UML系統分析與設計SystemAnalysis&Design冀振燕北京交通大學

第四章UML的符號1、注釋2、參與者3、用例4、協作5、類6、對象7、消息8、接口9、包10、組件11、狀態12、躍遷13、判定14、同步條15、活動16、節點17、UML的擴充機制UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi2UML的符號UML的最大貢獻就是提供了一個標準的、統一的建模符號體系，結束了由不同符號體系的應用所帶來的混亂。UML符號體系是可視化的，可為系統建立圖形化的可視模型，使系統的結構變得直觀，易于理解。UML符號具有定義良好的語義，不會引起歧義。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi3注釋注釋是用來對元素或元素集合進行注解或約束時所用的圖形符號。注釋的UML符號表示是右上角帶有折角的矩形。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi4參與者參與者代表與系統交互的人、硬件設備、或另一個系統。參與者并不是軟件系統的組成部分，參與者只存在于系統的外部。

參與者的UML符號表示是如圖所示的“小人”，并可在符號下標出參與者名。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi5用例用例規定了系統或部分系統的行為，它描述了系統所執行的動作序列集，并為執行者產生一個可供觀察的結果。用例的UML符號是橢圓，并可在橢圓下標出用例名。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi6協作協作命名了彼此合作完成某個行為的類、接口和其他元素的群體。協作可以用來定義用例和操作的實現，為系統體系結構上的重要機制建模。協作的UML符號是虛線橢圓，每個協作都有一個名字以與其他協作相區分。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi7類類是分享同樣的屬性、操作、關系和語義的對象的集合。類是現實世界中的事物的抽象，當這些事物存在于真實世界中時，它們是類的實例，并被稱為對象。類可以實現一個或多個接口。類的UML符號是劃分成3個格子的長方形。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi8類邊界類邊界類處理系統環境與系統內部之間的通信，邊界類為用戶或另一個系統（即參與者）提供了接口。邊界類的UML符號表示UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi9類實體類實體類是模擬必須被存儲的信息和其關聯行為的類。實體類的UML符號表示。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi10類控制類控制類是用來為特定于一個或多個用例的控制行為建模的類。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi11類參數類參數類又被稱為模板類（TemplateClasses），模板類定義了類族。模板不能直接使用，要首先實例化模板類，實例化包括將這些形式模板參數綁定到實際的參數。參數類的UML符號是在類的UML符號表示的右上角加一個虛線框，在這個虛線框中列出模板參數。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi12對象對象代表了類的一個特定實例。對象具有身份（Identity）和屬性值（AttributeValues）。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi13消息消息是對象間的通信，它傳遞了要執行動作的信息，它能觸發事件。消息的UML符號表示是帶箭頭的實線。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi14接口接口是用來定義類或組件服務的操作的集合。與類不同，接口沒有定義任何結構，也沒有定義任何實現。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi15接口像類一樣，接口可以參與類屬關系、關聯關系和依賴關系，另外，接口還可以參與實現關系。實現接口的類或組件必須實現接口中定義的所有操作。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi16包包是一個用來將模型單元分組的通用機制。包可以用在任何一個UML圖中，但一般多用于用例圖和類圖，它就象文件夾一樣，可以將模型元素分組隱藏，從而簡化UML圖，使得UML圖更易理解。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi17包可見性如同類屬性和操作的可見性是可控制的一樣，包中元素的可見性也是可控制的。包中的元素在缺省情況下是公共的（public），也就是說，對于引入含有該元素的包中的任何元素都是可見的。引入與輸出（ImportingandExporting）引入可以使一個包中的元素單向地訪問另一個包中的元素。在UML中，引入關系用點綴著衍型<<import>>的依賴關系來表示。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi18包類屬關系（Generalization）包間的類屬關系與類間的類屬關系非常類似。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi19組件包（ComponentPackage）。組件包代表了邏輯上相關的組件簇或系統的重要部分。組件包的作用類似于類圖中邏輯包的作用。組件包用來劃分系統的物理模型。組件組件代表了一個接口定義良好的軟件模塊。組件是系統的一個物理的、可替代的部分，它遵循接口定義，并為接口提供了實現。組件的特點如下：組件是物理的。組件是可替代的。組件是系統的一部分。組件可以被多個系統重用。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi20組件與類組件與類的區別：類代表了邏輯的抽象，而組件是物理的、可以存在于現實世界中的。也就是說，組件可以在節點上存在，而類不能。組件代表了其他邏輯單元的物理封裝，與類的抽象存在于不同的層次上。類本身有屬性和操作，但是，組件的操作通常只能通過接口來訪問。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi21組件與接口接口是操作的集合，定義了類或組件的服務。接口通常被用作粘合劑將組件連接在一起。被一個組件實現的接口被稱為該組件的輸出接口（ExportInterface），也就是說，組件將該接口作為服務窗口向其他組件開放。一個組件可以有多個輸出接口。被一個組件使用的接口被稱做該組件的引入接口（ImportInterface）。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi22組件組件的二進制可替代性基于組件的系統是通過組裝二進制的、可替換的組件建立起來的，可以通過使用新組件替換舊組件來發展系統，而不需要重新編譯整個系統。衍型UML的所有擴充機制都可以用于組件。通常，可以用標記值來擴充組件的屬性（例如，規定組件的版本信息），用衍型規定組件的新種類。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi23組件UML定義了5個可以應用于組件的標準衍型。（1）可執行的（executable）。該衍型定義了可以在節點上執行的組件。（2）庫（library）。該衍型定義了靜態或動態的對象庫。（3）表（table）。該衍型定義了代表數據庫表的組件。（4）文件（file）。該衍型定義了代表含有源代碼或數據的文件的組件。（5）文檔（document）。該衍型定義了表示文檔的組件。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi24狀態狀態機（StateMachine）描述了對象在生命周期中響應事件所經歷的狀態的序列以及對象對這些事件的響應。狀態機由狀態、躍遷、事件、活動、動作等組成。狀態描述對象在生命周期中的一種條件或狀況，在這種狀況下，對象滿足某個條件，或執行某個動作、或等待某個事件。一個狀態在一個有限的時間段內存在。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi25狀態狀態由以下6部分組成：1.名字（Name）名字可以用來區分不同的狀態。狀態也可以是匿名的。2.入口／出口動作（Entry/ExitActions）入口動作在進入狀態時執行；出口動作在退出狀態時執行。

