齐治昌软件工程第3版-第2章UML与RUP统一过程.ppt

1、第二章第二章 UMLUML与与RUPRUP统一过程统一过程2.1 2.1 案例说明案例说明2.2 2.2 面向对象的软件开发方法面向对象的软件开发方法2.3 UML2.3 UML概述概述2.4 RUP2.4 RUP统一过程统一过程2022/10/2712.1 2.1 案例说明案例说明贯穿全书的案例共有两个：贯穿全书的案例共有两个：课程注册管理系统和家庭保安系统。课程注册管理系统和家庭保安系统。前者的业务背景是信息处理系统，书中主要用于前者的业务背景是信息处理系统，书中主要用于解释软件工程中的概念；解释软件工程中的概念；后者属嵌入式应用问题，用于综合演示每章所述后者属嵌入式应用问题，用于综合演示

2、每章所述的软件工程技术和过程的应用方法。的软件工程技术和过程的应用方法。2022/10/272案例案例1 1：课程注册管理系统：课程注册管理系统为学校教务部门开发一个课程注册管理系统。为学校教务部门开发一个课程注册管理系统。该校实施学分制该校实施学分制,每学期开学前，教务管理人员利用每学期开学前，教务管理人员利用该系统输入本学期开设的全部课程及相关信息、提该系统输入本学期开设的全部课程及相关信息、提供课程总表（所有课程的任课教师、每门课程上课供课程总表（所有课程的任课教师、每门课程上课时间、地点）。时间、地点）。开学后，学生利用该系统查询课程和课表信息，在开学后，学生利用该系统查询课程和课表信

3、息，在第一周注册课程或撤销对课程的注册。第一周注册课程或撤销对课程的注册。软件系统为每个学生提供所选课程的课程表软件系统为每个学生提供所选课程的课程表,并通知并通知计费系统计算学生的选课费用。计费系统计算学生的选课费用。软件系统为任课教师在学期内提供随时查询选修其软件系统为任课教师在学期内提供随时查询选修其所开课程的学生信息。所开课程的学生信息。学生可随时查询课程信息、本人所选课程及课程表，学生可随时查询课程信息、本人所选课程及课程表，教务管理人员可随时查询所有收录的课程信息。教务管理人员可随时查询所有收录的课程信息。2022/10/273案例案例2 2：家庭保安系统：家庭保安系统建立基于微处

4、理器的家庭保安系统，它能够识别建立基于微处理器的家庭保安系统，它能够识别异常事件并采取相应的防护措施。异常事件并采取相应的防护措施。这些异常事件应包括非法进入、火灾，等等。一这些异常事件应包括非法进入、火灾，等等。一旦异常情形被相应的传感器探测出来，系统应自旦异常情形被相应的传感器探测出来，系统应自动发出警报，并用电话向监控中心报警。动发出警报，并用电话向监控中心报警。系统应允许户主对其行为实施程序式控制。系统应允许户主对其行为实施程序式控制。2022/10/2742.2 2.2 面向对象的软件开发方法面向对象的软件开发方法面向对象面向对象=对象对象+类类+继承继承+聚合聚合+多态多态+消息消

5、息2022/10/2752.2.2 2.2.2 面向对象方法的优势面向对象方法的优势相对于传统的结构化方法和面向数据的方法，面相对于传统的结构化方法和面向数据的方法，面向对象方法除具有上述向对象方法除具有上述削减语义断层削减语义断层的作用外，的作用外，在在简化软件开发过程简化软件开发过程、支持软件复用支持软件复用、改善软件改善软件结构结构等方面还有明显优势。等方面还有明显优势。2022/10/276面向对象方法的优势面向对象方法的优势（1 1）简化软件开发过程）简化软件开发过程面向对象方法不仅可以用来进行需求分析，还可以面向对象方法不仅可以用来进行需求分析，还可以支持软件中设计、实现和测试支持

