基于UML的系統分析與設計

摘 要：隨著社會信息化程度的逐漸加快，軟件的需求量變得越來越大，結構也變得越來越復雜，這無形中增加了軟件開發的難度系數和復雜性。UML作為一種面向對象的標準化的統一建模語言在系統開發中是非常重要的，特別是對于聯系復雜，結構龐大的系統來說，利用基于UML的可視化建模軟件工具，按照RUP的要求方便的管理項目需求、使基于組件的框架、驗證軟件質量、控制版本更新，從而實現整個軟件系統的面向對象分析、設計與迭代。

關鍵詞：UML；系統分析；語言

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 18-0000-01

隨著社會信息化程度的逐漸加快，軟件的需求量變得越來越大，結構也變得越來越復雜，這無形中增加了軟件開發的難度系數和復雜性。UML作為一種面向對象的建模方法，融入了軟件工程領域的新方法、新技術、新思想，在軟件不同的開發周期使用同一組概念和表示方法，并且在同一個模型中可以混合使用，具有功能強大、容易表達、適用度較高等優勢。

一、統一建模語言

UML的簡介。統一建模語言是OMG（Object Management Group）組織于1997年發布的。它是一種面向可視的、對象的且被廣泛使用的建模工具。UML語言由元模型和圖構成，圖代表的是UML的語法，定義各種UML元素、框圖、符號及使用方法。元模型是UML的語義，可以給出圖的含義，所以UML是通過元模型描述的以圖形表示方法為基礎的一種建模語言。UML的特點如下：

（1）UML僅僅是一種標準的建模語言，它完全獨立于開發過程；（2）UML是單一通用的建模語言；（3）UML擅長分布式、并行的系統的建模；（4）UML有許多新的概念，如擴展機制、模式等。

常見的UML模型圖一般包括靜態的用例圖、動態的狀態圖和活動圖的行為圖。用例圖包含類圖、包圖、對象圖；狀態圖和行為圖包含順序圖、協作圖的交互圖形以及構件圖、配置圖的實現圖等5類10種模型。

二、UML在系統開發中的建模

（一）RUP

RUP（Rational Unified Process）是Rational軟件公司創造的一種面向對象且基于網絡的軟件工程方法。因為UML僅僅是一種建模語言而不是建模方法，本身獨立于過程，因此在實際的開發中通常會將RUP和UML聯系在一起，建立軟件系統可視化模型，幫助人們提供管理軟件復雜性的能力。RUP告訴我們如何通過可視化對軟件系統建模，使建模變的直觀、清晰，降低軟件開發的風險系數，從而能更好的適應用戶需求的經常性變動，控制整個系統的開發過程，維護系統完整性。

RUP軟件生命周期在時間上一般可分為開始、細化、構建和移交4個階段。開始階段是為了系統建立案例，通過確定參與者、項目邊界、用例及參與者與用例的關系這四個步驟確定用例圖。此階段主要完成用例圖。細化階段的目標是分析問題領域，在開始階段的基礎上，收集更詳細的系統需求，建立健全的體系結構基礎，制定項目計劃，除去已知的高風險元素。此階段主要包括計劃，分析和結構設計。細化階段需要完成初期評估，審查用例質量和風險調查。類圖反應的是對象之間的抽象關系，如幻化、關聯和聚合等，建立類圖是細化階段最重要的工作。生成類的三個步驟：（1）識別類；（2）確定類的屬性和操作；（3）確定類之間的關系。

細化階段完成的圖主要有包圖、類圖、活動圖、對象圖、順序圖、狀態圖和協作圖。在構建階段中，所有剩余的構件和應用程序功能被開發并集成為產品，所有的功能被詳細測試。構建階段后期，需要配置系統運行的軟硬件環境，這其中硬件環境可用配置圖來表示。移交階段是將設計完成的軟件產品交給用戶，接受用戶的測試，提交用戶手冊，進行用戶培訓等，確保軟件對最終用戶是可用的。移交階段可能是跨越了幾次迭代，軟件需求規范及用UML表示的用例圖、類圖、組件圖和配置圖要及時更新，保證軟件和模型同步。

（二）面向對象的UML的建模

面向對象的UML建模過程主要包含了解需求、分析、設計、實現、測試和配置。首先進行業務流程建模，主要是為了評估系統、理解需求及系統將要解決的問題。其次需求分析，主要是用例模型的定義，采集和評價系統的需求。在這個過程中需要了解各角色間的關系以便進行系統設計及實現時減少盲目性，這一過程要注意對象和類的定義以及領域分析。然后進行的是系統分析與設計，設計分為框架設計和詳細設計。系統分析與設計的結果是產生一個對象模型，即設計模式。最后進行的是實現，可運用Rational Rose或其他軟件提供的平臺分析前面所設計的圖，再轉化為自己熟悉的高級語言，這樣可以看到UML把圖轉換成系統的程序設計結構的框架，并且系統擴張時僅需更改前兩步的設計圖，改變程序的框架，從而徹底改變傳統設計所帶來的復雜性和潛在的危險性。在系統測試的時候也可運用UML將系統劃分為多個單元，將每個單元作為一個整塊，分別對它們進行測試，再將測試結果返回到設計實現中進行分析。可以看出在整個系統設計的全過程，運用UML減少了系統設計的復雜性與盲目性，提高了設計效率。

三、結束語

UML作為一種面向對象的標準化的統一建模語言在系統開發中是非常重要的，特別是對于聯系復雜，結構龐大的系統來說，利用基于UML的可視化建模軟件工具，按照RUP的要求方便的管理項目需求、使基于組件的框架、驗證軟件質量、控制版本更新，從而實現整個軟件系統的面向對象分析、設計與迭代。

參考文獻：

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[2]劉芳.UML語言及實際中建模的應用[D].山東科技大學，2003.

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[作者簡介]沈金星（1990-），男，江蘇宿遷人，碩士研究生在讀，研究方向：數據挖掘。