UML系统建模及系统分析与设计-电子教案-王欣 第6章 系统体系结构建模
UML系统建模与分析设计课后习题答案
UML系统建模与分析设计第一章系统建模与分析设计的演变1、系统建模的三要素：方法、工具和过程2、软件的分类：按软件的功能划分：系统软件、支撑软件和应用软件按软件的规模划分：小型软件、中型软件、大型甚至超大型软件按软件的工作方式划分：实时处理软件、分时处理软件交互式软件和批处理软件按软件服务对象的范围划分：一次性使用软件和使用频度较高的软件按软件失效的影响程度划分：一般性软件和关键性软件3、软件危机产生的原因主要有两个：一是与软件本身的特点相关；二是软件开发和维护的方法不正确。
4、软件开发过程模型：瀑布模型、渐增模型、演化模型、螺旋模型、智能模型5、UML的特点：唯一性、连续性、维护性、复用性和逐步完善6、面向对象的三大重要特征：封装性、继承性和多态性7、软件开发方法从结构化开发方法、模块化开发方法到面向对象开发方法是一个渐进的演变过程8、软件生命周期描述了一个软件从定义、开发、使用、维护到服用的全过程9、面向对象的基本概念有：对象、类急气封装性、多态性、继承性和消息传递10、软件开发过程由客户端需求分析、系统分析、系统设计和系统实现以测试与维护四个四个阶段组成11、面向对象系统的开发过程以体系结构为中心，以用例为驱动，是一个反复、渐增的过程课后习题：ACDB1、封装是吧对象的属性和操作结合在一起，组成一个独立的对象、2、封装是一种信息隐蔽技术，目的是使对象的生产者和使用者分离，使对象的定义和实现分开。
3、面向对象方法中的继承机制使子类可以自动地拥有复制父类全部属性和操作4、使得在多个类中能够定义同一个操作或属性名，并在每一个类中有不同的实现的一种方法是多态性5、软件按照其工作方式可划分为实时处理软件、分时处理软件、交互式软件和批处理软件。
6、软件生存周期由软件的定义、软件的开发和软件的使用维护和更新换代三部分组成。
7、软件开发模型有瀑布模型、增量模型、螺旋模型、智能模型和快速原型模型等五种主要模型8、面向对象技术采用以类为中心的封装、继承、多态等不仅支持软件复用，而且使软件维护工作可靠有效，可实现软件系统的柔性制造。
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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，而对彖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，而对一类対象的抽象就是类.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。
逋常，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。
UML系统建模基础教程 教学资料ppt课件
UML统一建模语言
三、用例的重要元素
2、用例的粒度
用例的粒度指的是用例所包含的系统效力或功能单元的多少。用例的 粒度越大，用例包含的功能越多，反之那么包含的功能越少。
假设用例的粒度很小，得到的用例数就会太多。反之，假设用例的粒 度很大，那么得到的用例数就会很少。
假设用例数目过多会呵斥用例模型过大和引入设计困难大大提高。 假设用例数目过少会呵斥用例的粒度太大，不便于进一步的充分分析。
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一、 什么叫用例图
2、用例图的作用
用例图是需求分析中的产物，主要作用是描画参与者和用例之间的关 系，协助开发人员可视化的了解系统的功能。借助于用例图，系统用户、 系统分析人员、系统设计人员、领域专家可以以可视化的方式对问题进展 讨论，减少了大量交流上的妨碍，便于对问题达成共识。
用例图可视化地表达了系统的需求，具有直观、规范等优点，抑制了 纯文字性阐明的缺乏。
UML统一建模语言
三、用例的重要元素
1、识别用例
任何用例都不能在短少参与者的情况下独立存在。同样，任何参与者 也必需求有与之关联的用例。所以识别用例的最好方法就是从分析系统参 与者开场，在这个过程中往往会发现新的参与者。
可以经过以下问题来寻觅用例： 1 参与者希望系统提供什么功能？ 2 参与者能否会读取、创建、修正、删除、存储系统的某种信息？假 设是的话，参与者又是如何完成这些操作的？ 3 参与者能否会将外部的某些事件通知给系统？ 4 系统中发生的事件能否通知参与者？ 5 能否存在影响系统的外部事件。
