面向对象开发与UML建模
UML面向对象分析报告与设计
UML面向对象分析与设计大作业前言“UML面向对象分析与设计”是计算机专业和软件工程等相关专业的一门重要课程，也是其他理工科专业的热门选修课程。
“程序设计语言”、“计算机网络”、“数据库原理”和“数据机构”等是它的前导课程，学好本课程对学生毕业后从事软件开发有着极为重要的作用。
要学好这门课，仅仅通过课堂教学或自学掌握理论知识是远远不够的，还必须加强实践。
特在学期末引入uml的综合分析与设计，从实际项目出发，使学生学会运用软件工程基本理论知识，UML建模语言和rose建模环境，去解决软件开发中的实际问题，达到学以致用的目的。
面向对象软件开发技术项目的引入及需求简易教学管理系统的分析、设计与实现一、设计的目的1.初步了解UML语言的概念、结构、语义与表示方法；2.掌握UML建模工具Rational Rose的使用方法；3.给出某个简单系统的模型，能够熟练地使用Rose工具表达；二、设计理论基础1. 面向对象的程序设计C++或JAVA程序设计课程；2.数据结构或算法课程2.SQLServer或mysql数据库系统；3. 熟悉传统软件工程以及软件测试技术。
三、设计内容与步骤需求陈述：简易教学管理系统主要提供两个方面的服务：选课管理，负责新学期的课程选课注册。
成绩管理，负责学生成绩管理。
（1）简易教学管理系统---选课管理应提供的服务如下：1.录入与生成新学期课程表教学管理人员在新学期开学前录入新学期的课程，打印将开设的课程目录表，供师生参考选择。
如果某门课实际选课的学生少于10人，则停开该课程，把该课程从课程表中删除；如某课程选课学生多于60人，则停止选课。
2.学生选课注册新学期开始前一周为学生选课注册时间，在此期间学生可以选课注册，并且允许改变或取消注册申请。
每个学生选课可不允许超过4门，每门课最多允许60名学生选课注册。
3.查询可以查询课程信息、学生选课信息和学生、教师信息。
学生、教师、教学管理人员可以查询课程表，获得课程信息。
基于UML的面向对象的系统分析与设计
基于UML的面向对象的系统分析与设计基于UML的面向对象的系统分析与设计引言：在当今信息社会中，随着科技的不断进步和应用的不断扩展，各行各业都离不开计算机系统的支持。
为了满足用户的需求，开发出高质量、高效率的系统就显得尤为重要。
而面向对象的系统分析与设计作为一个重要的环节，可以帮助我们更好地理解用户需求并将其转化为实现系统的蓝图。
本文将介绍基于UML的面向对象的系统分析与设计方法，并通过一个实例来演示其应用过程。
一、基于UML的系统分析与设计基础1.1 面向对象的概念面向对象是一种思想方式和编程方法，它将问题领域的实体抽象为类，通过类的组织和交互来描述系统的行为。
面向对象的设计方法使得系统更易于理解、维护和扩展。
1.2 UML的介绍UML（Unified Modeling Language）是一种用于面向对象系统建模的标准化语言，它提供了丰富的符号和图形表示方法，可以帮助分析和设计人员更好地表达复杂的系统结构和行为。
二、基于UML的系统分析与设计方法2.1 需求分析系统的需求分析是整个分析与设计过程的起始点，通过与用户的交流和讨论，了解用户的需求并进行准确定义。
在这一阶段，分析人员可以运用UML中的用例图、活动图等工具来分析和描述用户需求。
2.2 类建模在需求分析阶段的基础上，分析人员将用户需求转化为类模型。
通过识别和分析系统中的实体、属性和行为，可以确定类的结构和关系。
在这一阶段，可以运用UML中的类图来进行类的建模。
2.3 行为建模在类建模完成后，需要进一步分析和设计系统的行为。
行为建模通常包括状态图、顺序图和活动图等。
通过这些图形化表示，可以描述系统中各个类之间的交互和信息流动，保证系统的正确性和健壮性。
2.4 设计模式的应用设计模式是一种被广泛应用的解决问题的模板，它提供了一些经验性的指导原则和设计思路。
在系统分析与设计过程中，分析人员可以借鉴各种设计模式，通过复用已有的解决方案来提高系统的可靠性和效率。
