第07章uml建模-2

1、第7章 基于UML的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)-2,7.1.2系統(tǒng)分析,面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析的基本任務(wù)是：運(yùn)用面向?qū)ο蠓椒?，?duì)問題域和系統(tǒng)責(zé)任進(jìn)行分析和理解，對(duì)其中的事物和它們之間的關(guān)系產(chǎn)生正確的認(rèn)識(shí)，找出描述問題域以及系統(tǒng)責(zé)任所需的類及對(duì)象，定義這些對(duì)象的屬性和澡作，以及它們之間的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)關(guān)系。最終產(chǎn)生一個(gè)符合用戶需求，并能夠直接反應(yīng)問題域和系統(tǒng)責(zé)任的問題域模型及其詳細(xì)說明。,系統(tǒng)分析,具體來說，分析階段的活動(dòng)主要是：識(shí)別對(duì)象；為對(duì)象分類；

2、確定類的屬性和操作；確定類之間的關(guān)系：確定對(duì)象之間的交互：確定對(duì)象的狀態(tài)變化等。,1.識(shí)別對(duì)象,識(shí)別對(duì)象并不是從零開始的工作，應(yīng)該最大限度地利用已有的勞動(dòng)成果。比較典型的可利用的資料有。用例模型和用例描述。術(shù)語表。權(quán)威的術(shù)語定義集合。,課程注冊(cè)系統(tǒng)的術(shù)語表,課程 課程目錄職員 財(cái)務(wù)系統(tǒng)年級(jí) 教授學(xué)期成績(jī)單

3、 名冊(cè)學(xué)生 教學(xué)日歷,發(fā)現(xiàn)對(duì)象,從用例模型和用例描述中找出名詞來。但名詞可能是參與者、對(duì)象和對(duì)象屬性，所以還要區(qū)別它們。參與者通常比較容易區(qū)別，區(qū)別對(duì)象和對(duì)象屬性可以通過分析是否有行為，對(duì)象是有行為的，而屬性只是單純的信息。,三種對(duì)象類型,分析模型中最常用的三種對(duì)象類型，它們是：實(shí)體（Entity）邊界（Bountary）控制（Control）,⑴實(shí)體對(duì)象,實(shí)體

4、對(duì)象主要的任務(wù)是裝載信息，同時(shí)也具有相關(guān)的行為，但是這部分行為主要包括那些和實(shí)體對(duì)象自身信息直接相關(guān)的操作。,可以找到實(shí)體對(duì)象的幾個(gè)辦法,①考慮解決問題所需要的全部數(shù)據(jù)和行為，然后將數(shù)據(jù)按相關(guān)性分組。②識(shí)別出重要的名詞，并將它們作為實(shí)體對(duì)象，然后確定每一個(gè)實(shí)體對(duì)象包含的數(shù)據(jù)和行為。③列出所有的數(shù)據(jù)、行為以及聽起來很重要的名詞，然后將數(shù)據(jù)和行為分配到不同類型的實(shí)體對(duì)象中。,識(shí)別實(shí)體對(duì)象可參考下列問題：,識(shí)別實(shí)體對(duì)象可參考下列問題：該

5、對(duì)象是否是某個(gè)問題中的重要的名詞？該對(duì)象是否包含用來解決系統(tǒng)問題的重要的信息？該對(duì)象是否包含可以解決系統(tǒng)問題的計(jì)算或者驗(yàn)證邏輯？,⑵邊界對(duì)象,邊界對(duì)象用于描述擬建系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)作與外部環(huán)境之間的交互。邊界對(duì)象主要用于描述三種類型的內(nèi)容：擬建系統(tǒng)和用戶的界面，擬建系統(tǒng)和外部系統(tǒng)的接口擬建系統(tǒng)與設(shè)備的接口。,⑵邊界對(duì)象,通過檢查在用例圖中的參與者與用例之間的關(guān)系，我們可以識(shí)別出邊界對(duì)象。通常，在分析模型中，每一對(duì)參與者／用例都構(gòu)