6、软件中设计、实现和测试这就构成了一种覆盖软件开发主要阶段的广谱软件这就构成了一种覆盖软件开发主要阶段的广谱软件开发方法学开发方法学软件开发过程中的不同角色（需求工程师、软件设软件开发过程中的不同角色（需求工程师、软件设计师、编程人员、测试工程师、项目经理等）在软计师、编程人员、测试工程师、项目经理等）在软件开发及管理过程中使用统一的概念进行交流和协件开发及管理过程中使用统一的概念进行交流和协作作两个相邻阶段间软件（中间）制品之间的衔接、转两个相邻阶段间软件（中间）制品之间的衔接、转换也变得相对容易。换也变得相对容易。面向对象的概念体系简单、直观、自然，缓解了一面向对象的概念体系简单、直观、自然

7、，缓解了一直困扰大型软件项目组交流不畅的难题。直困扰大型软件项目组交流不畅的难题。2022/10/277面向对象方法的优势面向对象方法的优势（2 2）支持软件复用。）支持软件复用。在源代码级复用方面，面向对象方法通过继在源代码级复用方面，面向对象方法通过继承机制和代理方法，使得复用者不需要直接修改承机制和代理方法，使得复用者不需要直接修改被复用的类；被复用的类；在设计级复用方面，近年来迅速发展的设计模在设计级复用方面，近年来迅速发展的设计模式技术在软件业界大显身手，贡献良多。式技术在软件业界大显身手，贡献良多。2022/10/278面向对象方法的优势面向对象方法的优势（3 3）改善软件结构。）

8、改善软件结构。面向对象方法通过对属性和操作的封装实现了软面向对象方法通过对属性和操作的封装实现了软件工程倡导的信息隐藏原则。件工程倡导的信息隐藏原则。在面向对象的软件结构中，每个类均拥有完成其在面向对象的软件结构中，每个类均拥有完成其操作所必需的数据操作所必需的数据这些数据通过访问权限控制关键字这些数据通过访问权限控制关键字privateprivate隐藏于隐藏于类的内部，或通过类的内部，或通过protectedprotected关键字隐藏于类及其关键字隐藏于类及其子类的内部子类的内部外界对类的内部数据的访问或修改只能通过该类外界对类的内部数据的访问或修改只能通过该类对外公开的接口函数施行，这

9、种访问或修改对于对外公开的接口函数施行，这种访问或修改对于该类而言是可控的。该类而言是可控的。2022/10/279面向对象方法的优势面向对象方法的优势面向对象的软件系统可以看成一群相对独立的类，面向对象的软件系统可以看成一群相对独立的类，它们各司其职，仅当必要时，类的实例对象才会它们各司其职，仅当必要时，类的实例对象才会通过消息请求其他对象提供帮助。通过消息请求其他对象提供帮助。面向对象方法还通过多态机制适当分离类的对外面向对象方法还通过多态机制适当分离类的对外接口和内部实现，使得类的使用者得以使用统一接口和内部实现，使得类的使用者得以使用统一的接口触发不同的功能执行，并且保证内部实现的接口

10、触发不同的功能执行，并且保证内部实现的变更不会导致接口使用方式的修改。的变更不会导致接口使用方式的修改。2022/10/27102.3 UML2.3 UML概述概述UMLUML诞生之前，面向对象领域涌现了许多开发方法及诞生之前，面向对象领域涌现了许多开发方法及相应的模型表示机制，往往让使用者无所适从。相应的模型表示机制，往往让使用者无所适从。在此背景下，在此背景下，UMLUML应运而生。应运而生。UMLUML主要以主要以BoochBooch方法、方法、OMTOMT方法和方法和OOSEOOSE方法为基础，方法为基础，吸收了其他面向对象建模方法和模型表示语言的优吸收了其他面向对象建模方法和模型表示

11、语言的优点，形成了概念清晰、表达能力丰富、适用范围广点，形成了概念清晰、表达能力丰富、适用范围广泛的面向对象的建模语言。泛的面向对象的建模语言。UMLUML是软件工程领域中具有里程碑意义的重要成果已是软件工程领域中具有里程碑意义的重要成果已作为全球公认的标准在软件工程实践中广为采用作为全球公认的标准在软件工程实践中广为采用基于基于UMLUML的软件技术、开发过程和工具也迅速成为主的软件技术、开发过程和工具也迅速成为主流。流。掌握掌握UMLUML以及基于以及基于UMLUML的面向对象分析和设计技术已的面向对象分析和设计技术已成为现代软件工程师必备的基本技能。成为现代软件工程师必备的基本技能。20

