第5章 软件系统静态结构分析与设计
《系统分析与设计》课程教学大纲
《系统分析与设计》课程教学大纲课程英文名称：System analysis and design课程代码：R0902635 学时数：56 学分数：3.5课程类型：专业基础课程适用学科专业：软件工程先修课程：《面向对象程序设计》，《软件工程基础》，《数据库原理及应用》执笔者：编写日期：审核人：一、课程简介《系统分析与设计》是软件工程专业的专业基础课程。
学生通过该课程的学习，可掌握面向对象软件系统分析与设计的基本原理、方法与技术，培养软件系统建模分析、系统分析与设计、软件模块设计、软件界面设计等专业能力。
Software system architecture design is a professional basic course of software engineering. Through the study of this course, students can master the basic principles, methods and technologies of object-oriented software system analysis and design, and cultivate the professional abilities of software system modeling analysis, software system architecture design, software module design, software interface design, etc.二、课程目标课程达成度评价指标点达成度评价三、教学计划（一）教学内容、要求及教学方法本课程共56学时，课堂讲授40学时，课内实验16学时。
教学内容由如下章节组成：第1章系统分析与设计概述（CM1） 4学时教学方法：课堂面授。
采用课堂知识点讲授的教学方法，让学生理解课程内容的概念、原理和相关技术。
软件体系结构课件第5章统一建模语言
2:GetPrefSet()
10:PrefSet(date_mg)
1:GetPrefSet()
:MeetingInitiator
第5章 统一建模语言 直接使用UML建模 – 会议安排系统的类图
Person
StronglyConflicts With
Conflicts With
Important Attendee
0..* 0..*
0..* Profers
Attendee
1..* 1..* 0..* 0..*
11 1 1
1
Meeting Initiator
Find.exe
Query .dll
部署图 定义系 统中软 硬件的 物理体
系结构
第5章 统一建模语言 部署图
客户端:个人PC QueryClient.exe
服务器
《TCP/IP》 查询
QueryServer.exe 部署图
定义系
统中软
Find.exe
硬件的
物理体
Query.dll系结构
第5章 统一建模语言
第5章 统一建模语言
直接使用UML建模 – UML中的通用表示
➢ 字符串：表示有关模型的信息； ➢ 名字：表示模型元素； ➢ 标号：不同于编程语言中的标号，是用于表示或说明图形符号的字
符串； ➢ 特殊字符串：表示某一模型元素的特性； ➢ 类型表达式：声明属性、变量及参数，含义同编程语言中的类型表
0
10
20
30s 时间刻度
第5章 统一建模语言 状态图
提交订单 已审核 印前处理
客户付钱
已付款
已处理
进行冲印
冲印中 冲印完成
描述满足 用例要求 所要进行 的活动以 及活动间 的完约成束关 系，有利 于识别并 行活动
【软件构造】第五章第二节设计可复用的软件
【软件构造】第五章第⼆节设计可复⽤的软件⽬录第五章第⼆节设计可复⽤的软件5-1节学习了可复⽤的层次、形态、表现；本节从类、API、框架三个层⾯学习如何设计可复⽤软件实体的具体技术。
设计可复⽤的类——LSP⾏为⼦结构协变与逆变Liskov替换原则(LSP)各种应⽤中的LSP数组是协变的泛型中的LSP为了解决类型擦除的问题-----Wildcards（通配符）设计可复⽤的类——委派与组合设计可复⽤库与框架⽩盒框架⿊盒框架## 设计可复⽤的类在OOP之中设计可复⽤的类封装和信息隐藏继承和重写多态、⼦类和重载泛型编程LSP原则委派和组合（Composition）【⾏为⼦结构】⼦类型多态（ Subtype polymorphism）：客户端可⽤统⼀的⽅式处理不同类型的对象。
栗⼦：Animal a = new Animal();Animal c1 = new Cat();Cat c2 = new Cat();在可以使⽤a的场景，都可以⽤c1和c2代替⽽不会有任何问题。