3.內部躍遷（InternalTransitions）內部躍遷是沒有引起狀態變化的躍遷。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi26圖4.30狀態狀態4.子狀態（Substate）子狀態是被嵌套的狀態。子狀態包括不相交子狀態（DisjointSubstates）和并發子狀態（ConcurrentSubstates）。不相交子狀態也被稱為順序子狀態（SequentialSubstates）。不含有子結構的狀態被稱為簡單狀態（SimpleState），含有子結構的狀態被稱為組合狀態（CompositeState）。并發子狀態是指并發進行的子狀態。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi27狀態UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi28順序子狀態狀態UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi29并發子狀態狀態5.延遲事件（DeferredEvents）延遲事件是指不處理那些當前發生的狀態，而將事件推遲到不再被推遲的另外一個狀態中才處理，此時延遲事件發生并可能觸發躍遷，就好像這些事件剛發生一樣。延遲事件的實現需要存在一個內部的事件隊列。6.初始狀態（InitialState）和最終狀態（FinalState）初始狀態和最終狀態是兩種特殊的狀態。初始狀態表示狀態機的執行開始，最終狀態表示狀態機的執行結束。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi30躍遷躍遷是兩個狀態間的一種關系，它表示對象在第一個狀態將執行某些動作，當規定的事件發生或滿足規定的條件時，對象進入第二個狀態。躍遷表示了從活動（或動作）到活動（或動作）的控制流的傳遞。躍遷由以下部分組成：源狀態與目標狀態觸發事件護衛條件動作UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi31判定判定（Decision）代表了活動圖或狀態機圖上的一個特殊位置，在這個位置上工作流將根據護衛條件進行分支。判定節點的UML符號是一個空心菱形。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi32同步條同步條（SynchronizationBars）用來定義活動圖中的分叉（Fork）和聯結（Join）。同步條的UML符號表示用粗的水平或豎直條表示。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi33活動活動是在狀態機中進行的一個非原子的執行，它由一系列的動作組成。活動的UML符號表示：UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi34節點節點是運行時存在的物理單元，它代表了具有內存以及處理能力的計算資源。節點與組件之間有許多重要的不同之處：組件參加系統的運行；節點是運行組件的硬件。組件代表了其他邏輯組件的物理封裝；節點代表了組件的物理分布。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi35UML的擴充機制UML是可擴充的，UML的擴充機制允許用戶以可控制的方式擴充語言。UML的擴充機制包括3種：衍型（Stereotypes）衍型擴充了UML的詞匯表，使用戶可以從已存在的模型元素派生出新模型元素，這些元素是為特定的問題域定制的。衍型提供了擴充基本模型元素以創建新元素的能力。衍型的概念使得UML雖然有最小的符號集，但是可以隨時擴充以滿足需要。衍型名字被放在“<<”和“>>”之間，且被放在模型元素的名字上面。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi36UML的擴充機制UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi37衍型UML的擴充機制標記值（TaggedValues）標記值擴充了UML模型元素的屬性，使用戶可以在模型元素的規格說明中添加新的信息。標記值可以用放在“{}”中的字符串表示，這個字符串由標記名、分隔符“=”以及標記值組成。UML系統分析與設計第2版ZhenyanJi38UML的擴充機制約束（Constraints）約束擴充了UML模型元素的語義，使用戶可以添加新規則或修改已存在的規則。在UML中