軟件工程基礎(胡思康)第7章.pptx

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1、S E YUML統(tǒng) 一 建 模 語 言 S E Y UML的 發(fā) 展1 UML視 圖2 UML的 圖 和 元 素 類 型3 UML的 關 系4 在 20世 紀 60年 代 后 期 ， Simula-67語 言 中 首 次 提 出 了 類 和 對象 的 概 念 ， 建 立 了 面 向 對 象 的 雛 形 。 但 直 到 20世 紀 80年 代 中后 期 ， 隨 著 對 軟 件 需 求 的 不 斷 發(fā) 展 ， 才 重 新 引 起 人 們 對 面 向對 象 的 關 注 。UML就 是 體 現(xiàn) 面 向 對 象 思 想 ， 完 成 面 向 對 象 建 模 過 程 的 統(tǒng) 一建 模 語 言 。UML通 過

2、 圖 形 化 的 表 示 機 制 進 行 面 向 對 象 分 析 和 設 計 ， 并 提供 了 統(tǒng) 一 、 標 準 化 的 視 圖 、 圖 、 模 型 元 素 和 通 用 機 制 來 刻 畫面 向 對 象 方 法 。 圖 形 元 素32 構 成圖 1 4視 圖 通 用 機 制 一 個 軟 件 系 統(tǒng) 需 要 從 不 同 角 度 進 行 分 析 和 描 述 ，從 某 個 視 角 觀 察 到 的 系 統(tǒng) 稱 為 視 圖 。視 圖 表 達 的 是 系 統(tǒng) 的 一 個 側 面 ， 反 映 了 系 統(tǒng) 的 部分 特 征 ， 是 UML圖 和 建 模 元 素 的 子 集 。 視 圖 從 不 同角 度 來

3、描 述 系 統(tǒng) ， 因 而 視 圖 不 是 圖 ， 它 是 在 某 個層 面 上 ， 用 一 個 或 多 個 圖 對 系 統(tǒng) 的 抽 象 描 述 。 視 圖 由 圖 組 成 ， 圖 描 述 了 一 個 視 圖 的 內 容 ， 是 構成 視 圖 的 圖 形 元 素 ， UML定 義 了 9類 基 本 的 圖 ， 包括 ： 用 例 圖 、 類 圖 （ 對 象 圖 ） 、 包 圖 、 狀 態(tài) 圖 、活 動 圖 、 順 序 圖 、 協(xié) 作 圖 、 構 件 圖 以 及 部 署 圖 。 模 型 元 素 面 向 對 象 中 的 概 念 ， 如 類 、 對 象 、 接 口 、 消 息 和組 件 ， 是 構 成

4、 圖 的 基 本 元 素 。模 型 元 素 可 以 同 時 在 多 個 不 同 的 UML圖 中 使 用 ， 但 同 一 個 模型 元 素 在 任 何 圖 中 都 具 有 相 同 的 含 義 和 符 號 表 示 。模 型 元 素 所 能 表 示 的 內 容 不 僅 包 括 面 向 對 象 的 概 念 ， 還 包括 概 念 間 的 彼 此 連 接 關 系 ， 如 關 聯(lián) 關 系 、 依 賴 關 系 、 泛 化 關系 和 實 現(xiàn) 關 系 等 。 通 過 機 制 用 于 描 述 系 統(tǒng) 的 其 他 信 息 ， 如 注 釋 ， 通用 模 型 的 語 義 擴 展 等 。 統(tǒng) 一 標 準 ： UML統(tǒng) 一

5、 了 Coad/Yourdon、 Booch、OMT和 OOSE等 方 法 的 基 本 概 念 ， 并 借 鑒 和 吸 收 了 各類 方 法 的 長 處 ， 摒 棄 了 引 起 混 亂 、 誤 解 的 圖 形 符號 ， 補 充 了 新 的 圖 形 符 號 ， 定 義 了 符 號 語 義 系 統(tǒng) ，成 為 面 向 對 象 分 析 和 設 計 的 標 準 。 實 現(xiàn) 和 過 程 的 獨 立 性 ： UML不 是 為 了 某 個 過 程 、某 類 程 序 設 計 語 言 專 門 設 計 的 ， 它 適 用 于 任 何 軟件 過 程 和 編 程 語 言 的 開 發(fā) 平 臺 。 可 視 化 ： UML提