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二、用例图的构成要素
3、系统边境
在工程开发过程中，边境是一个非常重要的概念。这里说的系统边境 是指系统与系统之间的界限。通常我们所说的系统可以以为是由一系列的 相互作用的元素构成的具有特定功能的有机整体。
UML系统建模及系统分析与设计教学设计
UML系统建模及系统分析与设计教学设计一、前言UML是面向对象软件开发的常用工具之一，其建模方式已成为软件工程领域的标准方法之一。
系统分析与设计作为软件工程的一部分，也广泛应用UML建模。
在本文中，我们将探讨如何通过教学来帮助学生理解UML系统建模和系统分析与设计的过程。
二、目标与要求目标本次教学旨在使学生掌握以下内容：1.了解UML的基本概念和应用场景；2.掌握UML的核心建模元素，例如：用例图，活动图，类图，时序图等；3.能够使用UML建模工具设计出符合业务需求的系统模型；4.理解系统分析与设计的过程和方法。
要求学生具备以下基础知识：1.熟练掌握面向对象的基本概念；2.熟悉软件工程的基本流程；3.了解部分UML的基本概念及应用场景。
三、教学方案教学流程本次教学分为以下几个环节：1.UML基础概念的介绍；2.UML建模元素的介绍；3.系统分析与设计的过程介绍；4.设计一个简单的系统模型。
讲述方法教师通过讲授理论知识，引导学生掌握UML建模和系统分析与设计的思路和方法。
教师可采用以下方法：1.讲授理论知识，解释UML建模元素、系统分析与设计的基本概念；2.展示UML建模工具的界面，讲解各个部分的作用；3.通过案例分析的方法，深入理解各种建模元素的应用；4.在案例分析过程中，重点讲解系统分析与设计的方法。
案例分析本次教学通过一个简单的电影售票系统作为案例，让学生有更深入的理解。
案例分析的步骤如下：1.确认系统的范围和目标：电影售票系统面向用户提供电影信息查询、选座购票等服务。
2.绘制用例图：用例图是UML建模中最核心的图形之一，它展示了系统与用户之间的交互过程。
在本案例中，用例图需要展示查询电影信息、选座购票以及付款等用例。
3.绘制活动图：活动图是用例图的一种补充，它描述了用例中的活动和流程。
在此案例中，活动图需要展示用户查询电影信息、选座和付款的具体流程。
4.绘制类图：类图是UML建模中最基础的图形，它展示了系统中各个部分的类以及它们之间的关系。
UML系统建模与分析设计--系统体系结构建模
7.2.5 构件图建模的方法和技巧
1．构件描述的方法与技巧
（1）一个结构良好的构件应具备的特点
从物理结构上对软件系统进行抽象； 从物理结构上对软件系统进行抽象； 提供一组小的、定义完整的接口实现； 提供一组小的、定义完整的接口实现； 构件应包含与其功能有关的一组类，以便满足接口要求； 构件应包含与其功能有关的一组类，以便满足接口要求； 与其它构件相对独立， 与其它构件相对独立，构件之间一般只有依赖和实现的关 系。
（ 1
二者都有名称； 都可以实现一组接口； 都可以参与依赖、继承、 关联等关系和交互； 都可以被嵌套； 都可以有实例。
（ 2 抽象的方式不同； 抽象的级别不同； 访问方式不同； 与包的关系。
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UML系统建模与分析设计
9
3．软件构件的特点
（1）接口。 （2）操作。 （3）实例化。 （4）与配置环境的亲合性。 （5）能与同环境下其它构件进行交互。 （6）构件可以是可执行代码、二进制代码和源代码形式。 （7）可替换的物理实体。 （8）系统的组成部分。 （9）构件是软件复用的基本单元。
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7.2
软件系统体系结构模型
7.2.1 软件构件的图符表示和特点
1．软件构件的图符表示：
图7-2 构件的图符表示
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2．构件与类的比较
7-3 构件与包含的类有依赖关系
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UML系统建模与分析设计