6、成了一個(gè)邊界對(duì)象。,識(shí)別邊界對(duì)象的可參考下列問題：,識(shí)別邊界對(duì)象的可參考下列問題：該對(duì)象是否描述了必須顯示的信息以及必須提供的服務(wù)？該對(duì)象是否包含所有的接口設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)？該對(duì)象是否描述了與外部系統(tǒng)的交互？,⑶控制對(duì)象,控制對(duì)象用于描述對(duì)一個(gè)用例所特有的事件流的控制行為。控制對(duì)象相當(dāng)于協(xié)調(diào)人它自己通常不處理具體的任務(wù)，但它知道那些類有能力完成具體的任務(wù)。通常一個(gè)用例對(duì)應(yīng)一個(gè)控制類。,識(shí)別控制對(duì)象可參考下列問題：,是否對(duì)業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行

7、控制？是否將業(yè)務(wù)邏輯提交給實(shí)體對(duì)象？,順序圖中的邊界對(duì)象,控制對(duì)象和實(shí)體對(duì)象,2.描述對(duì)象的協(xié)作關(guān)系,我們還需要詳細(xì)了解對(duì)象在系統(tǒng)中的行為和責(zé)任。責(zé)任是響應(yīng)消息的能力。消息被要求者提出，責(zé)任由響應(yīng)者承擔(dān)。確定責(zé)任主要根據(jù)責(zé)任和消息的簡(jiǎn)明對(duì)應(yīng)關(guān)系，所謂找出責(zé)任是根據(jù)消息的要求定義責(zé)任，即用責(zé)任滿足消息所提出的要求。,對(duì)象的行為,對(duì)象的行為是通過系統(tǒng)中對(duì)象之間的交互以及對(duì)象內(nèi)部狀態(tài)的轉(zhuǎn)化來表現(xiàn)的。對(duì)象間通過發(fā)送消息而產(chǎn)生交互。

8、同時(shí)在一個(gè)對(duì)象的生命周期內(nèi)也存在狀態(tài)的轉(zhuǎn)移以及對(duì)事件的響應(yīng)。,⑴系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析,動(dòng)態(tài)分析的主要任務(wù)包括分析用例的實(shí)現(xiàn)過程(要求有詳細(xì)的用例描述)，從而更好地理解業(yè)務(wù)流程以及為發(fā)現(xiàn)類打好基礎(chǔ)；用于進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的UML圖包括順序圖、協(xié)作圖、活動(dòng)圖和狀態(tài)圖。,⑴系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析,建立交互圖交互圖表現(xiàn)的是參與者與系統(tǒng)以及系統(tǒng)內(nèi)部對(duì)象之間的交互，將消息加進(jìn)交互圖時(shí)，是在向接收消息的對(duì)象指定職責(zé)。,錯(cuò)誤的順序圖——消息錯(cuò)誤地標(biāo)成注釋,錯(cuò)

9、誤的順序圖——無參與者,錯(cuò)誤的順序圖——向Actor發(fā)送消息,錯(cuò)誤的順序圖——數(shù)據(jù)流中斷,不妥地使用一去一回的消息,順序圖與事件流,用例的事件流中通常有一個(gè)基本事件流和多個(gè)分支事件流、替代事件流。每個(gè)事件流應(yīng)用一個(gè)順序圖描述。,場(chǎng)景和用例,用例中的場(chǎng)景描述可以是形成系統(tǒng)對(duì)象圖的一個(gè)出發(fā)點(diǎn)。它對(duì)于系統(tǒng)中對(duì)象的發(fā)現(xiàn)有極大的幫助。每個(gè)場(chǎng)景代表了用例的一個(gè)實(shí)例。,⑵對(duì)象狀態(tài)分析,狀態(tài)圖針對(duì)單個(gè)對(duì)象建模，通過分析單個(gè)對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)轉(zhuǎn)換來了

