第2章 UML概述

第2章UML概述
2．1 UML的发展
UML----统一建模语言（Unified Modeling Language）
进一步定义：是对软件系统中的制品（模型、代码等）进行可视化、详述、构造和文档化的语言。

产生时间：上个世纪九十年代中后期（96/97年）
产生背景：
面向对象方法（OO）出现于20世纪70年代。

从1989～1994年，面向对象建模方法（语言工具）从不到10个猛增到50多个，这些不同的建模方法具有不同的建模符号体系，各自均有不同的特点，用户很难找到一个完全满足自己要求的建模语言工具，这给软件开发和市场带来了混乱。

其中最为流行的方法有以下3个：
1．OMT（Object Modeling Technology对象建模技术）方法：
提出：James Rumbaugh
特点：分析是强项，设计是弱项
2．Booch方法：
提出：Grady Booch
特点：分析是弱项，设计是强项
3．OOSE（Object Oriented Software Engineering--面向对象软件工程）方法：（注：也称Jacobson方法）
提出：Ivar Jacobson
特点：行为分析（use case）是强项，其它是弱项
基于上述原因，有必要博采众家之长，建立一个标准的、统一的建模语言。

UML设计者：由Rumbaugh 、Booch和Jacobson 等人联合设计
注：1993～1995年他们三人顺次分别加入Rational公司后联合设计的。

其中：
1995年后期，正式推出UM0.8(UM--Unified Method)
1996年中期，改进的UM正式更名为UML（Unified Modeling Language）1997年前期，UMLl.0被提交给OTG（Object Technology Organization--对象技术组织）
1997年后期，OMG（Object Management Group--对象管理组织）将UML1.1作为行业标准。

1998年中期，OMG发布了UMLl.2
1998年后期，OMG发布了UMLl.3
1999年中期，OMG发布了UML2.0
归纳起来，UML的产生有以下三方面的原因：
1. 不同的面向对象方法有着许多相似之处，通过这项工作，消除可能会给使用者造成混淆的不必要的差异是非常有意义的；
2. 语义和表示法的统一，可以稳定面向对象技术的市场，使工程开发可以采用一门成熟、统一的建模语言；
3．这种统一能使现有的方法继续向前发展，积累已有的经验，解决以前没有解决好的问题。

总之，UML的产生是许多人集体智慧的结晶。

2．2 UML的特点
UML的主要特点可归纳以下几点：
1．UML统一了Booch、OMT、OOSE和其他面向对象方法的基本思想、概念和符号。

2．UML是支持面向对象软件开发的建模语言。

3．UML可视化、表达能力强大。

4．UML是一种建模语言而不是一种方法。

其中：方法包括表示符号和开发过程的指导原则，而UML仅提供了建模使用的表示符号及其应用规则，不依赖于特定的软件开发过程。

这也是它能够被大众接受的一个原因。

例如：RUP（Retional Unified Process）
Retional公司统一制定的开发过程，同UML（Retional Rose）配套使用5．UML仍然在不断的完善和发展。

2．3 UML的组成
UML中有3类主要元素：
1．基本构造块（basic building block）
2．规则（rule）
3．公共机制（common mechanism）
说明:
1．基本构造块（basic building block）包含的类型及成分为：
结构元素
行为元素
分组元素
注释元素
依赖关系
关联关系
类属关系
实现关系
用例图
类图、对象图状态图、活动图时序图、协作图组件图、配置图
其中：
（1）元素（element/thing）：
●结构元素（structural）：是模型中主要的静态部分，代表了概念的或物理的部
分。

共有7种结构元素：
①类（class）
②接口（interface）
③协作（collaboration）
④用例（use case）
⑤活动类（active class）
⑥构件（component）
⑦结点（node）
●行为元素（behavioral）：是模型中主要的动态部分，代表了跨越时空的行为。

主要有2种行为元素：
①交互作用（interaction）
②状态机（state machine）
●分组元素（grouping）：是用来组织元素的元素。

主要有1种分组元素：包（package）
●注释元素（annotational）：一种：注解（note）
（2）UML提供9种不同的图：
①用例图：描述系统的功能，并指出其功能的操作者
②类图：描述系统的静态结构
③对象图：描述系统在某个时刻的静态结构
注：一个对象图是类图的一个实例，它存在着生命周期
④状态图：描述类的对象的所有可能的状态和事件发生时的跃迁
注：状态图通常是对类图的补充
⑤活动图：描述了满足用例要求所要进行的活动及活动间的跃迁
注：活动图有利于识别并发活动
⑥时序图：按时间顺序描述对象之间的交互
⑦ 协作图：按时间和空间顺序描述对象之间的交互和它们之间的关系 ⑧ 组件图：描述了组件之间的组织关系
注：组件指系统中应用的各类文件
⑨ 配置图：描述了环境元素的配置
注：配置图指出系统中软硬件的物理体系结构
2．UML 定义了5个方面的语义规则（rule ）如下：
3．UML 中包含4种类型的通用机制(common mechanism):
2．4 UML 中的视图
图（diagram ）：元素+关系（弧）
视图（view ）：由多个图构成，是表达系统的某一特征的UML 建模元素的子集，是在某一抽象层上，对系统的抽象表达。

UML 中的视图包括5个，一般称为“4+1”视图：
命名 范围 可见性 完整性 执行 name
scope
visibility
integrity
execution
规范说明 修饰 通用划分 扩展：版型、标记值、约束 specification adornment common division extensibility ：stereotype 、tagged value 、constraint
其中：
用例试图：从用户的角度描述的系统功能
逻辑视图：展现系统的静态或结构组织与特征。

也称为：静态视图（Static View ）或结构视图（Structural View ）
其中
并发视图：体现了系统的动态或行为特征
也称为：进程视图（Process View
）
其中：
组件视图：体现了系统实现的结构和行为特征。

也称为：实现视图（Implementation View ）
配置视图：体现了系统实现环境的结构和行为特征。

也称为：环境视图（Environment View ）
说明:
采用面向对象技术开发软件时：
第一步：描述需求
给出系统需求的文字陈述，包括：
（1）功能性需求：描述系统的功能（做什么）
（2）非功能性需求：描述系统的功能实现更好的方面：性能、安全性和可靠性等
（3）可用性需求：描述系统的应用程度
其中：功能性需求是必不可少的，另两个是辅助的。

第二步：根据“描述需求”建立系统的静态模型
包括5个静态图：用例图、类图、对象图、组件图和配置图
其中：用例图和类图是主要的。

第三步：建立描述系统的行为的动态模型
包括4个动态图：状态图、活动图、时序图和协作图
其中：状态图和时序图是主要的。

并发视图 时序图 协作图 状态图 活动图
2．5 支持UML的工具
Rational Rose - Visual Modeling Tool
Visual Paradigm For UML (VP-UML) Enterprise Architect - OO Modeling ProxyDesigner - UML Design Tool
ArgoUML - OO Design Tool
MagicDraw UML - Visual Modeling Tool Objecteering - O-Technologies For e-Applications UMLStudio - Documentation Tool
Visual Object Modelers Visual UML
OOAD Tools Links
UML Tools Links
Design Tools Introduction & Resources
Objects By Design -- UML Tool ObjectDomain R3。