6、 供 了 9類 不 同 的 圖 形 、 建 模 元 素 以及 相 關 語 義 信 息 。 這 些 圖 形 易 于 掌 握 和 使 用 ， 表達 能 力 強 ， 更 重 要 的 是 支 持 從 面 向 對 象 分 析 、 面向 對 象 設 計 到 面 向 對 象 實 現(xiàn) 的 、 全 過 程 的 可 視 化建 模 。 易 學 易 用 性 ： UML建 模 語 言 概 念 清 晰 ， 在 了 解 和掌 握 了 UML的 視 圖 、 圖 、 模 型 元 素 和 通 用 機 制 的 構成 和 彼 此 關 系 后 ， 并 結 合 自 身 的 實 踐 就 能 完 全 掌握 和 使 用 ?？?編 程 性 ：

7、很 多 軟 件 工 程 工 具 、 程 序 開 發(fā) 平 臺 都支 持 從 面 向 對 象 設 計 到 面 向 對 象 編 程 的 自 動 轉 換 。 面 向 對 象 特 征 ： UML全 面 支 持 面 向 對 象 的 概 念 、方 法 和 機 制 ， 提 供 簡 明 的 圖 形 和 元 素 描 述 面 向 對象 的 封 裝 性 、 繼 承 性 、 多 態(tài) 性 、 消 息 特 征 等 ， 充分 描 述 關 聯(lián) 、 依 賴 、 泛 化 和 實 現(xiàn) 等 各 元 素 間 的 關系 。 S E Y UML的 發(fā) 展1 UML視 圖2 UML的 圖 和 元 素 類 型3 UML的 關 系4 理 想 情

8、況 下 ， 希 望 僅 通 過 單 一 視 圖 就 能 準 確 描 述系 統(tǒng) 。 但 在 實 際 建 模 中 ， 單 一 視 圖 難 以 包 含 系 統(tǒng)功 能 、 性 能 等 所 有 的 需 求 信 息 。設 計 視 圖過 程 視 圖 實 現(xiàn) 視 圖配 置 視 圖用 例 視 圖 用 例 視 圖 是 其 他 視 圖 的 基礎 ， 會 影 響 到 其 他 視 圖 的建 模 過 程 和 描 述 內 容 用 例 視 圖 從 用 戶 角 度 描 述 系 統(tǒng) ， 用 例 視 圖 建 模 主 要 包 括 以下 幾 個 方 面 ：l軟 件 系 統(tǒng) 應 具 備 的 、 與 外 部 系 統(tǒng) 交 互 的 功 能 ，

9、 這 是 用 例視 圖 的 基 礎 。l用 例 視 圖 涉 及 與 系 統(tǒng) 進 行 信 息 交 換 的 外 部 系 統(tǒng) 。 同 時 ，在 用 例 視 圖 中 應 指 明 用 戶 使 用 或 參 與 的 用 例 ， 以 便 于 面 向對 象 設 計 中 交 互 的 分 析 和 設 計 。 用 例 視 圖 從 用 戶 角 度 描 述 系 統(tǒng) ， 用 例 視 圖 建 模 主 要 包 括 以下 幾 個 方 面 ：l用 例 視 圖 通 常 對 應 系 統(tǒng) 的 一 個 完 整 功 能 或 子 系 統(tǒng) ， 所 有的 與 系 統(tǒng) 交 互 的 功 能 都 應 在 用 例 視 圖 中 進 行 描 述 。l用 例

