UML面向对象建模 动态模型
面向对象方法学
表示类的图
4.2 表示关系的符号
如前所述，类图由类及类与类之间的关系组成。定 义了类之后就可以定义类与类之间的各种关系了。 类与类之间通常有关联、泛化（继承）、依赖和细 化等4种关系。 1. 关联
关联表示两个类的对象之间存在某种语义上的联系。 例如，作家使用计算机，我们就认为在作家和计算 机之间存在某种语义连接，因此，在类图中应该在 作家类和计算机类之间建立关联关系。
（3） 实例(instance)
实例就是由某个特定的类所描述的一个具体的对 象。类是对具有相同属性和行为的一组相似的对象 的抽象，类在现实世界中并不能真正存在。实际上 类是建立对象时使用的“样板”，按照这个样板所 建立的一个个具体的对象，就是类的实际例子，通 常称为实例。当使用“对象”这个术语时，既可以 指一个具体的对象，也可以泛指一般的对象，但是， 当使用“实例”这个术语时，必然是指一个具体的 对象。
（1） 普通关联
普通关联是最常见的关联关系，只要在类与类之间 存在连接关系就可以用普通关联表示。普通关联的 图示符号是连接两个类之间的直线。通常，关联是 双向的，可在一个方向上为关联起一个名字，在另 一个方向上起另一个名字（也可不起名字）。为避 免混淆，在名字前面（或后面）加一个表示关联方 向的黑三角。
面向对象方法学的优点
1. 与人类习惯的思维方法一致 传统的程序设计技术是面向过程的设计方法，这
种方法以算法为核心，把数据和过程作为相互独立 的部分，数据代表问题空间中的客体，程序代码则 用于处理这些数据。
2. 稳定性好
传统的软件开发方法以算法为核心，开发过程基 于功能分析和功能分解。用传统方法所建立起来的 软件系统的结构紧密依赖于系统所要完成的功能， 当功能需求发生变化时将引起软件结构的整体修改。 事实上，用户需求变化大部分是针对功能的，因此， 这样的软件系统是不稳定的。
第三章 初识UML-UML面向对象分析、建模与设计-吕云翔-清华大学出版社
行为图
状态图
活动图
顺序图
协作图
用例图
UML 2中的图
UML图
结构图
类图
组件图
对象图
外廓图
组合结构 图
部署图
包图
顺序图
行为图
用例图
活动图
状态机图
交互图
通信图
交互概览 图
时间图
UML 1.4与UML 2中不同图的对比
UML 1.4
状态图 活动图
UML 2 包图 状态机图 活动图
对比说明
尽管UML 1.4使用包图说明规范的组织结构，但是没有对包图进行明确 定义。
例如，在一个类的符号中暗示了一种规格说明：它提供类所有的属性、 操作等信息的全面描述。
修饰
修饰是对规格说明的文字的或图形的表示。
例如，通过对类名添加斜体修饰来表明这是一个抽象类。
在UML中的每个元素符号都以一个基本的符号开始，在其上添加一 些具有独特性的修饰。
例如，这里有一个类，我们可以通过不同的修饰来标示出它是一个抽象 类，拥有两个公有性的操作，一个保护性的操作和一个私有性的操作。
通用划分
在面向对象系统建模中，通常有几种划分方法，其中最常见的有两 种划分：
类型-实例：是通用描述与某个特定元素的对应。
➢例如，类和对象就是一种典型的类型-实例划分。
接口-实现：接口是一个系统或对象的行为规范，这种规范预先告知使 用者或外部的其它对象这个系统或对象的某项能力，和其提供的服务。 实现是接口的具体行为，它负责执行接口的全部语义，是具体的服务兑 现过程。
只是名称不同，技术上完全相同。 UML 2的活动图独立于状态机存在。
组合结构图 显示结构化类元或协作的内部结构，和普通类图之间没有严格界限。
软件系统的建模的方法和介绍
软件系统的建模的方法和介绍软件系统建模是将现实世界中的问题抽象表示为计算机能够理解和处理的形式的过程。
它是软件开发过程中的关键步骤之一，可以帮助开发团队更好地理解问题领域，并以一种可视化的方式来描述系统的结构和行为。
下面将介绍几种常见的软件系统建模方法。
1. 面向对象建模方法：面向对象建模是一种基于对象的方法，它将问题领域分解为多个独立的对象，并描述它们之间的关系和行为。
常用的面向对象建模方法包括UML（统一建模语言）和领域模型（Domain Model）等。
UML是一种广泛应用的面向对象建模语言，它提供了用于描述系统结构、行为和交互的图形符号和语法规则。
2. 数据流图（Data Flow Diagram, DFD）建模方法：数据流图是描述软件系统中数据流动的图形化工具。