在java的静态类型检查之中，编译器强调了⼏条规则：⼦类型可以增加⽅法，但不可删⼦类型需要实现抽象类型中的所有未实现⽅法⼦类型中重写的⽅法必须有相同或⼦类型的返回值⼦类型中重写的⽅法必须使⽤同样类型的参数⼦类型中重写的⽅法不能抛出额外的异常⾏为⼦结构也适⽤于指定的⽅法：更强的不变量更弱的前置条件更强的后置条件⾏为⼦结构的⽰例⼀：⼦类满⾜相同的不变量（同时附加了⼀个）重写的⽅法有相同的前置条件和后置条件故该结构满⾜LSP⾏为⼦结构的⽰例⼆：⼦类满⾜相同的不变量（同时附加了⼀个）重写的⽅法 start 的前置条件更弱重写的⽅法 brake 的后置条件更强故该结构满⾜LSP⾏为⼦结构的⽰例三：⼦类满⾜不变量条件更强，故满⾜LSP【逆变与协变】逆变与协变综述：如果A、B表⽰类型，f(⋅)表⽰类型转换，≤表⽰继承关系（⽐如，A≤B表⽰A是由B派⽣出来的⼦类）：f(⋅)是逆变（contravariant）的，当A≤B时有f(B)≤f(A)成⽴；f(⋅)是协变（covariant）的，当A≤B时有f(A)≤f(B)成⽴；f(⋅)是不变（invariant）的，当A≤B时上述两个式⼦均不成⽴，即f(A)与f(B)相互之间没有继承关系。
第五章 类图和对象图(UML)
＋
size
:integer
=(100)
9
第 五 章 类 图 和 对 象 图
５.１ 类的定义
说明：
３、属性还有取值范围。类型表示该属性的种类。 它可以是基本数据类型,例如整数、实数、布尔 型和枚举型等,也可以是用户自定义的类型。一 般它由所涉及的程序设计语言确定必须为其指定 数据类型。当一个类的属性被完整定义后，它的 任何一个对象的状态都由这些属性的特性值所决 定。
20
第 五 章 类 图 和 对 象 图
５.２ 类之间的关系
1、关联
关联是一种结构关系，它指明一个事物的对象与 另一个事物的对象间的联系 例如,一个人为一家公司工作,一家公司有许多办 公室。我们就认为人和公司、公司和办公室之间 存在某种语义上的联系。在分析设计的类图模型 中,则在对应人类和公司类、公司类和办公室类 之间建立关联关系
改变的因素：１.一个类向另一个类发送消息。 ２.一个类是另一个类的数据成员类型 ３.一个类是另一个类的操作的参数类型 注：如果两个类之间有关联，那么这两个类就有依赖关 系，但是我们一般不标出依赖关系。
37
第 五 章 类 图 和 对 象 图
５.２ 类之间的关系
３、泛化（generalization）关系
泛化关系：定义了一般元素和特殊元素之间的分类关系。 也就是一种继承关系。继承是在现有类的基础上定义和 实现一个新类的技术，刻画了类的一般性和特殊性。被 继承的类称为父类或超类，继承的类称为子类。 表示形式：用空心三角箭头实心线表示
25
第 五 章 类 图 和 对 象 图
５.２ 类之间的关系
1、关联
角色：当一个类处于关联的某一端时，该类就在 这个关系中扮演着一个特定的角色。角色就是关 联关系中一个类对另一个类所表现的职责
南京工程学院软件工程复习题答案
复习题第一章选择题：1,2,3,4,6,7,8,9 判断题：1,2,3,4,5第二章选择题：1,2,3,4,5,7,8 判断题：1,2,3,4,5,6第三章选择题：1,2,3, 5,6 ,7 判断题：1,2,3,4,5第四章选择题：5,6,7 ,8,9 判断题：5,6,7,8, 9,10第五章选择题：4,5,6,7,8,9,10 判断题：1,2,3,4,5,6,7,8第八章选择题：1,2,3,4,5第九章选择题：1,2,3,4第十二章选择题：1,2,3简答题：1．什么是软件危机其产生的主要原因是什么2．结构化程序设计的指导原则是什么它有哪三种基本控制结构红色为没有答案的3．什么是软件生存周期模型软件生命周期分为哪六个阶段并对每个阶段作简要说明.4．如何画分层数据流图5．简述UML.实际建模过程.6．在UML中的状态图、协作图、活动图、序列图在系统分析中各起到了什么作用7．什么是软件复用8．单元测试的功能是什么主要采用什么方法列举一个常用单元测试的工具. 9．什么是α测试和β测试10．自顶而下增值与自底而上增值各有何优、缺点11．请简单的谈一下安全测试12．为什么要进行软件维护13．提高软件可维护性的方法有哪些14．影响软件质量的因素有哪些15．什么是CMMCMM将软件过程的成熟度分为哪几个级别案例分析题1.画出给定实例的数据流图.并能给出其数据流条目,及对其中某一文件给出文件条目,对某数据项给出数据项条目,对某加工加工给出加工条目.2.画出某系统的用例图,及子用例图,对用例图作简要说明；用UML状态图说明状态的变迁情况及说明.习题答案习题一答案一、选择题1. 软件的主要特性是A B C.A 无形B 高成本C 包括程序和文档D 可独立构成计算机系统2. 软件工程三要素是B.A 技术、方法和工具B 方法、工具和过程C 方法、对象和类D 过程、模型、方法3. 包含风险分析的软件工程模型是A.A 螺旋模型B 瀑布模型C 增量模型D 喷泉模型4. 软件工程的主要目标是C.A 软件需求B 软件设计C 风险分析D 软件实现5. 下列属于面向对象开发方法的是A B C D.A BoochB UMLC CoadD OMT6. 软件危机的主要表现是B D.A 软件成本太高B 软件产品的质量低劣C 软件开发人员明显不足D 软件生产率低下7. 软件开发方法的主要工作模型有A B CA 螺旋模型B 循环模型C 瀑布模型D 专家模型8. 软件工程的目标有A B C.A 易于维护B 低的开发成本C 高性能D 短的开发期9. 