第十章 状态机图-UML面向对象分析、建模与设计-吕云翔-清华大学出版社
对应于触发器转换，没有明确的触发器的转换成为结束转换或无触 发器转换，是在状态的内部活动执行完毕后隐式触发的。
转换——事件
能够在触发器中接收的事件有以下四种：
调用事件：调用事件表示对象接收到一个调用操作的请求。其期待的结 果是事件的接收者触发一个转换并执行相应的操作。
改变事件：改变事件的发生依赖于事件中某个表达式所表达的布尔条件。 改变事件没有参数，要一直等到条件被满足才能发生。
信号事件：信号由一个对象准确地送给另一个或一组对象。发送给一组 对象的信号可能触发每个对象的不同转换。
时间事件：时间事件的发生依赖于事件中的一个时间表达式。比如，可 以让对象进入某状态后经过一段给定的时间或到达某个绝对时间后发生 该事件。
转换——事件
stm 订单类 Unselected
click(posX, posY) [posX==x and posY==y]
Selected
（a）
SingleSelectionMode shiftKeyUp MultiSelectionMode shiftKeyDown （c）
状态机图
状态机 状态机图
状态机图的基本概念
状态机
状态机是一种行为，它说明对象在其生命周期中响应事件所经历的 状态变化序列以及对那些时间的响应。
一般情况下，一个状态机依附于一个类，用来描述这个类的实例的 状态及其转换，和对接收到的事件所做出的响应。此外，状态机也可 以依附于用例、操作、协作等元素上，描述它们的执行过程。
等待支付
[立即支付] 审核完成
[及时支付]
[超出支付时限]
审核失败
状态机图
面向对象系统分析与设计-UML基础-用例图
30
订货系统用例图
<<extend>> 信用卡支付 <<include>> 下订单 <<extend>> <<include>> 计算订单价钱 <<extend>> 退货处理 选择仓库 <<extend>> 退货服务 发货 顾客 缺货 发货者 收款员 付款 <<extend>> 信用卡系统
管理者
货物管理
UseCase
Actor
预定
取车
还车 客户
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泛化关系
泛化关系（Generalization Association）是表示一般 与特殊的关系。用于共享用例的共同功能行为。用例 可以继承父用例的含义和行为，也可以对父用例的行 为进行增加和修改。子用例可以出现在父用例出现的 任何位置。 泛化关系用泛化箭线（带空心三角箭头的实线）表 示，从子用例发出，指向父用例。如果需要可以在箭 线上标出联系的名称。
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关系
用例除了与参与者有联系以外，用例之 间还存在着一定的关系。参与者之间还存有 关系。关系类型包括： 关联关系 包含关系 扩展关系 泛化关系
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关联关系
关联关系用于描 述参与者与用例之间 的关系。在 UML 中用 实线表示。例如，客 户启动系统的取钱功 能，表示客户启动与 用例的关联。关系方 向显示是谁启动了通 信。建立通信之后， 信息是可以双向流动 的。
第十二章 组件图-UML面向对象分析、建模与设计-吕云翔-清华大学出版社
Account Account Details
12.2 组件图的组成元素
组件 接口 组件图中的关系
组件的内部结构
组件
组件，是系统设计的一个模块化部分， 它隐藏了内部的实现，对外提供了一组 接口。
组件是一个封装完好的物理实现单元， 它具有自己的身份标示和定义明确的接 口。并且由于它对接口的实现过程与外 部元素独立，所以组件具有可替换性。
组件图在面向对象设计过程中起着非常重要的作用：它明确了系统 设计，降低了沟通成本，而且按照面向对象方法进行设计的系统和子 系统通常保证了低耦合度，提高了可重用性。
