2022年UML綜合案例

1、在自動取款機中的應用（一） uml基礎知識uml概述uml（unified modeling language）是軟件界第一個統(tǒng)一的建模語言，該方法結合了 booch, omt, 和oose方法的優(yōu)點，統(tǒng)一了符號體系，并從其它的方法和工程實踐中吸收了許多經過實際檢驗的概念和技術。它是一種標準的表示,已成為國際軟件界廣泛承認的標準。是一種基于面向對象的可視化的通用 (general)建模語言。為不同領域的用戶提供了統(tǒng)一的交流標準 uml 圖。uml 應用領域很廣泛， 可用于軟件開發(fā)建模的各個階段，商業(yè)建模 （business modeling） , 也可用于其它類型的系統(tǒng)。uml 是一種定義良好

2、，易于表達，功能強大且普遍實用的建模語言，不是一種方法，它獨立于過程。利用它建模時，可遵循任何類型的建模過程。建模過程：uml 的主要構成向對象分析與設計的一種uml 是一種標準化的圖形建模語言，它是面向對象分析與設計的一種標準表示。由: 視圖 (views), 圖(diagrams), 模型元素 (model elements) 通用機制 (general mechanism) 等幾個部分構成。視圖(views)一個系統(tǒng)應從不同的角度進行描述,從一個角度觀察到的系統(tǒng)稱為一個視圖（view）。視圖由多個圖（diagrams）構成，它不是一個圖表（graph）,而是在某一個抽象層上，對系統(tǒng)的抽象

3、表示。如果要為系統(tǒng)建立一個完整的模型圖，需定義一定數量的視圖，每個視圖表示系統(tǒng)的一個特殊的方面。另外，視圖還把建模語言和系統(tǒng)開發(fā)時選擇的方法或過程連接起來。圖(diagrams)uml 語言定義了五種類型9種不同的圖， 把它們有機結合起來就可以描述系統(tǒng)的所有視圖。用例圖 (use case diagram) 從用戶角度描述系統(tǒng)功能,并指出各功能的操作者。靜態(tài)圖 (static diagram), 表示系統(tǒng)的靜態(tài)結構。包括類圖、對象圖、包圖。領域問題概念模型系統(tǒng)需求解決方案分析、抽取提取分析、設計精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，

4、共 18 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -行為圖 (behavior diagram)，描述系統(tǒng)的動態(tài)模型和組成對象間的交互關系。包括狀態(tài)圖、活動圖。交互圖 (interactive diagram), 描述對象間的交互關系。包括順序圖、合作圖。實現圖 ( implementation diagram ) 用于描述系統(tǒng)的物理實現。包括構件圖、部件圖。uml 的9種圖圖名稱圖定義圖性質1 類圖一組類、接口、協(xié)作及它們的關系靜態(tài)圖2 對象圖一組對

5、象及它們的關系靜態(tài)圖3 用例圖一組用例、參與者及它們的關系靜態(tài)圖4 順序圖一個交互，強調消息的時間順序動態(tài)圖5 協(xié)作圖一個交互，強調消息發(fā)送和接受的對象的結構組織動態(tài)圖6 狀態(tài)圖一個狀態(tài)機，強調對象按事件排序的行為動態(tài)圖7 活動圖一個狀態(tài)機，強調從活動到活動的流動動態(tài)圖8 構件圖一組構件及關系靜態(tài)圖9 配置（實施圖）一組接點及它們的關系靜態(tài)圖包圖 : 包中的類以及包與包之間的關系(靜態(tài)圖 ) uml 的5種視圖視圖名稱視圖內容靜態(tài)表現動態(tài)表現觀察角度1 用戶模型視圖（用例視圖）系統(tǒng)行為， 動力用例圖交互圖、 狀態(tài)圖、活動圖用戶、分析員、測試員2 結構模型視圖（設計視圖）問題及解決方案類圖、對象

