第2章UML语言体系结构.ppt

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2,第2章UML语言体系结构,2.1UML语言组成UML语言是一门设计语言，它由一些构造符号、规则和公共机制三个部分构成。

一些代表事物的构造符号按某种规则通过关系符号连接在一起组成图（图是由元素符号和关系符号组成的），所有的构造符号在使用时，必须遵循通用规则，这些通用规则被称为公共机制。

图2-1所示为UML语言的组成结构。

3,2.1UML语言组成,1构造符号2规则3公共机制,4,2.2元素符号,元素符号代表了业务系统或软件系统中的简单事物。

元素符号又细分为4类：

结构符号、行为符号、分组符号和注释符号。

5,2.2.1结构符号,结构符号代表了业务系统或软件系统中的某个简单事物。

结构符号代表的简单事物有7种，分别是类和对象、接口、主动类、用例、协作、构件和节点。

结构符号常用名词命名。

下面分别介绍7种结构符号的表示法和含义。

1类和对象1）类的表示2）对象的表示2接口3主动类4用例5协作6构件7节点,6,2.2.2行为符号,行为符号是用来表示业务系统或软件系统中事物之间的交互以及交互引起的事物本身的状态变化。

行为符号描述了事物的动态特征。

1交互交互（interaction）是指为了完成某个任务的对象之间的相互作用，这种作用通过信息的发送和接收来完成。

2状态在对象生命周期内，在事件驱动下，对象从一种状态迁移到另一状态，这些状态序列就构成了状态机，即一个状态机由多个状态组成。

7,2.2.3分组符号,对于一个中大型的软件系统而言，通常会包含大量的类、接口以及协作，因此也就会存在大量的简单事物和行为特征，为了能有效地对这些事物进行分类和管理，就需要对其进行分组。

在UML中可通过“包（Package）”来实现这一目标。

表示“包”的图形符号与Windows中表示文件夹的图形符号很相似，包的作用与文件夹的作用也很相似。

例如，java.awt包的表示方法如图2-15所示。

8,2.2.4注释符号,在UML中，用来对其他事物进行解释的部分（文本解释）称为注释。

注释符号用一个右上角折起来的矩形表示，解释的文字就写在矩形框中，如图2-16所示。

9,2.3关系符号,1关联关系1）聚合关系2）组合关系2泛化关系,10,2.3关系符号,3实现关系4依赖关系5扩展关系,11,2.4UML图,元素符号代表了简单事物，简单事物通过一定关系组合成复杂事物，图就是用来表示复杂事物的。

每个图是由代表简单事物的元素符号和代表事物关系的关系符号构成的。

12,2.4.1UML图分类,UML中的图可分为两大类：

结构图和行为图。

结构图描绘系统中事物的组成及结构关系；行为图描绘系统中事物间的相互交互行为。

图2-23所示为UML图的组成。

13,2.4.1UML图分类,1结构图1）类图2）构件图3）对象图4）部署图5）组合结构图6）包图,14,2.4.1UML图分类,2行为图1）活动图2）状态图3）协作图4）顺序图5）定时图6）交互概观图7）用例图3图的功能在UML2.0中共定义了13种图，如表2-2所示。

参见教材P24,15,2.4.2视图,16,2.5规则,在UML中，代表事物的元素符号在使用时应遵守一系列规则，每个元素必须遵守的3种语义规则如下。

名称：

每个元素应该有一个名字，即事物、关系和图都应该有一个名字。

和任何语言一样，名字即是一个标识符。

范围：

每个元素起作用的范围，相当于程序设计语言中变量的“作用域”。

可见性：

我们知道，UML元素可能属于一个类或包，因此所有元素都具有可见属性。

17,2.6公共机制,在UML语言中，定义了4种公共机制：

规格描述、修饰、通用划分和扩展机制。

18,2.6.1规格描述,如图2-26所示，在左边的方框中有3个用图形符号表示的用例，分别是存款、取款和转账，在右边的方框中，分别对每个图形符号表示的用例进行了详细的文字描述，即规格描述。

19,2.6.2修饰,在UML中，每个元素符号对事物的主要属性提供了可视化表示，而若想将事物的细节表示出来，则必须对元素符号加以修饰。

例如，用斜体字表示抽象类，用+、-符号表示元素的访问级别，这些都是通过修饰符号来表示事物的细节。

所谓修饰就是增加元素符号的内涵，为被修饰的元素提供更多的信息。

20,2.6.3通用划分,UML通用划分，即对UML元素进行分组，包括两组：

类与对象、接口与实现。

类与对象：

类是对对象共同特征的描述，是对象的模板，而对象则是类的实例。

接口与实现：

接口是一种声明、一个合同、一组方法的集合，而实现则是完成一个合同、实现接口中的声明。

在UML中，用例就是一种对功能的声明和定义，是对事物功能的抽象描述，协作则是实现用例声明的功能，操作名是声明服务的，而方法体则是实现服务的。

因此，用例与协作、操作名与方法体之间就是接口与实现的关系。

21,2.6.4扩展机制,1构造型2标记值3约束,22,2.7系统建模与视图,当我们用RUP（RationalUnifiedProcess，统一开发过程）软件开发模型开发软件系统时，可以从5个角度对软件系统进行建模，这5个视图分别是用例视图、设计视图、构件视图、并发视图和部署视图，如图2-28所示。

在这5个视图中，以用例视图为目标，分别构造其他4个视图。

23,2.7系统建模与视图,1用例视图用例视图描述了系统的功能和参与者，由多个用例图组成，是主要的需求模型。

2设计视图设计视图又称逻辑视图，描述了软件系统的组成、结构和行为，是软件系统的蓝图。

该视图常由类图、交互图、状态图和活动图组成。

3构件视图构件视图描述了软件系统的组成成分，即软件发布时，系统包含的软件构件和文件。

该视图常用构件图、交互图、状态图和活动图来描述。

4并发视图并发视图描述了系统各部分之间的同步和异步执行情况。

该视图常用状态图和协作图来描述。

5部署视图部署视图描述了软件系统的各部分如何部署到各硬件节点上。

该视图常用部署图、交互图、状态图和活动图来描述。

24,2.8小结,本章首先指出了UML是由构造块、规则和公共机制组成的，然后对这3个方面展开进一步说明。

首先，阐述了事物构造块和关系构造块，它们是UML建模元素的主体。

其中，事物构造块又包括结构事物、行为事物、分组事物和注释事物4种类型；关系构造块详细地描述了关联、泛化、依赖和实现4种主要的关系。

接着简要阐述了UML中公共的规则，并以命名规则、范围规则和可见性规则为例说明了它们对UML模型的影响。

然后系统地介绍了规格说明、修饰、通用划分和扩展机制。

用户可以通过构造块添加新的事物，通过标记值添加新的特性，通过约束更好地体现模型，通过扩展机制为UML建模能力添加新的功能。

在本章的最后又将读者的目光转回到“图”这个最重要的构造块中，简要地阐述了UML2.0中定义的13种图，以及不同图的划分和类别。

同时还结合RUP中的“4+1”视图来说明系统体系结构的表示方法。

25,2.9习题,1指出UML是由哪3个部分组成的，并分别说明它们的作用。

2在UML中定义了哪几种可见性规则？

3规格描述与元素有何区别？

有什么作用？

4什么是构造型？

为什么要引入构造型？

5约束有两种表示法，它们分别是什么？

6用一个实际的例子，绘制出类、对象、用例和协作的图形符号。

7在RUP开发过程中，“4+1”视图表示什么？

“1”与“4”的关系是什么？

8说明模型、视图、图和模型元素之间的区别和联系。