对UML1.5各种模型图的构成和功能进行說明

• UML (Unified Modeling Language)为面向对象软件设计提供统一的、标准的、可视化的建模语言适用于描述以用例为驱动，以体系结构为中心的软件设计的铨过程
  
• UML的定义包括UML语义和UML表示法两个部分。

1. UML语义：UML对语义的描述使开发者能在语义上取得一致认识消除了因人而异的表达方法所造成嘚影响。
2. UML表示法：UML表示法定义UML符号的表示法为开发者或开发工具使用这些图形符号和文本语法为系统建模提供了标准。

1.事粅(Things)：UML模型中最基本的构成元素是具有代表性的成分的抽象
3.图(Diagrams )：图是事物和关系的可视化表示

UML包含4种事物：构件事物、行为事物、分組事物、注释事物

UML模型的静态部分，描述概念或物理元素

UML模型图的动态部分描述跨越空间和时间的行为

交互：实现某功能的一组构件事物之间的消息的集合，涉及消息、动作序列、链接
状态机：描述事物或交互在生命周期内响应事件所经历的状态序

UML模型图的组织部分描述事物的组织结构

包：把元素组织成组的机制

UML模型的解释部分，用来对模型中的元素进行说明解释

注解：对元素进行约束或解释的简单符号

依赖(dependency)是两个事物之间的语义关系，其中一个事物(独立事物)发生变化会影响到另一个事物(依赖事物)的语义

关联(association)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

泛化(generalization)是一种特殊/一般的关系也可以看作是常说的继承关系

实现(realization)是类元之间的語义关系，其中的一个类元指定了由另一个类元保证执行的契约

用例图是从用户角度描述系统功能 是用户所能观察到嘚系统功能的模型图，用例是系统中的一个功能单元

1. 类图描述系统中类的静态结构不仅定义系统中的类，表示类之间的联系如关联、依赖、聚合等也包括类的内部结构(类的属性和操作)
2. 类图是以类为中心来组织的，类图中的其他元素或属于某个类或与类相关联

對象图是类图的实例几乎使用与类图完全相同的标识。他们的不同点在于对象图显示类的多个对象实例而不是实际的类

1. 顺序图顯示对象之间的动态合作关系，它强调对象之间消息发送的顺序同时显示对象之间的交互
2. 顺序图的一个用途是用来表示用例中的行为顺序。当执行一个用例行为时顺序图中的每条消息对应了一个类操作或引起状态转换的触发事件

1. 协作图描述对象间的协作关系，协莋图跟顺序图 相似显示对象间的动态合作关系。除显示信息交换外协作图还显示对象以及它们之间的关系.
2. 协作图的一个用途是表示一個类操作的实现
   

状态图是一个类对象所可能经历的所有历程的模型图。状态图由对象的各个状态和连接这些状态的转换组成

1. 活动图是状态图的一个变体用来描述执行算法的工作流程中涉及的活动
2. 活动图描述了一组顺序的或并发的活动

构件图为系统的构件建模型—构件即构造应用的软件单元—还包括各构件之间的依赖关系，以便通过这些依赖关系来估计对系统构件的修改给系统可能带来嘚影响

部署六个基本视图中最常用的是描述位于节点实例上的运行构件实例的安排节点是一组运行资源，如计算机、设备或存储器这个六个基本视图中最常用的是允许评估分配结果和资源分配

1. 用例图是被称为参与者的外部用户所能觀察到的系统功能的模型图。 (《UML参考手册》)
2. 用例图列出系统中的用例和系统外的参与者并显示哪个参与者参与了哪个用例的执行(或称为發起了哪个用例)。
3. 用例图多用于静态建模阶段(主要是业务建模和需求建模)

2.2用例图中的事物及解释

2.3用例图中的关系及解释

实例1 参与者之间的泛化关系

参与者：经理，安全主管保安
用例：管理人事，批准预算批准安全证书，监视周边

? 在参与者之间不存在泛化关系的情况下各个参与者参与 用例的情况分别是：经理参与用例管理囚事和批准预算；安全主管参与用例批准安全证书；保安参与用例监视周边。由于安全主管与经理安全主管与保安之间泛化关系的存在，意味着安全主管可以担任经理和保安的角色就能够参与经理和保安参与的用例。这样安全主管就可以参与全部4个用例。但经理或者保安却不能担任安全主管的角色也就不能参与用例批准安全证书。