6、圖交互圖、 狀態(tài)圖、活動圖類、接口、協(xié)作3 行為模型視圖（進程視圖）性能、可伸縮性，吞吐量類圖、對象圖交互圖、 狀態(tài)圖、活動圖線程、進程4 實現模型視圖（實現視圖）構件、文件構件圖交互圖、 狀態(tài)圖、活動圖配置、發(fā)布5 環(huán)境模型視圖（實施視圖）部件的發(fā)布、交付、安裝配置圖(實施圖 ) 交互圖、 狀態(tài)圖、活動圖拓撲結構的節(jié)點模型元素(model elements)代表面向對象中的類，對象， 關系和消息等概念，是構成圖的最基本的常用的元素。一個模型元素可以用于多個不同的圖中。通用機制(general mechanism)用于表示其他信息，比如注釋，模型元素的語義等。另外，為了適應用戶的需求，它還提供

7、了擴展機制(extensibility mechanisms) ，包括構造型 (stereotype) 、標記值 (tagged value) 和約束 (constraint).使用 uml 語言能夠適應一個特殊的方法（或過程） ，或擴充至一個組織或用戶。精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -（二） atm 建模分析引言 （統(tǒng)一建模語言）是

8、一種通用的可視化建模語言，用于對軟件進行描述、可視化處理、 構造和建立軟件系統(tǒng)的文檔 它提供了從不同的角度去觀察和展示系統(tǒng)各種特征的標準方法在中，從任何一個角度對系統(tǒng)所做的抽象都可以用多種模型來描述，而這些來自不同角度的模型最終構成了系統(tǒng)的完整模型（）自動取款機是由計算機控制的持卡人自我服務型的金融專用設備在我國， 基本上所有的銀行系統(tǒng)都有自己的系統(tǒng) 利用磁性代碼卡或智能卡實現金融交易，代替銀行前臺工作人員的部分工作顧客可以在機上取錢、查詢余額、轉賬和修改密碼等業(yè)務除此之外，自動取款機還具有維護、測試、事件報告、監(jiān)控和管理等多種功能系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)向用戶提供一個方便、簡單、 及時、 隨時隨地可

9、以取款的互聯的現代計算機化的網絡系統(tǒng)一個完整的機至少包含四個功能：）取款：持卡人或有銀聯標識卡的客戶均可通過進行取款交易）查詢： 持卡人可通過辦理活期賬戶查詢和多賬戶查詢，持有銀聯標識卡的客戶可通過本行辦理活期賬戶查詢）改密：持卡人可通過更改賬戶密碼，確保資金安全）轉賬：持卡人可通過辦理卡與卡賬戶、卡與折賬戶的轉賬等業(yè)務為了實現上述四個基本功能，一個系統(tǒng)應包括讀卡模塊、輸入模塊、 卡認證模塊、顯示模塊、吐錢模塊、打印模塊，監(jiān)視器模塊等讀卡模塊用于識別客戶卡的種類并在顯示器上提示輸入密碼；輸入模塊用于客戶輸入密碼、賬號和金額等信息；卡認證模塊用于鑒別卡的真?zhèn)?，以防假冒?顯示模塊用于顯示持卡客戶

10、有關的信息；吐錢模塊則按照客戶的需求提供相應的現金；打印模塊則為客戶提供交易憑證結構圖如下所示：atm 自動取款讀卡機模塊鍵盤輸入模塊監(jiān)視器模塊ic認證模塊顯示模塊打印報表報表吐錢機模塊系統(tǒng)用例模型系統(tǒng)用例圖根據系統(tǒng)的需求分析可知，系統(tǒng)中的角色有銀行客戶、工作人員和系統(tǒng)，其中銀行客戶使用系統(tǒng)進行交易；工作人員可以更改的設置、放置現金、機器維護等；系統(tǒng)則作為外部角色參與整個活動，系統(tǒng)用例圖如圖所示：精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - -

11、- - - - - - - - - 第 3 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -【atm 系統(tǒng)的用例圖】【atm 提款系統(tǒng)用例圖】存錢取錢轉賬查詢余額付款銀行工作人員客戶修改密碼添加信息銀行工作人員維護硬件設備存款查余額用戶更改密碼取款驗證用戶付款信用精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -【解釋：用例圖】用例用于描述一組用例

