基于UML的建模分析與應(yīng)用

于紅志

摘要：論文簡要介紹了UML（Unified Modeling Language）標(biāo)準(zhǔn)建模語言的特點(diǎn)，UML建模語言的靜態(tài)建模機(jī)制和動(dòng)態(tài)建模機(jī)制及其使用方法，并運(yùn)用UML的建模機(jī)制和方法對餐飲管理信息系統(tǒng)進(jìn)行了分析建模。

關(guān)鍵詞：UML建模；分析建模；描述和構(gòu)建

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）27-0243-02

標(biāo)準(zhǔn)建模語言（Unified Modeling Language，簡稱UML）是圖形建模語言，具有高度的可視化的特點(diǎn)。其目標(biāo)是用面向?qū)ο蟮姆椒ㄈッ枋鱿到y(tǒng)，它有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用前景，而其最為廣泛的應(yīng)用是建立軟件的系統(tǒng)模型。除此之外也可以用UML來描述諸如工業(yè)過程和工業(yè)系統(tǒng)等其他領(lǐng)域。即UML建模適用于具有靜態(tài)結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)行為的任何系統(tǒng)。

1 UML建模概要

UML建模可概要可歸納為靜態(tài)的建模方法和動(dòng)態(tài)的建模方法這兩大類。

用UML進(jìn)行面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析時(shí)，首先是要描述系統(tǒng)的需求，以此確定系統(tǒng)的功能；其次是要依據(jù)系統(tǒng)的需求為系統(tǒng)去建立靜態(tài)模型，進(jìn)一步去描繪和構(gòu)建系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；最后是去描繪和闡述系統(tǒng)的行為。在此，應(yīng)用UML的前兩步創(chuàng)建的都是系統(tǒng)的靜態(tài)的模型，可使用的圖形工具包括有用例圖、類與對象圖、包圖、構(gòu)件圖和配置圖，這些圖形構(gòu)成了UML建模語言的靜態(tài)建模機(jī)制，通常由用例圖和類與對象圖來描述和構(gòu)建系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)；進(jìn)行建模分析的第三步是描述系統(tǒng)可以執(zhí)行的動(dòng)作或是執(zhí)行動(dòng)作時(shí)的時(shí)序狀態(tài)以及存在的交互關(guān)系。對這些情形的描述和構(gòu)建可以使用狀態(tài)圖、活動(dòng)圖、順序圖和合作圖等，這些內(nèi)容則構(gòu)成了UML建模語言的動(dòng)態(tài)建模機(jī)制。

2 UML的建模應(yīng)用

下面以餐飲企業(yè)管理信息系統(tǒng)為例，用UML的建模機(jī)制和方法對餐飲企業(yè)管理信息系統(tǒng)進(jìn)行具體的分析建模。

2.1 系統(tǒng)描述

餐飲企業(yè)管理信息系統(tǒng)是根據(jù)餐飲企業(yè)的特點(diǎn)和日常經(jīng)營活動(dòng)內(nèi)容對其業(yè)務(wù)信息的處理和流程進(jìn)行規(guī)范化的管理。它的使用對象是餐飲管理員和餐飲服務(wù)員。

2.2 系統(tǒng)需求分析與建模

2.2.1 系統(tǒng)分析與功能描述

用UML對系統(tǒng)進(jìn)行需求分析時(shí)，是使用用例來獲取用戶的需求的，一個(gè)用例表示系統(tǒng)具有的某一種功能。在此選擇用例圖描述使用系統(tǒng)和與系統(tǒng)有關(guān)的相關(guān)聯(lián)的角色以及這些角色對系統(tǒng)功能的要求，系統(tǒng)中的所有的用例以及這些用例的使用者構(gòu)成了系統(tǒng)的用例圖，以此來描述系統(tǒng)具有的功能和系統(tǒng)的使用者。分析階段是針對問題域中的類和問題域中的對象展開分析，必須識(shí)別出系統(tǒng)中的這些類以及類與類之間的關(guān)系，而后由類圖去加以描述和說明。而類與類之間是需要協(xié)作才能實(shí)現(xiàn)用例的，因此這就還要用到動(dòng)態(tài)模型去描述類之間的協(xié)作。在系統(tǒng)分析這一階段和時(shí)期，應(yīng)該僅就問題域的對象去建模，暫不考慮軟件系統(tǒng)中涉及的技術(shù)細(xì)節(jié)。

遵循UML的建模思想對餐飲管理信息系統(tǒng)進(jìn)行具體的分析建模。根據(jù)餐飲企業(yè)的特點(diǎn)，餐飲企業(yè)可見的業(yè)務(wù)活動(dòng)和應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能應(yīng)該包括有菜品業(yè)務(wù)的管理，該項(xiàng)功能的使用者是餐飲管理員。菜品信息的管理是餐飲管理的核心內(nèi)容，諸如顧客所點(diǎn)的菜品是否可用、菜品查詢、菜品編號(hào)、菜品名稱、菜品價(jià)格等；系統(tǒng)前臺(tái)的營業(yè)管理應(yīng)該包括營業(yè)訂單信息的錄入、查詢、添加、修改和刪除等，該項(xiàng)功能的使用者是前臺(tái)服務(wù)員；餐飲企業(yè)還應(yīng)提供餐飲預(yù)定服務(wù)，應(yīng)按顧客指定的時(shí)間和內(nèi)容提供餐飲產(chǎn)品，餐飲預(yù)訂的信息管理應(yīng)該包括顧客預(yù)訂信息的錄入、查詢、添加、修改和刪除等，該項(xiàng)功能的使用者是預(yù)訂服務(wù)員；同理，餐飲企業(yè)還應(yīng)提供外賣服務(wù)，要實(shí)現(xiàn)對外賣信息的錄入、查詢、添加、修改和刪除等，該項(xiàng)功能的使用者是外賣服務(wù)員；同時(shí)系統(tǒng)還應(yīng)該具有對員工基本信息的管理功能，這項(xiàng)功能的使用者是餐飲管理員。因此菜品管理、前臺(tái)業(yè)務(wù)管理、預(yù)定業(yè)務(wù)管理、外賣業(yè)務(wù)管理和企業(yè)員工管理是餐飲管理信息系統(tǒng)中的五個(gè)用例。它們與系統(tǒng)的執(zhí)行者也就是餐飲管理員、前臺(tái)服務(wù)員、預(yù)定服務(wù)員和外賣服務(wù)員構(gòu)成了餐飲管理信息系統(tǒng)的用例。