软件工程学的目的和意义是A D.A 应用科学的方法和工程化的规范管理来指导软件开发B 克服软件危机C 作好软件开发的培训工作D 以较低的成本开发出高质量的软件二、判断题1. 软件就是程序,编写软件就是编写程序.×2. 瀑布模型的最大优点是将软件开发的各个阶段划分得十分清晰.×3. 结构化方法的工作模型是使用螺旋模型进行开发.×4. 结构化方法和OO方法都是一种面向过程的软件开发方法.×5. 原型化开发方法包括生成原型和实现原型两个步骤.×习题二答案一、选择题1. 需求分析的主要目的是B C.A 系统开发的具体方案B 进一步确定用户的需求C 解决系统是“做什么”的问题D 解决系统是“如何做”的问题2. 需求分析的主要方法有C D.A 形式化分析方法B PAD图描述C 结构化分析SA方法D OOA法3. 面向对象的分析方法主要是建立三类模型,即D.A 系统模型、E-R模型、应用模型B 对象模型、动态模型、应用模型C Ｅ-Ｒ模型、对象模型、功能模型D 对象模型、动态模型、功能模型4. SA法的主要描述手段有B.A)系统流程图和模块图B DFD图、数据词典、加工说明C 软件结构图、加工说明D 功能结构图、加工说明5. 画分层DFD图的基本原则有A C D.A 数据守恒原则B 分解的可靠性原则C 子、父图平衡的原则D 数据流封闭的原则7. 画DFD图的主要目的是A D.A 作为需求分析阶段用户与开发者之间交流信息的工具B 对系统的数据结构进行描述C 对目标系统的层次结构进行描述D 作为分析和设计的工具8. 数据字典是数据流图中所有元素的定义的集合,一般由 C 四类条目组成.A 数据说明条目、控制流条目、加工条目、数据存储条目B)数据流条目、数据项条目、文件条目、加工条目C 数据源条目、数据流条目、数据处理条目、数据文件条目D 数据流条目、数据文件条目、数据池条目、加工条目二、判断题1. 在进行了可行性分析后,需求分析就只需要解决目标系统的设计方案.×2. SA法是面向数据流,建立在数据封闭原则上的需求分析方法.√3. 需求管理主要是对需求变化的管理,即如何有效控制和适应需求的变化.√4. 在面向对象的需求分析方法中,建立动态模型是最主要的任务.×5. 加工小说明是对系统流程图中的加工进行说明.×6. 判定表的优点是容易转换为计算机实现,缺点是不能够描述组合条件.×习题三答案一、选择题1. 模块的基本特征是A C.A 外部特征输入/输出、功能B 内部特征输入/输出、功能C 内部特征局部数据、代码D 外部特征局部数据、代码2. SD方法的设计总则是C D.A 程序简洁、操作方便B 结构清晰、合理C 模块内聚性强D 模块之间耦合度低3. 软件设计的主要任务是A B D.A 将分析阶段获得的需求说明转换为计算机中可实现的系统；B 完成系统的数据结构和程序结构设计C 完成模块的编码和测试D 对模块内部的过程进行设计5. 从工程管理的角度来看,软件设计分D两步完成.A 系统分析、模块设计B 详细设计、总体设计C 模块设计、详细设计D 总体设计、详细设计6. 模块独立性准则定性指标B D来衡量.A 分解度B 耦合度C 屏蔽性D 内聚性7. 用户界面设计的任务包括A B C.A 确定用户界面类型B 建立任务模型C 建立用户模型D 建立功能模型二、判断题1. 划分模块可以降低软件的复杂度和工作量,所以应该将模块分得越小越好.×2. 在网状结构中任何两个模块都是平等的,没有从属关系,所以在软件开发过程中常常被使用.×3. 信息隐蔽原则有利于提高模块的内聚性.√4. 中心变换型的DFD图可看成是对输入数据进行转换而得到输出数据的处理,因此可以使用事务分析技术得到初始的模块结构图.×5. SD法是一种面向数据结构的设计方法,强调程序结构与问题结构相对应. ×习题四答案一、选择题5. 一个类属性依其特征划分,其类型有ABCD.A 描述型B 定义型C 派生型D 参考型6. 在进行面向对象分析时,所采用的模型有ABC.A 对象模型B 动态模型C 静态模型D 功能模型7. 状态是对象属性的值的一种抽象,它的性质有AB.A 时间性B 持续性C 有序性D 有穷性8. 数据流图中的处理必须用对象中的操作来实现,常见的操作有ABCD.A 查询B 动作C 活动D 访问9. 建立继承关系时所采用的方式有AC.A 自顶向下B 从内到外C 自底向上D 从复杂到简单二、判断题5. 面向对象分析,就是抽取和整理用户需求并建立问题域精确模型的过程.√6. 面向对象设计的主要目标是提高生产效率,提高质量和提高可维护性.√7. 对象模型表示了静态的、结构化的系统数据性质,描述了系统的静态结构,它是从客观世界实体的对象关系角度来描述,表现了对象的相互关系.√8. 面向对象的分析是用面向对象的方法对目标系统的问题域空间进行理解、分析和反映.通过对象层次结构的组织确定解空间中应存在的对象和对象层次结构.√9. 类的设计过程包括：确定类,确定关联类,确定属性,识别继承关系.√10. 复用也叫重用或再用,面向对象技术中的“类”是比较理想的可重用软构件,它有三种重用方式：实例重用、继承重用、多态重用.√习题五答案一、选择题4. 下列各种图可用于动态建模的有ACD.A 状态图B 类图C 序列图D 活动图5. 