 （用数字和*表示） 1…*：1个或多个 1个类图有1个或多个类 1个类属于1个或多个类图
UML快速入门经典教程
UML快速入门经典教程UML(统一建模语言)是一种用于建模软件系统的标准化语言。
它提供了一种图形化的表示方式，帮助开发者更清楚地理解和描述软件系统的结构和行为。
本文将简要介绍UML的基本概念和主要图形表示方式，以帮助读者快速入门UML。
UML包含了多种类型的图形，用于表示不同方面的系统信息。
其中最常用的图形类型包括用例图、类图、时序图和活动图。
1.用例图用例图用于表示系统的外部行为，描述系统与其用户之间的交互。
在用例图中，用例表示系统的功能需求，参与者表示系统的不同类型的用户。
用例图可以帮助开发者明确系统的功能和用户的需求，并帮助设计流程图和功能结构图。
2.类图类图是描述系统的静态结构的图形化方式。
它表示系统中的类、接口、属性和方法之间的关系。
类图可以帮助开发者理解和描述系统的对象模型，包括类之间的继承、关联和依赖关系等。
3.时序图时序图用于描述系统中的消息传递和对象交互的时间顺序。
它展示了系统中不同对象之间的交互过程和时间顺序。
时序图可以帮助开发者理解系统的动态行为，尤其是对象之间的消息传递过程。
4.活动图活动图用于描述系统的业务流程。
它表示系统中的各个活动和活动之间的顺序关系。
活动图可以帮助开发者理解和描述系统的工作流程，包括输入和输出的过程。
在使用UML进行建模时，需要遵循一些基本的规则和概念：1.抽象和具体类在类图中，抽象类用斜体字表示，具体类用正常字体表示。
抽象类可以定义一些通用的属性和方法，具体类可以继承抽象类并添加自己的独特属性和方法。
2.继承关系在类图中，继承关系用带箭头的实线表示。
箭头指向的是子类，实线表示继承关系。
继承关系表示子类继承了父类的属性和方法，并可以添加自己的特有属性和方法。
3.关联关系在类图中，关联关系使用实线表示。
类之间的关联关系表示一个类与另一个类之间的连接。
关联关系通常是双向的，即两个类之间可以相互访问和引用对方的属性和方法。
4.依赖关系在类图中，依赖关系使用虚线表示。
毕业设计系统时序图
毕业设计系统时序图毕业设计系统时序图在软件工程领域，时序图是一种用于描述系统中各个对象之间交互和消息传递的图形化工具。
它能够清晰地展示系统中各个对象的活动和相互关系，对于软件系统的设计和开发具有重要的指导作用。
本文将以毕业设计系统为例，探讨时序图在软件开发过程中的应用。
一、需求分析阶段在毕业设计系统的需求分析阶段，时序图被广泛应用于描述用户与系统之间的交互过程。
以选题申请为例，学生需要填写选题申请表并提交给指导教师。
时序图可以清晰地展示学生与系统之间的交互过程。
首先，学生向系统发起选题申请请求，系统接收到请求后会验证学生的身份信息。
接下来，系统会向指导教师发送选题申请通知，指导教师可以选择接受或拒绝该选题。
最后，系统会向学生发送选题结果通知。
通过时序图，可以清晰地展示整个选题申请的流程和各个对象之间的消息传递。
二、设计与开发阶段在毕业设计系统的设计与开发阶段，时序图被广泛应用于描述系统中各个模块之间的交互过程。
以学生管理模块为例，该模块包括学生信息管理、选题管理、论文管理等子模块。
时序图可以清晰地展示各个子模块之间的交互过程。
以学生信息管理为例，学生可以通过系统进行个人信息的查看和修改。
时序图可以展示学生与系统之间的交互过程，包括学生发起查看或修改个人信息的请求，系统接收到请求后进行身份验证，最后向学生返回查看或修改结果。
通过时序图，可以清晰地展示各个模块之间的交互过程和消息传递。
三、测试与部署阶段在毕业设计系统的测试与部署阶段，时序图被广泛应用于描述系统与外部系统之间的交互过程。
以成绩管理系统为例，该系统需要与学生管理系统进行数据交互。
时序图可以清晰地展示两个系统之间的交互过程。
以成绩查询为例，学生可以通过成绩管理系统查询自己的成绩。
时序图可以展示学生发起查询请求，成绩管理系统接收到请求后向学生管理系统发送学生信息查询请求，学生管理系统返回学生信息给成绩管理系统，最后成绩管理系统向学生返回查询结果。