12、、參與者及它們之間的連接關系。 用例圖僅僅從角色使用系統(tǒng)的角度描述系統(tǒng)中的信息，也是站在系統(tǒng)外部查看系統(tǒng)功能，而并不描述該功能在系統(tǒng)內部是如何實現的。用例圖是被稱為參與者的外部用戶所能觀察到的系統(tǒng)功能的模型圖。 用例可應用于整個系統(tǒng)，也可應用于系統(tǒng)的一部分，包括子系統(tǒng)、 單個的類甚至接口。 通常，用例不僅代表這些元素所期望的行為，而且還可把這些元素用作開發(fā)過程中測試用例的基礎。橢圓：用例，是用戶與計算機之間的一次典型交互作用。人形：參與者 (外部執(zhí)行者 )是指用戶在系統(tǒng)中所扮演的角色。顧客用例圖創(chuàng)建用例（ use case ）用例是角色啟動的，基于這樣的考慮，atm 系統(tǒng)根據業(yè)務流程大致可以分

13、為以下的幾個用例：?客戶取錢?客戶存錢?客戶查詢余額?客戶轉帳?客戶更改密碼?客戶通過信用系統(tǒng)付款?銀行官員改變密碼?銀行官員為 atm 添加現金?銀行官員維護 atm 硬件?信用信用啟動來自客戶的付款顧客先將自己的磁卡或智能卡插入機，機先審核該卡，如果合法， 則提示用戶輸入密碼，如密碼錯誤，則提示重新輸入，如果輸入次數超過限制，則自動吐卡；如果密碼正確，則讓顧客選擇服務類型，此時顧客就可以進行取款、查詢余額、設置密碼、轉賬等操作，操作完成后退磁卡或智能卡，顧客用例圖如圖所示：精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 18 頁 -

14、- - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -2.3 系統(tǒng)類圖【解釋：類圖】用于描述一組類、接口、協(xié)作及它們間的靜態(tài)關系。在面向對象系統(tǒng)的建模中，類圖最為常用，它用來闡明系統(tǒng)的靜態(tài)結構。 類是對一組具有相同屬性、操作、關系和語義的對象的描述，其中對類的屬性和操作進行描述時的一個最重要的細節(jié)是它的可見性。一個典型的系統(tǒng)模型中通常有若干個類圖。一個類圖不一定要包含系統(tǒng)中所有的類，一個類可加到幾個類圖中。在類圖中類用矩形框來表示，它的屬性和操作分別列在分格中。類之間可以

15、多種方式鏈接(如關聯、泛化、依賴和實現等)。關系用類框之間的連線來表示，不同的關系用連線上和連線端頭處的修飾符來區(qū)別?！绢悎D】【 atm 機系統(tǒng)類圖】數據庫atm鍵盤atm屏幕吐錢機atm讀卡器賬戶精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -系統(tǒng)動態(tài)模型動態(tài)模型是指系統(tǒng)隨時間變化的行為，行為是從靜態(tài)視圖中抽取系統(tǒng)的瞬間值的變化來描述的，中動態(tài)模型

16、包括時序圖、協(xié)作圖、活動圖和狀態(tài)圖等時序圖（順序圖）時序圖（）用來顯示對象之間的關系，并強調對象之間消息的時間順序，同時顯示了對象之間的交互時序圖主要包括如下元素：類角色、 生命線、激活期和消息等顧客要取款時先插入磁卡，機驗證磁卡正確后要求顧客輸入密碼，如果用戶輸入正確， 則系統(tǒng)提示顧客選擇服務，此時顧客選擇取錢，系統(tǒng)再次要求輸入金額，如果顧客輸入的金額在允許范圍內，則系統(tǒng)正常進行交易，交易完成后提示顧客取走磁卡，顧客在機上交易的時序圖如圖所示：【解釋：順序圖】順序圖表示對象之間傳送消息的時間順序。順序圖用來描述對象之間消息發(fā)送的先后次序，闡明對象之間的交互過程以及在系統(tǒng)執(zhí)行過程中的某一具體時

17、刻將會發(fā)生什么事件。順序圖是一種強調時間順序的交互圖，可用來進行一個場景說明，即一個事務的歷史過程。順序圖中對象沿橫軸排列，消息沿縱軸按時間順序排列。順序圖中的對象生命線是一條垂直的虛線，它表示一個對象在一段時間內存在。精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -由于順序圖中的大多數對象都存在于整個交互過程中，因此這些對象全部排列在圖的頂部，它們

