建立对象模型时主要使用哪些图形符号
Java是Sun公司推出的一种编程语言。它是一种通过解释方式来执行的语言,语法规则和C++类似。同时,Java也是一种跨平台的程序设计语言。用Java语言编写的程序叫做“Applet”(小应用程序),用编译器将它编译成类文件后,将它存在WWW页面中,并在HTML档上作好相应标记,用户端只要装上Java的客户软件就可以在网上直接运行“Applet”。 Java非常适合于企业网络和Internet环境,现在已成为Internet中最受欢迎、最有影响的编程语言之一。 Java有许多值得称道的优点,如简单、面向对象、分布式、解释性、可靠、安全、结构
中立性、可移植性、高性能、多线程、动态性等。Java摈弃了C++中各种弊大于利的功能和许多很少用到的功能。 Jave可以运行与任何微处理器,用Java开发的程序可以在网络上传输,并运行于任何客户机上。
面向对象的模型
·对象模型
对象模型表示了静态的、结构化的系统数据性质,描述了系统的静态结构,它是从客观世界实体的对象关系角度来描述,表现了对象的相互关系。该模型主要关心系统中对象的结构、属性和操作,它是分析阶段三个模型的核心,是其他两个模型的框架。
1.对象和类
(1) 对象。
对象建模的目的就是描述对象。(2) 类。
通过将对象抽象成类,我们可以使问题抽象化,抽象增强了模型的归纳能力。(3) 属性。
属性指的是类中对象所具有的性质(数据值)。
(4) 操作和方法。
操作是类中对象所使用的一种功能或变换。类中的各对象可以共享操作,每个操作都有一个目标对象作为其隐含参数。
方法是类的操作的实现步骤。
2.关联和链
关联是建立类之间关系的一种手段,而链则是建立对象之间关系的一种手段。
(1) 关联和链的含义。
链表示对象间的物理与概念联结,关联表示类之间的一种关系,链是关联的实例,关联是链的抽象。(2) 角色。
角色说明类在关联中的作用,它位于关联的端点。
(3) 受限关联。
受限关联由两个类及一个限定词组成,限定词是一种特定的属性,用来有效的减少关联的重数,限定词在关联的终端对象集中说明。
限定提高了语义的精确性,增强了查询能力,在现实世界中,常常出现限定词。(4) 关联的多重性。
关联的多重性是指类中有多少个对象与关联的类的一个对象相关。重数常描述为“一”或“多”。
图10-8表示了各种关联的重数。小实心圆表示“多个”,从零到多。小空心圆表示零或一。没有符号表示的是一对一关联。3.类的层次结构
(1) 聚集关系。
聚集是一种“整体-部分”关系。在这种关系中,有整体类和部分类之分。聚集最重要的性质是传递性,也具有逆对称性。聚集可以有不同层次,可以把不同分类聚集起来得到一颗简单的聚集树,聚集树是一种简单表示,比画很多线来将部分类联系起来简单得多,对象模型应该容易地反映各级层次,图10-10表示一个关于微机的多极聚集。
(2)一般化关系。
一般化关系是在保留对象差异的同时共享对象相似性的一种高度抽象方式。它是“一般---具体”的关系。一般化类称为你类,具体类又能称为子类,各子类继承了交类的性质,而各子类的一些共同性质和操作又归纳到你类中。因此,一般化关系和继承是同时存在的。一般化关系的符号表示是在类关联的连线上加一个小三角形,如图10-11 4.对象模型
(1)模板。模板是类、关联、一般化结构的逻辑组成。
(2)对象模型。
对象模型是由一个或若干个模板组成。模板将模型分为若干个便于管理的子块,在整个对象模型和类及关联的构造块之间,模板提供了一种集成的中间单元,模板中的类名及关联名是唯一的。
·动态模型
动态模型是与时间和变化有关的系统性质。该模型描述了系统的控制结构,它表示了瞬间的、行为化的系统控制
性质,它关心的是系统的控制,操作的执行顺序,它表示从对象的事件和状态的角度出发,表现了对象的相互行为。
