軟件工程3基于UML的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程.pptx

基于UML的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程,1,UML概述 案例,內(nèi)容,3,1. UML語(yǔ)言概述,1.1 UML的歷史 1.2 UML的定義 1.3 UML包含的內(nèi)容 1.4 UML的應(yīng)用領(lǐng)域,4,為什么需要UML？,5,1.1 UML的歷史,面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)（OOA&OOD）方法的發(fā)展在20世紀(jì)80年代末至90年代中出現(xiàn)了一個(gè)高潮，UML是這個(gè)高潮的產(chǎn)物。它不僅統(tǒng)一了Booch、Rumbaugh和Jacobson的表示方法，而且對(duì)其做了進(jìn)一步的發(fā)展，并最終統(tǒng)一為大眾所接受的標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言。 公認(rèn)的面向?qū)ο蠼ＵZ(yǔ)言出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代中期對(duì)象是問(wèn)題域或?qū)崿F(xiàn)域中某些事物的一個(gè)抽象。 1996年6月和10月分別發(fā)布了兩個(gè)新的版本，即UML 0.9和UML 0.91，并將UM重新命名為UML（Unified Modeling Language）。UML的開(kāi)發(fā)者倡議并成立了UML成員協(xié)會(huì)。,6,UML的誕生,創(chuàng)始人 Grady Booch Grady （IBM fellow）因其在軟件架構(gòu)、軟件工程和軟件建模方面的杰出貢獻(xiàn)而在國(guó)際上享有盛名。自 Rational 于1981年創(chuàng)建以來(lái)，他就一直擔(dān)任 IBM Rational 的首席科學(xué)家。Grady 于 2003 年 3 月榮獲IBM 名士（IBM fellow）的稱(chēng)號(hào)。 Booch方法的力量在于其豐富的符號(hào)體系，包括： . 類(lèi)圖（類(lèi)結(jié)構(gòu)靜態(tài)視圖） . 對(duì)象圖（對(duì)象結(jié)構(gòu)靜態(tài)視圖） . 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（類(lèi)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)視圖） . 時(shí)態(tài)圖（對(duì)象結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)視圖） . 模塊圖（模塊體系結(jié)構(gòu)） . 進(jìn)程圖（進(jìn)程體系結(jié)構(gòu)） ,7,UML的誕生,創(chuàng)始人 Ivar Jacobson Ivar Jacobson 博士是 Objectory 方法的發(fā)明者，也是瑞典 Objectory AB 公司的創(chuàng)始人。Jacobson 博士是兩本影響深遠(yuǎn)的暢銷(xiāo)書(shū)的主要作者：面向?qū)ο蟮能浖こ桃环N用例驅(qū)動(dòng)方法（1992年計(jì)算機(jī)語(yǔ)言生產(chǎn)力獎(jiǎng)獲得者）和 對(duì)象的優(yōu)勢(shì)采用對(duì)象技術(shù)的業(yè)務(wù)過(guò)程再工程。 Jacobson將use case模型與其它五種系統(tǒng)模型關(guān)聯(lián)： . 領(lǐng)域?qū)ο竽Ｐ?。use case模型根據(jù)領(lǐng)域來(lái)表示。 . 分析模型。use case模型通過(guò)分析來(lái)構(gòu)造。 . 設(shè)計(jì)模型。use case模型通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)具體化。 . 實(shí)現(xiàn)模型。該模型依據(jù)具體化的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)use case模型。 . 測(cè)試模型。用來(lái)測(cè)試具體化的use case模型。,8,UML的誕生,創(chuàng)始人 James Rumbaugh James Rumbaugh 博士是享譽(yù)全球的軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)家。Jim 一直是引導(dǎo) UML 未來(lái)開(kāi)發(fā)的領(lǐng)袖，他提出了許多有關(guān) UML 的概念。他與 Rational 的其他軟件領(lǐng)袖一起工作在各個(gè)領(lǐng)域，比如 Rational 統(tǒng)一過(guò)程和實(shí)時(shí)開(kāi)發(fā)方法學(xué)。自從 2003 年 IBM 收購(gòu)了 Rational 之后，Jim 就一直致力于推動(dòng) IBM 建模工具的開(kāi)發(fā)。 Rumbaugh的OMT方法將開(kāi)發(fā)過(guò)程分為四個(gè)階段： . 分析 . 系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 對(duì)象設(shè)計(jì) . 實(shí)現(xiàn),9,UML發(fā)展歷史,10,1.2 UML的定義,UML適用于各種軟件開(kāi)發(fā)方法、軟件生命周期的各個(gè)階段 、各種應(yīng)用領(lǐng)域以及各種開(kāi)發(fā)工具。 2. UML由以下5類(lèi)圖來(lái)定義： 第1類(lèi)：用例圖 第2類(lèi)：靜態(tài)圖（包括類(lèi)圖、對(duì)象圖和包圖） 第3類(lèi)：行為圖（包括狀態(tài)圖和活動(dòng)圖） 第4類(lèi)：交互圖（包括時(shí)序圖和協(xié)作圖） 第5類(lèi)：實(shí)現(xiàn)圖（包括組件圖和配置圖）,11,1.3 UML包含的內(nèi)容,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、一致和通用的定義性說(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。,12,UML的組成,模型 是一個(gè)特定系統(tǒng)的完整描述。,UML中的5類(lèi)圖形,Use Case Diagrams,Use Case Diagrams,用例圖,Scenario Diagrams,Scenario Diagrams,協(xié)作圖,State Diagrams,State Diagrams,構(gòu)件圖,Component Diagrams,Component Diagrams,部署圖,State Diagrams,State Diagrams,包圖,Scenario Diagrams,Scenario Diagrams,狀態(tài)圖,Use Case Diagrams,Use Case Diagrams,時(shí)序圖,State Diagrams,State Diagrams,類(lèi)圖/對(duì)象圖,活動(dòng)圖,模型庫(kù),14,小例子,用UML圖來(lái)描述一臺(tái)洗衣機(jī)。 一臺(tái)洗衣機(jī)應(yīng)該具備的屬性： 品牌，比如海爾。 模式，比如全自動(dòng)，半自動(dòng)。 序列號(hào)，比如AS19980909 容量，比如5L 一臺(tái)洗衣機(jī)操作包括： 裝入衣物 裝入洗衣粉 開(kāi)電源 關(guān)電源 一臺(tái)洗衣機(jī)的功能：浸泡，洗滌，漂洗，脫水 人使用洗衣機(jī)來(lái)洗衣服。,15,類(lèi)圖,類(lèi)(class)：一類(lèi)或一組具有類(lèi)似屬性和共同行為的事物。,類(lèi)的圖示,洗衣機(jī)類(lèi)的圖示,品牌,模式,序列號(hào),裝入衣物,裝入洗衣粉,容量,開(kāi)機(jī),關(guān)機(jī),16,對(duì)象圖,對(duì)象名：類(lèi)名,匿名對(duì)象,某臺(tái)具體的洗衣機(jī)就是洗衣機(jī)類(lèi)的一個(gè)對(duì)象。 比如：小明家的海爾洗衣機(jī),17,用例圖,用例(use case)：從用戶的觀點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)行為的一個(gè)描述。 用來(lái)從用戶的觀察角度收集系統(tǒng)需求。 