UML繪圖工具組成元素有哪些

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一、概述

UnifiedModelingLanguage(UML)又稱統(tǒng)一建模語言或標(biāo)準(zhǔn)建模語言,是始于1997年一個OMG標(biāo)準(zhǔn)，它是一個支持模型化和軟件系統(tǒng)開發(fā)的圖形化語言,為軟件開發(fā)的所有階段提供模型化和可視化支持，包括由需求分析到規(guī)格，到構(gòu)造和配置。
面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(OOA＆D，OOAD)方法的發(fā)展在80年代末至90年代中出現(xiàn)了一個高潮，UML是這個高潮的產(chǎn)物。它不僅統(tǒng)一了Booch、Rumbaugh和Jacobson的表示方法，而且對其作了進(jìn)一步的發(fā)展，并最終統(tǒng)一為大眾所接受的標(biāo)準(zhǔn)建模語言。

二、標(biāo)準(zhǔn)建模語言UML的內(nèi)容

首先，UML融合了Booch、OMT和OOSE方法中的基本概念，而且這些基本概念與其他面向?qū)ο蠹夹g(shù)中的基本概念大多相同，因而，UML必然成為這些方法以及其他方法的使用者樂于采用的一種簡單一致的建模語言；其次，UML不僅僅是上述方法的簡單匯合，而是在這些方法的基礎(chǔ)上廣泛征求意見，集眾家之長，幾經(jīng)修改而完成的，UML擴(kuò)展了現(xiàn)有方法的應(yīng)用范圍；第三，UML是標(biāo)準(zhǔn)的建模語言，而不是標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)過程。盡管UML的應(yīng)用必然以系統(tǒng)的開發(fā)過程為背景，但由于不同的組織和不同的應(yīng)用領(lǐng)域，需要采取不同的開發(fā)過程。

作為一種建模語言，UML繪圖工具的定義包括UML語義和UML表示法兩個部分。
(1)UML語義描述基于UML繪圖工具的精確元模型定義。元模型為UML的所有元素在語法和語義上提供了簡單、一致、通用的定義性說明，使開發(fā)者能在語義上取得一致，消除了因人而異的***表達(dá)方法所造成的影響。此外UML還支持對元模型的擴(kuò)展定義。
(2)UML表示法定義UML繪圖工具符號的表示法，為開發(fā)者或開發(fā)工具使用這些圖形符號和文本語法為系統(tǒng)建模提供了標(biāo)準(zhǔn)。這些圖形符號和文字所表達(dá)的是應(yīng)用級的模型，在語義上它是UML元模型的實(shí)例。

UML繪圖工具的重要內(nèi)容可以由下列五類圖（共9種圖形）來定義：

◆***類是用例圖，從用戶角度描述系統(tǒng)功能，并指出各功能的操作者。

◆第二類是靜態(tài)圖(Staticdiagram)，包括類圖、對象圖和包圖。其中類圖描述系統(tǒng)中類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。不僅定義系統(tǒng)中的類，表示類之間的聯(lián)系如關(guān)聯(lián)、依賴、聚合等，也包括類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（類的屬性和操作）。類圖描述的是一種靜態(tài)關(guān)系，在系統(tǒng)的整個生命周期都是有效的。
UML繪圖工具中對象圖是類圖的實(shí)例，幾乎使用與類圖完全相同的標(biāo)識。他們的不同點(diǎn)在于對象圖顯示類的多個對象實(shí)例，而不是實(shí)際的類。一個對象圖是類圖的一個實(shí)例。由于對象存在生命周期，因此對象圖只能在系統(tǒng)某一時間段存在。
包由包或類組成，表示包與包之間的關(guān)系。包圖用于描述系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)。

◆第三類是行為圖（Behaviordiagram），描述系統(tǒng)的動態(tài)模型和組成對象間的交互關(guān)系。其中狀態(tài)圖描述類的對象所有可能的狀態(tài)以及事件發(fā)生時狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件。通常，狀態(tài)圖是對類圖的補(bǔ)充。在實(shí)用上并不需要為所有的類畫狀態(tài)圖，僅為那些有多個狀態(tài)其行為受外界環(huán)境的影響并且發(fā)生改變的類畫狀態(tài)圖。
而活動圖描述滿足用例要求所要進(jìn)行的活動以及活動間的約束關(guān)系，有利于識別并行活動。

◆第四類是交互圖（Interactivediagram），描述對象間的交互關(guān)系。其中順序圖顯示對象之間的動態(tài)合作關(guān)系，它強(qiáng)調(diào)對象之間消息發(fā)送的順序，同時顯示對象之間的交互；合作圖描述對象間的協(xié)作關(guān)系，合作圖跟順序圖相似，顯示對象間的動態(tài)合作關(guān)系。除顯示信息交換外，合作圖還顯示對象以及它們之間的關(guān)系。如果強(qiáng)調(diào)時間和順序，則使用順序圖；如果強(qiáng)調(diào)上下級關(guān)系，則選擇合作圖。這兩種圖合稱為交互圖。

◆第五類是實(shí)現(xiàn)圖(Implementationdiagram)。其中構(gòu)件圖描述代碼部件的物理結(jié)構(gòu)及各部件之間的依賴關(guān)系。一個部件可能是一個資源代碼部件、一個二進(jìn)制部件或一個可執(zhí)行部件。它包含邏輯類或?qū)崿F(xiàn)類的有關(guān)信息。部件圖有助于分析和理解部件之間的相互影響程度。
UML繪圖工具中配置圖定義系統(tǒng)中軟硬件的物理體系結(jié)構(gòu)。它可以顯示實(shí)際的計算機(jī)和設(shè)備（用節(jié)點(diǎn)表示）以及它們之間的連接關(guān)系，也可顯示連接的類型及部件之間的依賴性。在節(jié)點(diǎn)內(nèi)部，放置可執(zhí)行部件和對象以顯示節(jié)點(diǎn)跟可執(zhí)行軟件單元的對應(yīng)關(guān)系。

從應(yīng)用的角度看，當(dāng)采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)設(shè)計系統(tǒng)時，首先是描述需求；其次根據(jù)需求建立系統(tǒng)的靜態(tài)模型，以構(gòu)造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；第三步是描述系統(tǒng)的行為。其中在***步與第二步中所建立的模型都是靜態(tài)的，包括用例圖、類圖（包含包）、對象圖、組件圖和配置圖等五個圖形，是UML繪圖工具的靜態(tài)建模機(jī)制。其中第三步中所建立的模型或者可以執(zhí)行，或者表示執(zhí)行時的時序狀態(tài)或交互關(guān)系。它包括狀態(tài)圖、活動圖、順序圖和合作圖等四個圖形，是UML繪圖工具的動態(tài)建模機(jī)制。因此，UML繪圖工具的主要內(nèi)容也可以歸納為靜態(tài)建模機(jī)制和動態(tài)建模機(jī)制兩大類。

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