18、的生命線從圖的頂部畫到圖的底部。每個對象的正下方有一個小矩形條，它與對象的生命線相重疊，它表示該對象的控制焦點。圖中的消息可有序號，但由于該圖上的消息已在縱軸上按時間順序排序，因此消息序號通常省略?！緜€人用戶取款的順序圖】【客戶李明取款200元的 atm 系統(tǒng)順序圖】顯示請求輸入金額金額 200現金可用性請求200 元個人 : 用戶顯示請求顯示數字鍵盤客戶管理點鈔機插入 atm 卡接受 atm卡詢問 pin 代碼顯示請求輸入 pin 代碼pin 代碼尋取數據庫提供錢提供數據退卡精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 頁，共 18 頁 -

19、- - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -取款驗款扣款提供超票提供發(fā)票李明 : 用戶提示輸入密碼退卡客戶李明取款機讀卡號初始化屏幕打開賬戶提示輸入密碼輸入密碼123456驗證密碼提示選擇事務選擇事務取款提示輸入金額輸入金額200精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 9 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - -

20、第 9 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -3.2 協(xié)作圖【解釋：協(xié)作圖】協(xié)作圖也是一種交互圖，它強調收發(fā)消息的對象的組織結構。協(xié)作圖描述對象間的協(xié)作關系(與順序圖相似)，顯示對象間的動態(tài)合作關系。在協(xié)作圖中，直接相互通信的對象之間有一條直線，沒有畫線的對象之間不直接通信。附在直線上的箭頭代表消息。消息的發(fā)生順序用消息箭頭處的編號來說明。協(xié)作圖是表示一個類操作的實現。協(xié)作圖可說明類操作中用到的參數和局部變量及操作中的永久鏈。當實現一個行為時，消息編號對應了程序中嵌套調用結構和信號傳遞過程【李明取款的協(xié)作圖】銀行儲戶讀卡機顯示輸入設備客戶管理點鈔機事務管理插入 atm 卡接受 a

21、tm 卡查詢密碼顯示輸入密碼請求輸入密碼密碼傳遞數據合法性確認確認數據的合法性出鈔請求出鈔取鈔取款機讀卡機李明插卡1: 插卡2: 讀卡號3: 屏幕初始化10: 提示輸入金額12: 取款13: 卡扣錢15: 提供款16: 提供清單17: 退卡李明 : 用戶atm屏4: 打開賬戶5: 提示輸入密碼6: 輸入密碼1234567: 驗證密碼8: 提示選擇事務9: 選擇事務（取款）11: 輸入金額 20014: 查詢余額精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 10 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f -

22、- - - - - - - - - - - - - 第 10 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -協(xié)作圖與順序 (序列 )圖二者同構，可以互相轉換。在多數情況下，協(xié)作圖主要用來對單調的、順序的控制流建模，但它也可以用來對包括迭代和分支的復雜控制流程進行建模。如果強調時間和順序，則使用順序圖；如果強調上下級關系，則選擇協(xié)作圖。3.3 狀態(tài)圖狀態(tài)圖是一個對象所有可能經歷的所有過程的模型圖，由對象的各個狀態(tài)和連接這些狀態(tài)的轉換組成。 它用狀態(tài)描述系統(tǒng)的狀態(tài)變化，狀態(tài)的變化時有外界（包括自己） 的作用（事件）驅動而引起的。顧客在 atm 機上進行操作會經歷多種狀態(tài)及各種狀態(tài)之間轉換的條

23、件，除了等待顧客插入磁卡的起始狀態(tài)和結束服務的終止狀態(tài)，顧客會處于輸入密碼、選擇服務類型、 存款和取款四種狀態(tài)， atm 機的狀態(tài)圖如圖4所示：【解釋：狀態(tài)圖】狀態(tài)視圖是一個類對象所經歷的所有歷程的模型圖。狀態(tài)由對象的各個狀態(tài)和連接這些狀態(tài)的變遷組成。每個狀態(tài)對一個對象在其生命周期中滿足某種條件的一個時間段建模。當一個事件發(fā)生時， 它會觸發(fā)狀態(tài)間的變遷，導致對象從一種狀態(tài)轉到另一種新的狀態(tài)。與變遷相關的活動執(zhí)行時，變遷也同時發(fā)生。狀態(tài)用狀態(tài)圖來表達。在uml 中，狀態(tài)圖可用來對一個對象按事件排序的行為建模?！敬嫒】顮顟B(tài)圖】取款輸入密碼3次不正確，系統(tǒng)退去選擇取款選擇退出服務選擇繼續(xù)服務輸入密碼

