基于UML與Rose的面向?qū)ο蟮能浖Ｑ芯?/h1>

2017-07-29 15:21:24張景峰王麗芬胡曉紅

電腦知識(shí)與技術(shù)訂閱 2017年12期 收藏

關(guān)鍵詞：軟件工程

張景峰　王麗芬　胡曉紅

摘要：軟件工程是一門學(xué)科，它是在規(guī)范化、系統(tǒng)化等工程原則基礎(chǔ)上的，針對(duì)軟件開發(fā)的工程學(xué)科。它包括軟件開發(fā)技術(shù)和軟件項(xiàng)目管理技術(shù)。UML主要是協(xié)助用戶對(duì)項(xiàng)目系統(tǒng)進(jìn)行整體和不同側(cè)面的描述和模型創(chuàng)建，貫穿從需求分析到實(shí)現(xiàn)、測(cè)試以及維護(hù)的全過(guò)程。Rational Rose是一款基UML語(yǔ)言的建模軟件，它非常符合市場(chǎng)需求，并得到廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：軟件工程；uML；Rational Rose

1概述

隨著軟件行業(yè)的迅猛發(fā)展，軟件作為一種市場(chǎng)產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用起來(lái)。隨之“軟件危機(jī)”的出現(xiàn)，于是便創(chuàng)建了軟件工程的理論，也產(chǎn)生了UML與Rational Rose建模語(yǔ)言和制作工具。

軟件工程是一門學(xué)科，它是在規(guī)范化、系統(tǒng)化等工程原則和方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)軟件開發(fā)的而創(chuàng)建出的一門工程學(xué)科。它包括軟件開發(fā)技術(shù)和軟件項(xiàng)目管理技術(shù)。經(jīng)典的軟件工程思想將軟件項(xiàng)目開發(fā)分成如下幾個(gè)階段：

·市場(chǎng)的需求調(diào)研

·項(xiàng)目系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

·項(xiàng)目系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

·系統(tǒng)測(cè)試

·系統(tǒng)維護(hù)

2UML統(tǒng)一的建立模型語(yǔ)言

UML（Unified Modehng Language）是統(tǒng)一的模型創(chuàng)建語(yǔ)言，它是面向?qū)ο蟮模瑓f(xié)助用戶針對(duì)軟件項(xiàng)目系統(tǒng)進(jìn)行的分析、設(shè)計(jì)、描述以及模型創(chuàng)建。它可以包括從市場(chǎng)需求調(diào)研到項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)以及項(xiàng)目維護(hù)的全過(guò)程。UML通過(guò)基于該語(yǔ)言基礎(chǔ)上的相關(guān)工具軟件創(chuàng)建出來(lái)的模型，來(lái)描述整個(gè)項(xiàng)目系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和特征。

2.1組成

UML從建模結(jié)構(gòu)角度來(lái)看，可以分為模型元素、圖、視圖和通用機(jī)制等四個(gè)部分。

模型元素：面向?qū)ο蟮乃袉挝辉?，如各種關(guān)系和類、對(duì)象、消息等事物統(tǒng)稱為模型元素。它是由事物和事物之間的關(guān)系組成的。其中，把眾多相關(guān)事物聯(lián)接在一起的是事物之間的關(guān)系，他們形成了一個(gè)具有某個(gè)主題的結(jié)構(gòu)模型。

圖：圖是由模型元素組成的，一個(gè)或多個(gè)事物與關(guān)系等模型元素相互連接，便形成了圖。

視圖：視圖是對(duì)項(xiàng)目系統(tǒng)的某一方面或者某一角度功能特征，進(jìn)行的概括和描述。通過(guò)定義和創(chuàng)建多個(gè)反映系統(tǒng)不同側(cè)面的視圖，可以對(duì)項(xiàng)目系統(tǒng)做出整體或局部的精確的展示。它是由若干個(gè)圖組成的。

通用機(jī)制：模型描述中凡是例如注解、修飾、規(guī)格說(shuō)明、擴(kuò)展機(jī)制等的信息，統(tǒng)稱為通用機(jī)制。其中，擴(kuò)展機(jī)制（Extension Mechanism），能夠使UML適應(yīng)一個(gè)具有特殊性質(zhì)的組織、方法過(guò)程或用戶。