10、解一個(gè)對(duì)象的行為。對(duì)于有多種內(nèi)部狀態(tài)的對(duì)象，狀態(tài)圖可以顯示對(duì)象如何從一種狀態(tài)過渡到另外一種狀態(tài)，以及對(duì)象在不同狀態(tài)中的不同行為。通過分析某一對(duì)象的狀態(tài)變化，為設(shè)計(jì)此對(duì)象的操作提供依據(jù)。,步驟,分析一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)可采用下列：①首先要確定該對(duì)象有那些狀態(tài)是問題域所關(guān)心的。當(dāng)對(duì)象處于這些狀態(tài)中時(shí)會(huì)有哪些動(dòng)作。當(dāng)然，我們只識(shí)別哪些問題域所關(guān)心的對(duì)象的狀態(tài)。②分析對(duì)象生命周期，確定對(duì)象活動(dòng)“歷程”；③確定對(duì)象生命周期劃分策略；④按

11、策略劃分階段描述對(duì)象的生命周期；⑤獲取一系列候選狀態(tài)；⑥針對(duì)每一個(gè)候選狀態(tài)，分析出對(duì)象在此狀態(tài)下的動(dòng)作。,確定狀態(tài)圖的兩種方法：,檢查類的屬性：考慮一個(gè)類的實(shí)例在屬性值不同時(shí)如何表現(xiàn)，因?yàn)槿绻麑?duì)象的行為表現(xiàn)不同，則其狀態(tài)也不同。例：某培訓(xùn)班的人數(shù)屬性５０人１０人,某培訓(xùn)班狀態(tài)圖,檢查類的關(guān)聯(lián),檢查類的關(guān)聯(lián)：看看關(guān)聯(lián)多重性中帶0的關(guān)聯(lián)，0表示這個(gè)關(guān)聯(lián)是可選的。關(guān)聯(lián)存在和不存在時(shí)類的實(shí)例是否表現(xiàn)相同？如果不同，則可能有多種狀

12、態(tài)雇員和公司雇員（多重性：0 ）——失業(yè)（狀態(tài)）雇員（多重性：1 ）——有工作（狀態(tài)）,狀態(tài)與屬性,⑦最后應(yīng)對(duì)得到的對(duì)象進(jìn)行核查,可從對(duì)象的狀態(tài)確定性和狀態(tài)間的互斥性兩個(gè)方面進(jìn)行核查。所謂對(duì)象的狀態(tài)確定性是指每個(gè)狀態(tài)都可以由對(duì)象某些數(shù)據(jù)屬性的組合來唯一確定。狀態(tài)間的互斥性是指對(duì)象的不同狀態(tài)間必須是互斥的，這樣對(duì)象的狀態(tài)才具有確定性。,原則,原則上一般只對(duì)復(fù)雜的類創(chuàng)建狀態(tài)圖。如果類對(duì)象有多種狀態(tài)，每種狀態(tài)中的表現(xiàn)又大不相

13、同，則可能要對(duì)其創(chuàng)建狀態(tài)圖。實(shí)際情況是，許多類根本就不需要狀態(tài)圖。狀態(tài)圖僅用于文檔，而不用于生成代碼。從ROSE模型產(chǎn)生代碼時(shí)，沒有任何代碼是從狀態(tài)圖的信息中產(chǎn)生的。,3.創(chuàng)建類圖,創(chuàng)建類圖的工作主要包括：創(chuàng)建類標(biāo)識(shí)類之間的關(guān)系,分析類的概念,分析模型中的所有類都是”分析類”。從設(shè)計(jì)視角看待， “分析類”忽略實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，相當(dāng)粗略?！胺治鲱悺笔菫槎x設(shè)計(jì)類做準(zhǔn)備的。,確定“分析類”,這個(gè)步驟就是確定一組備選的、能夠執(zhí)行用例中