下列属于状态的组成部分的有AB.A 名称B 活动C 条件D 事件6. UML中包括的事件有ABCD.A 条件为真B 收到另一对象的信号C 收到操作调用D 时间表达式7. 属性的可见性有ABD.A 公有的B 私有的C 私有保护的D 保护的8. 用例之间的关系有BCD.A 友元B 扩展C 使用D 组合9. 应用于通用化约束的方式有ABCD.A 完整B 不相交C 不完整D 覆盖10. 消息的类型有ABCA 同步B 异步C 简单D 复杂二、判断题1. UML建模语言是由视图、图、模型元素和通用机制构成的层次关系来描述的. √2. UML是一种建模语言,是一种标准的表示,是一种方法. ×3. 泳道是一种分组机制,它描述了状态图中对象所执行的活动. ×4. 同步消息和异步消息的主要区别是：同步消息的发送对象在消息发送后,不必等待消息处理,可立即继续执行,而异步消息则发送对象必须等待接收对象完成消息处理后,才能继续执行.×5. 类图中的角色是用于描述该类在关联中所扮演的角色和职责的. √6. 类图用来表示系统中类和类与类之间的关系,它是对系统动态结构的描述.×7. 用例模型的基本组成部件是用例、角色和用例之间的联系. √8. 用例之间有扩展、使用、组合等几种关系. √习题七答案5.什么是软件复用答：软件复用是指重复使用已有的软件产品来开发新的软件系统,以达到提高软件系统的开发质量与效率、降低开发成本的目的.在软件复用中重复使用的软件产品不仅仅局限于程序代码,而是包含了在软件生产的各个阶段所得到的各种软件产品,这些软件产品包括：领域知识、体系结构、需求分析、设计文档、程序代码、测试用例和测试数据等.将这些已有的软件产品在软件系统开发的各个阶段重复使用,这就是软件复用的原理.习题八答案一、选择题1. 软件测试的主要特点是A C.A 软件测试的开销大B 软件测试要依靠工具C 软件不能进行“穷举”测试D 软件测试要依靠人工2. 整体测试又称为组装测试,其主要内容包括C D.A 对整体的性能进行测试B 用白盒法设计测试用例进行测试C 确定组装策略和次序D 对组装过程进行测试3. 渐增式是将模块一个一个地连入系统,每连入一个模块C.A 只需要对新连入的模块进行测试B 都不需要再进行测试C 要对新子系统进行测试D 都要进行回归测试4. 静态测试是以人工的、非形式化的方法对程序进行分析和测试.常用的静态测试方法有 B C D.A 运行程序并分析运行结果B 桌前检查与代码会审C 数据流分析图D 调用图5. 集成过程的原则是B C.A 按照模块的大小集成B 尽早测试包含I/O的模块C 尽早测试关键模块D 按照“输入—处理—输出”的次序进行集成习题九答案一、选择题1. 软件维护的类型有A B C D.A 完善性维护B 纠错性维护C 适应性维护D 预防性维护2. 各种软件维护的类型中最重要的是A B.A 完善性维护B 纠错性维护C 适应性维护D 预防性维护3. 以下属于完善性维护的有B D.A 解决开发时未能测试各种可能条件带来的问题B 增加联机求助命令C 缩短系统的应答时间,使其达到特定要求D 为软件的运行增加监控设施4. 进行系统修改时可能会产生维护的副作用,它们可能有A B C.A 修改数据的副作用B 修改错误后,又引入了新的错误C 修改代码的副作用D 文档资料的副作用习题十二答案一、选择题1. CMM表示 A .A 软件能力成熟度模型B 软件过程工业化控制C 国际软件质量认证D 软件统一性标准2. 软件过程和产品质量有详细的度量标准,并且得到了定量的认识和控制.以下具有上述特征.A 可重复级B 已定义级C 已管理级D 优化级3. CMM是开发高效率、高质量和低成本软件时,普遍采用的软件生产过程标准,它的主要用途不包括 C .A 软件过程评估B 软件过程改进C 软件过程控制D 软件能力评价简答题1.什么是软件危机其产生的原因是什么答：“软件危机”Software Crisis的出现是由于软件的规模越来越大,复杂度不断增加,软件需求量增大.而软件开发过程是一种高密集度的脑力劳动,软件开发的模式及技术不能适应软件发展的需要.致使大量质量低劣的软件涌向市场,有的花费大量人力、财力,而在开发过程中就夭折.软件危机主要表现在两个方面：1 软件产品质量低劣,甚至开发过程就夭折.2 软件生产率低,不能满足需要.2. 如何画分层数据流图有哪些基本原则答：总的原则是：至顶而下,逐层分解画分层数据流图.逐层分解的画法可以控制每一层的复杂度.顶层：将整个系统作为一个加工,描述系统边界输入与输出.中间层：将某个加工分解为一组子加工,其中的子加工还需进一步分解.底层：由不再进行分解的基本加工组成.画分层数据流图的基本原则有：①数据守恒与数据封闭原则.②加工分解的原则.③子图与父图“平衡”的原则.④合理使用文件的原则.3. 简述UML实际建模过程.答：UML建模过程是一个迭代过程.每次迭代都建立相应的模型.分为以下几个阶段：①分析阶段.建模的目的是捕捉系统的功能需求,分析、提取所开发系统的“客观世界”领域的类以及描述它们的合作关系.常以用例图为首选模型.②设计阶段.建模的目的是通过考虑实现环境,将分析阶段的模型扩展和转化为可行的技术实现方案.常建立以类图为主的静态模型,及包括状态模型、顺序模型、活动模型和合作模型等动态模型.③实现阶段.