软件系统建模（一）

软件系统建模（一）

1 基础知识

软件的生命周期（包括五个方面）：需求分析（Requirements Capture）阶段、系统分析与设计（System Analysis and Design）阶段、系统实现（Implementation）阶段、测试（Testing）阶段、维护（Maintenance）阶段。

 

建模的目标：建模的使用是软件成功的一个基本因素。它主要是通过模型来表现软件系统的现实性。主要目标表现在： 便于展现系统、允许指定系统的结构或行为、提供构造系统的模板、记录决策。

 

建模的原则：选择建立什么样的模型对如何发现和解决问题具有重要的影响；每个模型可以有多种表达方式；最好的模型总是能够切合实际；孤立的模型是不完整的、任何好的系统都是由一些几乎独立的模型拼凑出来的。

 

建模的常用方法：基于算法、面向对象。随着需求的变化和系统的增长，运用基于算法的建模方法建立起来的系统很难维护。在面向对象的建模方法中，主要的模块是对象或者类。

2 面向对象与UML

面向对象 = 对象 + 类 + 继承 + 通信。 面向对象的核心元素包括： 对象 （封装数据属性和操作行为的实体）、 封装 （结合性和信息隐蔽性）、 消息 （消息是向对象发出的服务请求，包含消息名、接受对象的标志、服务标志、输入信息、回答信息等）、 类 （一组具有相同数据结构和相同操作的对象的集合，它是对象的抽象）、 继承 （子类可以自动拥有父类的全部属性与操作的机制，它分为单重继承和多重继承两类）、 多态性 （同一操作作用于不同的对象，可以有不同的解释，产生不同的执行结果，多态分为：编译时的多态性与运行时的多态性；多态性的实现有有三种方式：接口实现多态性、继承实现多态性、抽象类实现多态性）、 结构与连接 （包括：一般 / 特殊结构、整体 / 部分结构、实例连接、消息连接）。

 

面向对象模型主要由五个层次：类与对象层、属性层、服务层、结构层、主题层。 

  

上图主要是面向对象分析过程模型。面向对象分析的基本原则包含以下方面：抽象原则、分类原则、聚合原则、关联原则、消息通信原则。

 

类图： 类图的主要构成成分：类、属性、方法、一般 / 特殊结构、整体 / 部分结构、实例连接、消息连接。类图分为三个层次：对象层、特征层、关系层。

　　

对象之间通信 ： 一般 / 特殊结构 （如：普通职工与经理）、 整体 / 部分结构 （电脑主机／主板）、 实例连接 （表达对象之间的静态联系，如：司机和汽车，在图中用“横线”表示）、 消息连接 （定义：两个对象之间存在的由于通信需要而形成的关系，表示方法：使用箭头从发送消息的对象指向接收消息的对象）。

 

面向对象的高层设计

 

 

  设计模型

 

高层设计的准则　弱耦合、强内聚、减少通信开销、良好的可扩充性。

 

面向对象的类设计　

目标：把类设计成可复用的“插接相容性”部件、把类设计成健壮的部件、把类设计成可集成的部件。

设计原则：

类公共接口的单独成员应该是类的操作符。

类 A 的实例不应该直接发送消息给类 B 的成员。

操作符是公共的，当且仅当类实例的用户可用。

属于类的每个操作符要么访问、要么修改类的某个数据。

类必须尽可能少地依赖其他类。

两个类之间的互相作用应该是显式的。

继承结构的父类应该是目标概念的抽象模型。

 

 

　　今天就编辑到这里，上面的部分只属于基础性理论认识部分，在后面部分，会描述一些常用 UML 建模工具，如 Rational Rose 的相关特点及使用。