用例圖表達(dá)系統(tǒng)的外部事物（參與者）與系統(tǒng)的交互，它表達(dá)了系統(tǒng)的功能，即系統(tǒng)所提供的服務(wù)。 整個(gè)軟件項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)可以采用Use Case 驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行。,這個(gè)用例圖描述了用戶使用洗衣機(jī)洗衣服。,18,狀態(tài)圖,在任一給定的時(shí)刻，一個(gè)對(duì)象總是處于某一特定的狀態(tài)。 狀態(tài)圖主要表現(xiàn)一個(gè)對(duì)象所經(jīng)歷的狀態(tài)序列，引起狀態(tài)或活動(dòng)轉(zhuǎn)移的事件，以及因狀態(tài)或活動(dòng)轉(zhuǎn)移而伴隨的動(dòng)作。,浸泡,洗滌,漂洗,脫水,洗衣機(jī)的狀態(tài)圖,19,時(shí)序圖的定義,在一個(gè)運(yùn)行的系統(tǒng)中，對(duì)象之間要發(fā)生交互，并且這些交互要經(jīng)歷一定的時(shí)間。 順序圖表達(dá)的正是這種基于時(shí)間的動(dòng)態(tài)交互。重點(diǎn)是完成某個(gè)行為的對(duì)象類(lèi)和這些對(duì)象類(lèi)之間所傳遞的消息的時(shí)間順序。,20,時(shí)序圖,洗衣機(jī)的例子： 定時(shí)器(timer) 注水的進(jìn)水管(water piper) 裝衣服的洗滌缸(drum),21,1浸泡定時(shí),2注水,3儲(chǔ)水,4停止注水,5洗滌定時(shí),6.反復(fù)旋轉(zhuǎn)洗滌,7.排臟水,8.停止洗滌,9.漂洗定時(shí),10.注水,11儲(chǔ)水,12.反復(fù)旋轉(zhuǎn)洗滌,14.停止漂洗,13.排臟水,15.脫水定時(shí),16.順時(shí)針旋轉(zhuǎn),17.停止脫水,22,協(xié)作圖,協(xié)作圖通過(guò)對(duì)象之間的連接和它們相互發(fā)送的消息來(lái)顯示參與交互的對(duì)象。,23,協(xié)作圖的圖例,1，5，9，15由定時(shí)器完成,2，4，10由定時(shí)器調(diào)用注水管完成,2，10由注水管調(diào)用洗衣缸完成,6，7，8，12，13，14，16，17由定時(shí)器調(diào)用洗衣缸完成,24,交互圖的應(yīng)用,順序圖和協(xié)作圖都是交互圖，它們既是等價(jià)的，又是有區(qū)別的。 順序圖和協(xié)作圖都能等價(jià)的表現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中對(duì)象通過(guò)消息發(fā)生的交互行為。 順序圖表示了時(shí)間的消息序列，便于分析交互的時(shí)序，但沒(méi)有表示靜態(tài)對(duì)象關(guān)系，順序圖可以有效地幫助人們觀察系統(tǒng)的順序行為。 協(xié)作圖著重表示一個(gè)協(xié)作中的對(duì)象之間的聯(lián)系和消息。,25,活動(dòng)圖,活動(dòng)圖實(shí)質(zhì)上是一種流程圖，只不過(guò)表現(xiàn)的是從一個(gè)活動(dòng)到另一個(gè)活動(dòng)的控制流?；顒?dòng)圖描述活動(dòng)的序列，并且支持對(duì)帶條件的行為和并發(fā)行為表達(dá)。,26,構(gòu)件圖,組件圖代表系統(tǒng)的一個(gè)物理實(shí)現(xiàn)塊，代表邏輯模型元素如類(lèi)、接口的物理打包。,27,部署圖,顯示基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物理體系結(jié)構(gòu)。,28,UML2.0中的新圖,組成結(jié)構(gòu)圖（composite structure diagram） 交互縱覽圖（interaction overview diagram） 計(jì)時(shí)圖（timing diagram）,29,組成結(jié)構(gòu)圖,從類(lèi)的內(nèi)部來(lái)審視這個(gè)類(lèi)。,30,交互縱覽圖,31,計(jì)時(shí)圖,32,1.4 UML的應(yīng)用領(lǐng)域,UML的目標(biāo)是以面向?qū)ο髨D的方式來(lái)描述任何類(lèi)型的系統(tǒng)。