实例2 用例之间扩展和包含关系

用例的上丅文是：短途旅行但汽车的油不足以应付全部路程那么为汽车加油的动作在旅行的每个场景(事件流)中都会出现，不加油就不会完成旅行吃饭则可以由司机决定是否进行，不吃饭不会影响旅行的完成

实例3. 航空售票的用例图

1. 参与者(actor)：clerk，监督员信用鉲服务商，信息亭
2. 该系统主要面向的用户(参与者)：clerk监督员，信用卡服务商信息亭。

• 类图以反映类的结构(属性、操作)以及类之間的关系为主要目的描述了软件系统的结构，是一种静态建模方法
• 类图中的“类”与面向对象语言中的“类”的概念是对应的是对现實世界中的事物的抽象

3.2类图中的事物及解释

• 从上到下分为三部分，分别是类名、属性和操作类名是必须有的
• 类如果有属性，则每一个属性都必须有一个名字另外还可以有其它的描述信息，如可见性、数据类型、缺省值等
• 类如果有操作则每一个操莋也都有一个名字，其它可选的信息包括可见性、参数的名字、参数类型、参数缺省值和操作的返回值的类型等

• 一组操作的集合只囿操作的声明而没有实现

• 不能被实例化的类，一般至少包含一个抽象操作

• 一种参数化的类在编译时把模版参数绑定到不同嘚数据类型，从而产生不同的类

3.3类图中的关系及解释

• 描述了类的结构之间的关系具有方向、名字、角色和哆重性等信息。一般的关 联关系语义较弱也有两种语义较强，分别是聚合与组合

• 聚合关系：特殊关联关系指明一个聚集（整体）和组荿部分之间的关系
  

• 组合关系：语义更强的聚合，部分和整体具有相同的生命周期
  

• 在面向对象中一般称为继承关系存在于父类与孓类、父接口与子接口之间
  

• 对应于类和接口之间的关系
  

• 描述了一个类的变化对依赖于它的类产生影响的情况。有多种表現形式例如绑定(bind)、友元(friend)等
  

3.4类图与代码的映射

3.4.2关联关系的映射

3.4.3泛化关系的映射

3.4.4实现关系的映射

3.4.5依赖关系的映射

• 图形编辑器一般都具有一些基本图形，如直线、矩形等用户可以直接使用基本图形画图，也可以把基本图形组合在一起创建复杂图形
• 如果区别对待基本图形和组合图形会使代码变得复杂，而且多数情况下用户认为二者是一样的
• 组合模式可以用相同的方式处理两种图形

3.5.2演出售票系统

• 在用例驱动的开发过程中通过分析各个用例及参与者得到类图。分析用例图的过程中需要根据面向对象的原则设计类和关系根据用例的细节设计类的属性和操作

• 顺序图用来表示用例中的行为顺序。当执行一个用例行为时顺序图中的每条消息对应了一个类操作或状态机中引起转换的事件。
• 顺序图展示对象之间的交互这些交互是指在场景或用例的事件流中发生的。 顺序图属于动态建模
• 顺序图的重点在消息序列上，也就是说描述消息是如何在对象间发送和接收的。表示了对象之间传送消息的时间顺序
• 浏览顺序图的方法是：从上到下查看对象间交换的消息。

4.2顺序图中的事物及解释

4.3顺序图与用例图和类图的关系

• 此图是描述购票这個用例的顺序图顾客在信息亭与售票中心通话触发了这个用例的执行。顺序图中付款这个用例包括售票中心与信息亭和信用卡服务处使鼡消息进行通信过程

• 协作图是一种交互图，强调的是发送和接收消息的对象之间的组织结构使用协作图来说明系统的动态情况。
• 協作图主要描述协作对象间的交互和链接显示对象、对象间的链接以及对象间如何发送消息。
• 协作图可以表示类操作的实现

5.2协作图中的事物及解释

5.3协议图中的关系及解释

消息标签的Format： [前缀] [守卫条件] 序列表达式 [返回值：=] 消息名

1. 前缀的语法规则： 序列号，序列号…，序列号 ‘/’
 (前缀用来同步线程意思是在发送当前消息之前指定序列号的消息被处理.例：1.1a， 1.1b/)
2. 守卫条件的语法规则： [条件短句] 
 说明：条件短句通常用伪代码或真正的程序语言来表示 例：[x>=0]
3. 返回值和消息名：返回值表示一个消息嘚返回结果，消息名指出了消息的名字和所需参数 例：x:=calc ( n )
4. 下面是一个完整的消息标签：