10、視 圖 主 要 由 用 例 圖 構 成 。 設 計 視 圖 描 述 系 統(tǒng) 內 部 的 靜 態(tài) 結 構 和 動 態(tài) 行 為 ， 包 括 系 統(tǒng)模 型 和 系 統(tǒng) 行 為 模 型 。 設 計 視 圖 是 從 系 統(tǒng) 內 部 角 度 描 述 如 何實 現(xiàn) 系 統(tǒng) 功 能 ：l用 例 圖 描 述 系 統(tǒng) 具 有 的 功 能 ， 設 計 視 圖 描 述 如 何 從 用 例中 分 析 功 能 ， 以 及 功 能 的 實 現(xiàn) 過 程 。l設 計 視 圖 的 靜 態(tài) 結 構 主 要 描 述 類 、 類 間 關 系 。 類 既 包 括實 體 類 ， 也 包 括 在 信 息 領 域 中 抽 象 或 分 解 出

11、的 邏 輯 類 ， 如接 口 類 、 邊 界 類 、 關 聯(lián) 類 等 。 設 計 視 圖 描 述 系 統(tǒng) 內 部 的 靜 態(tài) 結 構 和 動 態(tài) 行 為 ， 包 括 系 統(tǒng)模 型 和 系 統(tǒng) 行 為 模 型 。 設 計 視 圖 是 從 系 統(tǒng) 內 部 角 度 描 述 如 何實 現(xiàn) 系 統(tǒng) 功 能 ：l設 計 視 圖 的 動 態(tài) 行 為 主 要 描 述 系 統(tǒng) 的 工 作 流 程 和 異 常 。工 作 流 程 通 過 類 和 類 間 關 系 的 動 態(tài) 特 征 來 實 現(xiàn) 。 異 常 涉 及系 統(tǒng) 的 安 全 性 、 穩(wěn) 定 性 、 可 靠 性 等 特 征 。l設 計 視 圖 通 過 類 圖 （

12、 對 象 圖 ） ， 包 圖 來 描 述 靜 態(tài) 結 構 ，通 過 狀 態(tài) 圖 、 順 序 圖 、 協(xié) 作 圖 和 活 動 圖 來 描 述 動 態(tài) 行 為 。 實 現(xiàn) 視 圖 表 示 系 統(tǒng) 的 組 件 結 構 ， 通 常 用 獨 立 的 文 件 來 描 述 ，它 表 示 系 統(tǒng) 的 邏 輯 組 成 ：l實 現(xiàn) 視 圖 表 示 構 成 系 統(tǒng) 構 件 間 的 整 體 結 構 。l實 現(xiàn) 視 圖 描 述 系 統(tǒng) 構 件 間 的 組 織 結 構 和 分 布 。l實 現(xiàn) 視 圖 描 述 系 統(tǒng) 各 構 件 以 及 它 們 之 間 的 依 賴 關 系 。l實 現(xiàn) 視 圖 通 過 構 件 圖 來 表 示

13、 過 程 視 圖 表 示 系 統(tǒng) 內 部 的 控 制 機 制 和 并 發(fā) 特 征 ， 主 要 是 解 決各 種 通 信 和 同 步 問 題 ：l過 程 視 圖 描 述 系 統(tǒng) 內 部 的 控 制 機 制 、 異 常 的 捕 獲 、 外 部 中斷 的 及 時 相 應 和 處 理 。l過 程 視 圖 要 協(xié) 調 各 線 程 之 間 的 通 信 和 同 步 。l過 程 視 圖 要 考 慮 系 統(tǒng) 資 源 的 有 效 利 用 ， 防 止 資 源 訪 問 沖 突 。 過 程 視 圖 表 示 系 統(tǒng) 內 部 的 控 制 機 制 和 并 發(fā) 特 征 ， 主 要 是 解決 各 種 通 信 和 同 步 問 題

14、：l過 程 視 圖 通 過 類 圖 描 述 過 程 中 功 能 和 功 能 的 組 織 結 構 ，主 要 用 狀 態(tài) 圖 、 協(xié) 作 圖 和 活 動 圖 描 述 過 程 的 實 現(xiàn) 和 異 常 的處 理 。 配 置 視 圖 描 述 系 統(tǒng) 軟 件 系 統(tǒng) 和 物 理 設 備 之 間 的 配 置 關 系 ， 它表 示 系 統(tǒng) 的 物 理 組 成 ：l配 置 視 圖 展 示 系 統(tǒng) 在 硬 件 環(huán) 境 下 的 具 體 部 署 ， 設 計 軟 件 系統(tǒng) 和 硬 件 系 統(tǒng) 的 對 應 關 系 。l配 置 視 圖 既 能 描 述 每 個 物 理 設 備 上 的 軟 件 系 統(tǒng) 部 署 和 構 成 ，也

