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软件建模与UML 实验指导书 西安科技大学 前 言 抽象、分解、模型化是计算机科学的主要技术手段。由于软件系统的复杂性以及人们对复杂性的认识能力有限，因此系统的设计者在系统设计之初往往无法全面理解整个系统。此时，人们就需要对系统进行建模。建模可以使设计者从全局把握系统及其内部的联系，而不致陷入纷杂的细节之中。模型可使具有复杂关系的信息简单易懂，使人们容易洞察系统的规律，并能有效地让人们将系统需求映射到软件结构上。 统一建模语言（Unified Modeling Language, 简称UML）是一种定义良好、易于表达、功能强大的面向对象建模语言。适用于系统开发过程中从需求规格描述直到系统完成后的测试和维护。统一建模语言（UML）水平限，，批评指正》实验。目的是进一步加强和巩固理论知识，培养技能，提高解决实际问题的能力。目 录 UML概况 1 实验 1 Rational-Rose的使用 4 实验 2 用例图建模 8 实验 3 类图和对象图 14 实验 5 时序图和协作图 26 实验 6 状态图和活动图 31 实验 7 组件图和部署图 41 实验 8 双向工程 51 实验 9 ATM自动取款机系统 54 UML概况 UML架构由视图、图、模型元素和通用机制等几个部分组成。 [1] UML从不同的视角为系统的构架建模，形成系统的不同视图,包括: 用例视图，强调从用户的角度看到的或需要的系统功能。 逻辑视图，展现系统的静态或结构组成及特征。 并发视图，体现了系统的动态或行为特征。 组件视图，体现了系统实现的结构和行为特征。 配置视图，体现了系统环境的结构和行为特征。 [2] UML定义了9种不同类型的图，把它们有机地结合起来就可以描述系统的所有视图。 用例图 Use case diagram 对象图 Object diagram 类图 Class diagram 序列图 Sequence diagram 协作图 Collaboration diagram 状态图 Statechart diagram 活动图 Activity diagram 组件图 Component diagram 配置图 Deployment diagram 这9种图又可以分为5类，分别是： 第1类，用例图（Use Case Diagram），从用户角度描述系统功能，并指出各功能的操作者。 第2类，静态图（Static diagram），包括类图、对象图和包图。 第3类，行为图（Behavior diagram），描述系统的动态模型和组成对象间的交互关系，包括状态图和活动图。 第4类，交互图（Interactive diagram），描述对象间的交互关系，包括时序图和合作图。 第5类，实现图（Implementation diagram），包括组件图和配置图。 [3] 通用机制用于表示其他信息，比如注释、模型元素的语义等。另外，它还提供扩展机制，使UML语言能够适应一个特殊的方法（或过程）、或扩充一个组织或用户。 UML的目标是用面向对象的方式描述任何类型的系统。最直接的是用UML为软件系统创建模型，但UML也可用来描述其它非计算机软件的系统，或者是商业机构或过程。 UML的应用贯穿在系统开发的五个阶段，它们是： 需求分析 UML的用例图描述客户需求，通过用例建模，可以对外部的角色以及它们所需要的系统功能建模。 2）系统分析（问题域建模） 系统结构：类图 系统行为：协作图、状态图、时序图、活动图 3）系统设计（系统框架建模） 逻辑框架：细化问题域模型 界面设计、数据设计 物理框架：组件图、部署图 4）系统实现 对象设计：从系统框架到程序结构 可复用构件、可复用系统框架 5）系统测试 单元测试：测试类（基于类图） 结合测试：测试协作关系（基于构件图和协作图） 系统测试：测试系统功能（基于使用案例图） 总之，统一建模语言UML的应用领域很广泛，它既可以用于商业建模（business modeling）、软件开发建模的各个阶段，也可以用于其他类型的系统。它是一种通用（general）的建模语言，具有创建系统的静态结构和动态行为等多种结构模型的能力。UML语言本身并不复杂，也不很专业化，它具有可扩展性和通用性，适合为各种多变的系统建模。  实验 1 Rational-Rose的使用 实验学时：2 实验类型：（设计型） 一、实验目的与要求 通过本实验的学习，使学生熟悉Rational Rose的操作环境，并熟练各个菜单项、工具栏、工作区等组成部分的操作与使用。为今后使用Rational-Rose工具建模奠定基础。 二、实验内容 掌握Rational-Rose的基本建模操作包括：⑴创建模型、保存模型、发布模型；⑵全局选项的设