UML初學(xué)者指南教程
本節(jié)向大家介紹一下UML初學(xué)者指南，UML為面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)系統(tǒng)的產(chǎn)品進(jìn)行說(shuō)明、可視化、和編制文檔的一種標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言。下面就讓我們一起看一下UML初學(xué)者指南的詳細(xì)介紹吧。
1、UML簡(jiǎn)介
首先UML初學(xué)者指南為你介紹一下什么是？UMLUML是一種定義良好、易于表達(dá)、功能強(qiáng)大且普遍適用的建模語(yǔ)言。它溶入了軟件工程領(lǐng)域的新思想、新方法和新技術(shù)。它的作用域不限于支持面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)，還支持從需求分析開(kāi)始的軟件開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。
面向?qū)ο蠹夹g(shù)和UML的發(fā)展過(guò)程可用圖形來(lái)表示，標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言的出現(xiàn)是其重要成果。在美國(guó)，截止1996年10月，UML獲得了工業(yè)界、科技界和應(yīng)用界的廣泛支持，已有700多個(gè)公司表示支持采用UML作為建模語(yǔ)言。1996年底，UML已穩(wěn)占面向?qū)ο蠹夹g(shù)市場(chǎng)的85％，成為可視化建模語(yǔ)言事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1997年11月17日，OMG采納UML1.1作為基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言。UML代表了面向?qū)ο蠓椒ǖ能浖_(kāi)發(fā)技術(shù)的發(fā)展方向，具有巨大的市場(chǎng)前景，也具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和國(guó)防價(jià)值。
UML是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的圖形表示法，它不是面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)，也不是一種方法，它僅僅是一組符號(hào)而已。
2、UML的內(nèi)容
首先，UML融合了Booch、OMT和OOSE方法中的基本概念，而且這些基本概念與其他面向?qū)ο蠹夹g(shù)中的基本概念大多相同，因而，UML必然成為這些方法以及其他方法的使用者樂(lè)于采用的一種簡(jiǎn)單一致的建模語(yǔ)言；其次，UML不僅僅是上述方法的簡(jiǎn)單匯合，而是在這些方法的基礎(chǔ)上廣泛征求意見(jiàn)，集眾家之長(zhǎng)，幾經(jīng)修改而完成的，UML擴(kuò)展了現(xiàn)有方法的應(yīng)用范圍；第三，UML是標(biāo)準(zhǔn)的建模語(yǔ)言，而不是標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)過(guò)程。盡管UML的應(yīng)用必然以系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程為背景，但由于不同的組織和不同的應(yīng)用領(lǐng)域，需要采取不同的開(kāi)發(fā)過(guò)程。
作為一種建模語(yǔ)言，UML的定義包括UML語(yǔ)義和UML表示法兩個(gè)部分。
(1)UML語(yǔ)義描述基于UML的精確元模型定義。元模型為UML的所有元素在語(yǔ)法和語(yǔ)義上提供了簡(jiǎn)單、一致、通用的定義性說(shuō)明，使開(kāi)發(fā)者能在語(yǔ)義上取得一致，消除了因人而異的***表達(dá)方法所造成的影響。此外UML還支持對(duì)元模型的擴(kuò)展定義。
(2)UML表示法定義UML符號(hào)的表示法，為開(kāi)發(fā)者或開(kāi)發(fā)工具使用這些圖形符號(hào)和文本語(yǔ)法為系統(tǒng)建模提供了標(biāo)準(zhǔn)。這些圖形符號(hào)和文字所表達(dá)的是應(yīng)用級(jí)的模型，在語(yǔ)義上它是UML元模型的實(shí)例。
UML初學(xué)者指南中標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言UML的重要內(nèi)容可以由下列五類圖（共9種圖形）來(lái)定義：
***類是用例圖，從用戶角度描述系統(tǒng)功能，并指出各功能的操作者。
第二類是靜態(tài)圖(Staticdiagram)，包括類圖、對(duì)象圖和包圖。其中類圖描述系統(tǒng)中類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。不僅定義系統(tǒng)中的類，表示類之間的聯(lián)系如關(guān)聯(lián)、依賴、聚合等，也包括類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（類的屬性和操作）。類圖描述的是一種靜態(tài)關(guān)系，在系統(tǒng)的整個(gè)生命周期都是有效的。