网上购物系统详细精炼版(UML-类图-时序图-数据流图)
类图如图
3 部分用例的顺序图
（1）会员下订单
该用例是客户端下在客户登录后可以浏览上架的商品，并能搜索相应的商品，根据需要选择商品并下订单，该用例的流程如下：
(1)用户指定相应的商品种类进行搜索，得到相应的商品信息；
(2)选中自己需要的商品并选择其定购的数量放入购物车；
(3)提交下订单请求，系统检查用户是否登录，若用户未登录转(4)，否则返回个人信息由用户确认，转(5);
上货时间
可行性研究
建设Web平台系统的必要性取决于需求的迫切性和实现的可能性。可行性并不等于可能性，它还包括必要性，如果领导或管理人员对信息的需求并不迫切或各方面的条件不具备，就是不具备可行性。
可行性研究是系统开发阶段的第二项活动。它是对系统进行全面、概要的分析。在本阶段可以从技术、经济和营运三个方面对电子购物商城系统的可行性进行分析研究，从而为确定项目开发决策提供科学依据。
图书馆管理系统用例图、活动图、类图、时序图
图书馆管理系统一．图书馆管理系统需求分析1、系统目标设计系统开发的总目标是实现内部图书借阅管理的系统化、标准化和自动化。
能够对图书进展注册登记，也就是将图书的根本信息〔如：书的编号、书名、作者、价格等〕预先存入数据库中，供以后检索。
能够对借阅人进展注册登记，包括记录借阅人的姓名、编号、班级、年龄、性别、地址、等信息。
提供方便的查询方法。
如：以书名、作者、出版社、出版时间〔确切的时间、时间段、某一时间之前、某一时间之后〕等信息进展图书检索，并能反映出图书的借阅情况；以借阅人编号对借阅人信息进展检索；以出版社名称查询出版社联系方式信息。
提供对书籍进展的预先预订的功能。
提供旧书销毁功能，对于淘汰、损坏、丧失的书目可及时对数据库进展修改。
能够对使用该管理系统的用户进展管理，按照不同的工作职能提供不同的功能授权。
提供较为完善的过失控制与友好的用户界面，尽量防止误操作。
2、系统功能需求分析(1) 读者管理：读者信息的制定、输入、修改、查询，包括种类、性别、借书数量、借书期限、备注等。
(2) 书籍管理：书籍根本信息制定、输入、修改、查询，包括书籍编号、类别、关键词、备注。
(3) 借阅管理：包括借书，还书，预订书籍，续借，查询书籍，过期处理和书籍丧失后的处理。
(4)系统管理：包括用户权限管理，数据管理和自动借还书机的管理满足以上需求的系统主要包含有一下几个子系统〔1〕根本业务功能子系统：该系统中主要包含了借书还书和预订等功能。
〔2〕根本数据录入功能子系统：该子系统主要包含有书籍信息和读者信息录入功能。
〔3〕信息查询子系统：包含了多功能的查询书籍信息和读者信息。
〔4〕数据库管理功能子系统：主要包含了借阅信息管理功能，书籍信息管理功能和预订信息管理功能。
〔5〕帮助功能子系统。
二、系统动态建模1、用例图、图书馆管理系统的用例图从用例图中我们可以看出管理员和读者之间对本系统所具有的用例。
管理员所包含的用例有：（1）登录系统：管理员可以通过登录该系统进展各项功能的操作（2）书籍管理：包括对书籍的增删改等。
火车购票系统UML类图时序图状态图协作图活动图对象图用例图
《UML面向对象剖析》课程实践项目报告项目名称：网上订购火车票系统项目构成员：学号：班级：指导教师：2008年11 月10 日目录1 需求剖析 (1)需求概括 (1)需求剖析 (2)需求模型（用例图） (6)2 静态模型 (8)类图 (8)对象图 (10)包图 (12)3 动向模型 (13)时序图 (13)状态图 (16)协作图 (17)活动图 (18)4 项目构成员分工说明 (19)5 总结 (20)6 参照资料 (21)1需求剖析1.1 需求概括线上预定火车票系统是一款功能强盛、操作简易、易保护的、拥有优秀人机交互界面的线上订票系统，它包含用户管理模块、系统参数设置模块、票务信息模块（供给票价、列车的及时信息）、订票管理模块（供给订票和退订功能）、及时信息提示模块（供给车况、路况、列车晚点等及时信息）、数据管理模块（供给数据备份、数据操作功能）。
