UML建模語言的基本概念專家講解
本節(jié)向大家介紹一下UML建模語言的一些基本概念，主要包括UML建模語言的構(gòu)造塊，工具和應(yīng)用等內(nèi)容，希望本節(jié)的介紹對(duì)你的學(xué)習(xí)有所幫助。下面讓我們一起來看一下這些概念吧。
UML建模語言輕松入門之基本概念
UML由圖和元模型組成，圖是語法，元模型是語義。UML主要包括三個(gè)基本構(gòu)造塊：事物（Things）、關(guān)系（Relationships）和圖（Diagrams）。本次連載我們將對(duì)UML的這些基本組成部分及UML工具和應(yīng)用進(jìn)行介紹，使讀者對(duì)UML形成初步的整體印象。在其后的幾次連載里，再以數(shù)個(gè)實(shí)例對(duì)這些內(nèi)容逐步展開。
1.1UML建模語言的基本構(gòu)造塊
1.1.1事物
事物是是實(shí)體抽象化的最終結(jié)果，是模型中的基本成員，UML建模語言中包含結(jié)構(gòu)事物、行為事物、分組事物和注釋事物。
?。?）結(jié)構(gòu)事物（Structuralthings）
結(jié)構(gòu)事物是模型中的靜態(tài)部分，用以呈現(xiàn)概念或?qū)嶓w的表現(xiàn)元素，是軟件建模中最常見的元素，共有以下七種：
類（Class）：類是指具有相同屬性、方法、關(guān)系和語義的對(duì)象的集合；
接口（Interface）：接口是指類或組件所提供的服務(wù)（操作），描述了類或組件對(duì)外可見的動(dòng)作；
協(xié)作（Collaboration）：協(xié)作描述合作完成某個(gè)特定任務(wù)的一組類及其關(guān)聯(lián)的集合，用于對(duì)使用情形的實(shí)現(xiàn)建模；
用例（UseCase）：用例定義了執(zhí)行者（在系統(tǒng)外部和系統(tǒng)交互的人）和被考慮的系統(tǒng)之間的交互來實(shí)現(xiàn)的一個(gè)業(yè)務(wù)目標(biāo)；
活動(dòng)類（ActiveClass）：活動(dòng)類的對(duì)象有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程或線程。活動(dòng)類和類很相象，只是它的對(duì)象代表的元素的行為和其他的元素是同時(shí)存在的；
組件（Component）：組件是物理的、可替換的部分，包含接口的集合，例如COM+、JAVABEANS等；
結(jié)點(diǎn)（Node）：結(jié)點(diǎn)是系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)存在的物理元素，代表一個(gè)可計(jì)算的資源，通常占用一些內(nèi)存和具有處理能力。
?。?）行為事物（Behavioralthings）
UML建模語言中行為事物指的是UML模型中的動(dòng)態(tài)部分，代表語句里的"動(dòng)詞"，表示模型里隨著時(shí)空不斷變化的部分，包含兩類：
交互（ineraction）：交互是由一組對(duì)象之間在特定上下文中，為達(dá)到特定的目的而進(jìn)行的一系列消息交換而組成的動(dòng)作；
狀態(tài)機(jī)（statemachine）：狀態(tài)機(jī)由一系列對(duì)象的狀態(tài)組成。
（3）分組事物（Groupingthings）
可以把分組事物看成是一個(gè)"盒子"，模型可以在其中被分解。目前只有一種分組事物，即包（package）。結(jié)構(gòu)事物、動(dòng)作事物甚至分組事物都有可能放在一個(gè)包中。包純粹是概念上的，只存在于開發(fā)階段，而組件在運(yùn)行時(shí)存在。
?。?）注釋事物（Annotationalthings）
注釋事物是UML模型的解釋部分。
1.1.2關(guān)系
關(guān)系是將事物聯(lián)系在一起的方式，UML建模語言中定義了四種關(guān)系：
?。?）依賴（Dependencies）：兩個(gè)事物之間的語義關(guān)系，其中一個(gè)事物發(fā)生變化會(huì)影響另一個(gè)事物的語義；
（2）關(guān)聯(lián)（Association）：一種描述一組對(duì)象之間連接的結(jié)構(gòu)關(guān)系，如聚合關(guān)系（描述了整體和部分間的結(jié)構(gòu)關(guān)系）；
?。?）泛化（Generalization）：一種一般化-特殊化的關(guān)系；
（4）實(shí)現(xiàn)(Realization)：類之間的語義關(guān)系，其中的一個(gè)類指定了由另一個(gè)類保證執(zhí)行的契約。
1.1.3圖
圖是事物集合的分類，UML建模語言中包含多種圖：
?。?）類圖(ClassDiagram)：類圖描述系統(tǒng)所包含的類、類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及類之間的關(guān)系；