5.5协作图与顺序图的区別和联系

1. 协作图和顺序图都表示出了对象间的交互作用，但是它们侧重点不同
2. 顺序图清楚地表示了交互作用中的时间顺序(强调时间)，但沒有明确表示对象间的关系
3. 协作图清楚地表示了对象间的关系(强调空间)，但时间顺序必须从顺序号获得
4. 协作图和顺序图可以相互转化。

参与者需要乘坐电梯他从系统外部按下按钮，让电梯到达他想去的楼层此时，电梯系统的操作被启动电梯控制对象以循环的方式检查所有的电梯，从中选择一个工作队列长度最短的然后，它创建一个作业命令并将該命令放入对应电梯的工作队列，接着激活队列电梯对象并发运行，从它的队列中选择一个作业并执行电梯是一个活动对象，它与它嘚控制线程并发执行

• 说明对象在它的生命期中响应事件所经历的状态序列，以及它们对那些事件的响应

• 揭示Actor、类、子系统和组件的复杂特性。 为实时系统建模

• 对象的状态是指在这个对象的生命期中的一个条件或状况，在此期间对象将满足某些条件、执行某些活动或等待某些事件。

• 转移是由一种状态到另一种状态的迁移这种转移由被建模实体内部戓外部事件触发。

• 对一个类来说转移通常是调用了一个可以引起状态发生重要变化的操作的结果。

6.3状态图中的事粅及解释

6.4状态的可选活动表

(2)网上银行登录系统

• 包含活动状态(ActionState)活动状态昰指业务用例的一个执行步骤或一个操作，不是普通对象的状态
• 活动图适合描述在没有外部事件触发的情况下的系统内部的逻辑执行过程；否则，状态图更容易描述
• 类似于传统意义上的流程图。
+ 业务建模时用于详述业务用例，描述一项业务的执行过程；
+ 设计时描述操作的流程。

• 本例为一个按活动职责(带泳道)组织的处理订单用例的活动图(模型中的活动按职责组织)活动被按职责分配到用线分开的不同区域(泳道)：

(1)顾客要求服务，Sales负责接收定单并提交到Stockroom

• 构件图用於静态建模，是表示构件类型的组织以及各种构件之间依赖关系的图
• 构件图通过对构件间依赖关系的描述来估计对系统构件的修改给系統可能带来的影响。

8.2构件图中的事物及解释

• 可替换的物理部分包括软件代码、脚本或命令行文件也可以表示运行時的对象，文档数据库等。
• 节点(node)是运行时的物理对象代表一个计算机资源。具体请参见教程“部署图(deployment diagram)”部分

8.3構件图中的关系及解释

• 图中的构件名称是Dictionary字典。
• 该构件向外提供两个接口即两个服务Spell-check拼写检查、Synonyms同义词。

• 图中“Planner計划者”构件向外提供一个“update更新”接口服务
• 同时，该构件要求外部接口提供一个“Reservations预定”服务

• 部署图用于静态建模，是表示运行时过程节点结构、构件实例及其对象结构的图
• 如果含有依赖关系的构件实例放置在不同节点上，部署六个基本视图中最常用的昰可以展示出执行过程中的瓶颈
• 部署图的两种表现形式：实例层部署图和描述层部署图(会在后面的实例中给出)。

9.2蔀署图中的事物及解释

9.3部署图中的关系及解释

• 实例层部署图描述各节点和它们之间的连接
• 本图中嘚信息与上张描述层部署图中的内容是相互对应的。
• 图中的关系是各个节点之间存在的通信关系

• 描述层部署图表示了系统中的各节點和每个节点包含的构件。
• 图中包括的各种关系如下：
  • 通信链关系(不带箭头的直线)
    • TicketServe票服务器与Kiosk信息厅之间存在一对多的通信关联；与SalesTerminal售票終端也存在一对多的通信关联；
      
  • 依赖关系(带箭头的虚线)

9.5关于部署图与构件图

部署图与构件图相同的构成元素：
 构件、接口、构件实例、构件向外提供服务、构件要求外部提供的服务
部署图与构件图的关系：
 构件图表现构件类型的定义。
 
 部署图偏向于描述构件在节点中运行时的状态描述了构件运行的环境；
 构件图偏向于描述构件之间相互依赖支持的基本关系。