14、行為的“分析類”。在確定“分析類”時(shí)，使用三種不同的構(gòu)造型識(shí)別和提取潛在的“分析類”，它們是：實(shí)體類、控制類、邊界類。,確定“分析類”,邊界類：每個(gè)參與者和用例的交互存在一個(gè)對(duì)應(yīng)的邊界類。控制類：一般一個(gè)用例對(duì)應(yīng)一個(gè)控制類。實(shí)體類：這個(gè)主要看用例里面用到的持久的數(shù)據(jù)對(duì)象。用到數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象時(shí)，可能就使用了實(shí)體類。,類的獲取,類的獲取有兩種辦法：從用例模型和用例描述中找出名詞，有4種名詞：參與者、類、類的屬性、其他描述性名

15、詞。能夠找出實(shí)體類,類的獲取,另一種是檢查交互圖中的對(duì)象，研究對(duì)象具有的共同屬性和操作來發(fā)現(xiàn)類。如果采用第二種方法創(chuàng)建類圖，需要先創(chuàng)建交互圖。,獲取邊界類,分析參與者與用例對(duì)，找出邊界類,邊界類的復(fù)用,控制類的考慮,如果不同用例包含的任務(wù)之間有比較緊密的聯(lián)系，某些控制類可以參與多個(gè)用例實(shí)現(xiàn)。當(dāng)用例事件流非常簡(jiǎn)單的情況下，控制類的必要性明顯降低。,實(shí)體類的考慮,實(shí)體類的適用范圍和生命周期可能超越特定的用例事件流。實(shí)體類通常

16、不是某一特定用例所專有的。如果實(shí)體類B僅僅被另一個(gè)類A，并且實(shí)體類B不具有明顯的行為特征，那么，可以考慮將實(shí)體類B作為類A的屬性。,無類間關(guān)系的分析類圖,４.識(shí)別分析類操作,分析類在順序圖里要承擔(dān)一定的“職責(zé)”“職責(zé)”是對(duì)其他對(duì)象發(fā)送來的消息的響應(yīng)。也可能是對(duì)外部的響應(yīng)，也可能是維護(hù)自身信息所必要的“職責(zé)”。這種行為在分析類演化成設(shè)計(jì)類時(shí)，它可能對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)具體的類的“操作”。,找出分析類的“操作”,通常有兩種方法為類識(shí)別

17、操作：第一是責(zé)任驅(qū)動(dòng)法第二是通過交互圖,責(zé)任驅(qū)動(dòng)法識(shí)別類“操作”,責(zé)任驅(qū)動(dòng)主要基于兩個(gè)概念：第一，一個(gè)對(duì)象在系統(tǒng)中負(fù)有一定的責(zé)任，例如它要獲得特定的信息（了解的責(zé)任）和為其他對(duì)象提供特定的信息（做的責(zé)任）；第二，一個(gè)對(duì)象與其他對(duì)象合作來提供所要求的服務(wù)。,責(zé)任驅(qū)動(dòng)法識(shí)別類“操作”,1）責(zé)任驅(qū)動(dòng)法為類識(shí)別“操作” 責(zé)任分析的一種有用技術(shù)CRC（Class－Responsibility－Collaboration）卡

18、技術(shù)。,為類分配操作——CRC卡,CRC卡,用交互圖描述用例來為類識(shí)別“操作”,面向?qū)ο笙到y(tǒng)是通過對(duì)象間相互發(fā)送消息來完成系統(tǒng)功能的。這些對(duì)象間傳遞的消息就可以映射為對(duì)象的操作。,消息和操作,消息和操作的概念不同操作”對(duì)發(fā)送過來的“消息”的響應(yīng)，也就是說它要滿足“消息”的具體要求?！跋ⅰ焙汀安僮鳌辈⒉淮嬖谝灰粚?duì)應(yīng)的關(guān)系，已有的“職責(zé)”就可能滿足新的“消息”的要求。,下面幾個(gè)問題有助于尋找類的操作：,⑴有哪些類會(huì)與該類交互，