该模型描述的系统属性是触发事件、事件序列、状态、事件与状态的组织。使用状态图作为描述工具。它涉及到事件、状态、操作等重要概念。
1.事件
事件是指定时刻发生的某件事。2.状态
状态是对象属性值的抽象。对象的属性值按照影响对象显著行为的性质将其归并到一个状态中去。状态指明了对象
对输入事件的响应。
3.状态图
状态图是一个标准的计算机概念,他是有限自动机的图形表示,这里把状态图作为建立动态模型的图形工具。
状态图反映了状态与事件的关系。当接收一事件时,下一状态就取决于当前状态和所接收的该事件,由该事件引起的状态变化称为转换。
状态图是一种图,用结点表示状态,结点用圆圈表示;圆圈内有状态名,用箭头连线表示状态的转换,上面标记事件名,箭头方向表示转换的方向。·功能模型
功能模型描述了系统的所有计算。功能模型指出发生了什么,动态模型确定什么时候发生,而对象模型确定发生的客体。功能模型表明一个计算如何从输入值得到输出值,它不考虑计算的次序。功能模型由多张数据流图组成。数据流图用来表示从源对象到目标对象的数据值的流向,它不包含控制信息,控制信息在动态模型中表示,同时数据流图也不表示对象中值的组织,值的组织在对象模型中表示。图10-15给出了一个窗口系统的图标显示的数据流图。数据流图中包含有处理、数据流、动作对象和数据存储对象。
1.处理
数据流图中的处理用来改变数据值。最低层处理是纯粹的函数,一张完整的数据流图是一个高层处理。2.数据流
数据流图中的数据流将对象的输出与处理、处理与对象的输入、处理与处理联系起来。在一个计算机中,用数据流来表示一中间数据值,数据流不能改变数据值。
3.动作对象
动作对象是一种主动对象,它通过生成或者使用数据值来驱动数据流图。
4.数据存储对象
数据流图中的数据存储是被动对象,它用来存储数据。它与动作对象不一样,数据存储本身不产生任何操作,它只响应存储和访问的要求。
IDEF0模型是什么?如何认识IDEF3模型?
IDEF0:是一种由图形化语言表示的结构化分析和设计技术(SADT)。美国空军委托SADT的开发商开发一种
功能建模方法,从功能角度对系统进行分析和交流,由此产生了IDEF0。
IDEF0的基本思想是结构化分析方法,其特点有:
1)全面描述系统,通过一个模型来理解系统。IDEF0能够表示系统的活动和数据流,通过对系统活动
的分解,阐述各环节之间的内在联系和相互作用。
2)明确说明模型的目的和视点。目的是指为什么要建系统,视点是指从什么角度分析问题。
3)区分“做什么”和“怎么做”。IDEF0强调在分析阶段首先应该表示清楚一个系统、一个功能具体
做什么,在设计阶段才考虑如何做。
“输入”表示该功能需要“消耗掉”、“用掉”或“变换成”输出的东西;“输出”是执行功能的结
果;“控制”表示该功能所受的约束或进行变换的条件、工作依据;“机制”则是该功能赖以进行的基础
或支撑条件;“调用”表示需要参考其他模型或模型中其他部分。
IDEF0功能模型主要由方框、箭头、规则、图示组成,图形是IDEF0模型的主体。每个方框说明一个功
能,功能可以逐步分解细化,形成一系列父-子图示,箭头只表示功能相关的数据或目标,不表示流程或
顺序,规则定义建立模型的各种规定,图示是一文字和图形表示的模型格式。
IDEF0模型有助于分析系统,沟通分析者和客户间的交流。IDEF0有助于圈定分析的范围,特别是功能
分析的范围。作为一种交流工具,IDEF0通过简单的图形来提高系统各方面专家的认识和决策的一致性。
作为一种分析工具,IDEF0帮助建模者考虑下列问题:需要开发哪些功能,为什么要开发这些功能,哪些
是现有系统完成得正确的,哪些是现有系统完成得不正确的。因此,IDEF0模型经常作为系统开发的第一
项任务。
IDEF3:处理工作工艺流模型,也称为idef3模型,是通过俘获处理流程信息、
流程间的关系以及流程的一部分重要对象,图形化描述和文档处理的一种模型方法.