实现火车票线上预约的自动化的计算机系统，为游客供给正确、精美、快速的火车票销售信息和方便、简单的订票功能。
线上预定火车票系统主假如关于订票信息的一致管理，知足了中小型线上订票网站关于用户的管理，订票信息的采集和办理方面的要求。
用现代化的方式代替从前的传统模式，更有益于信息的流通，资源的宏观管理。
拥有体积小，代码简短，易保护、易改正的长处。
1.2 需求剖析用户管理模块用户管理模块包含以下几个部分。
（1）增添用户信息：管理员能够对用户信息进行增添操作。
（2）删除用户信息：管理员能够对已实用户信息进行删除操作。
（3）查察用户信息权限：每个用户都拥有必定的权限，管理员能够查察用户的管理权限。
（4）改正用户信息权限：管理员能够改正用户的管理权限。
（5）删除管理权限：管理员在权限管理中能够删除管理权限。
（6）增添管理权限：管理员在权限管理中能够增添管理权限。
系统参数设置模块系统参数设置模块有以下几个部分。
（1）用户信息：管理员能够改正用户信息并保留。
（2）订票信息：对订票信息进行增添、删除操作。
2.设计模式常用的UML图分析（用例图、类图与时序图）
2.设计模式常⽤的UML图分析（⽤例图、类图与时序图）1-⽤例图概述1. 展现了⼀组⽤例、参与者以及他们之间的关系。
2. ⽤例图从⽤户⾓度描述系统的静态使⽤情况，⽤于建⽴需求模型。
⽤例特征保证⽤例能够正确捕捉功能性需求，判断⽤例是否准确的依据。
1. ⽤例是动宾短语2. ⽤例是相互独⽴的3. ⽤例是由⽤户参与者启动的4. ⽤例要有可观测的执⾏结果5. ⼀个⽤例是⼀个单元参与者 ActorUML中，参与者使⽤⼀个⼩⼈表⽰:1. 参与者为系统外部与系统直接交互的⼈或事务，于系统外部与系统发⽣交互作⽤2. 参与者是⾓⾊⽽不是具体的⼈3. 代表参与者在与系统打交道时所扮演的⾓⾊4. 系统实际运作中，⼀个实际⽤户可能对应系统的多个参与者。
不同⾓⾊也可以只对应⼀个参与者，从⽽代表同⼀参与者的不通实例⽤例 Use Case系统外部可见的⼀个系统功能单元。
系统的功能由系统单元所提供，并通过⼀系列系统单元与⼀个或多个参与者之间交换的消息所表达。
系统单元⽤椭圆表⽰，椭圆中的⽂字简述系统功能:关系 Relationship常见关系类型有关联、泛化、包含和扩展关联 Association表⽰参与者与⽤例之间的通信，任何⼀⽅都可发送或接受消息。
箭头指向：指向消息接收⽅：⼦系统 SubSystem⽤来展⽰系统的⼀部分功能(紧密联系)泛化 Inheritance继承关系，⼦⽤例和⽗⽤例相似，但表现出更特别的⾏为；⼦⽤例将继承⽗⽤例的所有结构、⾏为和关系。
⼦⽤例可以使⽤⽗⽤例的⼀段⾏为，也可以重载它。
⽗⽤例通常是抽象。
箭头指向：指向⽗⽤例2-类图描述系统中的类，以及各个类之间的关系的静态试图。
表⽰类、接⼝以及它们之间的协作关系，⽤于程序设计阶段。
注意:1. 抽象类或抽象⽅法⽤斜体表⽰2. 如果是接⼝，则在类名上⽅加 <<Interface>>3. 字段和⽅法返回值的数据类型⾮必需4. 静态类或静态⽅法加下划线类图实例:类图中的事务及解释如图，类图从上到下分为三部分,分别为类名、属性和操作1. 属性:如果有属性，则每⼀个属性都必须有⼀个名字，另外还可以有其它的描述信息，如可见性、数据类型、缺省值等2. 操作:如果有操作，则每⼀个操作也都有⼀个名字，其它可选的信息包括可见性、参数的名字、参数类型、参数缺省值和操作的返回值的类型等类图中的六种关系1.实现关系 implements (类实现接⼝)⽤空⼼三⾓虚线表⽰2.泛化关系 extends (表⽰⼀般与特殊的关系) is-a⽤空⼼三⾓实线表⽰3.组合关系 (整体与部分的关系) contains-a实⼼菱形实现表⽰eg.有头类、⾝体类与⼈类类三个类，则⼈类类中应包含头类及⾝体类这两个属性，则⼈类类与头类和⾝体的关系即为组合关系。
uml的基本构造块
uml的基本构造块以UML的基本构造块为标题，我们将探讨UML（统一建模语言）中的不同构造块，并解释它们在软件开发中的作用。