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。 UML模型可作為測(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(lèi)圖和類(lèi)規(guī)格說(shuō)明；集成測(cè)試使用部件圖和協(xié)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。,33,2. 選取一個(gè)過(guò)程RUP,迭代1,迭代2,迭代n,CMS系統(tǒng) 該系統(tǒng)需求非常簡(jiǎn)單，大致課做如下描述： 這個(gè)系統(tǒng)主要用來(lái)發(fā)布新聞，管理員只需要一個(gè)，登錄后可以在后臺(tái)發(fā)布新聞。任何人可以瀏覽新聞，瀏覽者可以注冊(cè)成為系統(tǒng)會(huì)員，注冊(cè)后可對(duì)新聞進(jìn)行評(píng)論。管理員在后臺(tái)可以對(duì)新聞、評(píng)論、注冊(cè)會(huì)員進(jìn)行管理，如修改、刪除等。,34,一個(gè)簡(jiǎn)單的案例,35,與用戶進(jìn)行訪談，并且做好記錄，了解用戶的業(yè)務(wù)流程。 在訪談過(guò)程中，抽象出系統(tǒng)的“詞匯”，畫(huà)出領(lǐng)域類(lèi)圖 畫(huà)出業(yè)務(wù)用例圖，用來(lái)與用戶溝通”系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)什么樣的業(yè)務(wù)”,完成了業(yè)務(wù)用例圖后，我們要為每一個(gè)業(yè)務(wù)用例繪制一幅活動(dòng)圖?；顒?dòng)圖描述了這個(gè)業(yè)務(wù)用例中，用戶可能會(huì)進(jìn)行的操作序列?；顒?dòng)圖有個(gè)很重要的使命：從業(yè)務(wù)用例分析出系統(tǒng)用例。例如，下面是“新聞管理”的活動(dòng)圖：,36,將每個(gè)業(yè)務(wù)用例都繪制出相應(yīng)的活動(dòng)圖，再將其中的“活動(dòng)”整合，就得出所有備選系統(tǒng)用例。 找出所有的備選系統(tǒng)用例后，我們要對(duì)他們進(jìn)行合并和篩選。合并就是將相同的用例合并成一個(gè)，篩選就是將不符合系統(tǒng)用例條件的備選用例去掉。 一個(gè)系統(tǒng)用例應(yīng)該是實(shí)際使用系統(tǒng)的用戶所進(jìn)行的一個(gè)操作。,37,得出系統(tǒng)用例圖后，我們應(yīng)該對(duì)每一個(gè)系統(tǒng)用例給出用例規(guī)約。關(guān)于用例規(guī)約，沒(méi)有一個(gè)通用的格式，大家可以按照習(xí)慣的格式進(jìn)行編寫(xiě)。對(duì)用例規(guī)約唯一的要求就是“清晰易懂”。 下面給出“登錄”這個(gè)系統(tǒng)用例的一個(gè)規(guī)約：,38,在設(shè)計(jì)階段，需要繪制實(shí)現(xiàn)類(lèi)圖和包圖。同時(shí)還涉及到組件圖，時(shí)序圖，協(xié)作圖等。 實(shí)現(xiàn)類(lèi)圖和領(lǐng)域類(lèi)圖不一樣，它描述的是真正系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，是和最后的代碼完全一致的。因此，它和平臺(tái)關(guān)系密切，必須準(zhǔn)確給出系統(tǒng)中的實(shí)體類(lèi)、控制類(lèi)、界面類(lèi)、接口等元素以及其中的關(guān)系。,39,有了靜態(tài)結(jié)構(gòu)，我們還要給出動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，這樣，才能看清系統(tǒng)間的類(lèi)是如何交互的，從而有效幫助程序員進(jìn)行編碼工作。,40,時(shí)序圖在實(shí)際中是很多的，幾乎每個(gè)類(lèi)方法都配有相應(yīng)的時(shí)序圖,41,編寫(xiě)缺陷報(bào)告、測(cè)試報(bào)告,42,假設(shè)你進(jìn)入了一個(gè)軟件公司進(jìn)行為期3個(gè)月的實(shí)習(xí)。 作為一個(gè)實(shí)習(xí)