它将系统分解为一系列的功能模块，通过数据流和处理过程之间的关系来描述系统的结构和行为。
数据流图主要包括外部实体、数据流、处理过程和数据存储等基本元素。
3.结构化建模方法：结构化建模是一种基于流程的建模方法，它主要通过流程图和结构图来描述系统的结构和行为。
流程图用于描述系统中的控制流程和数据流动，结构图用于描述系统中的数据结构和模块关系。
常见的结构化建模方法包括层次图、树形图和PAD（程序设计语言图）等。
4.状态图模型：状态图是一种描述系统状态和状态转换的图形化工具。
它主要包括状态、转移和事件等元素，用于描述系统中的各种状态及其变化过程。
状态图可以帮助开发团队清晰地理解系统的状态转换规则和事件响应机制。
5.时序图和活动图：时序图和活动图是UML中的两种重要建模方法。
时序图主要用于描述对象之间的交互和消息传递顺序，而活动图主要用于描述系统中的活动和操作流程。
这两种图形化表示方法可以帮助开发团队更好地理解系统的动态行为和操作流程。
除了上述几种常见的建模方法，还有很多其他的建模方法可供选择，如数据建模、用例建模、业务流程建模等。
不同的建模方法适用于不同的场景和应用需求，开发团队可以根据具体情况选择最合适的建模方法进行系统建模。
面向对象设计与UML建模
面向对象设计与UML建模面向对象设计是一种软件开发方法，它将现实世界的实体抽象为对象，并以对象之间的相互关系来组织和描述系统的行为。
而UML（统一建模语言）是一种用于可视化、规范化软件系统设计的标准建模语言。
本文将从面向对象设计的概念入手，介绍面向对象设计与UML建模的关系及应用。
一、面向对象设计的概念面向对象设计（Object-oriented Design）是一种以对象为中心的软件开发方法。
在面向对象设计中，将系统中的各个对象抽象出来，通过定义对象之间的属性和方法，以及对象之间的关系，来描述系统的功能和行为。
面向对象设计的核心思想是将现实世界的实体抽象为对象，对于每个对象，描述其属性和方法，并通过对象之间的交互来实现系统的功能。
这样的设计方式使得系统更加模块化，易于扩展和维护。
二、UML建模的概念UML（Unified Modeling Language）是一种用于规范化、可视化软件系统设计的标准建模语言。
它提供了一套丰富的符号和约定，用于描述系统的结构、行为和交互。
UML建模是面向对象设计的重要工具之一，它能够帮助开发人员更好地理解和设计系统。
通过使用UML，开发人员可以绘制出类图、时序图、用例图等各种类型的图表，来描述系统的不同方面和视角。
三、面向对象设计与UML建模的关系面向对象设计与UML建模是紧密相关的。
面向对象设计将系统抽象为对象，定义了对象的属性和方法，以及对象之间的关系。
而UML建模则是通过各种类型的图表来表示和描述这些对象、属性、方法和关系。
具体来说，面向对象设计中的类可以通过UML的类图来表示。
类图用于描述系统中的类及其之间的继承、关联、聚合等关系。
类图能够清晰地展示系统的结构，有助于开发人员对系统进行整体把握和分析。
此外，面向对象设计中的时序和交互可以通过UML的时序图、活动图和通信图来表示。
时序图用于描述对象之间的交互顺序，活动图用于描述系统的流程和行为，通信图用于描述对象之间的消息传递。
使用UML对系统进行建模
使用UML对系统进行建模面向对象的软件工程，同传统的面向过程的软件工程相比，在需求的获取、系统分析、设计和实现方面都有着很大的区别。
UML是OOA和OOD的常用工具。
使用UML来构建软件的面向对象的软件工程的过程，就是一个对系统进行不断精化的建模的过程。
这些模型包括用例模型、分析模型、设计模型，然后，我们需要使用具体的计算机语言来建立系统的实现模型。
当然，在整个软件工程中，我们还需要建立系统的测试模型，以保证软件产品的质量。
使用面向对象的工具来构建系统，就应该使用面向对象的软件工程方法。
然我，我们经常会发现，在实际的开发过程中，很多开发人员虽然能够理解UML的所有图形，却仍然不能得心应手的使用UML来构建整个项目，其很大的原因，是仍然在使用原有的软件工程方法，而不清楚如何使用UML来建立系统的这些模型，不清楚分析和设计的区别，以及他们之间的转化。
应用软件系统，就其本质来说，是使用计算机对现实世界进行的数字化模拟。
应用软件的制造过程，按照UML的方法，就是建立这一些列模型的过程。
本文将就一个图书馆系统，说明如何使用UML来对系统进行这一系列的建模。