UML是一种可视化建模语言，用于描述、设计和分析软件系统。
它提供了一套丰富的图形符号和标记，以帮助开发人员更好地理解和沟通软件系统的结构和行为。
1. 类图（Class Diagram）：类图是UML中最常用的构造块之一，用于表示软件系统中的类、接口、关系和属性。
类图显示了各个类之间的关系，包括继承、关联、聚合和组合等。
它帮助开发人员理解系统的静态结构，并为代码编写提供了指导。
2. 对象图（Object Diagram）：对象图是类图的实例化，它显示了系统中具体对象的状态和关系。
对象图可以用来验证类图的设计是否正确，也可用于调试和测试。
对象图有助于开发人员更好地理解系统的运行时行为。
3. 时序图（Sequence Diagram）：时序图描述了系统中对象之间的交互顺序。
它展示了对象在一段时间内的消息传递和方法调用。
时序图帮助开发人员理解系统的动态行为，特别是在多个对象之间的协作和交互方面。
4. 用例图（Use Case Diagram）：用例图用于描述系统的功能需求和行为。
它显示了系统的不同角色（用户）与系统之间的交互。
用例图帮助开发人员理解系统的用例（功能）以及这些用例之间的关系。
5. 组件图（Component Diagram）：组件图描述了系统的物理组件和它们之间的关系。
组件可以是代码模块、库、外部系统或其他可重用的软件部件。
组件图有助于开发人员理解系统的软件架构，以及各个组件之间的依赖关系。
6. 部署图（Deployment Diagram）：部署图显示了软件系统的物理部署结构。
它描述了软件组件和硬件设备之间的映射关系。
部署图有助于开发人员理解系统的部署环境，包括服务器、网络和设备等。
7. 状态图（State Diagram）：状态图描述了对象在不同状态之间的转换。
它展示了对象的生命周期和状态转换的条件。
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——是否有复杂结构的属性
识别类及其属性
——复杂结构属性的处理
识别类及其属性
1:1——可以在原类中展开 1:N——独立出去形成关联
识别类及其属性
——属性是否对类的所有对象都有意义
识别类之间的泛化
A的对象总是B的对象，B的对象也总是A的对象 A的对象总是B的对象，B的对象有时是A的对象（*） A的对象从来不是B的对象，B的对象也从来不是A的对象 A和B之间有一些共同的属性（*）
– 数据模型 (Entity Relationship Diagram) – 业务模型 (work flow) – 对象模型 – 组件模型
• UML是一种直观化、明确化、构建和文档化软件系统产 物的通用可视化建模语言
• UML独立于实现技术（如开发语言），在软件开发各个 环节都可能用到
• UML适用于的开发方式
识别类及其属性
抽取
分类
阅读用例文档，抽取对应于业务实体或事件的词汇 将词汇进行分类，抽取出合适的类和属性
——类和属性的名字
识别类及其属性
命名规则： （名词、形容词）+名词 使用业务词汇 没有“与”、“或” 小心“表”、“信息”、
“数据” 属性名不要类前缀 英文：不用缩写，单数
——审查
UML partners
Web - June ´96
UML历史
UML 1.3 UML 2.0
UML 1.1 UML 1.0 UML 0.9
OOPSLA ´95
Other methods
Unified Method 0.8
Booch method
OMT
VDM/Z
(formal OOSE methods)
属性是否描述类对象的特征
识别类及其属性
属性是否存在冗余
是否有复杂结构的属性
是否有1对多的属性
属性是否对类的所有对象都有意义
——属性是否描述类对象的特征
识别类及其属性
类的属性
什么的什么 什么的什么的什么 什么的什么的什么的什么
——属性是否存在冗余
识别类及其属性
常见冗余如： 出生年月——年龄
UML的九个图
敏捷建模原则：需要时再添加
结 构
可互换
行
为
可互换
UML的模型元素
UML基本工作步骤
主要内容