组件图的基本概念
cmp 组件图
Item Code
ProductLeabharlann Order Payment
Customer Details
Customer
组件B的支持
实现关系
组件与提供接口之间建立实现关系
组件图的建模技术
对源代码结构建模
识别出感兴趣的源代码文件集合，并建模为组件。 如果系统规模较大，使用包对组件进行分组。 可以使用约束或注解来表示源代码的作者、版本号等信息。 使用接口和依赖关系来表示这些源代码文件之间的关系。 检查组件图的合理性，并识别源代码文件的优先级以便进行开发工作。
接口
对于一个组件而言，它有两类接口，提供接口与需求接口。
提供接口：又被称为导出接口或供给接口，是组件为其他组件提供服务 的操作的集合。
需求接口：又被称为引入接口，是组件向其他组件请求相应服务时要遵
循的接口。
cmp 组件图
cmp 组件图
Drawing
供给接口
需求接口
Shape
Drawing
IShape
第四章 用例图-UML面向对象分析、建模与设计-吕云翔-清华大学出版社
依赖关系
特性 作用 执行过程 对基用例的要求
include
extend
增强基用例的行为
增强基用例的行为
包含用例一定会执行
扩展用例可能被执行
在没有包含用例的情况下，在没有扩展用例的情况下， 基用例可以是也可以不是 基用例一定是良构的 良构的
表示法
箭头指向包含用例
是用例的重要服务对象，而次参与者处于一
种协作地位。
系统管理员
用例与参与者
在确定用例时可以通过参与者入手来寻找用例：
参与者的主要任务是什么？ 参与者需要系统的什么信息？ 参与者可以为系统提供什么信息？ 系统需要通知参与者发生的变化和事件吗？ 参与者需要通知系统发生的变化和事件吗？
用例的特征
用例的特征保证用例能够正确地捕捉功能性需求，同时也是判断用 例是否准确的依据。
不改变基用例的同时，根据需要自由地向用
例中添加行为。
检查实名信息
依赖关系——扩展
扩展用例的使用包括四个部分：
基用例：需要被扩展的用例，如图5-10中的“注册”用例。 扩展用例：提供所添加的行为序列的用例，如图5-10中的“检查实名信
息”用例。 扩展关系：使用虚线箭头表示，箭头指向基用例。 扩展点：基用例中的一个或多个位置，表示在该位置会根据某条件来决
一个父参与者的直接实例，这就要求属于抽象父
直接客户
电话客户
参与者的外部对象一定能够属于其子参与者之一。
网上客户
用例的概念 用例与参与者 用例的特征 用例的粒度
用例
用例的概念
用例是类元提供的一个内聚的的功能单元，表明系统与 一个或多个参与者之间信息交换的顺序，也表明了系统 执行的动作。
软件工程 第5章--UML
UML的定义
UML定义有两个主要组成部分：语义和表示法。 语义用自然语言描述，表示法定义了UML的可 视化标准表示符号，这决定了UML是一种可视 化的建模语言。 在语义上，模型是元模型的实例。UML定义给 出了语法结构的精确定义。 使用UML时，要从不同的角度观察系统，为此 定义了概念“视图(View)‖。视图是对系统的模 型在某方面的投影，注重于系统的某个方面。
独立于过程
系统建模语言，独立于开发过程。
9
容易掌握使用 概念明确，建模表示法简洁明了，图形结 构清晰，容易掌握使用。 着重学习三个方面的主要内容： (1) UML的基本模型元素 (2) 组织模型元素的规则 (3) UML语言的公共机制 与程序设计语言的关系 用Java，C++ 等编程语言可实现一个系统。 一些CASE工具可以根据 UML所建立的系 统模型来产生Java、C++ 等代码框架。
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UML事物 — 注释事物
11) Note（注释）
依附于一个元素或一组元素之上，对其进
行约束或解释的简单符号。没有语义影响。
See policy8-5-96.doc for details about these algorithms.