19、包括該類本身？⑵該類接收哪些類（包括自己）發(fā)送的消息，收到消息之后進(jìn)行什么處理？⑶該類向哪些類發(fā)送消息，消息的內(nèi)容是什么，在發(fā)送之前該類需要做什么處理？⑷該類中需要哪些操作來維持自身屬性的一致性、完整性，以及自身屬性的更新？,簡(jiǎn)要標(biāo)識(shí)分析類的“操作”,同樣要給“操作”起一個(gè)易于理解的名字，通常要比較簡(jiǎn)短，,分析類操作的設(shè)計(jì),一個(gè)類的操作太多或太少都是不合適的，太多說明這個(gè)類過于復(fù)雜，這時(shí)要特別分析一下這個(gè)類是否有很高的內(nèi)聚，通常情

20、況下應(yīng)該將過于復(fù)雜的類拆成多個(gè)較小的類。如果類中的操作太少，有時(shí)甚至沒有操作，全部都是屬性，這時(shí)應(yīng)該分析這個(gè)類，判斷其是否能夠合并到其他類中。,５.識(shí)別分析類屬性,“分析類”要能執(zhí)行相應(yīng)的操作，它要依賴于兩方面的內(nèi)容：一方面是利用它自己保存的信息；另一方面是利用其他的類 。類自己所能夠保存的信息就是它的屬性。,獲得屬性的渠道,屬性的來源有許多。獲得屬性的渠道有幾個(gè)：⑴通過查看用例文檔，尋找名詞。通常，在用例文檔中用名詞表示

21、屬性，如“圖書的出版社、價(jià)格等”。這些名詞中有些是對(duì)象；有些是參與者；有些是屬性。確定是對(duì)象還是屬性，答案在于要實(shí)現(xiàn)的功能。,獲得屬性的渠道,⑵通過查看文檔，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)要收集的信息，這些信息就是類的屬性。如為了下訂單而搜集的供貨商的姓名、電話及銀行帳號(hào)等。⑶如果已經(jīng)定義了數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，則數(shù)據(jù)庫(kù)表中的字段就是屬性。,認(rèn)定一個(gè)屬性的策略,認(rèn)定一個(gè)屬性的策略有：①按一般常識(shí)這個(gè)類應(yīng)該具有哪些屬性？②在當(dāng)前的問題域中類應(yīng)該具有什么屬性？

22、 ③根據(jù)系統(tǒng)責(zé)任的要求，這個(gè)類應(yīng)該具有哪些屬性？ ④建立這個(gè)類是為了保存和管理哪些信息？⑤類為了在服務(wù)中實(shí)現(xiàn)其功能，需要增設(shè)哪些屬性？ ⑥有哪些需要區(qū)別的狀態(tài)，是否需要增加一個(gè)屬性來區(qū)別這些狀態(tài)？,認(rèn)定一個(gè)屬性的基本原則。,①要確認(rèn)它相對(duì)于相應(yīng)對(duì)象或類的每一個(gè)實(shí)例都是適用的。②認(rèn)定的屬性應(yīng)當(dāng)是一種相對(duì)的原子概念，也就是說，不依賴于并列的其他屬性就可以被理解。,屬性的特點(diǎn),類的屬性不宜太多，如果某個(gè)類的屬性太多，最好將其分解成

23、更小的類。同樣，屬性也不要太少，太少的情況下應(yīng)進(jìn)行類的合并。,屬性的類型,屬性的類型指屬性值的類型?？梢允腔緮?shù)據(jù)類型，例如整數(shù)、實(shí)數(shù)、布爾型、字符串型等，也可以是用戶自定義的類型。分析階段一般不需要確定屬性的類型,6.描述類之間的關(guān)系,類之間的關(guān)系有關(guān)聯(lián)關(guān)系、聚合關(guān)系、組合關(guān)系、泛化關(guān)系、依賴關(guān)系。通常按照以下步驟對(duì)類之間的關(guān)聯(lián)建模：1）找出關(guān)系。有的類只和其他一個(gè)類有關(guān)系，而有些類同時(shí)和其他多個(gè)類存在關(guān)系。在一個(gè)面