• UML概述 • 类图绘制方法 • 时序图绘制方法
类图解说
识别类及其属性 识别类之间的泛化 识别类之间的关联
识别类的步骤
——有没有什么秘诀？
识别类及其属性
Bertrand Meyer：不存在寻找类的简单方法 只能两方面着手：业务知识 + 建模技术
Scenario DSiDacig协aergnar作amarmi图o
功能
UDsUiDaesig用aCergaaCr例msaaems图e
UML的九个图
静态结构
DiSatgSarttaaemte Diag类ra图m
DiSatgSarttaaemte Di对agr象am图
模型
DiSatgSarttaaemte Di组agr件am图
责任：输入、输出、过滤
控制类：一个用例映射一个控制类
责任：控制事件流，负责为实体类分配责任
实体类：一个用例有多个实体类参与，一个 实体类可以参与多个用例
责任：业务行为的主要承载体
主要内容
• UML概述 • 类图绘制方法 • 时序图绘制方法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
时序图解说
时序图和类图的关联
时序图绘制要点
——关联的几种表现形式
识别类之间的关联
——聚合 vs. 组合 组合/部分
容器/内容
集合/成员
识别类之间的关联
——绘制关联关系
识别类之间的关联
——特殊：关联类
识别类之间的关联
或 关联本身可以有自己的属性和操作——关联类
——特殊：自反关联
识别类之间的关联
采用MVC模式构造类
在分析阶段 边界类：用例的每个执行者映射一个边界类
UML三个主要作用
• 作用三：UML能使越来越复杂的软件 系统架构更加合理和健壮
功能需求
成本
兼容性
容量
错误处理
稳定性
software
容错性
性能
全面
技术交互
可移植
墨绿色表示动态图 粉红色表示静态图 （可把用例图单列出来）
Use Case DUiDasig时aergaCr序maams图e
动
态 行 为
Logo
类图与时序图
中软国际卓越培训中心
简要回顾
系统分析员：需求分析 系统架构师：系统设计
用户：招标、验收
项目经理：项目管理
程序员：编码
测试工程师：测试
主要内容
• UML概述 • 类图绘制方法 • 时序图绘制方法
UML定义
• UML表示 Unified Modeling Language • UML包括
SDcSiDaecign状aeragnarr态maiaormi图o
活动图
Component DCiaogmrpamonent
D部iagr署am图
物理架构
• 用例图：业务建模、需求、测试 • 类图：业务建模、分析、设计 • 对象图：业务建模、分析、设计 • 组件图：设计 • 部署图：设计
• 顺序图：业务建模、分析、设计 • 协作图：业务建模、分析、设计 • 状态图：需求、分析、设计 • 活动图：业务建模、设计
UML三个主要作用
• 作用一：UML是客户、系统分析员和程序员之间的“桥梁”
使用可视化建模来获取并表现商业逻辑和对象
• 用例图 • 活动图 • 状态图
使用可视化建模来分析和设计计算机应用程序
• 时序图 • 对象图 • 部署图 • ……
UML三个主要作用
• 作用二：UML从客户的角度将复杂的系统整理清楚
– 用例驱动 – 以体系结构为中心 – 迭代或增量开发
• UML适用于的软件系统
– 信息系统 – 技术系统 – 嵌入式实时系统 – 分布式系统 – 系统软件 – 商业系统
• UML适用的软件开发过程
– 需求分析 – 系统设计 – 软件构建 – 测试
UML适用点
public feedback
OMG Acceptance, Nov 1997 Final submission to OMG, Sep ‘97 First submission to OMG, Jan ´97
时序图绘制要点
时序图绘制要点
原则1：专家（Expert）原则 原则2：老板（Boss）原则 原则3：可视（Visibility）原则
——专家（Expert）原则
责任分配原则
背黑锅我来，送死你去，拼全力为众生……