軟件工程與UML關系概述

摘要:隨著計算機技術的發展，軟件工程技術已經進入了一個新的階段。人們開始使用面向對象的技術，同時UML融合了多種面向對象建模方法以及多種軟件工程方法，成為軟件系統設計建模的主要工具。該文從軟件工程概述、UML概述以及UML在軟件工程的應用為基礎，對軟件工程與UML管理進行概述。

關鍵詞:軟件工程;UML;建模;關系

中圖分類號:TP312文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2010)21-5774-02

Overview of Relationship between Software Engineering and UML

LIU Xiao-hai

(Beijing University of Aeronautics Technology Research Center， Beijing 100076， China)

Abstract: With the development of computer technology， software engineering technology has entered a new stage. People began to use of object-oriented technology， and a variety of fusion UML modeling method of object-oriented software engineering methods and software system， the main tool design modeling. This overview of software engineering， UML overview and UML in software engineering， based on the application of software engineering and UML management are summarized.

Key words: software engineering; UML; modeling; relationship

1 軟件工程的概述

軟件工程 (Software Engineering，簡稱為SE)是一門研究用工程化方法構建和維護有效的、實用的和高質量的軟件的學科。軟件工程開發和維護軟件是通過工程的概念、原理、技術和方法進行的，經過實踐而得到的管理技術與當前較好的技術相結合，發開出高質量的軟件，并對其進行維護。而傳統方法學和面向對象方法學是目前使用較廣泛的軟件工程方法學。

軟件工程的基本原理:1) 用分階段的生命周期計劃嚴格管理;2) 堅持進行階段評審;3) 實行嚴格的產品控制;4) 采用現代程序設計技術;5) 結果應能清楚的審查;6) 開發小組的人員應該少而精;7) 承認不斷改進軟件工程實踐的必要性。

2 UML的概述

面向對象的系統分析與設計出現在較晚時期，即20世紀80年代。這是一段試驗時期。20世紀90年代早期，在各種方法和建模應運而生并已開始應用的同時，討論的主要中心是比較方法。在1997年，在行業聯盟對象管理組織(OMG)發起人號召之下，工作組發布了一套用于描述和建模面向對象系統的標準，這就是統一建模語言(UML)。UML是一種建模語言而不是一種方法，UML本身是獨立于過程的。

標準建模語言UML的主要特點可以歸結為五點:

1) 統一的標準。UML已被OMG 接受為標準的建模語言，赿來越多的開發人員開始使用UML進行開發，越來越多開發廠商開始支持UML。

2) 面向對象。UML是支持面向對象軟件開發的建模語言。

3) 可視化、表達能力強大。

4) 獨立于過程。UML不依賴于特定的軟件開發過程，這也是UML 能被 眾多軟件開發人員接受的一個原因。

5) 概念明確，建模表示法簡潔，圖形結構清晰，容易掌握和使用。

3 軟件開發過程與建模

在軟件工程中，軟件生命周期由軟件定義、軟件開發和運行維護三個時期組成，每個時期又進一步劃分若干個階段，分別為:問題定義、可行性研究、需求分析、總體設計、詳細設計、編碼和單元測試、綜合測試以及軟件維護。

在軟件開發過程中，整個軟件生命周期受軟件范型影響。所謂軟件范型(Software paradigms)就是軟件開發過程模型，毋庸置疑，選擇一個良好的開發范型對于一個軟件產品(項目)的開發至關重要。一般情況下，軟件范型可分為四種，分別為:過程性范型、面向對象范型、面向進程范型以及混合范型。在建立軟件的需求分析和設計模型時，建模的方法要根據不同的范型選擇。

4 UML在軟件工程中的作用

UML支持其他面向對象開發和傳統的軟件開發過程，從需求分析到系統測試，都可以具有相應的具體方案與之對應。UML是一個完整的建模語言，支持軟件開發的不同階段，以下是UML在軟件開發中的各個階段應用進行分析:

1) 需求分析

UML的用例試圖可以表示客戶的需求。對外部的角色以及它們所需要的系統功能建模是通過用例建模來完成的。它們之間的關系建模被用于角色和用例。每個用例都指定了客戶的需求。需求分析不僅要對軟件系統進行而且對商業過程也要進行。

2) 分析

考慮要解決的問題是分析階段要做的工作，其描述可用UML的邏輯視圖和動態視圖來進行。系統的靜態結構由類圖進行描述，系統的動態特征由協作圖、狀態圖、序列圖、活動圖和狀態圖進行描述。在分析階段，不定義軟件系統的解決方案的細節，只為問題領域的類建模。

3) 設計

把分析階段的結果擴展成技術解決方案是設計階段主要的工作。提供技術基礎結構——用戶接口，數據庫操作等是采用加入新的類完成的。在這個技術基礎結構中，分析階段的領域問題類被嵌入在其中。構造階段的詳細的規格說明是設計階段的結果。

4) 構造

把設計階段的類轉換成某種面向對象程序設計語言的代碼，這是構造階段的工作。在對UML表述的分析和設計模型進行轉換時，最好不要直接把模型轉化成代碼。在早期階段，模型是理解系統并對系統進行結構化的手段。

5) 測試

單元測試、集成測試、系統測試和接受測試為系統測試的幾個不同級別。不同的測試采用不同的UML圖作為工作的基礎。使用類圖和類的規格說明是單元測試，典型地使用組件圖和協作圖的是集成測試，而系統測試實現用例圖來確認系統的行為符合這些圖中的定義。在系統測試階段，UML模型還可以作為測試階段的依據。如單元測試使用類圖和類規格說明;集成測試使用組件圖和協作圖;系統測試用例圖來驗證系統的行為;驗收測試由用戶進行，以驗證系統測試的結果是否滿足在分析階段確定的需求。

軟件工程是從結構化程序設計到面向對象程序設計轉變的一個過渡。UML是一種定義良好、易于表達、功能強大且普遍適用的建模語言。軟件工程領域的新思想、新方法和新技術融入到UML里。

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