12、22/10/2711UMLUML概述概述UMLUML通过图形化的表示机制从多个侧面对系统的分通过图形化的表示机制从多个侧面对系统的分析和设计模型进行刻画。析和设计模型进行刻画。定义五类图形机制：定义五类图形机制：用例视图用例视图（use case viewuse case view）从外部用户的角度描）从外部用户的角度描述系统的功能，并指出功能的参与者。述系统的功能，并指出功能的参与者。u 用例图（用例图（use case diagramuse case diagram）结构视图结构视图（structural viewstructural view）从不同的层面表示）从不同的层面表示系统的静态

13、结构。系统的静态结构。u 包图（包图（package diagrampackage diagram）u 类图（类图（class diagramclass diagram）u 对象图对象图(object diagram)(object diagram)2022/10/2712UMLUML概述概述p包图描述系统的分解结构，表示包（包图描述系统的分解结构，表示包（packagepackage）以及）以及包之间的关系。包之间的关系。p包由子包及类构成。包由子包及类构成。p包之间的关系包括继承、构成与依赖关系。包之间的关系包括继承、构成与依赖关系。p类图描述系统的静态结构，类图的结点表示系统中类图描述系

14、统的静态结构，类图的结点表示系统中的类及其属性和操作，类图的边表示类之间的联系，的类及其属性和操作，类图的边表示类之间的联系，包括继承、聚合、关联、依赖等。包括继承、聚合、关联、依赖等。p关联和依赖关系是关联和依赖关系是UMLUML在面向对象的基本概念体系之在面向对象的基本概念体系之外引进的两种新关系，稍后将解释关联关系。外引进的两种新关系，稍后将解释关联关系。p对象图是类图的实例。它描述在某种状态下，或者对象图是类图的实例。它描述在某种状态下，或者在某一时间段系统中活跃的对象及其关系。在某一时间段系统中活跃的对象及其关系。p对象图中，一个类可以拥有多个活跃的对象实例。对象图中，一个类可以拥有

15、多个活跃的对象实例。2022/10/2713UMLUML概述概述行为视图行为视图（behavioral viewbehavioral view）从不同的侧面）从不同的侧面刻画系统的动态行为。刻画系统的动态行为。u 交互图（交互图（interactive diagraminteractive diagram）u 状态图（状态图（statechart diagramstatechart diagram）u 活动图（活动图（activity diagramactivity diagram）p交互图描述对象之间通过消息传递进行的交互交互图描述对象之间通过消息传递进行的交互与协作。与协作。p交互图分为交

16、互图分为顺序图顺序图（sequence diagramsequence diagram）与）与通通信图信图（communication diagramcommunication diagram）两种形式。）两种形式。p顺序图描述对象之间消息发送的时间序。顺序图描述对象之间消息发送的时间序。p通信图描述对象间的动态协作关系。通信图描述对象间的动态协作关系。p通信图通过消息序号表示消息传递的时间序，通信图通过消息序号表示消息传递的时间序，这种表示不如顺序图直观。这种表示不如顺序图直观。2022/10/2714UMLUML概述概述p状态图状态图描述类的对象的动态行为。描述类的对象的动态行为。p它包含对象所有可能的状态、在每个状态下能够响应它包含对象所有可能的状态、在每个状态下能够响应的事件以及事件发生时的状态迁移与响应动作。的事件以及事件发生时的状态迁移与响应动作。p活动图活动图描述系统为完成某项功能而执行的操作序描述系统为完成某项功能而执行的操作序列，这些操作序列可以并发和同步。列，这些操作序列可以并发和同步。p活动图中包含控制流和信息流。活动图中包含控制流和信息流。p控制流表示一个操作完