主要工作就是进行编码,同时对已构造的模型作相应的修正.④配置阶段.通过模型描述所开发系统的软硬件配置情况建立配置模型.⑤测试阶段.使用前几个阶段所构造的模型来指导和协助测试工作.4. 在UML中,状态图、协作图、活动图、顺序图在系统分析中各起到了什么作用答：状态图State Diagram用来描述一个特定对象在其生存周期或在某段时间内的所有可能的状态及其引起状态转移的事件.一个状态图包括一系列的状态以及状态之间的改变.例如订单的状态变化等,在实时系统中用得较多,还可以用于辅助设计用户界面.顺序图Sequence Diagram 清晰地描述一组对象之间动态的交互关系、时间的约束关系,着重描述对象间消息传递的时间顺序,所以顺序图在实时系统中被大量使用.当参与交互的对象数目增加,交互关系复杂时用顺序图描述会显得杂乱,协作图Collaboration Diagram从另一个角度来更好地描述相互协作的对象间的交互关系和链接Link关系.着重体现交互对象间的静态链接关系和协作关系.协作图也可以从顺序图生成.活动图Activity Diagram是由状态图变化而来的,从系统任务的观点来看,系统的执行过程是由一系列有序活动组成的.活动图可以有效地描述整个系统的流程,描述了系统的全局的动态行为,且只有活动图是唯一能够描述并发活动的UML 图.5. 什么是软件复用答：软件复用是指重复使用已有的软件产品来开发新的软件系统,以达到提高软件系统的开发质量与效率、降低开发成本的目的.在软件复用中重复使用的软件产品不仅仅局限于程序代码,而是包含了在软件生产的各个阶段所得到的各种软件产品,这些软件产品包括：领域知识、体系结构、需求分析、设计文档、程序代码、测试用例和测试数据等.将这些已有的软件产品在软件系统开发的各个阶段重复使用,这就是软件复用的原理.6. 什么是α测试和β测试答：α测试是在开发机构的监督下,在确认测试阶段后期由个别用户对软件进行测试,目的是评价软件的FLURPS功能、局域化、可使用性、可靠性、性能和支持性,注重界面和特色.β测试是在进行了α测试的基础上,由支持软件预发行的客户对FLURPS进行测试,主要目的是测试系统的可支持性,是在软件产品正式发布前的测试.7．单元测试的功能是什么主要采取什么方法例举一个常用单元测试的工具单元测试.完成每个模块的测试,尽可能发现模块内部的错误.单元测试主要采用白盒测试法.工具：自己看下书呢8. 为什么要进行软件维护答：软件维护是指软件系统交付使用以后,为了改正错误或满足新的需求而修改软件的过程.一个中等规模的软件,如果其开发过程需要一两年时间,则它投入使用以后,其运行时间可能持续5～10年之久.在这个维护阶段中,人们需要着手解决开发阶段尚未解决的问题,同时,还解决维护工作本身所产生的问题.做好软件的维护工作不仅能够排除软件中存在的错误,使它能够正常工作,而且还可以使它扩充功能,提高性能,为用户带来新的效益.维护阶段的花费约占整个软件生存周期花费的67%.因此,应充分认识到维护现有软件的重要意义.9. . 提高可维护性的方法有哪些答：在软件工程的每一阶段都应该努力提高系统的可维护性,在每个阶段结束前的审查和复审中,应着重对可维护性进行复审.在需求分析阶段的复审中,应对将来要扩充和修改的部分加以注明.在讨论软件可移植性问题时,要考虑可能要影响软件维护的系统界面.在软件设计的复审中,应从便于修改、模块化和功能独立的目标出发,评价软件的结构和过程,还应对将来可能修改的部分预先做准备.在软件代码复审中,应强调编码风格和内部说明这两个影响可维护性的因素.在软件系统交付使用前的每一测试步骤中都应给出需要进行预防性维护部分的提示.在完成每项维护工作后,都应对软件维护本身进行仔细认真的复审.为了从根本上提高软件系统的可维护性,人们正试图通过直接维护软件规格说明来维护软件 ,同时也在大力发展软件重用技术.10. 影响软件质量的因素有哪些答：影响软件质量的因素如下表所示.11．什么是CMMCMM将软件过程的成熟度分为哪几个级别答：1看下书.2初始级、可重复级、已定义级、已管理级和优化级.12. 自顶向下渐增与自底而上渐增各有何优、缺点答：①自顶向下渐增优点：能够尽早发现系统主控方面的问题,并尽早测试系统结构的问题.缺点：需要编写桩模块,由于下属模块往往不止一个,也不止一层,加之模块接口的复杂性,桩模块很难模拟各下层模块之间的调用关系,也无法验证桩模块是否完全模拟了下属模块的功能.因此很难尽早查出底层容易出错的复杂模块中的错误,所以导致过多的回归测试.②自底向上渐增优点：需要编写驱动模块.驱动模块是模拟主程序或者调用模块的功能,处于被测试模块的上层,所以驱动模块只需模拟向被测模块传递数据,接收或打印从被测模块返回的数据等功能,比编写桩模块容易.还能够尽早查出底层涉及较复杂的算法和实际的I/O模块中的错误.缺点：只有当系统所有模块全部组装完成,才能看到系统完整的结构,才能测试系统的主控功能.。
课件—UML系统建模与分析设计(5)
系统设计与对象动态交互模型
