UML复习总结.docx
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UML复习总结
1.1 前言
本资料对UML1.5各种模型图的构成和功能进行说明，通过本资料的学习达到可以读懂UML模型图的目的。
本资料不涉及模型图作成的要点等相关知识。
1.2 UML概述
1.2.1UML简介
UML（UnifiedModelingLanguage）为面向对象软件设计提供统一的、标准的、可视化的建模语言。
适用于描述以用例为驱动，以体系结构为中心的软件设计的全过程。
UML的定义包括UML语义和UML表示法两个部分。
（1）UML语义：
UML对语义的描述使开发者能在语义上取得一致认识，消除了因人
而异的表达方法所造成的影响。
（2）UML表示法：
UML表示法定义UML符号的表示法，为开发者或开发工具使用这
些图形符号和文本语法为系统建模提供了标准。
1.2.2UML模型图的构成
事物（Things）：
UML模型中最基本的构成元素，是具有代表性的成分的抽象
关系（Relationships）：
关系把事物紧密联系在一起
图（Diagrams）：
图是事物和关系的可视化表示
1.3 UML事物
UML包含4种事物：
构件事物行为事物分组事物注释事物
1.3.1 构件事物：
UML模型的静态部分，描述概念或物理元素，它包括以下几种：
类：
具有相同属性相同操作相同关系相同语义的对象的描述
接口：
描述元素的外部可见行为，即服务集合的定义说明
协作：
描述了一组事物间的相互作用的集合
用例：
代表一个系统或系统的一部分行为，是一组动作序列的集合
构件：
系统中物理存在，可替换的部件
节点：
运行时存在的物理元素
另外，参与者、信号应用、文档库、页表等都是上述基本事物的变体
1.3.2 行为事物：
UML模型图的动态部分，描述跨越空间和时间的行为
交互：
实现某功能的一组构件事物之间的消息的集合，涉及消息、动作序列、链接
状态机：
描述事物或交互在生命周期内响应事件所经历的状态序列
1.3.3 分组事物：
UML模型图的组织部分，描述事物的组织结构
包：
把元素组织成组的机制
1.3.4 注释事物：
UML模型的解释部分，用来对模型中的元素进行说明，解释
注解：
对元素进行约束或解释的简单符号
1.4UML关系
1.4.1依赖
依赖（dependency）是两个事物之间的语义关系，其中一个事物（独立事物）发生变化，
会影响到另一个事物（依赖事物）的语义
1.4.2关联
关联（association）是一种结构关系，它指明一个事物的对象与另一个事物的对象间
的联系
1.4.3泛化
泛化（generalization）是一种特殊/一般的关系。
也可以看作是常说的继承关系
1.4.4实现
实现（realization）是类元之间的语义关系，其中的一个类元指定了由另一个类元保
证执行的契约
1.5各UML图及特征
1.5.1 用例图（UseCaseDiagram）
※用例图是从用户角度描述系统功能，是用户所能观察到的系统功能的模型图，用例是系统中的一个功能单元
1.5.2 类图（ClassDiagram）
※类图描述系统中类的静态结构。
不仅定义系统中的类，表示类之间的联系如关联、依赖、聚合等，也包括类的内部结构（类的属性和操作）
※类图是以类为中心来组织的，类图中的其他元素或属于某个类或与类相关联
1.5.3对象图（ObjectDiagram）
※对象图是类图的实例，几乎使用与类图完全相同的标识。
他们的不同点在于对象图显示类的多个对象实例，而不是实际的类
1.5.4顺序图（SequenceDiagram）
※顺序图显示对象之间的动态合作关系，它强调对象之间消息发送的顺序，同时显示对象之间的交互
※顺序图的一个用途是用来表示用例中的行为顺序。
当执行一个用例行为时，顺序图中的每条消息对应了一个类操作或引起状态转换的触发事件
1.5.5协作图（CollaborationDiagram）
※协作图描述对象间的协作关系，协作图跟顺序图相似，显示对象间的动态合作关系。
除显示信息交换外，协作图还显示对象以及它们之间的关系.