15、 描 述 相 同 邏 輯 構 件 在 不 同 物 理 設 備 上 的 部 署 。l配 置 視 圖 由 配 置 圖 描 述 。 S E Y UML的 發(fā) 展1 UML視 圖2 UML的 圖 和 元 素 類 型3 UML的 關 系4 用 例 圖 是 參 與 者 、 用 例 和 它 們 之 間 的 關 系 共 同 構 成 的 ， 用 于描 述 系 統(tǒng) 功 能 的 圖 ：l參 與 者 ： 不 僅 指 系 統(tǒng) 的 用 戶 ， 泛 指 軟 件 系 統(tǒng) 外 部 的 、 所 有與 系 統(tǒng) 交 互 的 角 色 。 參 與 者 可 以 是 人 ， 可 以 是 與 系 統(tǒng) 進 行 信息 交 換 的 其 他 外 部

16、設 備 。l用 例 ： 對 一 組 動 作 序 列 的 抽 象 描 述 ， 系 統(tǒng) 執(zhí) 行 這 些 動 作 序列 ， 產(chǎn) 生 相 應 的 結 果 。 這 些 結 果 要 么 反 饋 給 參 與 者 ， 要 么 作為 其 他 用 例 的 參 數(shù) 。 用 例 圖 是 參 與 者 、 用 例 和 它 們 之 間 的 關 系 共 同 構 成 的 ， 用 于描 述 系 統(tǒng) 功 能 的 圖 ：l系 統(tǒng) 邊 界 ： 劃 分 了 系 統(tǒng) 的 內 部 功 能 和 外 部 參 與 者 。 系 統(tǒng) 邊界 用 矩 形 框 表 示 ， 框 內 是 用 例 ， 框 外 是 參 與 者 ， 并 可 以 在 矩形 框 內 給

17、 出 軟 件 系 統(tǒng) 名 稱 。l關 系 ： 用 于 描 述 用 例 圖 模 型 元 素 之 間 的 關 聯(lián) 。 關 系 用 有 向箭 頭 連 接 參 與 者 與 參 與 者 、 參 與 者 與 用 例 、 用 例 與 用 例 ， 并在 箭 頭 上 定 義 關 系 的 語 義 。 P180 類 圖 用 于 描 述 類 的 屬 性 、 方 法 和 類 間 關 系 ：l類 名 ： 類 名 是 對 象 集 合 的 名 稱 ， 命 名 的 恰 當 與 否 將 影 響 對系 統(tǒng) 靜 態(tài) 模 型 的 可 理 解 性 。 例 如 說 明 當 前 類 是一 個 抽 象 類 。l可 見 性 ： 定 義 了 對

18、象 對 類 的 屬 性 和 方 法 的 訪 問 權 限 。 公 有 部 分 定 義 了 對 象 能 訪 問 的 類 的 屬 性 和 方 法 （ +） 私 有 部 分 定 義 了 對 象 不 能 訪 問 的 類 的 屬 性 和 方 法 （ -） 受 保 護 部 分 對 象 不 能 訪 問 類 的 屬 性 和 方 法 ， 但 派 生 類 方 法 可 以 訪 問 （ #） 類 圖 用 于 描 述 類 的 屬 性 、 方 法 和 類 間 關 系 ：l屬 性 ： 指 能 體 現(xiàn) 對 象 特 征 的 集 合 。 可 見 性 屬 性 名 ： 類 型 名 =初 值 l方 法 ： 類 提 供 的 服 務 ， 體