對(duì)象圖是類圖的實(shí)例，幾乎使用與類圖完全相同的標(biāo)識(shí)。他們的不同點(diǎn)在于對(duì)象圖顯示類的多個(gè)對(duì)象實(shí)例，而不是實(shí)際的類。一個(gè)對(duì)象圖是類圖的一個(gè)實(shí)例。由于對(duì)象存在生命周期，因此對(duì)象圖只能在系統(tǒng)某一時(shí)間段存在。
包由包或類組成，表示包與包之間的關(guān)系。包圖用于描述系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)。
第三類是行為圖（Behaviordiagram），描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型和組成對(duì)象間的交互關(guān)系。其中狀態(tài)圖描述類的對(duì)象所有可能的狀態(tài)以及事件發(fā)生時(shí)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件。通常，狀態(tài)圖是對(duì)類圖的補(bǔ)充。在實(shí)用上并不需要為所有的類畫(huà)狀態(tài)圖，僅為那些有多個(gè)狀態(tài)其行為受外界環(huán)境的影響并且發(fā)生改變的類畫(huà)狀態(tài)圖。
而活動(dòng)圖描述滿足用例要求所要進(jìn)行的活動(dòng)以及活動(dòng)間的約束關(guān)系，有利于識(shí)別并行活動(dòng)。
第四類是交互圖（Interactivediagram），描述對(duì)象間的交互關(guān)系。其中順序圖顯示對(duì)象之間的動(dòng)態(tài)合作關(guān)系，它強(qiáng)調(diào)對(duì)象之間消息發(fā)送的順序，同時(shí)顯示對(duì)象之間的交互；合作圖描述對(duì)象間的協(xié)作關(guān)系，合作圖跟順序圖相似，顯示對(duì)象間的動(dòng)態(tài)合作關(guān)系。除顯示信息交換外，合作圖還顯示對(duì)象以及它們之間的關(guān)系。如果強(qiáng)調(diào)時(shí)間和順序，則使用順序圖；如果強(qiáng)調(diào)上下級(jí)關(guān)系，則選擇合作圖。這兩種圖合稱為交互圖。
第五類是實(shí)現(xiàn)圖(Implementationdiagram)。其中構(gòu)件圖描述代碼部件的物理結(jié)構(gòu)及各部件之間的依賴關(guān)系。一個(gè)部件可能是一個(gè)資源代碼部件、一個(gè)二進(jìn)制部件或一個(gè)可執(zhí)行部件。它包含邏輯類或?qū)崿F(xiàn)類的有關(guān)信息。部件圖有助于分析和理解部件之間的相互影響程度。
配置圖定義系統(tǒng)中軟硬件的物理體系結(jié)構(gòu)。它可以顯示實(shí)際的計(jì)算機(jī)和設(shè)備（用節(jié)點(diǎn)表示）以及它們之間的連接關(guān)系，也可顯示連接的類型及部件之間的依賴性。在節(jié)點(diǎn)內(nèi)部，放置可執(zhí)行部件和對(duì)象以顯示節(jié)點(diǎn)跟可執(zhí)行軟件單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
從應(yīng)用的角度看，當(dāng)采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，首先是描述需求；其次根據(jù)需求建立系統(tǒng)的靜態(tài)模型，以構(gòu)造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；第三步是描述系統(tǒng)的行為。其中在***步與第二步中所建立的模型都是靜態(tài)的，包括用例圖、類圖（包含包）、對(duì)象圖、組件圖和配置圖等五個(gè)圖形，是標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言UML的靜態(tài)建模機(jī)制。其中第三步中所建立的模型或者可以執(zhí)行，或者表示執(zhí)行時(shí)的時(shí)序狀態(tài)或交互關(guān)系。它包括狀態(tài)圖、活動(dòng)圖、順序圖和合作圖等四個(gè)圖形，是標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言UML的動(dòng)態(tài)建模機(jī)制。因此，標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言UML的主要內(nèi)容也可以歸納為靜態(tài)建模機(jī)制和動(dòng)態(tài)建模機(jī)制兩大類。
3、UML的主要特點(diǎn)
UML初學(xué)者指南中標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言UML的主要特點(diǎn)可以歸結(jié)為三點(diǎn)：
（1）UML統(tǒng)一了Booch、OMT和OOSE等方法中的基本概念。
（2）UML還吸取了面向?qū)ο蠹夹g(shù)領(lǐng)域中其他流派的長(zhǎng)處，其中也包括非OO方法的影響。
UML符號(hào)表示考慮了各種方法的圖形表示，刪掉了大量易引起混亂的、多余的和極少使用的符號(hào)，也添加了一些新符號(hào)。因此，在UML中匯入了面向?qū)ο箢I(lǐng)域中很多人的思想。這些思想并不是UML的開(kāi)發(fā)者們發(fā)明的，而是開(kāi)發(fā)者們依據(jù)***秀的OO方法和豐富的計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)綜合提煉而成的。
