第3章 标准建模语言UML
第3章 统一建模语言UML
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从用户角度描述系统功能，并指出各功能的操作者。 主要目的是帮助开发团队以一种可视化的方式来理解 系统的功能需求。
用于系统分析阶段，确定“谁使用系统以及能够做什 么”。
UML用例图
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买饮料 供货人
客户 供货 取货款 收银员
P. 自动售货系统的用例图
2005年以后UML成为建模语言国际标准 目前常用的UML建模工具有Sybase Power Designer 16.5、 IBM Rational Rose 2007和Microsoft Office Visio 2013
UML简介
UML的特点
UML是一种可视化的建模语言 UML是一种可用于详细描述的语言 UML是一种构造语言，而不是一种编程语言
UML简介
Part3.UML图－行为图
行为图（Behavior diagram）描述系统的动态模型和对 象间的交互关系，包括状态图和活动图： 状态图描述了一个对象的所有可能的状态及引起状态转 移的事件。状态图可看作是对类图的补充。 活动图通过描述满足用例要求所要进行的活动以及活动 间的约束关系。
扩展关系用标有 <<extend>>的 虚箭线表示
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还书 <<extend>> 赔偿遗失书籍
UML用例图
执行者与用例间的关系--关联关系
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执行者和用例的关系叫做关联关系，该关系用实线表示 （可带也可不带箭头）。
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UML用例图
用例文档
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用例文档是通过文字描述一个用例的行为，说明用例的 逻辑流程。 主要用于对一些存在较多异常情况（不是每一个）的用 例进行描述。 用例文档一般包括：用例名称、执行者、简要说明、基 本事件流、其他事件流、异常事件流。
2.电子商务系统分析与设计 03 UML统一建模语言
练习
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1.9 实例“学生信息管理系统”的需求
（1）系统管理员登录后可以对班级的基本信息进行增加、删除、 修改、查询等操作。学校领导登录后可以对班级基本信息进行查询 操作。
（2）教师登录后可以对学生的考试成绩进行录入、删除、修改、 查询等操作。学生登录后可以对考试成绩进行查询操作。
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对象图中包含： 对象(Object)和链(Link) ，对象是类的特定实例 ，链是类之间的关系实 例
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2 类图的组成
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2.1 类(Class)
具有相同结构、行为和关系的一组对象的描述符号，类 封装了数据和行为，是面向对象的重要组成部分，它是 具有相同属性、操作、关系的对象集合的总称。
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(2)、用例的识别（根据参与者来确定系统的用例）
参与者希望系统提供什么功能？ 参与者是否会读取、创建、修改、删除、存储系统的某种信息？ 如果是，参与者又是如何完成这些操作的？ 参与者是否会将外部的某些事件通知给系统？ 系统中发生的事件是否通知参与者？ 是否存在影响系统的外部事件？
小的步骤 【箭头指向】：指向分解出来的功能用例
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(3)、扩展(Extend)
扩展关系是指用例功能的延伸，相当于为基础用例提供一个附 加功能。
【箭头指向】：指向基础用例
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(4)、泛化(Inheritance)
就是通常理解的继承关系，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 常是抽象的。
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3 UML的组成
UML的结构
UML（UnifiedModelingLanguage统一建模语言）
UML（UnifiedModelingLanguage统⼀建模语⾔）UML（Unified Modeling Language 统⼀建模语⾔），⼜称标准建模语⾔。
是⽤来对软件密集系统进⾏可视化建模的⼀种语⾔。
