软件工程实践与项目管理第6章UML建模语言.ppt

6.1 传统的开发方法 6.2 面向对象的开发方法 6.3 UML建模语言介绍 6.4 UML图的设计 6.5 实例：建立图书借阅系统的UML模型 本章小结 习题 6.1 传统的开发方法 　　传统的软件开发方法曾经给软件产业带来巨大进步，在一定程度上缓解了软件危机。但随着人们对软件产品需求的日益增加，软件产品越来越不能满足人们的需要，原因是传统的软件开发的方法存在一定的问题。这些问题主要表现为如下四个方面： 　　(1) 软件生产效率仍然不高； 　　(2) 软件重用率很低； 　　(3) 软件的维护费用昂贵； 　　(4) 生产出的软件产品往往不能满足用户需求。 　　出现上述问题最根本的原因在于软件的结构化设计方法。用结构化方法开发的软件，其可重用性、可维护性、稳定性都较差。 　　 　　结构化方法的本质是功能分解，它从系统整体功能入手，自顶向下不断把复杂的功能进行分解，一层一层地分解下去，直到每个功能都相对简单时，再用相应的工具描述实现这些简单的功能。显然这种方法是围绕实现处理功能的“过程”来构造系统的。然而用户需求的变化大部分是功能性变化，因此用户需求的变化往往造成系统结构的较大变化，而这种变化对基于过程的设计是灾难性的，用这种方法设计出的系统结构常常是不稳定的。 　　为了克服这种传统软件开发方法的缺点，人们提出了面向对象的软件开发方法。 6.2 面向对象的开发方法 　　面向对象的思想方法比较自然，接近于人的思维方式。它把客观世界中的事物映射成对象，把事物间的联系映射成消息，以此模拟客观世界。 　　面向对象的方法把对象分为属性和操作。然后再把属性相同的对象抽象为类，将类划分为层次结构，子类可继承父类的属性和操作，这就是面向对象方法学的基本思想。 　　面向对象的方法可以用下列式子来概括：面向对象=对象+类+继承+多态性+消息传递。也就是说，面向对象就是使用对象、类和继承等机制，对象之间只能通过传递消息实现彼此通信。 　　面向对象方法的主要优点是： 　　(1) 与人类习惯的思维方式一致。 　　(2) 稳定性好。由于现实世界中的实体是稳定的，以对象为中心构造的软件系统也是比较稳定的。 　　(3) 把数据和操作封装到对象之中。 　　(4) 应用程序具有较好的可重用、易改进、易维护和易扩充性。 　　面向对象方法和面向结构设计方法的比较见表6-1。 表6-1 面向对象的方法和结构化设计的方法的比较 6.3 UML建模语言介绍 　　建模是对现实的抽象和简化。建模的思维方式是软件工程常用的方式，它把现实世界抽象为一种人们可以理解的模型，进而转化为软件可以处理的逻辑模型。模型能够帮助我们按照人的思维模式对系统进行分析，并允许我们详细说明系统的结构和行为，从而把对系统的决策进行文档化。 　　自20世纪80年代末以来，随着面向对象技术成为研究的热点，出现了几十种支持软件开发的面向对象方法，例如：Booch方法(创始人是Jim Rumbaugh)、Coad/Yourdon方法(创始人是Ivar Jacobson)、OMT方法(即对象建摸技术，创始人是Grady Booch)和Jacobson方法。这几种方法都有自己的价值和特点。OMT方法在系统分析方面比较强，但是在设计方面比较弱。Booch方法在设计方面很好，但是在分析方面比较弱。Jacobson方法在行为分析方面很好，但是在其他方面比较弱。 　　最终，综合上述方法制定出了面向对象方法的标准，并在面向对象软件开发界得到了广泛的认可。而本章介绍的统一建模语言UML(Unified Modeling Language)结合了Booch方法、OMT方法和Jacobson方法的优点，统一了符号体系，并从其他的方法和工程实践中吸收了许多经过实际检验的概念和技术。 　　UML语言包括UML语义和UML表示法两个部分。 　　(1) ?UML语义。UML是一种面向对象的建模语言，它的主要作用是帮助用户以面向对象的形式对软件系统进行描述和建模(建模的最终目的是将用户的业务需求映射为代码，并保证代码满足这些需求)，它可以完整地描述需求分析、软件实现和测试的软件开发全过程。 　　(2) ?UML表示法。UML表示法主要定义UML的符号语法，为开发者或开发工具使用这些图形符号和文本语法进行系统建模提供标准。 　　1.? UML的建模机制 　　UML有两种建模机制：静态建模机制和动态建模机制。“静可描形，动可描行”，动和静是系统辩证的两个方面，在UML中，静态建模可以描述系统的组织和结构，而动态建模则可描述系统的行为和动作。 　　静态建模机制使用例图、类图、对象图、包图、组件图和部署图等来描述系统。这些图称为静态视图。 动态建模机制使用状态图、时序图、协作图和活动图等来描述系统。这些