IDEF3“过程流图”着眼于组织或系统中发生特定活动时的特殊情境,
通过运用连接关系和逻辑关系,描述组织或系统中发生的一系列相互关联的活动序列。
IDEF3可以非常清晰分层次地用图形描述过程的功能、行为和组织要素。
IDEF3为收集和记录过程提供了一种机制。
IDEF3以自然的方式记录状态和事件之间的优先和因果关系,
办法是为表达一个系统、过程或组织如何工作的知识提供一种结构化的方法。
IDEF3可以:
记录在调研过程中产生的原始数据;
确定信息资源在企业的主要业务流程中的作用;
记录决策过程,特别是关于制造、工程和维修的产品定义数据的决策过程;
管理数据配置和更改控制策略定义;
进行系统设计和分析;
提供模拟模型。
----IDEF3描述现有系统或建议系统的行为方面内容。IDEF3作为描述系统直觉知识的工具,获取的过程知识是结构化的。IDEF3还记录了所有时间性的信息,包括与企业处理过程相关的优先和因果关系。IDEF3描述的结果是为分析和设计模型提供一个结构化的知识库。与构造预测性的数据模型的模拟语言(如SIMAN,SLAM,GPSS,WITNESS)不同,IDEF3构造一个结构化的描述。这些描述获取关于系统实际运作什么或将要做什么,同时提供该系统的不同用户的视图表示。
----IDEF3有两种描述方式:过程流和对象状态转变网络。IDEF3过程流描述过程以及过程之间的关系网络,描述“如何做”的知识,如描述一个部位在制造过程中发生的情况。这些过程间的关系是在整个业务流程中产生的,描述的目的是说明事物是如何运作的。
IDEF3用两个基本组织结构-场景描述(Scenario)和对象(Object)来获取对过程的描述。
场景描述可以看作一个组织中, 需要用文件记录下来的一种特殊的重复出现的情景,它描述了由一个组织或系统阐明的一类典型问题的一组情况,以及过程赖以发生的背景。场景的主要作用,就是要把过程描述的前后关系确定下来。对象则是任何物理的或概念的事物,是那些发生在该领域内过程描述的一部分。对象的识别和特征抽取,有助于进行过程流描述和对象状态转换描述。
每个IDEF3描述可以有多个场景和多个对象,它们组成了描述结构的各个部分。IDEF3通过一些基本建模符号的不同组合,来描述丰富多彩的现实世界。
哪种UML图给出系统的静态视图
UML的定义有两个主要组成部分:语义和表示法。UML的语义用自然语言描述,表示法定义了UML的可视化标准表示符号,这决定了UML是一种可视化的建模语言。这些图形符号和文字用于建立应用级的模型,在语义上,模型是元模型的实例。此外UML的定义还给出了语法结构的精确规约。对于一般建模者,应重点掌握基本的概念与表示法,并熟练运用它们,建立元模型则是研究方法学的人的研究重点。
要点:对系统的组织
UML是一种可视化的建模语言,对其各建模元素可进行详细说明,并能生成所建模型的文档。使用UML时,要从不同的角度观察系统,为此定义了一个概念“视图”。视图是对系统的模型在某方面的投影,注重于系统的某个方面。每个视图是图的协作,UML定义了9种图。下表是UML中的5种视图,各视图在静态和动态方面表示了系统的模型。
用况视图由用况图组成,描述可被最终用户、分析人员和测试者看到的系统行为;设计视图包含类图、对象图、交互图、状态图和活动图,主要反映系统的功能需求;进程视图包含类图、对象图、交互图、状态图和活动图,主要描述形成系统并发与同步机制的线程和进程;实现视图包含构件图、交互图、状态图和活动图,反映用于装配与发布物理系统的构件和文件,主要针对系统发布的配置管理,可以用各种方法装配它们。部署视图包含部署图、交互图、状态图和活动图,主要描述对组成物理系统的部件的分布、交付和安装。根据实际需要,可以组合使用这些视图。
由视图可以定义模型,模型在语义上是闭合的,它从特定的角度(系统的规约或者设计)在一定抽象层次上描述目标系统。可以把视图组织成模型,开发人员可从各视角观察使用模型。
用以描述系统的模型可以是结构性的,强调系统的组织;也可以是行为性的,强调系统的动态方面。例如,RUP有9种模型,分别是业务模型、领域模型、用况模型(也称需求模型)、分析模型、设计模型、过程模型、部署模型、实现模型和测试模型,用于从不同的角度表示系统。
系统是一组反映不同侧面的子系统的集合,为了完成特定的目的要对这些子系统进行组织(在逻辑、功能和物理位置上是高内聚、低耦合的)。
子系统是一组元素的聚集,其中的元素还可以是子系统。它由一组模型从不同的角度进行描述。子系统本身几乎应是独立的,有自己应用的环境,相互间不重叠,它们之间用接口联系。