（3）UML在演變過(guò)程中還提出了一些新的概念。
在UML標(biāo)準(zhǔn)中新加了模板(Stereotypes)、職責(zé)(Responsibilities)、擴(kuò)展機(jī)制(Extensibilitymechanisms)、線程(Threads)、過(guò)程(Processes)、分布式(Distribution)、并發(fā)(Concurrency)、模式(Patterns)、合作(Collaborations)、活動(dòng)圖（Activitydiagram）等新概念，并清晰地區(qū)分類型(Type)、類(Class)和實(shí)例(Instance)、細(xì)化(Refinement)、接口(Interfaces)和組件(Components)等概念。
因此可以認(rèn)為，UML是一種先進(jìn)實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言，但其中某些概念尚待實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證，UML也必然存在一個(gè)進(jìn)化過(guò)程。
4、UML的應(yīng)用領(lǐng)域
UML初學(xué)者指南中UML的目標(biāo)是以面向?qū)ο髨D的方式來(lái)描述任何類型的系統(tǒng)，具有很寬的應(yīng)用領(lǐng)域。其中最常用的是建立軟件系統(tǒng)的模型，但它同樣可以用于描述非軟件領(lǐng)域的系統(tǒng)，如機(jī)械系統(tǒng)、企業(yè)機(jī)構(gòu)或業(yè)務(wù)過(guò)程，以及處理復(fù)雜數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)、具有實(shí)時(shí)要求的工業(yè)系統(tǒng)或工業(yè)過(guò)程等。總之，UML是一個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言，可以對(duì)任何具有靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為的系統(tǒng)進(jìn)行建模。
此外，UML適用于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中從需求規(guī)格描述到系統(tǒng)完成后測(cè)試的不同階段。在需求分析階段，可以用用例來(lái)捕獲用戶需求。通過(guò)用例建模，描述對(duì)系統(tǒng)感興趣的外部角色及其對(duì)系統(tǒng)（用例）的功能要求。分析階段主要關(guān)心問(wèn)題域中的主要概念（如抽象、類和對(duì)象等）和機(jī)制，需要識(shí)別這些類以及它們相互間的關(guān)系，并用UML類圖來(lái)描述。為實(shí)現(xiàn)用例，類之間需要協(xié)作，這可以用UML動(dòng)態(tài)模型來(lái)描述。在分析階段，只對(duì)問(wèn)題域的對(duì)象（現(xiàn)實(shí)世界的概念）建模，而不考慮定義軟件系統(tǒng)中技術(shù)細(xì)節(jié)的類（如處理用戶接口、數(shù)據(jù)庫(kù)、通訊和并行性等問(wèn)題的類）。這些技術(shù)細(xì)節(jié)將在設(shè)計(jì)階段引入，因此設(shè)計(jì)階段為構(gòu)造階段提供更詳細(xì)的規(guī)格說(shuō)明。
編程（構(gòu)造）是一個(gè)獨(dú)立的階段，其任務(wù)是用面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言將來(lái)自設(shè)計(jì)階段的類轉(zhuǎn)換成實(shí)際的代碼。在用UML建立分析和設(shè)計(jì)模型時(shí)，應(yīng)盡量避免考慮把模型轉(zhuǎn)換成某種特定的編程語(yǔ)言。因?yàn)樵谠缙陔A段，模型僅僅是理解和分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的工具，過(guò)早考慮編碼問(wèn)題十分不利于建立簡(jiǎn)單正確的模型。
UML模型還可作為測(cè)試階段的依據(jù)。系統(tǒng)通常需要經(jīng)過(guò)單元測(cè)試、集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試和驗(yàn)收測(cè)試。不同的測(cè)試小組使用不同的UML圖作為測(cè)試依據(jù)：?jiǎn)卧獪y(cè)試使用類圖和類規(guī)格說(shuō)明；集成測(cè)試使用部件圖和合作圖；系統(tǒng)測(cè)試使用用例圖來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)的行為；驗(yàn)收測(cè)試由用戶進(jìn)行，以驗(yàn)證系統(tǒng)測(cè)試的結(jié)果是否滿足在分析階段確定的需求。
總之，標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言UML適用于以面向?qū)ο蠹夹g(shù)來(lái)描述任何類型的系統(tǒng)，而且適用于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的不同階段，從需求規(guī)格描述直至系統(tǒng)完成后的測(cè)試和維護(hù)。
【編輯推薦】