UML是⼀种⾯向对象的建模语⾔，它可以实现⼤型复杂系统各种成分描述的可视化、说明并构造系统模型，以及建⽴各种所需的⽂档，是⼀种定义良好、易于表达、功能强⼤且普遍适⽤的建模语⾔。
UML基本内容详述（1）视图 视图是表达系统的某⼀⽅⾯特征的UML建模元素的⼦集；试图并不是图，它是由⼀个或多个图组成的对系统某个⾓度的抽象。
1）⽤例视图（核⼼视图） 强调从⽤户的⾓度看到的或需要的系统功能。
2）逻辑视图 该视图⽤于描述系统内实现的逻辑功能，展现系统的静态或结构组成及特征。
3）组件视图 该视图从系统实现的⾓度来描述模型对象间的关系。
4）配置视图 该视图⽤于说明系统的物理配置。
（2）图表 图表是描述视图内容的图。
1）⽤例图 ⽤于描述外部项与系统提供的使⽤事件之间的联系。
⼀个使⽤事件是系统提供的功能的具体描述，是系统分析⼈员从⽤户⾓度描述系统的功能，是功能与功能之间以及功能与⽤户之间的关系。
使⽤事件定义了系统的功能需求。
简单理解：⽤来描述系统的功能。
2）类图 ⽤于描述系统的静态结构。
类可以⽤不同⽅式连接，主要包括联合、依赖、独⽴和包装。
⼀个系统⼀般有多张类图，⼀个类可在不同的视图中出现。
3）对象图 ⽤于表述系统在某个时刻的静态结构。
对象图也可作为协作图的⼀部分，说明⼀组对象之间的动态协作关系。
对象图与类图的区别：对象图表⽰的是类中的许多对象实例，⽽不是类本⾝。
4）状态图 ⽤于说明类中的对象可能具有的状态，以及由时间引起的状态的改变。
简单理解：描述了系统元素的状态条件和响应。
5）顺序图（时序图） ⽤于描述对象间的动态协作关系。
表达了对象间发⾏消息的时序，同时也表达出对象间的相互作⽤，以及当系统执⾏到某个特定位置时可能会发⽣的事。
软件工程和UML3-UML统一建模语言
练一练：找出不同 图形中的事物
• 打开Rational Rose • 新建一个模型，保存一下，
命名为：第3章练习1 • ①用例——用例图——用例
视图 • ②包、③类、④注释、⑤接
口、 • ⑥状态——状态图——逻辑
视图 • ⑦组件——组件视图 • ⑧节点——配置视图
IT Education & Training
IT Education & Training
关系的修饰——设置依赖关系的数值
• 打开关系的 specification对话框。
• 在Multiplicity属性中间 设置0..0，0..1等数值。
IT Education & Training
UML中的两种建模机制
DUisDUaeigsa顺eCrgaaCrm序asamess图es
IT Education & Training
关联关系（Association）
• 关联关系是一种结构化的关系，指一种对象和另一种对象有联系。给定 关联的两个类，可以从其中的一个类的对象访问到另一个类的相关对象 。在UML图中，关联关系用一条实线表示如下图所示。
• 另外，关联可以有方向，表示该关联在某方向被使用。只在一个方向上 存在的关联，称作单向关联（Unidirectional Association），在两个方向 上都存在的关联，称作双向关联（Bidirectional Association）。
• 右边这些事物，你都 找到了吗？？？
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用例
UML中的关系
• 关联关系（Association） • 依赖关系（Dependency） • 泛化关系（Generalization） • 实现关系（Realization）
标准建模语言UML
Ｋｅ ｏ ｄ ： ｙｗ ｒ ｓ ＵＭ Ｌ｛ｏ ｊｃ —ｏ ｉ ｔ ｄ ｉｇ ａａ ｂｅ ｔ ｒ ｎ ｅ ；ｄａ ｒ ｒ ； ｅ
中图 廿娄 号 ： Ｐ ９ ． ４ NhomakorabeaＴ ３ ３０
标准建模语言UML教程.pdf
为了有效地组织、管理数据，提高数据库的逻辑独立性和物理独立性，人们为数据库设计了一个严谨的体系结构，数据库领域公认的标准结构是三级模式结构，它包括外模式、模式和内模式。
美国国家标准协会(American National Standard Institute，ANSI)的数据库管理系统研究小组于1 9 78年提出了标准化的建议，将数据库结构分为3级：面向用户或应用程序员的用户级、面向建立和维护数据库人员的概念级、面向系统程序员的物理级。
用户级对应外模式，概念级对应模式，物理级对应内模式，使不同级别的用户对数据库形成不同的视图。
所谓视图，就是指观察、认识和理解数据的范围、角度和方法，是数据库在用户“眼中"的反映，很显然，不同层次(级别)用户所“看到’’的数据库是不相同的。
1模式．模式又称概念模式或逻辑模式，对应于概念级。
它是由数据库设计者综合所有用户的数据，按照统一的观点构造的全局逻辑结构，是对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的总体描述，是所有用户的公共数据视图(全局视图)。
它是由数据库管理系统提供的数据模式描述语言(Data Description Language，DDL)来描述、定义的，体现、反映了数据库系统的整体观。
2．外模式外模式又称子模式，对应于用户级。
它是某个或某几个用户所看到的数据库的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。
