软考软件设计师专题讲义十一：系统工程知识

　　2.3统一建模语言(UML)

　　UML是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。它溶入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计,还支持从需求分析开始的软件开发的全过程。

　　然UML不是一种方法学，它就不需要任何正式的工作产品。而且它还提供了多种类型的模型描述图(diagram)，当在某种给定的方法学中使用这些图时，它使得开发中的应用程序的更易理解。UML的内涵远不只是这些模型描述图，但是对于入门来说，这些图对这门语言及其用法背后的基本原理提供了很好的介绍。通过把标准的UML图放进您的工作产品中，精通UML的人员就更加容易加入您的项目并迅速进入角色。最常用的UML图包括：用例图、类图、序列图、状态图、活动图、组件图和部署图。

　　用例图：

　　用例图描述了系统提供的一个功能单元。用例图的主要目的是帮助开发团队以一种可视化的方式理解系统的功能需求，包括基于基本流程的"角色"(actors，也就是与系统交互的其他实体)关系，以及系统内用例之间的关系。用例图一般表示出用例的组织关系--要么是整个系统的全部用例，要么是完成具有功能(例如，所有安全管理相关的用例)的一组用例。要在用例图上显示某个用例，可绘制一个椭圆，然后将用例的名称放在椭圆的中心或椭圆下面的中间位置。要在用例图上绘制一个角色(表示一个系统用户)，可绘制一个人形符号。角色和用例之间的关系使用简单的线段来描述.

　　用例图通常用于表达系统或者系统范畴的高级功能。此外，在用例图中，没有列出的用例表明了该系统不能完成的功能。在用例图中提供清楚的、简要的用例描述，项目赞助商就很容易看出系统是否提供了必须的功能。

　　类图:

　　类图表示不同的实体(人、事物和数据)如何彼此相关;换句话说，它显示了系统的静态结构。类图可用于表示逻辑类，逻辑类通常就是业务人员所谈及的事物种类--摇滚乐队、CD、广播剧;或者贷款、住房抵押、汽车信贷以及利率。类图还可用于表示实现类，实现类就是程序员处理的实体。实现类图或许会与逻辑类图显示一些相同的类。然而，实现类图不会使用相同的属性来描述，因为它很可能具有对诸如Vector和HashMap这种事物的引用。

　　类在类图上使用包含三个部分的矩形来描述。最上面的部分显示类的名称，中间部分包含类的属性，最下面的部分包含类的操作(或者说"方法")。

　　序列图:

　　序列图显示具体用例(或者是用例的一部分)的详细流程。它几乎是自描述的，并且显示了流程中中不同对象之间的调用关系，同时还可以很详细地显示对不同对象的不同调用。

　　序列图有两个维度：垂直维度以发生的时间顺序显示消息/调用的序列;水平维度显示消息被发送到的对象实例。

　　序列图的绘制非常简单。横跨图的顶部，每个框表示每个类的实例(对象)。在框中，类实例名称和类名称之间用空格/冒号/空格来分隔，例如，myReportGenerator : ReportGenerator。如果某个类实例向另一个类实例发送一条消息，则绘制一条具有指向接收类实例的开箭头的连线，并把消息/方法的名称放在连线上面。对于某些特别重要的消息，您可以绘制一条具有指向发起类实例的开箭头的虚线，将返回值标注在虚线上。就我而言，我总喜欢绘制出包括返回值的虚线，这些额外的信息可以使得序列图更易于阅读。

　　阅读序列图也非常简单。从左上角启动序列的"驱动"类实例开始，然后顺着每条消息往下阅读。

　　状态图:

　　状态图表示某个类所处的不同状态和该类的状态转换信息。有人可能会争论说每个类都有状态，但不是每个类都应该有一个状态图。只对"感兴趣的"状态的类(也就是说，在系统活动期间具有三个或更多潜在状态的类)才进行状态图描述。

　　状态图的符号集包括5个基本元素：初始起点，它使用实心圆来绘制;状态之间的转换，它使用具有开箭头的线段来绘制;状态，它使用圆角矩形来绘制;判断点，它使用空心圆来绘制;以及一个或者多个终止点，它们使用内部包含实心圆的圆来绘制。要绘制状态图，首先绘制起点和一条指向该类的初始状态的转换线段。状态本身可以在图上的任意位置绘制，然后只需使用状态转换线条将它们连接起来。

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