24、向?qū)ο笙到y(tǒng)中，不存在完全獨(dú)立的類。,類之間的關(guān)系,2）命名關(guān)系。最好給每個(gè)關(guān)系取一個(gè)名字以標(biāo)識(shí)出類之間的關(guān)系。通常可以使用動(dòng)詞和動(dòng)詞短語來標(biāo)識(shí)關(guān)系。,類之間的關(guān)系,3）設(shè)置關(guān)聯(lián)重?cái)?shù)。關(guān)聯(lián)的重?cái)?shù)（MulhpliCity）依賴于系統(tǒng)的具體需求，要根據(jù)需求文檔的上下文進(jìn)行分析。在系統(tǒng)分析階段，不必特別地考慮重?cái)?shù)。,類之間的關(guān)系,４）設(shè)置關(guān)聯(lián)的其他特性。如果需要的話，可以為每個(gè)關(guān)聯(lián)設(shè)置關(guān)聯(lián)角色名、構(gòu)造型、限定符等細(xì)節(jié)。在上述步驟中，

25、最關(guān)鍵的是第一步——找出類之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。,尋找關(guān)系的具體方法如下：,要尋找關(guān)系，可以檢查交互圖，大多數(shù)關(guān)系信息已經(jīng)在交互圖中列出。(1)如果一個(gè)類向另一個(gè)類發(fā)出消息，則它們必有關(guān)系，并且通常是關(guān)聯(lián)或依賴關(guān)系。（2）檢查類的整體和部分關(guān)系。任何由其他類組成的類都參與聚合.（3）檢查類的泛化關(guān)系，尋找相似對(duì)象的不同點(diǎn)，將不同的部分下降為特殊的類，將共性的部分上升為基礎(chǔ)類，兩者之間的關(guān)系確定為泛化關(guān)系。,發(fā)現(xiàn)類關(guān)系,,報(bào)賬系統(tǒng)順序圖,

26、借以確定類圖關(guān)聯(lián)關(guān)系的協(xié)作圖,確定類圖的關(guān)聯(lián),發(fā)現(xiàn)類之間的關(guān)系,除了上述方法外，判斷兩個(gè)類之間到底有沒有關(guān)聯(lián)關(guān)系，要看它們之間是否存在下表中的關(guān)系：,判斷兩個(gè)類之間到底有無關(guān)聯(lián)關(guān)系,關(guān)系查找策略,關(guān)系查找的一種策略是從一個(gè)用例，找出與這幾個(gè)類存在的關(guān)系，然后再尋找另外一個(gè)用例中的關(guān)系，直到窮盡了所有的用例為止。,注意,還有一點(diǎn)需要注意的是，兩個(gè)類之間可能同時(shí)存在多種不同的關(guān)系。不能因?yàn)橐呀?jīng)找到了兩個(gè)類之間的一種關(guān)系而忽略了它們存在的

27、其他關(guān)系。,關(guān)聯(lián)關(guān)系,對(duì)于關(guān)聯(lián)關(guān)系太多的類要特別注意。設(shè)計(jì)良好的應(yīng)用系統(tǒng)的目標(biāo)之一是減少系統(tǒng)中的關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)關(guān)系太多的類很難復(fù)用，維護(hù)工作量也會(huì)很大。如果相關(guān)聯(lián)的其他某個(gè)類改變，則這個(gè)類就可能會(huì)受到影響。,兩個(gè)類的關(guān)聯(lián)關(guān)系,兩個(gè)類的關(guān)聯(lián)關(guān)系可以是單向的，也可以是雙向的。相對(duì)而言，單向的關(guān)聯(lián)更容易建立和維護(hù)，同時(shí)也更有利于類的復(fù)用。,表現(xiàn)類之間關(guān)系的手段,表現(xiàn)類之間關(guān)系的手段是繪制類圖。邏輯上每個(gè)用例對(duì)應(yīng)一張完整的類圖。類圖有兩