19、 現(xiàn) 類 的 功 能 。 可 見 性 方 法 名 （ 參 數(shù) 列 表 ） ： 類 型 名 lP181。 包 圖 是 對 UML中 用 例 圖 、 類 圖 、 UML關 系 等 模 型 元 素 的 封 裝 ，它 用 于 描 述 具 有 相 似 功 能 的 模 型 元 素 的 組 合 ， 或 組 織 軟 件 系統(tǒng) 結 構 的 層 次 、 或 展 現(xiàn) 整 個 系 統(tǒng) 能 夠 的 物 理 部 署 ：l包 ： 用 矩 形 框 表 示 ， 它 可 以 包 含 類 、 對 象 、 其 他 包 以 及UML關 系 等 模 型 元 素 。l名 稱 要 準 確 描 述 包 的 語 義 ， 以 增 強 包 圖 的

20、可 理 解 性 。l包 之 間 可 具 有 UML關 系 。 P182 狀 態(tài) 圖 用 于 描 述 一 個 對 象 在 生 命 周 期 內 的 所 有 可 能 的 狀 態(tài) ，以 及 引 起 狀 態(tài) 改 變 的 事 件 或 條 件 。 P183活 動 圖 用 于 描 述 用 例 或 場 景 的 活 動 順 序 ， 或 描 述 一 個 活 動到 另 一 個 活 動 的 控 制 流 。 活 動 圖 的 圖 形 元 素 。 P183-P184順 序 圖 ： 也 稱 為 序 列 圖 ， 它 用 于 描 述 對 象 間 的 動 態(tài) 協(xié) 作 關系 ， 并 著 重 表 現(xiàn) 在 時 間 先 后 順 序 上 ，

21、多 個 對 象 是 如 何 進 行交 互 的 。 P185 S E Y UML的 發(fā) 展1 UML視 圖2 UML的 圖 和 元 素 類 型3 UML的 關 系4 在 UML中 ， 常 見 的 關 系 有 關 聯(lián) 關 系 （ 包 括 復 合 關聯(lián) 和 聚 合 關 聯(lián) ） 、 依 賴 關 系 、 泛 化 關 系 和 實 現(xiàn) 關系 。 P188 圖 7-18關 聯(lián) 關 系 用 于 描 述 類 與 類 之 間 的 關 系 構 成 。 對象 是 類 的 實 例 ， 對 象 與 對 象 之 間 的 關 系 稱 為 鏈 ，它 是 關 聯(lián) 的 實 例 。 P188 圖 7-19 普 通 關 聯(lián) 是 最 常

22、見 的 一 種 關 聯(lián) 關 系 。 只 要 類 和 類 之 間 存 在連 接 關 系 就 能 用 普 通 關 聯(lián) 來 表 示 。 普 通 關 聯(lián) 又 分 為 二 元 關系 和 多 元 關 系 。二 元 關 系 描 述 兩 個 類 之 間 的 關 系 ， 用 直 線 連 接 兩 個 類 。 如果 關 聯(lián) 是 單 向 關 系 ， 用 黑 色 三 角 指 向 關 聯(lián) 的 方 向 ， 因 而 也稱 為 導 航 關 聯(lián) 。 也 可 以 將 直 線 改 為 有 向 箭 頭 ， 方 向 與 黑 色三 角 的 指 向 相 同 。 P189 圖 7-20 如 果 二 元 關 系 是 雙 向 關 系 ， 則 表

23、明 兩 個 類 彼 此 都 能 調 用 對 方公 共 部 分 的 屬 性 和 方 法 。 P189 圖 7-21關 聯(lián) 關 系 還 有 數(shù) 量 上 的 約 束 ， 即 關 聯(lián) 兩 端 的 類 之 間 在 對 象 上的 數(shù) 量 對 應 關 系 ， 成 為 重 數(shù) 。 1 表 示 1個 對 象 0.*或 * 表 示 0到 多 個 對 象 1.3 表 示 1到 3個 對 象 2+或 2.* 表 示 2到 多 個 對 象 限 定 關 聯(lián) 用 于 描 述 一 對 多 或 多 對 多 的 關 聯(lián) 關 系 。 通 過 限 定 關聯(lián) ， 可 以 將 多 對 多 的 關 系 轉 換 成 為 多 個 一 對 多

