1、UML建模语言及工具 柴胜 jlu_,课程设置,类别：专业选修课 学分：2学分 理论学时：32学时 开课周数：短学期3-5周 开课时间: 每周一、三、五,-3-,学习目标,掌握UML 运用UML进行简单的面向对象分析 使用UML工具（IBM Rational Rose2003 /Enterprise Architect ）,-4-,预备知识,掌握某种面向对象程序设计语言（例如Java、C+等） 。 希望同学们已经初步掌握面向对象的一些基本常识。,-5-,参考书,UML和OOAD快速入门 （初级） 大象-Thinking in UML （中高级） 其它 UML和模式应用面向对象分析与设计导论 U
2、ML软件建模教程 Rational.Rose从入门到精通,-6-,考核方式,考试 课程结束后安排考试 平时成绩（出勤+作业等）,-7-,Why？,需要理由吗？ 我们从事软件行业 面向对象是最主流的软件开发思想 UML是最主流的建模语言,UML+面向对象,OOAD,系统定义、分析、设计、实现,对于今天的软件开发者来说，UML是他们的面包和黄油,What？,1- 学习基本的软件建模理论 2- 学习基本的UML语言 3-利用UML语言进行面向对象的系统建模,Agenda,第一章 软件建模与UML概述 第二章 UML可视化建模实践 第三章 用例建模 第四章 用例分析技术,学习线路图,第二章,第三章,第
3、四章,第一章 软件建模与UML概述,本章目录,1.1 软件模型 1.1.1 模型 1.1.2 软件模型 1.2 软件建模 1.3 关于UML 1.4 一个UML建模的例子,1.1.1 模型,什么是模型 模型的概念 模型的作用 什么是建模,-14-,建筑模型,什么是模型？,-15-,规划模型,什么是模型？,什么是模型？,设计模型,模型的概念,模型是对现实系统的简化或模拟，是对现实系统本质特征的一种简化、直观、类比和抽象的描述。,模型的作用,帮助理解 模型可以帮助人们对复杂问题进行深入理解。 方便交流 模型可以方便人们讨论和交流。 优选方案 通过模型帮助人们从多个方案中挑选出优选的方案。 缩短开发
4、周期 通过建模形象化系统开发内容和开发过程，提高开发效率，缩短开发周期。,什么是建模？,建模就是认识现实世界,客观世界,主观世界,认识世界,改造世界,世界是什么样的呢?,建模的重要性,Paper Airplane,Fighter Jet,Less Important,More Important,1.1.2 软件模型,软件建模的必要性 软件模型的概念 软件模型在软件开发中的作用 软件模型的内容,软件建模的必要性,智能性,软件是人智力劳动的产物，具有极高的智能特性。,无形性,软件没有物理实体的物理形态，而是智能、逻辑和算法的描述。,抽象性,软件具有高度抽象性。,复杂性,软件开发是高度复杂性工作，
5、软件的规模越来越大，功能越来越复杂，服务领域越来越广泛。,结论:软件的开发和生产必须借助于模型，来反映和描述软件中间的开发过程和开发状态。,软件的特性,软件模型的概念,软件模型 通过一定的形式和方法用来描述软件的模型。 软件建模 建立软件模型的过程被称为软件建模。,软件建模的好处： 1 系统可视化 2 系统结构/行为明确化 3 系统模板化 4 决策文档化,用户需求,软件模型在软件开发中的作用,1 软件模型是软件的中间形态,2 软件模型是人员交流的媒介,软件模型在软件开发中的作用,-26-,软件模型的内容,描述软件向用户所能够提供的 外在特性，包括软件的目标、 功能、性能等。,软件模型的内容,立
6、足于系统的抽象逻辑建模.,软件模型的内容,软件设计方案的规范化描述。 包括软件的架构、详细设计、 界面设计、数据库设计等模型。,软件模型的内容,测试软件的方案描述.,第一章 软件建模与UML概述,1.1 软件模型 1.2 软件建模 1.2.1 软件建模要素 1.2.2 软件建模方法 1.2.3 软件建模过程 1.2.4 软件建模工具 1.3 关于UML 1.4 一个UML建模的例子,1.2.1 软件建模要素,建模过程,建模方法,建模语言,建模工具,面向对象的建模方法,支持UML的建模工具,UML,1.2.2 软件建模方法,软件建模方法一览 面向对象的软件建模方法和特点 对象在三个世界中的含义和
7、关系 软件领域中的对象,软件方法学的发展历程,面向对象是软件方法学的返朴归真：面向用户,尽可能模拟人类习惯的思维方式。,使描述问题的问题空间与解决问题的解空间在结构上尽可能一致。,尽可能接近人类认识世界解决问题的方法与过程。,面向对象的软件建模,含义: 在软件开发中，采用与人的思维方式相一致的，直接面向客观事物，面向所要解决的需求问题，并用一套对象、类、继承、消息等机制开发软件的系统化软件建模方法。 特点: 对象是软件建模的重心； 包括需求、设计、实现等多种模型；,与人的思维方式相一致？,PUSH EBX MOV EBX,EDX MOV EDX,EAX SHR EDX,16 DIV BX,AH