※协作图的一个用途是表示一个类操作的实现
1.5.6状态图（StateChartDiagram）
※状态图是一个类对象所可能经历的所有历程的模型图。
状态图由对象的各个状态和连接这些状态的转换组成
1.5.7活动图（ActivityDiagram）
※活动图是状态图的一个变体，用来描述执行算法的工作流程中涉及的活动
※活动图描述了一组顺序的或并发的活动
1.5.8构件图（ComponentDiagram）
※构件图为系统的构件建模型—构件即构造应用的软件单元—还包括各构件之间的依赖关系，以便通过这些依赖关系来估计对系统构件的修改给系统可能带来的影响
1.5.9部署图（DeploymentDiagram）
部署视图描述位于节点实例上的运行构件实例的安排。
节点是一组运行资源，如计算机、设备或存储器。
这个视图允许评估分配结果和资源分配
1.6各UML图的关系
类图
顺序图
需求分析
BD
FD/DD
类图
顺序图
用例图
用例文档
用例图
顺序图
主要图之间的关系
BD基本设计
DD详细设计
FD功能设计
◎：
最适用
○：
适用
△：
可能适用
－：
不适用
1.7UML语法描述
1.8习题
判断题
1、UML中一共有九种图：
它们是用例图、类图、对象图、顺序图、协作图、状态图、活动图、构件图、部署图
2、用例图是从程序员角度来描述系统的功能
3、类图是描述系统中类的静态结构，对象图是描述系统中类的动态结构
4、活动图和状态图用来描述系统的动态行为
5、协作图的一个用途是表示一个类操作的实现
选择题
6、请在下面选项目中选出两种可以互相转换的图
（a）顺序图（b）协作图（c）活动图（d）状态图
7、下面哪些图可用于BD阶段
（a）用例图（b）构件图（c）类图（d）顺序图
答案：
1.正确2.错误3.错误4.正确5.正确6.（a）（b）7.（a）（c）（d）
2.1用例图概要
✧用例图是被称为参与者的外部用户所能观察到的系统功能的模型图。
（《UML参考手册》）
✧用例图列出系统中的用例和系统外的参与者，并显示哪个参与者参与了哪个用例的执行
（或称为发起了哪个用例）。
✧用例图多用于静态建模阶段（主要是业务建模和需求建模）。
2.2用例图中的事物及解释
2.4例子
实例1参与者之间的泛化关系
参与者：
经理，安全主管，保安
用例：
管理人事，批准预算，批准安全证书，监视周边
在参与者之间不存在泛化关系的情况下，各个参与者参与用例的情况分别是：
经理参与用例管理人事和批准预算；安全主管参与用例批准安全证书；保安参与用例监视周边。
由于安全主管与经理，安全主管与保安之间泛化关系的存在，意味着安全主管可以担任经理和保安的角色，就能够参与经理和保安参与的用例。
这样，安全主管就可以参与全部4个用例。
但经理或者保安却不能担任安全主管的角色，也就不能参与用例批准安全证书。
实例2用例之间扩展和包含关系
用例的上下文是：
短途旅行但汽车的油不足以应付全部路程。
那么为汽车加油的动作在旅行的每个场景（事件流）中都会出现，不加油就不会完成旅行。
吃饭则可以由司机决定是否进行，不吃饭不会影响旅行的完成。
实例3.航空售票的用例图
✧参与者（actor）：
clerk，监督员，信用卡服务商，信息亭
✧用例（usecase）：
Buytickets，BuySubscription，Makecharges，Surveysales
✧参与者Clerk参与（或称发起）Buytickets和BuySubscription两个用例（关联关系）。
这两个用例的事件流都包含Make
charges用例（包含关系）。
✧系统由：
Buytickets，BuySubscription，Makecharges，Surveysales组成。
✧该系统主要包含：
Buytickets，BuySubscription，Makecharges，Surveysales这几个功能。
✧该系统主要面向的用户（参与者）：
clerk，监督员，信用卡服务商，信息亭。
2.5习题
1.