关于这个图书馆系统，基本的需求比较简单，就是允许学生可以在图书馆借阅和归还图书，另外，也可以通过网络或者图书馆的终端来查阅和预订书。
当然，图书馆管理员也可以对图书进行管理。
为了简化系统，我们没有把图书馆中的人员作细分。
之所以采用这个相对简单案例，是因为很多人都对图书馆系统有很强的感性认识，这样，读者不需要花很多的时间来理解系统包含的业务知识。
同时，也因为本文只是对使用UML 的过程做一个探讨，着眼于使用UML进行建模的过程，说明各个层次的模型之间的区别和联系，展示系统演进的过程，而不会深入UML的细节方面。
对于更加复杂的系统，其分析和设计的方法是相通的，可以举一反三。
用例模型——系统需求的获取用例模型定义系统做什么，是用来获取系统需求的有效手段。
用例模型由“角色”和“用例”组成。
UML的发展历史
UML的发展历史UML（Unified Modeling Language）是一种用于软件开发的工具，它通过图形化表示来描述各种软件系统的结构和行为。
UML 在软件开发过程中具有重要的意义，因为它可以帮助人们更好地理解软件系统，提高软件开发的效率和质量。
在本文中，我们将详细了解UML的发展历史。
1. UML的起源UML的起源可以追溯到20世纪80年代末，当时软件开发行业存在一些问题，例如软件开发周期长、成本高、缺乏标准化方法和工具等。
为了解决这些问题，一些软件工程师开始研究建立一种新的建模语言和工具，以便更好地描述和管理软件系统。
1995年，UML的前身OMT（Object Modeling Technique）首次发布，OMT是一种面向对象的建模技术，被广泛用于软件开发的早期阶段。
OMT包括三个重要的建模部分：对象模型、动态模型和功能模型。
对象模型描述了系统中的对象及其关系，动态模型描述了对象的行为，功能模型描述了系统的功能。
2. UML的发展随着需求的变化和技术的发展，UML在发展过程中也经历了一些重要的变化。
2.1 UML 1.x1996年，OMG（Object Management Group）成立了UML工作组，正式开始研发UML。
1997年，UML 1.0发布，它基于OMT 和其他面向对象建模技术，兼容了各种不同的建模方法和工具。
UML 1.x包括13种建模图，如类图、对象图、用例图、活动图、状态图、序列图等，其中类图是最基础和最重要的建模图。
2.2 UML 2.x2003年，UML 2.0发布，UML 2.x相对于UML 1.x而言，增加了很多新的特性和建模图，例如组件图、部署图、时序图、通信图、交互概览图。
UML 2.x的最大特点是引入了元模型的概念，元模型可以用于描述任何模型或模型元素，包括UML自身。
元模型的引入意味着UML成为了一个更加强大和灵活的建模语言。
2.3 UML 2.52015年，UML 2.5发布，它是UML的最新版本，与UML 2.4相比，UML 2.5主要是作了一些修补和改进，以提高其质量和稳定性。
UML复习资料(完整)
2011UML复习题纲一、选择、判断、填空第一章UML与面向对象1、UML(Unified Modeling Language,统一建模语言)是软件和系统开发的标准建模语言，它主要以图形的方式对系统进行分析、设计。
2、UML是在多种面向对象分析与设计方法相互融合的基础上形成的，是一种专用于系统建模的语言。
它为开发人员与客户之间，以及开发人员之间的沟通与理解架起了“桥梁”。
3、UML不是开发工具，只是建模语言。
4、OOA三种基本模型：功能模型、对象模型、动态模型。
5、软件是程序、数据和相关文档的完整集合。
6、软件开发过程分为如下几个阶段：需求分析、总体设计、详细设计、编程与测试、维护。
7、面向对象的软件工程方法包括面向对易用的分析（OOA）、面向对象的设计（OOD）、面向对象的编程（OOP）。
8、软件方法学包含3个要素：方法、工具和过程。
9、对象是现实世界中一个实际存在的事物，它可以是看得见摸得着的东西。
10、类是一组具有相同属性的操作的对象集合，它为所有属于该类的对象提供了统一的描述。
11、封装是指将对象属性和操作结合在一起，构成一个独立的对象。
封装使得对象属性和操作紧密结合在一起，这反映了事物的状态特性与动作是事物不可分割的特征。
12、继承是指子类可以拥有父类的全部属性和操作，继承是OO方法的一个重要的概念，并且是OO技术可以提高软件开发效率的一个重要原因。