2.2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

用類圖描述系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)。類的分析是建立在用例分析的基礎(chǔ)上的。類模型是面向?qū)ο蠓椒ǖ暮诵膬?nèi)容，它是對系統(tǒng)中的某一類對象的抽象，它描述了系統(tǒng)中各種對象的類型以及對象之間的各種靜態(tài)關(guān)系，是具有職責(zé)的數(shù)據(jù)模型。每個(gè)類都包含其特有的靜態(tài)屬性和動(dòng)態(tài)行為，這些屬性和行為標(biāo)注在類名稱的下方，由類可生成具體的數(shù)據(jù)對象實(shí)例。通過分析得知餐飲管理系統(tǒng)中的基本類有：員工類、預(yù)定類、前臺(tái)類、外賣類和菜品類，由此得到概念層上的系統(tǒng)，即餐飲管理信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

2.2.3 系統(tǒng)中類行為的描述

上述系統(tǒng)中的每個(gè)類都具有自己的動(dòng)態(tài)行為。接下來給出其動(dòng)態(tài)行為的描述。僅以前臺(tái)營業(yè)為例用UML的狀態(tài)圖和順序圖對前臺(tái)營業(yè)的處理流程進(jìn)行具體的分析與描述。其他類的動(dòng)態(tài)行為圖可以類似的得出。在此，狀態(tài)圖描述了一個(gè)具體對象的可能的所有狀態(tài)和因事件引發(fā)的所有的狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。前臺(tái)營業(yè)中，一單業(yè)務(wù)進(jìn)入訂單生成狀態(tài)后接下來可能出現(xiàn)的狀態(tài)有下述幾種情況：①訂單取消、業(yè)務(wù)結(jié)束；②訂單使用、訂單結(jié)算、業(yè)務(wù)結(jié)束；③訂單修改、訂單使用、訂單結(jié)算、業(yè)務(wù)結(jié)束；④訂單使用、訂單修改、再訂單使用、訂單結(jié)算、業(yè)務(wù)結(jié)束。

UML用順序圖描述對象之間隨時(shí)間推移的動(dòng)態(tài)交互關(guān)系。其中每個(gè)對象用一條豎線表示其生命線，消息用水平箭頭表示由一個(gè)對象發(fā)送給另一個(gè)對象。前臺(tái)營業(yè)時(shí)，營業(yè)信息由前臺(tái)營業(yè)員添加到系統(tǒng)的營業(yè)信息處理界面，產(chǎn)生修改信息時(shí)，信息再發(fā)送至修改界面，修改完成后再發(fā)送到營業(yè)信息界面確認(rèn)，最終再將確認(rèn)的營業(yè)信息發(fā)送至營業(yè)結(jié)算界面。

2.3 系統(tǒng)后期設(shè)計(jì)目標(biāo)

下一步系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，要進(jìn)行更進(jìn)一步的細(xì)化分析，對已有的類（包括已經(jīng)定義的操作和屬性）進(jìn)行細(xì)化，適當(dāng)增加新類，用來處理例如用戶接口以及數(shù)據(jù)庫等其他問題。設(shè)計(jì)階段還包含總體設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)，總體設(shè)計(jì)即高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是定義包（即子系統(tǒng)），其中還有包間的依存關(guān)系和包間的通信關(guān)系；詳細(xì)設(shè)計(jì)則是詳細(xì)描述包中的內(nèi)容，為下一階段的編程工作提供一個(gè)清晰的類的描述，為后續(xù)的編碼實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

總體設(shè)計(jì)中定義的包體現(xiàn)的是一種分組機(jī)制。餐飲管理信息系統(tǒng)的包可由如下幾個(gè)包組成：系統(tǒng)界面、業(yè)務(wù)對象、數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)應(yīng)用。這些包中，用戶界面包構(gòu)成將來用戶的操作界面；業(yè)務(wù)對象包包含了分析模型中的所有的類，它們在數(shù)據(jù)庫包的支持下完成任務(wù)；數(shù)據(jù)庫包為業(yè)務(wù)對象包提供服務(wù)；應(yīng)用包向其他包提供服務(wù)。

詳細(xì)設(shè)計(jì)是將上述包的內(nèi)容再進(jìn)行細(xì)化，對每個(gè)包的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。最后根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行編碼實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)語

UML是功能強(qiáng)大的可視化建模語言。運(yùn)用其靜態(tài)建模機(jī)制建立了餐飲管理信息系統(tǒng)的功能模型，運(yùn)用UML的用例圖、UML的類圖構(gòu)建了系統(tǒng)、描述了系統(tǒng)的信息處理功能以及用戶與系統(tǒng)之間的關(guān)系；應(yīng)用UML的動(dòng)態(tài)建模方法，使用UML的狀態(tài)圖和順序圖對系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)對象的狀態(tài)及行為過程進(jìn)行了描述。為系統(tǒng)的后續(xù)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

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