右图中的参与者有？
（a）1（b）2
（c）3（d）4
2.右图中的用例有？
（a）1（b）2
（c）3（d）4
3.2和3之间是什么关系？
5和6呢？
（a）扩展，包含（b）包含，扩展
4.5缺少了3仍然是个完整的用例？
（a）是的（b）不是
5.4能够参与2吗？
1能够参与5吗？
（a）可以，不可以（b）不可以，可以
习题答案：
1、（a）（d）2、（b）（c）3、（b）4、（b）5、（b）
3.1类图概要
※类图以反映类的结构（属性、操作）以及类之间的关系为主要目的，描述了软件系统的结构，是一种静态建模方法
※类图中的“类”与面向对象语言中的“类”的概念是对应的，是对现实世界中的事物的抽象
3.2类图中的事物及解释
3.2.1类
※从上到下分为三部分，分别是类名、属性和操作。
类名是必须有的
※类如果有属性，则每一个属性都必须有一个名字，另外还可以有其它的描述信息，如可见性、数据类型、缺省值等
※类如果有操作，则每一个操作也都有一个名字，其它可选的信息包括可见性、参数的名字、参数类型、参数缺省值和操作的返回值的类型等
3.2类图中的事物及解释
3.2.2接口
※一组操作的集合，只有操作的声明而没有实现
3.2.3抽象类
※不能被实例化的类，一般至少包含一个抽象操作
3.2.4模版类
※一种参数化的类，在编译时把模版参数绑定到不同的数据类型，从而产生不同的类
3.5类图例子
3.5.1图形编辑器
※图形编辑器一般都具有一些基本图形，如直线、矩形等，用户可以直接使用基本图形画图，也可以把基本图形组合在一起创建复杂图形
※如果区别对待基本图形和组合图形，会使代码变得复杂，而且多数情况下用户认为二者是一样的
※组合模式可以用相同的方式处理两种图形
Graphics:
基本图形和组合图形的父类，声明了所有图形共同的操作，如Draw；也声明了专用于组合图形管理子图形的操作，如Add、Remove
Line、Rectangle:
基本图形类
GroupGraphics:
组合图形类，与父类有组合关系，从而可以组合所有图形对象（基本图形和组合图形）
4.1概要
✧顺序图用来表示用例中的行为顺序。
当执行一个用例行为时，顺序图中的每条消息对应了一个类操作或状态机中引起转换的事件。
✧顺序图展示对象之间的交互，这些交互是指在场景或用例的事件流中发生的。
顺序图属于动态建模。
✧顺序图的重点在消息序列上，也就是说，描述消息是如何在对象间发送和接收的。
表示了对象之间传送消息的时间顺序。
✧浏览顺序图的方法是：
从上到下查看对象间交换的消息。
4.3顺序图与用例图和类图的关系
4.4顺序图例子
简单的例子
消息格式:
operation（parameterlist）
向哪个对象发消息实际上就是调用它的类中的操作，就是调用箭头指向的对象所在类的一个operation。
例：
订单类发消息给客户类调用客户类中的“验证客户”操作
复杂的例子
从这个例子中可以看出：
Kjosk类中的操作有
ShowAvailable（seat-list）
DemandPayment（cost）
printtickets（performance,seats）
ejectcard
BoxOffice中的操作有
Request（count,performance）
SelectSeats
InsertCard（CardNumber）
authorized
CreditCardService类中的操作有
charge（cardnumber,cost）
此图是描述购票这个用例的顺序图。
顾客在信息亭与售票中心通话触发了这个用例的执行。
顺序图中付款这个用例包括售票中心与信息亭和信用卡服务处使用消息进行通信过程。
此图中存在的事物有：
对象（信息亭Kjosk，售票中心BoxOffice，信用卡服务CreditCardService），生命线，消息符号。
信息亭发Request（count,performance）消息给售票中心，表示调用售票中心类的Request（count,performance）操作，来查询演出的信息。
售票中心发ShowAvailable（seat-list）消息给信息亭，表示调用信息亭类中的ShowAvailable（seat-list）操作，给出可用的座位表。
4.5练习题
6.1状态图概要
6.1.1状态图
说明对象在它的生命期中响应事件所经历的状态序列，以及它们对那些事件
的响应。
6.1.2状态图用于
揭示Actor、类、子系统和组件的复杂特性。
为实时系统建模。
6.2状态图的组成
6.2.1状态
对象的状态是指在这个对象的生命期中的一个条件或状况，在此期间对象将
满足某些条件、执行某些活动，或等待某些事件。
6.2.2转移
转移是由一种状态到另一种状态的迁移。
这种转移由被建模实体内部或外部
事件触发。
对一个类来说，转移通常是调用了一个可以引起状态发生重要变化的操作的
结果。
6.3状态图中的事物及解释
6.4状态的可选活动表
6.5例子
（1）对象的状态图
图中包含以下状态
初始状态
Available状态
Locked状态
Sold状态
状态间的转移
初始状态◊Available状态
票被预订（lock）：
Available◊Locked
预定后付款（buy）：
Locked◊Sold
预定解除（unlock）：
Locked◊Available
预定过期（timeout）：
Locked◊Available
直接购买（assignedto）：
Available◊Sold
换其它票（exchang），该票重有效：
Sold◊Available