2.2在UML中的視圖

1）Use Case View：用例視圖是從項(xiàng)目系統(tǒng)外部的參與者（用戶）的角度所展現(xiàn)出來(lái)的系統(tǒng)功能的模型圖。用例視圖統(tǒng)領(lǐng)著其他各視圖，它是核心視圖，直接帶動(dòng)其他視圖的開發(fā)。

2）Logical View：展示項(xiàng)目系統(tǒng)功能的內(nèi)部設(shè)計(jì)和整體特征的視圖是邏輯視圖。它主要應(yīng)用于設(shè)計(jì)和開發(fā)人員。

3）Component View：組件視圖就是實(shí)現(xiàn)視圖，主要應(yīng)用于項(xiàng)目編程人員，展示項(xiàng)目開發(fā)環(huán)境中的各環(huán)節(jié)靜態(tài)結(jié)構(gòu)，描述程序代碼的組織結(jié)構(gòu)。

4）Concurrency View：并發(fā)視圖也叫進(jìn)程視圖，是處理并發(fā)中出現(xiàn)的通信和同步問(wèn)題。

5）Deployment View：配置視圖是展示硬件分布式特性，是從軟件到硬件的轉(zhuǎn)換過(guò)程，也稱為物理視圖。主要應(yīng)用于工程人員。

2.3在UML中的圖

1）Use Case Diagram：從參與者角度描述系統(tǒng)功能的圖，就是用例圖。用例圖是用參與者、行為和它們之間的關(guān)系來(lái)表示。

2）Object Diagram：在某個(gè)時(shí)刻，系統(tǒng)的靜態(tài)組織結(jié)構(gòu)，就是對(duì)象圖。是類圖的另一種表現(xiàn)形式。

3）Class Diagram：描述項(xiàng)目系統(tǒng)的各個(gè)對(duì)象之間的組織結(jié)構(gòu)，就是類圖。它是用類、協(xié)作、接口和他們之間的關(guān)系表示。

4）Sequence Diagram：多個(gè)對(duì)象之間，發(fā)送信息的先后順序構(gòu)成的圖，就是時(shí)序圖。展示的是系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信息。

5）State Diagram：具體對(duì)象的一切可能的狀態(tài)，和狀態(tài)與狀態(tài)之間的關(guān)系，統(tǒng)稱狀態(tài)圖。

6）Collaboration Diagram：協(xié)作圖是描述參加信息傳遞的各對(duì)象之間的結(jié)構(gòu)信息，是另一種動(dòng)態(tài)圖的表示形式。

7）Activity Diagram：活動(dòng)圖就是系統(tǒng)從開始活動(dòng)到結(jié)束活動(dòng)的發(fā)展過(guò)程。

8）Component Diagram：系統(tǒng)元素的有條理、有層次的組織結(jié)構(gòu)展示，就是組件圖。

9）Deployment Diagram：配置圖展示的是相關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)的客觀硬件的描述。它是用節(jié)點(diǎn)、組件和關(guān)系來(lái)表示。

2.4UML中的模型元素

UML中的模型元素是由事物（Things）和關(guān)系（Relationships）組成。

2.4.1事物（Things）

UML中的事物包括結(jié)構(gòu)事物（Structure Things）、行為事物（Behavior Things）、組織事物（Grouping Things）和輔助事物（AnnotationThings）。這些事物是UML模型中的基本單元，它們?cè)谀Ｐ椭袑儆陟o態(tài)部分，代表概念上的元素。

1）結(jié)構(gòu)事物（Structure Things）

包括用例（行為表示）、類、接口、協(xié)作、組件和節(jié)點(diǎn)等。

·用例：是用來(lái)描述參與者與使用項(xiàng)目系統(tǒng)之間，為了完成某個(gè)事件，而發(fā)生的行為順序，是工作行為的表示序列。

·類：對(duì)一組屬性相同、語(yǔ)義相同、操作相同、關(guān)系相同的對(duì)象的描述，稱之為類。在UML圖中，類用一個(gè)矩形來(lái)表示，這個(gè)矩形分為類名、屬性和操作三部分。

·協(xié)作：某些對(duì)象和其他對(duì)象互相信息交流的一組操作，展示進(jìn)行合作的一些動(dòng)作。在UML制作圖中，通常用帶虛線描邊的橢圓來(lái)表示。