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“诊疗管理 诊疗管理” 图7-14 “诊疗管理”子系统源代码到执行代码过程的构件图
UML系统分析现设计教程教案1
参与者不是系统的一部分，它们处于系统的外部。 如何识别出参与者？
参与者代表角色。 参与者不是对职位进行建模。
作者：冀振燕 《UML系统分析与设计教程》
5
用例
用例是对系统行为的动态描述，它可以增进设 计人员、开发人员与用户的沟通，理解正确的 需求；还可以划分系统与外部实体的界限，是 系统设计的起点，是类、对象、操作的来源， 而通过逻辑视图的设计，可以获得软件的静态 结构。
2
用例图
三种主要建模元素：
用例（Use Case）。 参与者（Actor）。 依赖、类属和关联关系。
可选元素：
注释和约束。 包。 系统边界框。
作者：冀振燕 《UML系统分析与设计教程》
3
用例图
作者：冀振燕 《UML系统分析与设计教程》
4பைடு நூலகம்
参与者
参与者代表与系统接口的事物或人，它是具有某一种 特定功能的角色，因此参与者是虚拟的概念，它可以 是人，也可以是外部系统或设备。
第6章 用例图
作者：冀振燕 《UML系统分析与设计教程》
1
用例图
用例图（Use Case Diagrams）是UML中用来 对系统的动态方面进行建模的7种图之一（另 外6种图是活动图、状态机图、顺序图、通信 图、定时图和交互概览图）。
用例图描述了用例、参与者以及它们之间的关 系。
作者：冀振燕 《UML系统分析与设计教程》
Include关系（包含关系）
用例间的包含关系表示在基用例的指定位置，基用例显式地 包含另一个用例的行为。
被包含的用例是不能独立存在的，只是包含它的更大用例的 一部分。
电子教案 UML系统建模及系统分析与设计--王欣
软件工程的原则
• ⑶ 提供高质量的工程支持。“工欲善其事，必先 利其器”。在软件工程中，软件工具与环境对软 件过程的支持颇为重要。软件工程项目的质量与 开销直接取决于对软件工程所提供的支撑质量和 效用。
• 问题分析包括需求获取和定义，又称软件需求规约。 • 需求分析包括生成软件功能规约。
• 设计包括概要设计和详细设计。
• 实现就是把设计结果转换为可执行的程序代 码。
• 确认贯穿整个开发过程，对完成的结果进行 确认，保证产品满足用户的要求。
• 支持是修改和完善活动。
软件工程的原则
• ⑴ 选取适宜开发范型。该原则与系统设计有关， 在系统设计中，软件需求、硬件需求以及其他因 素之间是相互制约、相互影响的，经常需要权衡。 因此，必须认识需求定义的易变性，采用适宜的 开发范型予以控制，以保证软件产品满足用户的 要求。
软件工程应该包括的知识
• IEEE的软件工程实施体系指南SEWBOK（Guide to the Software Engineering Body of Knowledge 2004Version）界定了软件工程的10 个知识领域（KAs：Knowledge Areas），即软件需求、软件设计、 软件构建、软件测试、软件维护、软件配置管理、软件工程管理、 软件工程过程、软件工程工具和方法及软件质量。
• 软件是一种特别的产品，随着其规模和复杂性的 进步及应用领域的扩大，逐渐形成了工程。
• 软件（software）是计算机系统中与硬件 （hardware）相互依存的另一部分，它包括程序 （program）、相关数据（data）及其说明文档 （document）。
uml建模与设计模式课程介绍
一、课程概述在软件工程领域，UML建模和设计模式是两个非常重要的概念。
UML 建模是一种用于描述、设计和分析软件系统的标准化方法，它提供了一种统一的语言来描述系统的结构和行为。
设计模式则是一种解决特定问题的通用解决方案，它们描述了在特定情境下可重复使用的解决方案。
本课程旨在向学生介绍UML建模和设计模式的基本概念、原则和应用。
通过本课程的学习，学生将能够掌握UML建模和设计模式的基本理论知识，掌握这两个重要概念在软件开发中的应用技巧，提高软件设计和开发的能力。
二、课程目标1. 了解UML建模的基本原理和核心概念2. 掌握UML建模在软件系统设计中的应用技巧3. 掌握常见的设计模式及其在软件开发中的应用4. 能够运用UML建模和设计模式进行软件系统的分析、设计和开发三、课程大纲1. UML建模基础1.1 UML概念和分类1.2 UML建模的基本元素1.3 UML建模的基本原则和方法2. UML建模进阶2.1 UML时序图和用例图2.2 UML类图和对象图2.3 UML活动图和状态图3. 设计模式概述3.1 设计模式的定义和分类3.2 设计模式的原则和使用场景4. 创建型模式4.1 单例模式4.2 工厂模式4.3 建造者模式5. 结构型模式5.1 适配器模式5.2 装饰者模式5.3 组合模式6. 行为型模式6.1 观察者模式6.2 命令模式6.3 策略模式四、教学方法本课程采用以理论教学为主，辅以案例分析和实际操作的教学方法。