6.7练习
分析下面的状态图，回答问题
下降状态
在第一层
上升状态
向第一层下降
空闲状态
上升
到达
到达
上升
超时
下降
到达第一层
（1）以下那些图形元素是对状态的描述？
（a）超时（b）到达（c）在第一层
（2）空闲状态超时后转移到____状态
（a）向第一层下降（b）上升状态（c）终态
习题答案
（1）（c）
（2）（a）
7.1活动图概要
※描述系统的动态行为。
※包含活动状态（ActionState），活动状态是指业务用例的一个执行步骤或一个操作，不是普通对象的状态。
※活动图适合描述在没有外部事件触发的情况下的系统内部的逻辑执行过程；否则，状态图更容易描述。
※类似于传统意义上的流程图。
※活动图主要用于：
业务建模时，用于详述业务用例，描述一项业务的执行过程；
设计时，描述操作的流程。
7.2活动图事物
7.3活动图关系
7.4活动图实例
1.一般的活动图
本活动图描述一个处理订单的用例执行过
（1）执行setuporder
（2）根据order的类型是执行不同的分支：
singleorder：
执行assignseat、chargecreditcard
subscription：
同时执行assignseats、debitaccount或
awardbonus
singleorder与subscription两步可同时进行
（3）最后mailpacket。
2.带泳道的活动图
本例为一个按活动职责（带泳道）组织的处理订单用例的活动图（模型中的活动按职责组织）。
活动被按职责分配到用线分开的不同区域（泳道）：
Customer
Sales
Stockroom
（1）顾客要求服务，Sales负责接收定
单，并提交到Stockroom
（2）Stockroom处理定单，与此同时，
Customer付款，并由Sales处
Deliverorder至Customer。
7.5活动图练习
1.请选择下面所列的活动图的事物中，表示信号的是（），表示对象流的是（）。
2.关于右面的活动图，下面的说法中不正确的是（）。
AaPrinter:
Printer是信号。
B操作开始从“删除报文框”活动开始。
C在“创建PS文件”和”删除报文框”活动中
发送“print（file）”信号。
D信号发送的方向是从左到右。
习题答案
1C，B2C
8.1构件图概要
构件图用于静态建模，是表示构件类型的组织以及各种构件之间依赖关系的图。
构件图通过对构件间依赖关系的描述来估计对系统构件的修改给系统可能带来的影响。
8.2构件图中的事物及解释
可替换的物理部分包括软件代码、脚本或命令行文件，也可以表示运行时的对象，文档，数据库等。
节点（node）是运行时的物理对象，代表一个计算机资源。
具体请参见教程“部署图（deploymentdiagram）”部分。
8.3构件图中的关系及解释
8.5习题
1.构件图用于那种建模阶段？
A.动态建模B.静态建模
2.一个构件只能对特定的另一个构件提供特定的一种服务。
这种说法正确吗？
A.正确B.错误
3.构件图用于描述系统中各物理部件之间的服务的依赖提供关系。
这种说法正确吗？
A.正确B.错误
4.构件图中实线箭头表示服务的依赖，虚线箭头表示服务的提供。
这种说法正确吗？
A.正确B.错误
习题答案：
1.B2.B3.A4.B
9.1部署图概要
部署图用于静态建模，是表示运行时过程节点结构、构件实例及其对象结构的图。
如果含有依赖关系的构件实例放置在不同节点上，部署视图可以展示出执行过程中的瓶颈。
部署图的两种表现形式：
实例层部署图和描述层部署图（会在后面的实例中给出）。
9.2部署图中的事物及解释
实例2描述层部署图
描述层部署图表示了系统中的各节点和每个节点包含的构件。
图中包括的各种关系如下：
通信链关系（不带箭头的直线）
TicketServe票服务器与Kiosk信息厅之间存在一对多的通信关联；与SalesTerminal售票终端也存在一对多的通信关联；
依赖关系（带箭头的虚线）
TicketSeller售票构件依赖CreditCardCharges信用卡付款构件和TicketDB票数据库构件提供的服务。
图中顾客购票的情景如下：
顾客通过位于Kiosk节点的顾客接口控件进行购票的操作，该顾客接口构件的购票操作依赖于处于TicketServer节点上的售票构件提供的服务，售票构件要完成售票操作，又要依赖统一节点上信用卡付款构件提供的付款服务和票数据库构件
9.5关于部署图与构件图
部署图与构件图相同的构成元素：
构件、接口、构件实例、构件向外提供服务、构件要求外部提供的服务。
部署图与构件图的关系：
部署图表现构件实例；
构件图表现构件类型的定义。
部署图偏向于描述构件在节点中运行时的状态，描述了构件运行的环境；
构件图偏向于描述构件之间相互依赖支持的基本关系。
1.部署图用于那种建模阶段？
A.动态建模B.静态建模
2.部署图表现构件实例，构件图表现构件类型定义。
这种说法正确吗？
A.正确B.错误
3.部署图中一个节点实例的名称为Server:
HostMachine，其中Server是_____，HostMachine是_____。
A.节点名B.节点类型
4.各节点之间存在着虚线剪头表示的依赖关系，也存在着实线箭头表示的服务提供关系。
这种说法正确吗？
A.正确B.错误
5.“接口”表示_____对外提供的服务。
A.构件B.节点
习题答案：
1.B2.A3.B，A4.B5.A
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