8、are.Run; ALion.Catch(AHare); ALion.Kill(AHare); AHare.Dead; ALion.Eat; ALion.Happy;,在计算机中模拟现实世界的事和物,对象在三个世界中的含义和关系,汽车,灯泡,农村,汽车,客观世界： （客观事物）,主观世界： （概念）,软件世界：（对象）,灯泡,农村,-38-,软件空间,主观空间,事物,概念,对象,软件领域中的对象,软件系统中的一个具有确定语法规则的软件单元；,/定义一个Tree类 Class Tree public String variety; /品种public String root; /根public
9、String leaf; /叶子public Tree(String V, String r, String L) /构造函数 this.variety = V ; this.root = r ; int i= 1;foreach (String s in L) Leafi = s; i+; ,public class Program Static void Main(string args) Tree t1 = new Tree(); /创建一个对象 ,1.2.3 软件建模过程,软件过程 软件建模过程 RUP(Rational Unified Process),软件过程,指软件生存周期中一系
10、列相关活动按照确定的次序演进变化的进程 。 软件过程的发展 20世纪80年代之前，不重视软件过程； 20世纪90年代开始重视，产生ISO软件过程标准； 1998年Rational提出RUP并成为OMG标准； 21世纪软件过程成为软件工程一个分支。,软件建模过程,是指根据软件开发的需要,进行业务建模、需求建模、分析建模、设计建模和测试建模的过程。,统一过程模型,统一过程模型 - Rational Unified Process - RUP是由Rational公司开发的一种软件过程。 RUP认为，软件开发是： 一个叠代过程(Iterative and incremental) 由Use Case驱
11、动的 (Use case driven) 以构架设计为中心的(Architecture-centric),RUP的软件开发生命周期,1.2.4 软件建模工具,Rational Rose2003 Enterprise Architect StarUML Microsoft Visio,常见的几种UML建模工具,Rational Rose2003:,美国Raitonal公司推出，是一个强大的UML建模工具，但从2003版之后，并入IBM整体开发平台，称之为IBM rational software architect。,Enterprise Architect:,澳大利亚Sparx公司推出，是目前
12、最强大的UML建模工具，被业界广泛接受。,StarUML:,开源建模软件，被广泛使用。,Microsoft Visio:,第一章 软件建模与UML概述,1.1 软件模型 1.2 软件建模 1.3 关于UML 1.3.1 UML的含义 1.3.2 UML的发展历史 1.3.3 UML的本质 1.4 一个UML建模的例子,1.3.1 UML的含义,UML: Unified Modeling Language 统一建模语言,Unified Modeling Language（统一建模语言）是对象管理组织（OMG）制定的一个通用的、可视化的建模语言标准，可以用来可视化（visualize） 、描述（s
13、pecify）、构造（construct）和文档化（document）软件密集型系统的各种工件（artifacts，又译制品）,-52-,1.3.2 UML的发展历史,面向对象建模语言产生于1970年代中期 1990年代初，建模语言数量达到50多种 众多语言各有千秋，缺乏通用性 语言之间的细小差别妨碍了用户的交流 1990年代中期，三位主要的OO建模大师：Booch,Rumbaugh,Jacobson开始致力于建立统一建模语言的工作,-53-,Rumbaugh Booch Jacobson,UML的创建人:,OMT方法 Booch方法 OOSE方法,UML,-54-,1.3.3 UML的本质,
14、UML和程序设计语言的关系 UML和软件过程的关系 建模、 OO（Object Oriented ）与UML UML的是与非,-56-,一个比喻：,Java、C+ 等程序设计语言用来编码实现一个软件系统。 UML用于对一个软件系统建立模型。,UML和程序设计语言的关系,-57-,软件过程规定软件开发的阶段、步骤和工作。 UML是语言，用来描述软件模型。,UML和软件过程的关系,A Language Is Not Enough to Build a System,-58-,建模、 OO（Object Oriented ）与UML,建模是目的 OO是一种建模理论 UML是一种体现OO的建模语言，是