动态模型主要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 的转移，对象之间动态合作关系，显示对象之间的交互过程 以及交互顺序，同时描述了为满足用例要求所进行的活动以 及活动间的约束关系。 在动态模型中,对象间的交互是通过对象间消息的传递来 完成的。对象通过相互间的通信(消息传递)进行合作,并在其 生命周期中根据通信的结果不断改变自身的状态。
16
5.2.1 一个简单的顺序图例子
17
顺序图有两个坐标： 垂直坐标--时间（从上到下），水平坐标—对象。
对象
生存线
时间
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激活期
消息
顺序图和用例图、类图的关系
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5.2.2顺序图的主要元素：
（1）对象：顺序图中所包含的每个对象用一个 对象框（短式）表示，对象名需带下划线。
对象图
（2）生存线：对象框下画的一条垂直虚线，称 为该对象的生存线，表示对象的生存时间。 （3）激活期：对象生存线上的一个细长方形框， 表示该对象的激活时间段，即活动期间。一 个激活的对象要么正在执行自己的代码，要 么等待另一个对象的返回。 （4）消息：对象之间消息的发送和接收用两个 对象生存线（激活期）之间的消息箭头线。
28
5.3
对象之间的同步与异步操作
1．对象之间的同步操作
同步消息的发送者把进程控制传递给消息 的接收者，然后暂停活动，等待消息的接收者 放弃或返回控制； 同步消息的接收者执行所请求的操作，如 果需要的话，可以把控制传递给另一个对象角 色，请求做某个操作，并且当该操作完成后把 控制返回给原来的同步消息的发送者； 同步消息的接收者也可以直接返回或发送 信息给原来的消息发送者。
软件工程 第5章--RUP统一开发过程
(3) 制品（Artifact）
制品是过程生产、修改或使用的一种信息。制 品可分为输入制品和输出制品。
在面向对象设计中，制品被当作活动的参数。 制品有多种可能的形式，如：
模型 : 如用例模型或设计模型； 模型元素 : 如类、用例或子系统； 文档 : 如一个业务用例或体系结构文档； 源代码； 可执行文件。
13
a) 核心工作流
在 RUP 中共有 9 个核心过程工作流。它们将 所有工作人员和活动进行逻辑分组。
核心过程工作流分为 6 个核心工程工作流和 3 个核心支持工作流。
核心工程工作流有：业务建模工作流、需求 工作流、分析和设计工作流、实现工作流、 测试工作流、实施工作流。
核心支持工作流有：项目管理工作流、配置 和变更管理工作流、环境工作流。
11
Iteration Plan Storyboard
Use Case Model Project Measurements User-Interface Prototype
Developer Test
Iteration Assessment
Business Goal Test Environment Configuration
场景的系统大致轮廓； 估计整个项目需要的成本和时间； 评估风险，即分析不确定性的原因；
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制品
a) 构想文档：有关项目核心需求、关键特 性和主要限制的构想。
b) 用例模型调查：包括所有在此阶段可确 定的用例和参与者。
c) 初期的项目术语。 d) 初始的业务用例：包括业务环境、是否
成功的评价标准、经济预测。 e) 早期的风险评估。 f) 项目计划：表明阶段和迭代。
内部发布 小里程碑
第1个外部发布 （如Beta版本）
ANSYS有限元分析——课程PPT课件
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
12.ANSYS/DesignSpace：该模块是ANSYS的低端产品， 适用与设计工程师在产品概念设计初期对产品进行基 本分析，以检验设计的合理性。其分析功能包括：线 性静力分析、模态分析、基本热分析、基本热力耦合 分析、拓扑优化。其他功能有：CAD模型读取器、自 动生成分析报告、自动生成ANSYS数据库文件、自动 生成ANSYS分析模板。产品详细分类： DesignSpace for MDT DesignSpace for SolidWorks Standalone DesignSpace ： （ 支 持 的 CAD 模 型 有 ： Pro/E 、 UG 、 SAT、Parasoild）
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8. ANSYS/ED：该模块是一个功能完整的设计模拟程序， 它拥有ANSYS隐式产品的全部功能，只是解题规模受 到了限制（目前节点数1000）。该软件可独立运行， 是理想的培训教学软件。
9. ANSYS/LS-DYNA：该程序是一个显示求解软件，可 解决高度非线性结构动力问题。该程序可模拟板料成 形、碰撞分析、涉及大变形的冲击、非线性材料性能 以及多物体接触分析，它可以加入第一类软件包中运 行，也可以单独运行。
有限元分析的基本步骤如下： • 建立求解域并将其离散化有限单元，即将连续问题分