教师将通过讲解理论知识、分析实际案例以及演示操作，结合学生的课堂讨论和作业练习，使学生能够更好地理解和掌握课程内容。
五、课程评估1. 平时表现：占总成绩的20，包括课堂表现、作业情况等2. 期中考试：占总成绩的303. 期末考试：占总成绩的50六、适用对象本课程适用于计算机科学与技术、软件工程、信息安全等相关专业的本科生和研究生。
对于希望从事软件系统设计、开发和管理工作的学生来说，掌握UML建模和设计模式的基本知识和技能具有重要的意义。
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销售管理.exe 合同：销售合同
履约合同
执行期合同
<<becomes>>
联想PC6000-2：工作站2
档案管理.exe 其他档案 履约合同
图6.20部署图中的对象
6.3.3部署图建模
部署模型图建模步骤： ⑴ 确定结点。 ⑵ 确定驻留构件。 ⑶ 注明结点性质。 ⑷ 确定结点之间的联系。 ⑸ 绘制部署图。
printer internet
Database server
internet
Ip/int web application server
Client3
Client1
Ip/int
Ip/int
Client2
图6.21 部署图
6.4系统体系结构建模案例
仍然以前面介绍的图书管理系统为例。图书管理 系统的构件有读者、图书、数据库管理系统、添 加图书、修改删除图书、查询图书、添加读者、 修改删除读者、查询读者等，构件图如图6.22所 示。此外，图书管理系统还包含一个JDBC包。
JDBC
<<Java Server Page>> recordRent <<Java Beans>> Rent
<<Java Beans>> DBmanager
<<Java Server Page>> queryRent
图6. 6简单构件图
收银机系统
销售管理服务器 交易处理程序 财务接口
财务系统
图6. 7嵌套的构件图
6.2.2构件分类与接口
1. 构件的分类
⑴ 源代码构件。
{version=4.0}
<<file>> signalh
{version=4.0}
<<file>> Interp.cpp
<<file>> signalcpp
<<file>> Irq.h
<<file>> Device.cpp 图6.8 源代码建模
实际业务对象
<<subsystem>>
数据库系统
<<system>>
持久对象及数据
<<subsystem>>
<<使用>>
SQL查询语言
<<subsystem>>
图6.2通用三层软件（逻辑）系统体系结构
2．硬件系统体系结构模型 硬件系统体系结构模型涉及到系统的详细描述 （根据系统所包含的硬件和软件），用部署图表 示。
6.1.1 信息系统体系结构
1.信息系统的拓扑结构 一般来说，信息系统的拓扑结构主要有点、线、星型、网状等四种。 2.信息系统的层次结构 OSI参考模型有物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表 示层和应用层七层，也称七层协议。 3.信息系统的计算模式 结构模式（以大型机为中心的计算模式和以服务器为中心的计算模 式）、客户机/服务器（C/S）结构模式、浏览器/服务器（B/S） 和P2P结构模式
结点
构件A
构件 对象 接口
对象
。
对外提供可见操作和属性，其它构件通过接口使用构件。 结点之间的连线，表示结点之间的关联。
连接
依赖关系
注释体
有两个构件X、Y，修改构件X的定义可能会引起构件Y定 义的修改，则称构件X依赖于构件Y。 对部署图或某一个结点进行说明 。
将注释体与要描述的实体连接起来，表明该注解是对于哪
<<subsystem>> <<Βιβλιοθήκη 施>>用户窗口
<<subsystem>>
<<使用>>
通用接口界面
<<system>>
系统业务对象
<<system>>
系统服务接口界面
<<实施>>
<<subsystem>>
<<实施>> <<使用>>