13、多态性是指在父类中定义的属性和操作被子类继承后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为。
14、OO开发中的三层设计：问题域类、GUI类和数据访问类。
15、面向对象设计准则：模块化、抽象、信息隐藏、低耦合、高内聚。
16、UML的构成：元元模型层、元模型层、模型层、用户模型层。
17、UML的核心是由视图、图、模型元素、通用机制组成。
18、UML中的视图细分：（1）用例视图（用例视图强调从系统的外部参与者角度需要的功能，描述系统应该具有的功能）；（2）逻辑视图（逻辑视图的使用者主要是设计人员和开发人员，描述用例视图提出的系统功能的实现）；（3）并发视图（并发视图的使用者主要是开发人员和系统集成人员，它主要考虑资源的有效利用、代码的并行执行以及系统环境中异步事件的处理）；（4）组件视图（组件是不同类型的代码模块，它是构造应用的软件单元。
第十一章 活动图-UML面向对象分析、建模与设计-吕云翔-清华大学出版社
判断节点具有多个导出流，对于每条导 出流而言，应当在表示该控制流的箭头 上附加控制条件。
act 取款 输入i
[x>0] 列出数列第x项
[x<=0] 报错
合并节点
合并节点将多个控制流进行合并，并 统一导出到同一个离开控制流。
合并节点仅有逻辑意义而没有时间和 数据上的意义：几个动作都指向同一 个合并节点也并不意味着这些动作要 在进入之后互相等待或进行同步数据 之类的操作。
act 考试
主任务
并发任务A
分叉节点 并发任务B
结合节点 下一个主任务
对象流
act 考试
客户
订单中心
对象流是UML为填补活动图与面向对象 选择商品 思想之间的疏离而出现的。如果需要在 生成订单
活动图中表现对象流，则首先需要绘制
出泳道，且对象应该作为泳道的负责对
订单: Order [未支付]
象出现。
开始
终止
控制流
控制流是活动图中用于标示控制路径 的一种符号。它负责当一个动作或活 动节点执行完毕后，将执行主体从当 前已完毕的节点转移到过程的下一个 动作或动作节点。
控制流从活动图的开始标记开始运行， 经过顺序、分支等结构引导着各个动 作的连续执行。
act 取款
x=5
判断节点
判断节点是活动图中进行逻辑判断、并 创造分支的一种方法。
对业务流程建模
选择一个将要描述的重要过程，过程中尽量涉及数量少但是关键的对象 或参与者，将无关或关联很小的对象排除在外，为每一个对象或参与者 绘制泳道。
在总体业务流程中提取关键的动作或活动节点，并且将他们与对象或参 与者相对应；若发现有些动作无法对应，则考虑动作是否在这个流程中 起关键作用，或者是否遗漏了某些对象或参与者。
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三、所用仪器、材料 个人计算机一台、SyBase Power Designer15.1软件。
四、实验过程、内容 1、实验题目 用下面需求描述建立一个汽车租赁信息管理系统的类图。 B1：顾客（分为会员和非会员）浏览车型、车辆索引。 B2：会员预约车辆/车型，当这辆车可用时或当有这个车型的汽车
顺序图用来描述对象间的交换行为。它注重消息的时间顺序，即对 象间消息的发送和接受的顺序。顺序图有两种描述形式，一般形式和实 例形式。
一般形式：描述一个场景中所有可能的选择，因此它可以包含 条件、约束、分支和循环等操作。 实例形式：描述一个特定的场景，说明一次可能的交互，因此 它没有任何条件、分叉和循环。它适合于描述实时系统中的时 间特性和时间约束。
时，会员得到通知。 B3：非会员预约车辆/车型，当他缴纳了定金后，这辆车可用时或
有这个车型的汽车时，顾客得到通知。 B4：顾客取消预约。顾客可以随时取消未结束的预约。 B5：顾客到店提车，助手发车。 B6：顾客归还汽车。
2、实验过程 1) 分别为B1、B2、…、B6 建立顺序图。 2) 为该系统的业务工作流程建立活动图。 B1
昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报
告
（ 2015 — 2016 学年 第 一 学期 ） 课程名称：面向对象建模技术 开课实验室：信自楼442
12月8日
2015年
年 级、
专 业、
班
计科122 班
学号 201210405204
姓名
邹动态模型
指导教 师
付晓东