24、的 關 系 ， 將 一對 多 的 關 系 轉 換 成 多 個 一 對 一 的 關 系 。在 類 圖 中 ， 將 限 定 詞 放 在 進 行 限 制 的 類 旁 ， 并 用 矩 形 框 表 示 ；也 可 以 也 能 夠 括 起 來 ， 作 為 對 類 的 約 束 。 P190 圖 7-23 如 果 關 聯(lián) 關 系 較 為 復 雜 ， 則 必 須 詳 細 描 述 關 聯(lián) 的屬 性 以 及 關 聯(lián) 的 行 為 ， 為 此 需 要 建 立 關 聯(lián) 類 來 描 述關 聯(lián) 的 屬 性 及 方 法 。關 聯(lián) 類 通 過 虛 線 與 關 聯(lián) 相 連 接 ， 并 與 關 聯(lián) 的 類 的一 個 實 例 相 聯(lián) 系

25、 。 P190 圖 7-24。 遞 歸 關 聯(lián) 是 指 類 間 關 系 發(fā) 生 在 單 個 類 自 身 上 ， 即類 與 他 自 身 有 關 聯(lián) 關 系 。 P190 圖 7-25。 聚 合 也 稱 為 聚 集 ， 它 是 特 殊 的 關 聯(lián) 關 系 ， 其 特 殊 之 處 在 于 它描 述 的 多 個 類 之 間 是 整 體 和 部 分 的 關 聯(lián) 關 系 。如 大 樓 有 一 個 個 房 間 構 成 ， 學 校 由 教 師 、 學 生 和 機 關 人 員 構成 。識 別 聚 合 關 系 的 直 接 方 法 ， 就 是 在 需 求 描 述 中 找 尋 有 “ 包含 ” 、 “ 由 構 成 ”

26、 、 “ 是 的 一 部 分 ” 等 詞 或 短 語 ， 這 些詞 或 短 語 直 接 反 映 了 類 之 間 的 “ 整 體 -部 分 ” 關 系 。 P191 S E Y THANK YOU! 簡 述 增 量 式 集 成 測 試 的 自 頂 向 下 和 自 底 向 上 兩 種 測 試 方 法的 優(yōu) 缺 點 ： 自 頂 向 下 增 量 式 測 試 的 主 要 優(yōu) 點 在 于 它 可 以 自 然 地 做 到 逐步 求 精 ， 一 開 始 便 能 讓 測 試 者 看 到 系 統(tǒng) 的 框 架 。 它 的 主 要 缺點 是 需 要 提 供 被 調 用 模 擬 子 模 塊 ， 被 調 用 模 擬 子

27、模 塊 可 能 不能 反 映 真 實 情 況 ， 因 此 測 試 有 可 能 不 充 分 。 （ 2.5分 ） 簡 述 增 量 式 集 成 測 試 的 自 頂 向 下 和 自 底 向 上 兩 種 測 試 方 法的 優(yōu) 缺 點 ： 自 底 向 上 測 試 的 優(yōu) 點 在 于 ， 由 于 驅 動 模 塊 模 擬 了 所 有 調 用參 數(shù) ， 即 使 數(shù) 據(jù) 流 并 未 構 成 有 向 的 非 環(huán) 狀 圖 ， 生 成 測 試 數(shù) 據(jù)也 沒 有 困 難 。 它 的 缺 點 在 于 ， 直 到 最 后 一 個 模 塊 被 加 入 進 去之 后 才 能 看 到 整 個 程 序 （ 系 統(tǒng) ） 的 框 架 。 有 一 家 教 管 理 系 統(tǒng) ， 其 要 求 的 功 能 如 下 ： 家 教 老 師 可 以 注冊 本 人 信 息 、 修 改 本 人 資 料 、 瀏 覽 家 教 信 息 、 搜 索 家 教 信 息 ；家 教 學 生 可 以 注 冊 本 人 信 息 、 修 改 本 人 資 料 、 瀏 覽 家 教 信 息 、搜 索 家 教 信 息 ； 家 教 管 理 員 可 以 登 錄 、 登 記 家 教 信 息 、 發(fā) 布網(wǎng) 站 公 告 、 處 理 家 教 信 息 。 請 根 據(jù) 需 求 ， 畫 出 該 系 統(tǒng) 的 用 例 圖 。