·接口：是一個(gè)類或組件提供給另一個(gè)類或組件的一組操作的集合。接口包含方法，但不包含屬性。

·組件：組件是項(xiàng)目系統(tǒng)中的物理部件，是實(shí)際存在的。

·節(jié)點(diǎn)：在運(yùn)行時(shí)，資源的物理元素。在UML的軟件制圖中，節(jié)點(diǎn)表示為一個(gè)立方體。節(jié)點(diǎn)通常包括處理器（Processor）和設(shè)備（Device）。

2）組織事物（分組事物）

分組事物的含義類似于計(jì)算機(jī)中資源管理器里的管理，管理器中的文件關(guān)系復(fù)雜，但是，每個(gè)文件夾中的文件都有相同的屬性和關(guān)聯(lián)性，關(guān)系相對(duì)簡(jiǎn)單。分組事物就是UML創(chuàng)建的模型的組織部分。它由包（Package）組成。

3）行為事物

也叫動(dòng)作事物，主要包括交互（Interaction）和狀態(tài)機(jī)（StateMachine）。

·交互：在共同完成某個(gè)特定的任務(wù)的過(guò)程中，產(chǎn)生的一組信息相互交流的動(dòng)作描述，稱之為交互。在UML圖中，交互的消息通常用帶箭頭的直線表示。

·狀態(tài)機(jī)：表示對(duì)象的若干個(gè)狀態(tài)的組合。在UML工具軟件的制圖中，以圓角矩形表示它。

4）注釋事物

也稱輔助事物，UML模型中的幫助理解和注釋的部分，還有規(guī)格說(shuō)明的部分等等都稱為輔助事物。在UML軟件制圖中，用矩形折起一角來(lái)表示。

2.4.2模型元素之間的關(guān)系

UML模型元素之間的關(guān)系（Relationships）主要是由關(guān)聯(lián)關(guān)系、依賴關(guān)系、聚合關(guān)系、實(shí)現(xiàn)關(guān)系和泛化關(guān)系組成。

·只要是兩個(gè)對(duì)象之間有聯(lián)系，就可以稱之為有關(guān)聯(lián)關(guān)系。一條帶箭頭或不帶箭頭的實(shí)線，都表示關(guān)聯(lián)關(guān)系。

·依賴關(guān)系：兩個(gè)模型元素中，其中一個(gè)元素依賴于另一個(gè)元素的作用而起作用時(shí)，他們的關(guān)系就是依賴關(guān)系。

·泛化關(guān)系：一般元素和特殊元素之間的分類關(guān)系，稱之為泛化關(guān)系。

·聚合關(guān)系：它是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種特殊情況。即相關(guān)聯(lián)的對(duì)象之間表示整體與部分的關(guān)系時(shí)就稱之為聚合關(guān)系。

·實(shí)現(xiàn)關(guān)系：在鏈接起來(lái)的兩個(gè)模型元素中，真正的實(shí)現(xiàn)由前一個(gè)模型元素來(lái)完成，這種關(guān)系稱之為實(shí)現(xiàn)關(guān)系。

3Rational Rose建模技術(shù)

當(dāng)前，很多工具都能夠?qū)崿F(xiàn)UML建模，其中，Rational Rose就是一款很受歡迎的UML建模工具軟件，運(yùn)用Rose軟件工具，可以建立基于UML語(yǔ)言的軟件項(xiàng)目系統(tǒng)模型，而且能夠自動(dòng)生成JAVA等多種語(yǔ)言的系統(tǒng)代碼。

Rational Rose軟件具有它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：首先，不僅能夠進(jìn)行從模型到編碼的正向工程的轉(zhuǎn)換，還能夠?qū)⒕幋a在系統(tǒng)中導(dǎo)出成模型。其次，Rose工具軟件支持多種語(yǔ)言，比如JAVA、C++、VB、VC等，最大程度的滿足用戶需求。第三，Rose軟件強(qiáng)有力的支持團(tuán)隊(duì)開發(fā)。第四，Rose軟件能將系統(tǒng)模型輸出成針對(duì)WEB的html版本，極大地方便了工作人員進(jìn)行網(wǎng)上交流。

4總結(jié)

工欲善其事必先利其器，有了好的建模理論必須要有好的建模工具，UML與Rational Rose就是這種關(guān)系。在遵循UML統(tǒng)一建模語(yǔ)言的基礎(chǔ)上，利用Rose軟件的多種優(yōu)勢(shì)創(chuàng)建出的模型系統(tǒng)，將會(huì)更好為軟件工程服務(wù)。

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