该同学是否了解实验原理： A.了解□ B.基本了解□
顺序图建模步骤： （1）首先对用例完成的工作用文字进行描述。 （2）确定交互和涉及的对象。 （3）顺序图中对象排列原则：
a. 对象横向排列在顺序图的顶部；
b. 最重要的对象在最左边； c. 交互密切的对象尽可能相邻； d. 交互中创建的对象，应放置在其创建的时间点上； e. 每个对象有一个下垂的生命线。 （4）消息传递： a. 消息传递的方向：按时间顺序从上到下在对象的生命线
B2
B3
B5
五、实验结果分析、经验总结和结论 通过这次实验，我熟悉动态结构建模的基本功能和使用方法。在
UML中，静态建模可以描述系统的组织和结构，而动态建模则可描述系 统的行为和动作。 本次实验主要进行动态建模过程，顺序图是一种交 互图，强调的是时间和消息的次序，用来说明系统的动态情况，顺序图 由参与者、对象、对象生命线和消息组成。状态图是UML中的状态机视 图。状态机由对象的各个状态和连接这些状态的转换组成。每个状态对 一个对象在其生命期中满足某种条件的一个时间段建模，当一 个事件 发生时，它会触发状态间的转换，导致对象从一种状态转化到另一新的 状态。与转换相关的活动执行时，转换也同时发生。活动图用于描述系 统、用例、程序模块中的逻辑流程的先后执行次序、并行次序，是对人 类组织的现实世界中的工作流程的建模，有助于理解系统高层活动的执 行行为。
态的迁移；
f. 确定工作流中涉及的重要对象。 2) 一个结构良好的活动图，应满足以下要求：
a. 能准确描述系统的动态模型的一个侧面； b. 图中只包含描述该相关侧面有关的重要元素； c. 提供与其抽象层次相一致的细节； d. 只加入对于理解问题必须的修饰。 注意：不应过分简化和抽象信息，使人产生误解。 3) 在绘制活动图时应掌握的技巧和注意事项： a. 为活动图取一个能准确表达其目的的名称； b. 首先为主要的工作流建模； c. 然后再考虑分支、并发、同步和对象流，也可以将其子
C.不了解□
该同学的实验能力：
A.强 □ B.中等 □
C.差 □
教
该同学的实验是否达到要求： C.未达到□
A.达到□ B.基本达到□
师 实验报告是否规范：
A.规范□ B.基本规范□
评 C.不规范□ 语 实验过程是否详细记录：
C.没有 □
A.详细□ B.一般 □
注：5个A 为优 4个A为良 3个A 为及格 其余为不及格。
教师签名：
年
月日
一、实验目的
1、掌握 UML 的动态建模的方法。 2、实践用 UML 建立动态模型。
二、实验原理 动态模型用来描述系统的动态行为和控制结构。动态行为包括系统
中对象生存期内可能的状态以及事件发生时状态的迁移，还包括状态之 间的动态合作关系。动态模型包括交互模型和状态模型。
交互模型描述系统中对象间的交互行为，每个交互都有发送者和接 收者，它们可以是一个系统、用来、对象或操作。在UML中，采用顺序 图、合作图来建立交互模型。交互模型可以用来描述一个用例所涉及的 若干对象的行为（功能）。它们有共同的模型元素，对象、消息、链接 等。顺序图描述对象之间的信息交换时的时间顺序，而合作图则描述系 统对象之间如何协作共同完成系统功能要求要求。它们相互补充，并可 以相互转化。
之间传递； b. 在消息箭头上标出消息标签的内容、约束或构造型； c. 发送和接收消息的对象生命线必须处在激活期； d. 交互中对象的创建和销毁必须绘出构造型和标记； e. 区别同步消息和异步消息的图标表示符； f. 标出消息的循环结构及出口条件； g. 顺序图从初始化消息开始，以其返回消息终止。 在UML中，活动图是系统动态建模的工具之一，用来表示一个操作 所需要的活动，或者是一个用例实例的活动。活动也是一种流程图，它 描述活动的序列，即系统从一个活动到另一个活动的控制流。活动图特 别适合描述动作流和并发处理行为。一个复杂系统需要多个活动图来描 述。在一个活动图中的一个活动可以分解为若干个子活动或动作，这些 子活动或动作可以组成一个新的活动图。按结构层次关系描述系统活动 图便于突出主要问题，使图形更加简洁明了。 下面从对系统的业务工作流建模出发，讨论活动图建模技术。 （1）对业务工作流建模的步骤： a. 确定对象：找出负责实现工作流的对象； b. 确定范围（边界）：明确起始状态和结束状态； c. 确定活动（动作）序列； d. 确定组合活动状态； e. 确定迁移（动作流）：找出连接这些活动状态或动作状
感谢付晓东老师的指导。