UML的概念模型
为了理解UML,需要掌握UML的概念模型,这要求学习三个要素:UML的基本构造块、支配这些构造块如何放在一起的规则和一些运用于整个UML的机制,下面逐一予以介绍。
1. 基本构造块
UML中有三种基本构造块,分别是事物、关系和图。
事物分结构事物(包括类、接口、协作、用况、主动类、构件和节点)、行为事物(包括交互和状态机)、分组事物(包)和注释事物(注解)。
UML中有四种关系,分别是依赖、关联、泛化和实现关系。
对于上述两种构造块,通过研读相应的书籍,绝大多数不难掌握,这里就不再赘述。下面对UML中的图的要点进行阐述。
类图 类图展示了一组类、接口和协作及它们间的关系,在建模中所建立的最常见的图就是类图。用类图说明系统的静态设计视图,包含主动类的类图——专注于系统的静态进程视图。系统可有多个类图,单个类图仅表达了系统的一个方面。要在高层给出类的主要职责,在低层给出类的属性和操作。
对象图 对象图展示了一组对象及它们间的关系。用对象图说明类图中所反应的事物实例的数据结构和静态快照。对象图表达了系统的静态设计视图或静态过程视图,除了现实和原型的方面的因素外,它与类图作用是相同的。
用况图 用况图展现了一组用况、参与者以及它们间的关系。可以用用况图描述系统的静态使用情况。在对系统行为组织和建模方面,用况图的是相当重要的。
交互图 交互图展现了按一定的目的进行的一种交互,它由在一个上下文中的一组对象及它们间交互的信息组成。交互图也可用于描述一个用况的行为。顺序图和协作图都是交互图,顺序图和协作图可以相互转换。
顺序图 展现了一组对象和由这组对象收发的消息,用于按时间顺序对控制流建模。用顺序图说明系统的动态视图。
协作图 展现了一组对象,这组对象间的连接以及这组对象收发的消息。它强调收发消息的对象的结构组织,按组织结构对控制流建模。
状态图 展示了一个特定对象的所有可能状态以及由于各种事件的发生而引起的状态间的转移。一个状态图描述了一个状态机,用状态图说明系统的动态视图。它对于接口、类或协作的行为建模尤为重要,可用它描述用况实例的生命周期。
活动图 活动图是一种特殊的状态图,描述需要做的活动、执行这些活动的顺序(多为并行的)以及工作流(完成工作所需要的步骤)。它对于系统的功能建模特别重要,强调对象间的控制流程。
高层活动图用于表示需要完成的一些任务,即用于分析用况,理解涉及多个用况的工作流、多线程及并行,显示相互联系的行为整体,还可用于对企业过程建模,对系统的功能建模。低层活动图用于表示类的方法。但活动图不适用于描述动作与对象间的关系,显示对象间的合作以及显示对象在生命周期内的运转情况。
构件图 构件图展现了一组构件之间的组织和依赖,用于对原代码、可执行的发布、物理数据库和可调整的系统建模。
部署图 部署图展现了对运行时处理节点以及其中构件的配署。它描述系统硬件的物理拓扑结构(包括网络布局和构件在网络上的位置),以及在此结构上执行的软件.
UML用于描述事物的语义规则分别是:为事物、关系和图命名;给一个名字以特定含义的语境,即范围;怎样使用或看见名字,即可见性;事物如何正确、一致地相互联系,即完整性;运行或模拟动态模型的含义是什么,即执行。另外,UML还允许在一定的阶段隐藏模型的某些元素、遗漏某些元素以及不保证模型的完整性,但模型逐步地要达到完整和一致。
3. 机制
有四种在整个语言中一致应用的机制,使得该语言变得较为简单。这四种机制是详细说明、修饰、通用划分和扩展机制。
UML不只是一种图形语言。实际上,在它的图形表示法的每部分背后都有一个详细说明,提供了对构造块的语法和语义的文字叙述。
UML表示法中的每一个元素都有一个基本符号,这些图形符号对元素的最重要的方面提供了可视化表示,对元素的描述还包含其他细节。例如,一个类是否是抽象类,或它的属性和操作是否可见。要把这样的修饰细节加到基本符号上。
在对面向对象的系统建模中,至少有两种通用的划分世界的方法:对类和对象的划分;对接口和实现的划分。UML中的构造块几乎都存在着这样的两分法。UML是开放的,可用一种受限的方法扩展它。UML的扩展机制包括构造型、标记值和约束。
UML的应用
UML是一种建模语言,不是一种方法,它独立于过程。利于它建模时,可遵循任何类型的建模过程。该建模语言的作者们给出了一种推荐性的建模过程指导,即RUP。本部分阐述RUP如何支持UML的应用。
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