15、将OO理论转化为实践的工具,UML的是与非,The UML is not a process or methodology object-oriented analysis and design Guidelines(指导、准则) for design Much more important: Skill in designing with objects.,第一章 软件建模与UML概述,1.1 软件模型 1.2 软件建模 1.3 关于UML 1.4 一个UML建模的例子 1.4.1 问题分析 1.4.2 用对象观点认识事物 1.4.3 基于UML的分析,-61-,本节目的,通过简单通俗的事例
16、来演绎对象建模的基本概念 开阔视野，轻松树立面向对象的观点 掌握用面向对象方法分析问题的要领 为学习对象建模方法热身,-62-,1.4.1 问题分析,昨天我的一个朋友结婚了,-63-,问题分析-1,A. 这里面有什么东东？ 月老，小伙，姑娘，恋人，玫瑰花 B. 每个东东看上去是什么样的？ 月老，看上去有些年纪了，挺热心的 小伙，看上去很强壮，很诚实的 姑娘，看上去好漂亮，还很温柔 恋人，看上去很亲密，当然就结婚了 玫瑰花，火红火红的，难怪姑娘动情了,-64-,问题分析-2,C. 每个东东能做点什么用？ 月老：牵线搭桥，介绍认识 小伙：追求献花，表达爱意 姑娘：仰慕倾情，以身相许 恋人：拍拖，结
17、婚 玫瑰花：传情示爱,-65-,问题分析-3,D. 这些东东都呆在什么地方？ 月老：婚介所，交友网站 小伙：软件园，住唐家 姑娘：人民医院，住新香洲 恋人：情侣路，电影院， 玫瑰花：花店里，小伙手中，姑娘手中,-66-,问题分析-4,E. 这些东东之间有什么关系？,-67-,问题分析-5,F. 这些东东是怎么成事的？ 月老牵线搭桥，介绍小伙和姑娘认识 姑娘和小伙一见钟情，成为一对恋人 一对恋人开始拍拖 小伙追求献花，表达对姑娘的爱意 姑娘收到999火红玫瑰 小伙真心求婚，姑娘以身相许 一对恋人终于走入婚姻殿堂,-68-,1.4.2 用对象观点认识事物,-69-,对象观点,A.这里面有什么东东？
18、 类与对象 B.每个东东看上去是什么样的？ 类的属性 C.每个东东能做点什么用？ 类的方法 D.这些东东都呆在什么地方？ 类的行为、状态、部署 E.这些东东之间有什么关系？ 类间的关联 F.这些东东是怎么成事的？ 类间的交互,-70-,我的一个朋友结婚了-A,A.这里面有什么东东？ Object Class 我 本剧与我无关 我的朋友 小伙 我朋友的妻子 姑娘 月老 恋人 玫瑰 ,A,-71-,我的一个朋友结婚了-B,B.每个东东看上去是什么样的？ 每个事物看上去都有自己的属性，在每个属性上都有一个特征值 小伙：体格，特征值：强壮 姑娘：性情，特征值：温柔 月老：年纪，特征值：较大 恋人：关系
19、，特征值：亲密 玫瑰：颜色，特征值：火红,D,A,C,B,E,F,-72-,我的一个朋友结婚了-C,C.每个东东能做点什么用？ 每个事物都具备某种能力 小伙：追求、送花、娶亲 姑娘：爱慕、相许、出嫁 月老：牵线搭桥 玫瑰：示爱,D,A,C,B,E,F,-73-,我的一个朋友结婚了-D,D.这些东东都呆在什么地方？ 每个事物都会有它合理的或者必须的空间位置和逻辑位置。尤其当这些位置对事物的行为造成重要影响的时候，表明他们的位置极其重要 本剧列出的位置对故事主要情节没有太大的影响，系统中不予考虑,D,A,C,B,E,F,-74-,我的一个朋友结婚了-E,E.这些东东之间有什么关系？ 事物之间的关系
20、非常多，面向对象的观点一般分为主要的三类： 整体-部分关系（组合和聚合），甲是乙的一个组成部分：如恋人和小伙，恋人和姑娘的关系 抽象-具体关系（泛化），甲是乙的一个特例：如人和小伙，人和月老，人和姑娘的关系 合作关系（关联），甲会对乙做点什么：如月老和小伙、姑娘，小伙和玫瑰，小伙和姑娘的关系,D,A,C,B,E,F,-75-,我的一个朋友结婚了-F,F.这些东东是怎么成事的？ 每个事物都会尽量利用伙伴的能力 整体事物的能力依靠部分事物的能力 抽象事物的属性和能力就是具体事物的属性和能力；此外，具体事物还可以有自己特殊的属性和能力 事物分工协作，互通信息，共同完成整体的目标,D,A,C,B,E,F,-76-,俗语和术语间的对应,1.4.3 基于UML的分析,静态类图 活动图 顺序图 协作图 状态图,-78-,完整故事情节的静态模型,-79-,搞清过程的活动图,-80-,拍拖过程活动图,-81-,复述情节的顺序图,初次见面顺序图,-82-,求婚过程顺序图,-83-,理清头绪的协作图,定点观察的状态图,初步交往阶段,确定恋爱关系,热恋阶段,热恋阶段,关系稳定阶段,订婚阶段,关系不稳定阶段,拜见双方父母,-85-,作业,安装Rose2003 安装Enterprise Architect,