解成节点和单元等个体问题； • 假设代表单元物理行为的形函数，即假设代表单元解
的近似连续函数； • 建立单元方程； • 构造单元整体刚度矩阵； • 施加边界条件、初始条件和载荷； • 求解线性或非线性的微分方程组，得到节点求解结果；
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6. 声学分析 ●定常分析 ●模态分析 ●动力响应分析
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2020/4/19
5.1 类和对象
当模型是基于它们在现实世界中的对应物的 真实外观，以及基于问题域内的概念而建造 的时候，使用面向对象技术就非常合适。
面向对象分析与设计的基础是类、对象，以
及它们之间的关系。
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5.11 网上求职招聘系统
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5.4 关联
聚合关联
Navy
Warship
*
contains
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5.4 关联
共享聚合关联
Team
*
*
Person
Members
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5.4 关联
组合聚合关联
*
Text
Window
*
ListBox
*
Button
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5.4 关联
限定关联
Canvas
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5.4 关联
一个关联表示两个类的对象之间存在一个链 接。即它们“相互知道”、“被连接在一 起”、“对于每一个X，都有一个Y与之对应。
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5.4 关联
标准关联
Person
Owns
Owned by
1..*
0..*
Car
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5.4 关联
标准关联
use used by
figure id
*
Figure
限定符
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5.4 关联
或关联
1
保险公司
1..*
人
0..* 保险合同
0..* 0..*
1..*
公司
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5.4 关联
或关联
1
保险公司
1..*
人
0..* 保险合同
0..* {or} 0..* 1..*
公司
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5.4 关联
关联类
+drive()
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5.5 泛化
标准泛化关系
drives
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5.5 泛化
受约束的泛化关系 ➢重叠 overlapping ➢互斥 disjoint ➢完全 complete ➢不完全 incomplete
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5.5 泛化
重叠与互斥泛化关系
Vehicle
电梯控制器
队列 4 电梯
* 按钮
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5.4 关联
三元联类
保险公司 1
0..* 保险合同
0..*
保险契约 0..1 1..*
人
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5.5 泛化
标准泛化关系
交通工具
汽车
船
火车
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5.5 泛化
标准泛化关系
Vehicle +drive()
Car
Boat
+drive()
<<子系统>> 子系统C
<<子系统>> 子系统A
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<<子系统>> 子系统B
5.9 模板
T, n:int Array
<<bind>> <Color,50>
ColorArray
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5.10 模型质量
➢实用性 ➢易于交流和维护 ➢一致性 ➢完整性 ➢集成性