24、密碼輸入不正確選擇服務類型存款選擇退出系統(tǒng)選擇繼續(xù)服務插入磁卡密碼輸入正確選擇存款精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -【account(賬戶 )對象 (atm 系統(tǒng) )狀態(tài)圖】open透支通知客戶存款 結余小于 0取錢 結余小于0close客戶請求關閉檢查結余 結余小于 0達 30以上天 精品學習資料 可選擇p d f - - - -

25、 - - - - - - - - - - 第 12 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 12 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -3.4 活動圖【解釋：活動圖】活動圖是狀態(tài)圖的一種特殊情況，其中幾乎所有或大多數狀態(tài)都處于活動狀態(tài)，而且?guī)缀跛谢虼蠖鄶底冞w都是由源狀態(tài)中活動的完成而觸發(fā)的?；顒訄D本質上是一種流程圖，它描述從活動到活動的控制流。活動圖顯示了系統(tǒng)的流程，可以是工作流，也可以是事件流?！鹃_戶的活動圖】【atm 系統(tǒng)活動圖】在屏幕上顯示磁盤滿在屏幕上顯示打印產生附錄

26、文件查處屏幕上的提示信息磁盤滿空閑磁盤空間打印打印清單簽發(fā)收集客戶信息建立新的信用賬戶： account/屏initialixing設置信用限制/ 檢查客戶信用歷史檢查客戶信用歷史拒絕賬戶批準賬戶:account/denied： account/approved接受信用條件： account/opened i： 精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 13 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 13 頁，共 18 頁 - - - - -

27、- - - -【客戶存取款-轉賬 -更改密碼活動圖】4 系統(tǒng)組件圖【解釋：組件圖】用于描述一組(構)件之間的組織和依賴關系，用于建模系統(tǒng)的靜態(tài)實現視圖。組(構)件用虛線連接，表示組(構)件間的相關性。組(構)件可以是可執(zhí)行程序、庫、表、文件和文檔等，它包含了邏輯類或者邏輯類的實現信息，因此邏輯視圖和實現視圖之間存在映射關系。組(構)件間也存在依賴關系，利用它可方便地分析一個組(構)件的變化會給其他組(構)件帶來怎樣的影響。組(構)件圖中也可包括包或子系統(tǒng)，它們都用于將模型元素組織成較大的組塊?！綼tm 系統(tǒng)構件圖】精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - -

28、- - 第 14 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 14 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -【atm 客戶機的組件圖】在c+ 組件圖中：每個類有自己的體文件和頭文件，框圖中每個類映射自己的組件。如，顯示類映射 atm 顯示組件，陰影組件稱為包體，表示c+ 中顯示類的體文件(.cpp)。無陰影組件稱為包規(guī)范，表示c+ 類的頭文件 (.h)。組件 atm.exe是任務規(guī)范，表示處理線程(可執(zhí)行程序 )。組(構 )件間的相關性：如，讀卡機類與顯示類相關，即必須有顯示類才能編

29、譯讀卡機類。編譯所有類后，即可創(chuàng)建可執(zhí)行文件atmclient.exe。atmscreencardreadercarddiapenseratm.exe顯示點鈔機點鈔機顯示讀卡機atm.exe讀卡機精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 15 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 15 頁，共 18 頁 - - - - - - - - -5 系統(tǒng)部署圖部署圖是整個項目實施的最后階段，就是把該系統(tǒng)中涉及的所有硬件和軟件整合在一起，使系統(tǒng)運行起來， 部署圖包括組件圖和配置圖，組件圖的主要目的是顯示系統(tǒng)組件間的結構關系，配置圖則著重考慮系統(tǒng)的物理部署，如網絡布局等。在atm 配置中廣泛涉及到網絡連接，而這些