外模式是从模式导出的一个子集，包含模式中允许特定用户使用的那部分数据。
用户可以通过外模式描述语言来描述、定义对应于用户的数据记录(外模式)，也可以利用数据操纵语言(Data Manipulation Lang uage，DML)对这些数据记录进行。
外模式反映了数据库的用户观。
3．内模式内模式又称存储模式，对应于物理级，它是数据库中全体数据的内部表示或底层描述，是数据库最低一级的逻辑描述，它描述了数据在存储介质上的存储方式与物理结构，对应着实际存储在外存储介质上的数据库。
uml精粹标准对象建模语言简明指南
uml精粹标准对象建模语言简明指南UML（Unified Modeling Language）是一种用于软件开发过程中进行建模的标准对象建模语言。
它提供了丰富的图形符号和语义规则，可以描述系统的结构、行为和交互。
UML对软件开发过程中的需求分析、设计和实现具有重要的指导作用。
UML标准定义了一系类图形符号，包括结构图和行为图。
结构图主要用于描述系统的静态结构，包括类图、对象图、组件图和部署图等。
行为图主要用于描述系统的动态行为，包括活动图、状态图和时序图等。
其中，类图是UML中最常用的结构图之一。
它表达了系统中各个类之间的静态关系和属性。
类图由类、接口、关联、依赖、继承和实现等元素组成。
类用矩形图形表示，类中的属性和操作用分隔线分割显示。
关联和依赖用线条连接类与类，表示类之间的关系和依赖关系。
继承和实现用带箭头的线条表示。
活动图是描述系统过程和操作的行为图。
活动图由活动（动作）、控制流、决策点和分支等元素组成。
活动图用来表示系统的执行过程和流程，它能够展现系统中的并发和顺序关系，帮助分析人员理解和设计系统的业务流程。
时序图是描述系统中对象之间交互和通讯的行为图。
时序图由对象（横向排列）和消息（纵向排列）构成。
对象表示系统中的实体，消息表示对象之间的通讯和交互。
时序图能够清晰地表示对象之间的交互顺序、消息的传递方式和时机，帮助开发人员准确地掌握系统的通讯过程。
UML提供了一套丰富的图形符号和语义规则，使得软件开发人员能够在需求分析、设计和实现的过程中有效地进行建模和沟通。
它有以下几个特点：1.易理解易学习：UML提供了一种统一的图形符号来表示软件系统，这些符号直观且易于理解，使得开发人员能够很容易地学习和理解整个系统的结构和行为。
2.丰富的建模元素：UML提供了多种建模元素，如类、对象、接口、关联、继承、聚合等，使得开发人员能够对系统的各个方面进行全面的建模和描述。
3.面向对象的建模：UML采用面向对象的思想进行建模，能够更好地反映现实世界中的事物和关系。
第3章 统一建模语言UML
第3章统一建模语言UML简介本章目录第3章统一建模语言UML简介.............................................................. 错误！未定义书签。
3.1 UML概述 (1)3.1.1 UML的产生背景 (1)3.1.2 什么是UML (2)3.1.3 UML中的视图 (3)3.2 UML的构成 (4)3.2.1 UML的体系结构 (4)3.2.2 UML的模型元素 (5)3.2.3 UML的模型结构 (5)3.2.4 UML的模型图 (6)3.2.5 UML建模规则 (7)3.2.6 UML的公用机制 (8)3.3 一个UML的例子 (8)3.3.1 用例图 (9)3.3.2 活动图 (9)3.3.3 顺序图 (10)3.3.4 协作图 (11)3.3.5 类图 (12)3.3.6 状态图 (12)3.3.7 组件图 (13)3.3.8 部署图 (13)建模是为软件开发服务的，因此，如果模型所包含的信息足够完备，就可以以这些信息为基础，进行软件系统的建造。
统一建模语言UML是一种总结了以往建模技术的经验并吸收当今优秀成果的标准建模技术，利用UML表达的软件模型，可以直接和某种设计语言建立映射关系，通过UML建造工具，将UML模型转换为对应的程序设计语言源代码框架。
本章简要地回顾了UML的产生背景与UML的视图，重点介绍UML的体系结构和建模规则等内容。
3.1 UML概述UML是一个通用的可视化建模语言，是用于对软件进行描述、可视化处理、构造和建立软件系统制品的文档。
其中制品是指软件开发过程中产生的各种产物，例如模型、源代码、测试用例等。
UML适用于各种软件开发方法、软件生命周期的各个阶段、各种应用领域及各种开发工具。
3.1.1 UML的产生背景早在20世纪70年代就陆续出现了面向对象的建模方法，在80年代末到90年代中期，各种建模方法如雨后春笋般出现，从不到10种增加到50多种。
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U~ M~ L~
Unified: Unification of earlier object-oriented analysis and design methods. Same concepts and notation for different application domains and different development processes. Same concepts and notation through the whole development lifecycle.
