软件工程UML建模及图表介绍

模型是对现实的抽象简化,建模是为了让件设计和开发人员,还包括像客户、项目管理和测试人员更好的理解系统。 当项目要很多人来完成时,我们用UML建模方式就可以缩小所研究问题的范围,这些建模方法和图形用以指导我们更好的完成自己的工作。


为什么要学习UML

UML是Unified Modeling Language(统一建模语言)的简称。UML是对软件密集型系统中的制品进行可视化、详述、构造和文档化的语言。制品{Artifact}是指软件开发过程中产生的各种各样的产物,如模型、源代码、测试用例等。

软件开发系统规模比较复杂时,需要用图形抽象地表达复杂概念,增强设计的灵活性、可读性和可理解性,以便暴露深层次的设计问题,降低开发风险。有必要采用一套通用的图形语言和符号体系描述组织的业务流程和软件需求,促进业务人员、开发人员之间一致、高效地交流。

UML的特点


UML 视图

视图被划分成三个视图域:结构分类、动态行为和模型管理

结构分类描述了系统中的结构成员及其相互关系。类元包括类、用例、构件和节点。类元为研究系统动态行为奠定了基础。类元视图包括静态视图、用例视图和实现视图。

动态行为描述了系统随时间变化的行为。行为用从静态视图中抽取的瞬间值的变化来描述。动态行为视图包括状态机视图、活动视图和交互视图。

模型管理说明了模型的分层组织结构。包是模型的基本组织单元。特殊的包还包括模型和子系统。模型管理视图跨越了其他视图并根据系统开发和配置组织这些视图。

表 列出了 UML 的视图和视图所包括的图以及与每种图有关的主要概念。

主要的域 视图 主要概念
结构

静态视图

类图

类、关联、泛化、依赖关系、实现、接口

用例视图

用例图

用例、参与者、扩展、包括、用例泛化、关联

实现视图

构件图

构件、接口、依赖关系、实现

部署视图

部署图

依赖关系、位置节点、构件

动态

状态机视图

状态机图

状态、事件、转换、动作、

活动视图

活动图

状态、完成转换、分叉、活动、结合

交互视图

顺序图

交互、对象、消息、激活

 

协作图

协作、交互、协作角色、消息

模型管理

模型管理视图

类图

报、子系统、模型

可扩展性

所有

所有

约束、构造型、标记值


UML的图类型

主要包括了用例图(Use Case Diagram)、类图(Class Diagram)、时序图(Sequence Diagram)、状态图(Statechart Machine Diagram)、活动图(Activity Diagram)、部署图(Deployment Diagram)等等。


一:用例图

用例图描概括了用例中角色和系统之间的关系,描述了系统功能需求,角色和系统的交互以及系统的反应。它是客户和开发人员全貌理解项目需求功能比较好的一个方式,用例描述文档的书写是系统分析人员对用户需求的深刻理解的体现,也是后续功能迭代的依据和方向。

用例图

 五:类图

本文针对类之间常用的关系进行了简单的描述,类之间主要有关联、引用、依赖、泛化、聚合和组合等关系类型。

类图

三:状态图

状态图重点在于描述对象的状态及其状态之间的转移,状态图的基本元素主要有:状态、转移、动作、历史状态、并发区域、自身转移、组合状态、进入节点、退出节点等,状态中的事件分为调用事件、变化事件、时间事件和信号事件。

状态图

 四:活动图

活动图描述的是对象活动的顺序关系所遵循的规则,它着重表现的是系统的行为,而非系统的处理过程。

活动图

 六:时序图

时序图(Sequence Diagram)是显示对象之间交互的图,这些对象是按时间顺序排列的。顺序图中显示的是参与交互的对象及其对象之间消息交互的顺序。时序图中包括的建模元素主要有:对象(Actor)、生命线(Lifeline)、控制焦点(Focus of control)、消息(Message)等等。序列图主要用于按照交互发生的一系列顺序,显示对象之间的这些交互

时序图


UML建模工具

UML为面向对象开发系统的产品进行说明、可视化、和编制文档的一种标准语言,UML中文名叫统一建模语言,是用来对软件密集系统进行可视化建模的一种语言。它有很多UML建模工具,比较流行的有Rational Rose,Microsoft Visio、Enterprise Architect、Visual UML等。


总结

为什么要建模?

模型是对现实的抽象简化,建模是为了让件设计和开发人员,还包括像客户、项目管理和测试人员更好的理解系统。当项目要很多人来完成时,我们用UML建模方式就可以缩小所研究问题的范围,用以指导我们更好的完成自己的工作。

总的来说,建模要达到四个目的:

文档化:模型对我们做出的决策进行文档化。
指导功能:模型可以指导我们构造系统。
直观化:以更直观的形式来表达系统或系统的某个方面。
说明功能:模型可以详细说明系统的结构或行为。

建模图表类型

主要包括了用例图(Use Case Diagram)、类图(Class Diagram)、活动图(Activity Diagram)、时序图(Sequence Diagram)、状态图(Statechart Machine Diagram)、部署图(Deployment Diagram)、业务处理模型(Business Process Model)、数据建模(Data Modeling Diagram)等等。

UML的应用领域

UML的目标是以面向对象图的方式来描述任何类型的系统,其中最常用的是建立软件系统的模型,可以对任何具有静态和动态行为的系统进行建模,它同样可以用于描述非软件领域的系统,如自动化系统、处理复杂数据的信息系统、企业组织管理和过程及具有实时要求的工业系统或工业过程等。


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