CashAccount presentValue()
32
15
UML定义 9 种图，表达UML中的 5 种视图，各 视图在静态和动态方面表示系统模型。
结构 视图 静态 方面
动态 方面
行为 视图 同左
实现 视图 构件图
环境 视图 部署图
同左
用例 视图 用例图
同左
类图 对象图
顺序图 同左 顺序图 合作图 (注重 合作图 状态图 进程、 状态图 活动图 线程) 活动图
2统一建模语言UML
出现的方式
多态性
(section 2.3.2)
capturing use of single action word to represent different things,
depending on context根据上下文，捕获单一行为词表示的不同内 容
Adapted from Software Design: From Programming to Architecture by Eric J. Braude (Wiley 2003), with permission.
图
2.1面向对象开发方法
面向对象的目标： 为实现现实世界和设计中的结构单元间提供直接映射。 基本概念： 类，对象，聚集，消息，客户 面向对象方法的优势： 面向对象的特点：继承，多态，接口，封装 简化开发过程 支持软件复用 改善软件结构
面和向对象以前
Real world concepts
第二章 统一建模语言UML
主要内容
面向对象的设计开发方法 面向对象的目标 面向对象的概念 面向对象的特点 面向对象方法的优势
UML概述
UML的产生发展 UML的基本组成
UML建机制
UML静态建模 类图，对象图，包图，构件图，组合结构图，部署图 UML动态建模 活动图，顺序图，通信图，交互图，时序图，状态图，用例
继承
相对于结构化编程中 的模块重用，面向对 象中的继承体系显得 更灵活，对代码的控 制手段更多，从而推 动了代码复用的程度， 但却加大了学习掌握 的难度。
电子邮件创建示例的需求 Page 1 of 4
1. 概要: Produces e-mail text for various types of customers.给不同类型的用户撰写 电子邮件
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。
学习uml很简单---1.UML概述
UML 语言包含的三方面内容
• UML 基本图素：它是构成 UML 模型图的基本元素。 例如类、对象、包、接口、组件等。 • UML 模型图：它由 UML 基本图素按照 UML 建模规 则构成。例如用例图、类图、对象图等。 • UML 建模规则： UML 模型图必须按特定的规则有机 地组合而成 , 从而构成一个有机的、完整的 UML 模 型图（ well-formed UML diagram ）。
单一继承与多重继承
• 如果一个子类只有唯一一个父类，这个继承称为单一 继承。 • 如果一个子类有一个以上的父类，这种继承称为多重 继承。
消息
• 消息 (message) 传递是对象间通信的手段，一个对 象通过向另一个对象发送消息来请求其服务。 • 一个消息通常包括接收对象名、调用的操作名和适当 的参数（如果有必要的话）。 • 消息只告诉接收对象需要完成什么操作，但并不指示 接收者怎样完成操作。消息完全由接收者解释，接收 者独立决定采用什么方法完成所需的操作。
UML 在建模中的作用
• 使用 UML 可以对现实问题和需要开发的系统进行可 视化描述，这样可以帮助用户和项目组成员理解系 统，方便相互之间的交流。 • 使用 UML 可以描述一个系统的结构和行为。 • 不同的 UML 模型图可以作为项目不同阶段的软件开 发文档。 • 使用 UML 可以方便地进行交流和沟通，减少了不同 建模系统之间转换的成本。
UML 发展历史
Rational 三剑客
