面向物件分析與設計 - UML 分析模型

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統一建模語言 (UML) 是一種面向物件分析與設計的圖形化語言，它提供了一種標準的方式來編寫軟體系統的藍圖。它有助於視覺化、規範化、構建和記錄面向物件系統的工件。它用於描述複雜系統中的結構和關係。

簡史

它誕生於 20 世紀 90 年代，是幾種技術的融合，主要包括 Grady Booch 的面向物件分析與設計技術、James Rumbaugh 的 OMT（物件建模技術）和 Ivar Jacobson 的 OOSE（面向物件軟體工程）。UML 試圖標準化面向物件分析與設計的語義模型、語法符號和圖。

UML 中的系統和模型

系統 - 一組為了實現某些目標而組織在一起的元素構成一個系統。系統通常被劃分為子系統，並由一組模型來描述。

模型 - 模型是對系統的簡化、完整和一致的抽象，用於更好地理解系統。

檢視 - 檢視是從特定角度對系統模型的投影。

UML 的概念模型

UML 的概念模型包含三個主要元素：

• 基本構建塊
• 規則
• 通用機制

基本構建塊

UML 的三個構建塊是：

• 事物
• 關係
• 圖

事物

UML 中有四種事物：

• 結構事物 - 這些是 UML 模型中的名詞，代表靜態元素，可以是物理的或概念的。結構事物包括類、介面、協作、用例、活動類、元件和節點。

• 行為事物 - 這些是 UML 模型中的動詞，表示隨時間和空間變化的動態行為。兩種行為事物是互動和狀態機。

• 分組事物 - 它們構成 UML 模型的組織部分。只有一種分組事物，即包。

• 註釋事物 - 這些是 UML 模型中的解釋，表示用於描述元素的註釋。

關係

關係是事物之間的連線。UML 中可以表示的四種關係是：

• 依賴 - 這是兩個事物之間的語義關係，其中一個事物的變化會導致另一個事物的變化。前者是獨立的事物，後者是依賴的事物。

• 關聯 - 這是一種結構關係，表示具有共同結構和共同行為的一組鏈路。

• 泛化 - 這表示泛化/特化關係，其中子類繼承自超類的結構和行為。

• 實現 - 這是兩個或多個分類器之間的語義關係，其中一個分類器規定了一個契約，其他分類器必須遵守。

圖

圖是對系統的圖形表示。它通常由一組元素組成，通常以圖形的形式表示。UML 總共包括九種圖：

• 類圖
• 物件圖
• 用例圖
• 序列圖
• 協作圖
• 狀態圖
• 活動圖
• 元件圖
• 部署圖

規則

UML 有許多規則，以便模型在語義上自洽，並與系統中的其他模型和諧地關聯。UML 對以下方面有語義規則：

• 名稱
• 範圍
• 可見性
• 完整性
• 執行

通用機制

UML 有四種通用機制：

• 規範
• 修飾
• 常見劃分
• 擴充套件機制

規範

在 UML 中，每個圖形符號背後都有一個文字語句表示語法和語義。這些是規範。規範提供了一個語義底板，其中包含系統的各個部分以及不同路徑之間的關係。

修飾

UML 中的每個元素都有唯一的圖形符號。此外，還有表示元素重要方面的符號，例如名稱、範圍、可見性等。

常見劃分

面向物件系統可以以多種方式劃分。兩種常見的劃分方式是：

• 類和物件的劃分 - 類是對一組相似物件的抽象。物件是系統中實際存在的具體例項。

• 介面和實現的劃分 - 介面定義了互動規則。實現是介面中定義規則的具體實現。

擴充套件機制

UML 是一種開放式語言。可以以受控的方式擴充套件 UML 的功能，以滿足系統的要求。擴充套件機制包括：

• 構造型 - 它擴充套件了 UML 的詞彙表，透過它可以從現有構建塊建立新的構建塊。

• 標記值 - 它擴充套件了 UML 構建塊的屬性。

• 約束 - 它擴充套件了 UML 構建塊的語義。