UML发展史
Present Mar. 2003 Sep. 2001 ’98~’99 OMG Vote, Oct „97 Submission to OMG, Sept „97
UML 2.0
UML 1.5 UML 1.4 UML 1.2,1.3 UML 1.1 UML 1.0 UML 0.9 Unified Method 0.8 WWW Spec only Documentation Set OOSE/ Objectory
scale, distribution, concurrency, executability, etc.
Provide flexibility for applying different processes Enable model interchange and define repository interfaces
UML概述
UML为人们提供了从不同的角度去观察和 展示系统的各种特征的一种标准表达方式 在UML中，从任何一个角度对系统所作的 抽象都可能需要用几种模型图来描述，而 这些来自不同角度的模型图最终组成了系 统的完整模型
UML Goals
Define an easy-to-learn but semantically rich visual modeling language Unify the Booch, OMT, and Objectory modeling languages Include ideas from other modeling languages Incorporate industry best practices Address contemporary当代的software development issues
UML概述
UML建立在最有代表性的三种面向对象方
Booch方法 OMT(Object Modeling Technique)方法 OOSE方法
基础之上 UML是一种建模语言而不是一种方法，UML本身 是独立于过程的 UML由OMG与1997年11月批准为统一建模语言 (Booch,Jacobson,Runbaugh)
UML发展史
90年代，有一定影响的OOAD方法有50多种 1993年，由Booch开始工作并创建了Rational公司 1994年，OMT的重要元老Rumbaugh加入Rational 公司 1995年10月，第一个版本，Unified Method 0.8 1995年Jacobson加入Rational公司 1996年6月，发布UML0.9 1997年，多家软件公司组成的UML联合组织成立,并 把UML1.0提交到OMG 1997年11月4日，OMG发布UML1.1 目前版本UML 2.0
Submission to OMG, Jan ´97 Beta version OOPSLA ´96
WWW - June ´96 OOPSLA ´95
Other methods
Booch
OMT
OMG UML Contributors
Aonix Colorado State University Computer Associates Concept Five Data Access EDS Enea Data Hewlett-Packard IBM I-Logix InLine Software Intellicorp Kabira Technologies Klasse Objecten Lockheed Martin Microsoft ObjecTime Oracle Ptech OAO Technology Solutions Rational Software Reich SAP Softeam Sterling Software Sun Taskon Telelogic Unisys …
第3章 统一建模语言UML
3.1 UML概述 3.2 UML元模型 3.3 UML包结构 3.4 UML形式化语义 3.5 Object Constraint Language(OCL) 3.6 UML Profile（定制）
பைடு நூலகம்
3.1 UML概述
UML是一种用于描述、视化和构造软件系 统以及商业建模的标准化语言 The UML is the standard language for visualizing, specifying, constructing, and documenting the artifacts of a software-intensive system,as well as for business modeling and other nonsoftware systems
OMG UML 1.4 Specification
UML Summary UML Semantics UML Notation Guide UML Example Profiles Software Development Processes Business Modeling Model Interchange
Modeling: • Making a semantically* complete abstraction of a system.
(* The formal specification of the meaning and behavior of something)
Language: • A graphical language