• Grady Booch 提出的 Booch 方法——面向对象设 计 (Object-Oriented Design) 方面 • Ivar Jacobson 提出的面向对象软件工程 (ObjectOriented Software Engineering) • James Rumbaugh 提出的对象模型技术 (ObjectModeling Technique, OMT)—— 面向对象分析 (Object-Oriented Analysis, OOA) 方面
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面向对象开发与UML建模
--电子商务系统设计过程中的UML模型
姓名：林巧 专业：电子商务 学号：0961140107
摘要：
UML（Unified Modeling Language的缩写）统一建模语言,是一种功能
强大，面向对象的可视化系统分析的建模语言。UML采用一整套成熟的
建模技术，广泛地适用于各个应用领域。它的各个模型可以帮助开发人
员更好地理解业务流程，建立更可靠，更完整的系统模型。本文介绍电
子商务系统的设计过程中的UML模型，介绍UML在实际中的运用。
关键字：
UML；电子商务；建模；面向对象
一、UML概述
（一）UML的定义
UML 是一种标准的图形化建模语言。它是面向对象分析与设计的一种标准:
* 不是一种可视化的程序设计语言，而是一种可视化的建模语言
* 不是工具或知识库的规格说明，而是一种建模语言规格说明
* 不是过程也不是方法，但允许任何一种过程和方法使用它
（二）UML模型
（三）UML视图
标准建模语言UML的重要内容可以由九种图形来定义，它们分别是：
1、用例图
2、类图
3、对象图
4、活动图
5、状态图
6、序列图 （顺序图）
7、协作图
8、构件图 （组件图）
9、部署图 （配置图）
（四）面向对象的要素
1.抽象 2.封装性（信息隐藏） 3.共享性
（五）面向对象
对象是人们要进行研究的任何事物，从最简单的整数到复杂的飞机等均
可看作对象，它不仅能表示具体的事物，还能表示抽象的规则、计划或事
件。
对象具有状态，一个对象用数据值来描述它的状态。
对象还有操作，用于改变对象的状态，对象及其操作就是对象的行为。
对象实现了数据和操作的结合，使数据和操作封装于对象的统一体中
具有相同或相似性质的对象的抽象就是类。因此，对象的抽象是类，
类的具体化就是对象，也可以说类的实例是对象。
二、电子商务
电子商务（Electronic Commerce）的定义：以电子及电子技术为手段，以
商务为核心，把原来传统的销售、购物渠道移到互联网上来，打破国家与地区有
形无形的壁垒，使生产企业达到全球化，网络化，无形化，个性化、一体化。
（一）应用系统
1、企业——企业应用系统(B to B)
2、企业一消费者的应用系统(B to C)
3、企业——政府的应用系统(B to G)
4、消费者----消费者的应用系统(C to C)
5、消费者----消费者的应用系统(C to C)
（二）优点
1. 电子商务将传统的商务流程电子化、数字化，一方面以电子流代替了实
物流，可以大量减少人力、物力，降低了成本;另一方面突破了时间和空间的限
制，使得交易活动可以在任何时间、任何地点进行，从而大大提高了效率。
2. 电子商务所具有的开放性和全球性的特点，为企业创造了更多的贸易机
会。
3. 电子商务使企业可以以相近的成本进入全球电子化市场，使得中小企业
有可能拥有和大企业一样的信息资源，提高了中小企业的竞争能力。
4. 电子商务重新定义了传统的流通模式，减少了中间环节，使得生产者和
消费者的直接交易成为可能，从而在一定程度上改变了整个社会经济运行的方
式。
5. 电子商务一方面破除了时空的壁垒，另一方面又提供了丰富的信息资源，
为各种社会经济要素的重新组合提供了更多的可能，这将影响到社会的经济布局
和结构。
6. 互动性:通过互联网,商家之间可以直接交流,谈判,签合同,消费者也可