（2）對(duì)象圖(ObjectDiagram)：對(duì)象圖是類圖的一個(gè)具體實(shí)例；
?。?）包圖（PackageDiagram）：包圖表明包及其之間的依賴類圖；
（4）組件圖(CompomentDiagram，也稱構(gòu)件圖)：組件圖描述代碼部件的物理結(jié)構(gòu)以及各部件之間的依賴關(guān)系；
（5）部署圖(DeploymentDiagram)：部署圖定義系統(tǒng)中軟硬件的物理體系結(jié)構(gòu)；
?。?）用例圖(UsecaseDiagram)：用例圖從用戶的角度出發(fā)描述系統(tǒng)的功能、需求，展示系統(tǒng)外部的各類角色與系統(tǒng)內(nèi)部的各種用例之間的關(guān)系；
（7）順序圖(SequenceDiagram)：順序圖表示對(duì)象之間動(dòng)態(tài)合作的關(guān)系；
（8）協(xié)作圖(CollaborationDiagram)：合作圖描述對(duì)象之間的協(xié)作關(guān)系；
?。?）狀態(tài)圖(StatechartDiagram)：狀態(tài)圖描述一類對(duì)象的所有可能的狀態(tài)以及事件發(fā)生時(shí)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件；
（10）活動(dòng)圖(ActivityDiagram)：活動(dòng)圖描述系統(tǒng)中各種活動(dòng)的執(zhí)行順序。
1.2UML建模語言工具與應(yīng)用
"工欲善其事，必先利于器"，為了有效的利用UML，我們需要首先獲得一個(gè)UML工具軟件。
當(dāng)前，業(yè)界使用最廣泛的UML建模工具為RationalRose。RationalRose中可實(shí)現(xiàn)正向（為模型產(chǎn)生相應(yīng)的代碼）、逆向（從用戶原來的軟件系統(tǒng)導(dǎo)出該系統(tǒng)的模型）和雙向工程（實(shí)現(xiàn)模型和代碼之間的循環(huán)工程），從而保證模型與代碼的高度一致。RationalRose支持C++、VisualC++、Java、Smalltalk、Ada、VisualBasic、PowerBuilder等語言和開發(fā)工具，并能為CORBA應(yīng)用生成接口定義語言（IDL），為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用生成數(shù)據(jù)庫描述語言（DDL）等。另外，RationalRose為團(tuán)隊(duì)開發(fā)和規(guī)范的開發(fā)過程管理提供了良好的支持。
對(duì)于小規(guī)模應(yīng)用，我們可以使用微軟公司Office套件中的Visio，其中提供了對(duì)UML各種圖的繪制支持。
從應(yīng)用的角度上來講，面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)設(shè)計(jì)一般需要完成如下工作：
?。?）描述需求；
（2）根據(jù)需求建立系統(tǒng)的靜態(tài)模型；
?。?）描述系統(tǒng)的行為。
?。?）和（2）中所建立的模型是靜態(tài)的（采用用例圖、類圖、對(duì)象圖、組件圖和部署圖等），是標(biāo)準(zhǔn)建模語言UML中的靜態(tài)建模機(jī)制；而（3）中所建立的模型則表示執(zhí)行時(shí)的序列、狀態(tài)或交互關(guān)系（以狀態(tài)圖、活動(dòng)圖、順序圖和協(xié)作圖描述），是標(biāo)準(zhǔn)建模語言UML中的動(dòng)態(tài)建模機(jī)制。
由此可以看出，標(biāo)準(zhǔn)UML建模語言的主要內(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。
此外，需要說明的是，UML只是一種建模語言，它獨(dú)立于具體的建模過程。因此，利于它建模時(shí)，可遵循任何類型的建模過程。盡管如此，UML的作者們?yōu)槲覀兺扑]了RUP（RationalUnifiedProcess）。RUP由Rational軟件公司首創(chuàng)，其最重要的特點(diǎn)有三：
（1）軟件開發(fā)是由用例驅(qū)動(dòng)的；
?。?）軟件開發(fā)是以體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（ArchitecturalDesign）為中心；
?。?）軟件開發(fā)是個(gè)迭代過程。
RUP包括四個(gè)階段，每個(gè)階段又分為若干次迭代，每次迭代都有一個(gè)核心工作流。
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