业务对象管理
<<subsystem>> <<依赖>>
外部业务对象
<<subsystem>> <<依赖 >>
SearchStudent TotalStudent
受限名
特定结点
结点上部署一个或多个构件
图6. 14结点的表示方法
3. 结点之间的连接
结点之间一种最常用的关系是关联关系。
连接 Klosk
*10-TEthernet
Server
RAID farm
Console
*RS-232
图6. 15结点的连接
结点之间的关联有2种：
<<deployment spec>> GardeningPlanDeveloper.xml
图6.17 EnvironmentalControlSystem 的部署图
部署图图符如表6.2所示。 表6.2 部署图图符
可视化图符 名称 结点 描述 一个结点代表一个物理设备或者是一个运行在其上的软件 系统。 构件代表可执行的物理代码模块。 类的一个实例
2. 构件的接口
聊天室
依赖 实施
聊天用户
（1） <<interface>> 聊天室
聊天室
要求接口图符
聊天用户
参加(:用户) 退出(:用户) 发送信息(信息:string)
（2） 图6.10 组件和接口的连接
大型系统的典型构件图，如图6.11所示，可能包含类似于以下构件的构件
：
《组件》 聊天用户
UML系统建模及系统分析与设计
王欣 张毅 编著
中国水利水电出版社
第6章 系统体系结构建模
教学目的 了解软、硬件系统体系结构模型的建模方法与步 骤。 掌握UML中构件、构件接口和构件模型图的描述 方法。 掌握UML中部署图的描述方法。 掌握部署图中结点、构件和对象之间的关系。
6.1 系统体系结构模型
⑵ 二进制代码构件 ⑶ 可执行构件
销售管理 (xsgl.cpp)
销售管理 (xsgl.obj)
图形库 (graphic.dll) 采购管理 (cggl.obj)
采购管理 (cggl.cpp)
库存管理 (kcgl.cpp) 库存管理 (kcgl.obj)
进销存管理 (jxcgl.exe)
图6. 9一个简单的源代码形成可执行代码过程的构件图
GradeningPlanDeveloper.exe GradeningPlanDeveloper.exe
GradeningPlanDeveloper.exe <<TCP/IP>> PC
<<manifest>> 1 2
<<deploy>>
GradeningPlanDeveloper.exe
<<component>> GardeningPlanDeveloper PlanAnalyst
6.1.2 系统体系结构模型 1．软件系统体系结构模型
软件体结构 1：N 表示构件和外部 环境的交互 点 配置 连接件
表示软件之间的 交互
原子构件 复合构件 表示构件和连接件 的拓扑结构和约束
构件 1：N
1：N 端口 角色
通用接口界面
<<system>>
软件系统体系结构模型的描述方法：
系统接口界面类
HeatingControler.exe
<<manifest>> <<component>>
HeatingController 图6. 13工件表示法
2. 结点
工作站1
DBServer
服务器∷备份 {销售管理用}
中心服务 器
简单名
速度：2.0G 内存：1.0G 合同管理.exe 仓库管理.exe 销售管理.exe
<<standard.exe
>> uisvc
<<ActiveX.dll >>
brsvc
<<ActiveX.dll >> dtsvc
Icrud
<<ActiveX.dll>> dasvc 图6. 23 图书馆系统功能模型——UML构件图
条形码阅读器
打印机
数据库系统
数据库服务器 个人计算机
数据库 系统
(e) 分栏表示法
图6.4 构件的不同表示法
依赖关系。构件之间、构件与接口之间有依赖关系。
提供者
客户
图6.5 构件的依赖关系
UML2.0中的构件图的图符表示如表6.1所示。
可视化图符
名称
描
述
构件A
构件 接口 依赖关系
构件代表可执行的物理代码模块 对外提供可见操作和属性，其它构件通过接 口使用构件 有两个构件X、Y，修改构件X的定义可能会 引起构件Y定义的修改，则称构件X依赖于构 件Y。 对构件图或某一个构件进行说明
图6. 16结点之间的通信关联
⑵ 结点和构件之间的依赖联系。结点和构件之间的依赖联系，如图6.17所示。
<<device>> LightMeter
<<deploy>> 1..* 1