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5.6 依赖和精化关系
精化关系
分析类
<<refines>>
设计类
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5.7 接口
<<接口>> Runnable +run()
<<接口>> Storable
+load() +save()
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5.7 接口
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5.8 包
子系统 一个模型元素不能被一个以上的包拥有。
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5.2 类图
名称部分： 类的名称应该来自系统的问题域，并且应
该尽可能地明确，不会造成歧义。 类的名称应该是一个名词。
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5.2 类图
属性部分： 类属性捕获了描述和识别该类的一个特定实 例的信息。 类只应该包括当前正建模的系统感兴趣的属 性。
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5.2 类图
5.11 网上求职招聘系统
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5.11 网上求职招聘系统
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5.11 网上求职招聘系统
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5.11 网上求职招聘系统
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5.11 网上求职招聘系统
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5.11 网上求职招聘系统
• UserBean(用户实体) • PersonBean(求职者实体) • CompanyBean(企业实体) • AdminBean(管理员实体) • ApplyInfoBean(求职信息实体) • NewsBean(新闻实体) • JobInfoBean(招聘信息实体)
软件开发与实践
第5章 软件系统静态结构分析与设计
2020/4/19
第5章 软件系统静态结构分析与设计
5.1 类和对象 5.2 类图 5.3 关系 5.4 关联 5.5 泛化 5.6 依赖和精化关系 5.7 接口 5.8 包 5.9 模板 5.10 模型质量
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5.1 类和对象
对象就是我们可以谈论和操纵的一个事物， 它总是以某种方式与我们对现实世界的理 解相关联。
+drive()
{overlapping}
Car
Boat
+drive()
+drive()
Amphibian +drive()
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5.5 泛化
完全与不完全泛化关系
Person
Man
{complete} Woman
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5.6 依赖和精化关系
依赖关系
类A
<<友元>>
类B
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操作部分：
Figure +size : Size +pos : Position #figcounter : int +draw() +getCounter() : int
2020/4/19Fra bibliotek 5.3 关系
常用的关系： 关联(Association) 泛化(Generation) 依赖(Dependency) 精化(Refinement)
5.1 类和对象
保险业务简单模型
保险公司 1
保险合同
0..*
0..*
1..* 客户
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5.2 类图
类图的一个目的是为其它图定义一个基础， 例如在动态图中显示对象的状态以及对象之 间的协作。
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5.2 类图
发现类： 发现类的任务应该由系统问题域专家来完成。 可以通过提问的方式： ➢我们有需要存储或分析的信息吗？ ➢我们有外部系统吗？ ➢我们有任何模式、类库、组件等诸如此类的 东西吗？ ➢存在系统必须处理的设备吗？ ➢我们有组织机构部分吗？ ➢参与者在业务中扮演哪些角色？