以把自己的反馈建议反映到企业或商家的网站,而企业或者商家则要根据消费者
的反馈及时调查产品种类及服务品质,做到良性互动。
（三）电子市场平台
电子市场平台是在网站公司运用电子市场与动态交易的公用软件系统提供
的技术平台实现，买方和卖方自由网上交易，网站公司发起和提供该平台，但不
属于任何交易方所有。电子市场主要的功能包括电子目录管理、价格管理、采购
申请、采购订单履行、工作流程管理、合同管理、验收、结算/付款、拍卖、交
易监控、客户关系管理、商业智能、系统集成等等。电子市场平台中的交易方式
除了基本的目录式交易以外，还包括：网上询价、网上招标、正向拍卖、反向拍
卖等多种交易方式。
三、电子商务的UML模型
（一）需求分析阶段建模
UML使用用例图从宏观上分析系统，将系统的功能模块抽象为诸多用例。在
这个阶段需要收集大量的原始材料，确定系统的功能需求，定义系统的用例。对
于电子商务系统，该模型中主要有4类角色：顾客、银行、生产厂家和网络运营
商。用户通过网上浏览器查询需购买商品的信息，根据需求选择相应的商品放入
购物篮，并通过银行进行电子付款，这个过程包括与银行业务的集成，通过银行
进行转账支付。同时系统将用户的商品选单入库，通过专门的快递公司进行商品
配送。所需用例如下：
顾客订货
顾客付款
顾客收货及反馈意见
银行校验账目
银行转账
生产厂家订货
生产厂家供货
运营商物质管理
运营商财务管理
运营商人员管理
运营商物质配送管理
用UML的用例图对所需图例进行描述，如下图所示，每个用例都以文本的方
式描述。描述内容包括用例以及用例与角色交互的更详细的信息。
（二）领域分析阶段
用UML的静图和行为图对系统的特征进行描述。其中，用类图描述系统的静
态特征，用序列图、合作图、状态图和活动图描述系统的动态特征。电子商务系
统中的物质对象具体状态图如下图所示。
下图为订单处理的基本流程，为静态模型
（三）系统流程分析阶段
UML通过顺序图和协作图分别从时间和对象之间的联系，对系统的业务流程
进行直接而准确的描述。对于“购买商品”用例顺序为：用户首先登录，登陆页
面经过用户身份验证后打开电子购物页面，显示商品的基本信息，用户可以对其
中的商品详细信息进行查询。这里的交易过程全部在电子市场平台上完成，国内
现在使用较多的包括阿里巴巴、淘宝、易趣。付款通过银行转账的方式，同时货
物由快递公司进行配送。购买商品的UML顺序图如下：
购买商品的UML协作图：
四、编程实现阶段
编程人员可以根据设计阶段的模型，利用面向对象的程序设计语言，实现系
统的功能。由于电子商务系统十分庞大，可以结合多种OOPL的优点，对系统
的每个包采取最合适的OOPL。
UML的目标是以面向对象图的方式来描述任何类型的系统，具有很广阔的
应用领域。面对当今激烈的市场竞争，是否明确了商业活动中需要解决的关键问
题决定了整个商业活动是成功或是失败。使用UML来进行商业建模可以很容易
地解决上述问题。UML代表了面向对象方法的软件开发技术的发展方向，具有
巨大的市场前景，也具有重大的经济价值和国防价值。
五、小结
UML是用来对软件系统进行描述、构造、可视化和文档编制的一种语言，
它统一了Booch、Rumbaugh和Jacobson的表示方法，而且做了进一步的发展，
并最终成为标准的建模语言。利用UML可以构造一个科学准确的电子商务系统
模型从而对降低商家的开发成本，提高劳动生产率，合理化配置资源都将起到积
极的作用。
参考文献：
[1] 张莉，葛科，王云，等，UML软件开发过程和支持环境研究[J]。北京航空航天大
学学报，1998.
[2] 孙宝文，王天梅，电子商务系统建设与管理[M].北京高等教育出版社.2004.1.
[3] 王建新。基于UML的电子商务建模与实现[J].微计算机应用.2003.
[4] 蔡敏，徐慧慧，黄炳强编著．UML基础与Rose建模教程[M]．人民邮电出版社，2006．