UML建模综述

一、概念

UML-Unified Model Language 统一建模语言，又称标准建模语言。是用来对软件密集系统进行可视化建模的一种语言。作为一个支持模型化和软件系统开发的图形化语言，UML为软件开发的所有阶段提供模型化和可视化支持，包括由需求分析到规格，到构造和配置。

UML规范用来描述建模的概念有：类(对象的)、对象、关联、职责、行为、接口、用例、包、顺序、协作，以及状态。

二、分类

在UML系统开发中有三个主要的模型： 
功能模型: 从用户的角度展示系统的功能，包括用例图。 
对象模型: 采用对象，属性，操作，关联等概念展示系统的结构和基础，包括类图、对象图、包图。 
动态模型: 展现系统的内部行为。 包括序列图，活动图，状态图。

UML定义了5类，10种模型图

五种类图定义:

用例图：从用户角度描述系统功能，并指各功能的操作者。

静态图：包括类图，包图，对象图。

　　　　类图：描述系统中类的静态结构

　　　　包图：是包和类组成的，表示包与包之间的关系，包图描述系统的分层结构

　　　　对象图：是类图的实例

行为图：描述系统动态模型和对象组成的交换关系。包括状态图和活动图

　　　　活动图：描述了业务实现用例的工作流程

　　　　状态图：是描述状态到状态控制流，常用于动态特性建模

交互图：描述对象之间的交互关系

　　　　顺序图：对象之间的动态合作关系，强调对象发送消息的顺序，同时显示对象之间的交互

　　　　合作图：描述对象之间的协助关系

实现图：描述系统的实际体系结构安排

　　　　配置图：定义系统中软硬件的物理体系结构

十种图定义:

UML包括用例图、类图、构件图、部署图、顺序图、协作图、状态图、活动图

(1)类图(Class Diagram)。展现了一组对象、接口、协作和它们之间的关系。类图描述的是一种静态关系，在系统的整个生命周期都是有效的，是面向对象系统的建模中最常见的图。

(2)对象图(Object Diagram)。展现了一组对象以及它们之间的关系。对象图是类图的实例，几乎使用与类图完全相同的标示。

(3)用例图(UseCase Diagram)。展现了一组用例、参与者(actor)以及它们之间的关系。用例图从用户角度描述系统的静态使用情况，用于建立需求模型。

(4)交互图。用于描述对象间的交互关系，由一组对象和它们之间的关系组成，包含它们之间可能传递的消息。交互图又分为序列图和协作图，其中序列图描述了以时间顺序组织的对象之间的交互活动;协作图强调收发消息的对象的结构组织。

(5)状态图(State Diagram)。由状态、转换、事件和活动组成，描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时的转移条件。通常状态图是对类图的补充，仅需为那些有多个状态的、行为随外界环境而改变的类画状态图。

(6)活动图(Active Diagram)。一种特殊的状态图，展现了系统内一个活动到另一个活动的流程。活动图有利于识别并行活动。

(7)组件图(Component Diagram)。展现了一组组件的物理结构和组件之间的依赖关系。部件图有助于分析和理解组件之间的相互影响程度。

(8)部署图(Deployment Diagram)。展现了运行处理节点以及其中的组件的配置。部署图给出了系统的体系结构和静态实施视图。它与组件图相关，通常一个节点包含一个或多个构建。

(9)包图(（Package Diagram))。包图描述系统的分层结构。在UML1.1版本中，包图不再看作一种独立的模型图。

三、十种模型图具体描述

1.类图(概念类图Class Diagram/Conceptual Class Diagram / Domian Model)

类图是描述系统中的类，以及各个类之间的关系的静态视图。能够让我们在正确编写代码以前对系统有一个全面的认识。类图是一种模型类型，确切的说，是一种静态模型类型。类图表示类、接口和它们之间的协作关系。

2.活动图（Activity Diagram）

描述用例要求所要进行的活动，以及活动间的约束关系，有利于识别并行活动。能够演示出系统中哪些地方存在功能，以及这些功能和系统中其他组件的功能如何共同满足前面使用用例图建模的商务需求。

3.状态图(状态机图State Diagram/State Machine Diagram)

描述类的对象所有可能的状态，以及事件发生时状态的转移条件。可以捕获对象、子系统和系统的生命周期。他们可以告知一个对象可以拥有的状态，并且事件(如消息的接收、时间的流逝、错误、条件变为真等)会怎么随着时间的推移来影响这些状态。一个状态图应该连接到所有具有清晰的可标识状态和复杂行为的类；该图可以确定类的行为，以及该行为如何根据当前的状态变化，也可以展示哪些事件将会改变类的对象的状态。状态图是对类图的补充。

4.用例图(Use Case Diagram)

描述角色以及角色与用例之间的连接关系。说明的是谁要使用系统，以及他们使用该系统可以做些什么。一个用例图包含了多个模型元素，如系统、参与者和用例，并且显示这些元素之间的各种关系，如泛化、关联和依赖。

5.序列图（顺序图Sequence Diagram）

序列图是用来显示你的参与者如何以一系列顺序的步骤与系统的对象交互的模型。顺序图可以用来展示对象之间是如何进行交互的。顺序图将显示的重点放在消息序列上，即强调消息是如何在对象之间被发送和接收的。

6.协作图（通讯图Communication Diagram）

和序列图相似，显示对象间的动态合作关系。可以看成是类图和顺序图的交集，协作图建模对象或者角色，以及它们彼此之间是如何通信的。如果强调时间和顺序，则使用序列图；如果强调上下级关系，则选择协作图；这两种图合称为交互图。

7.对象图(设计类图Object Diagram/Design Class Diagram)

与类图极为相似，它是类图的实例，对象图显示类的多个对象实例，而不是实际的类。它描述的不是类之间的关系，而是对象之间的关系。

8.包图（Package Diagram)

包图用于描述系统的分层结构，由包或类组成，表示包与包之间的关系。

9.组件图(构件图Component Diagram)

描述代码构件的物理结构以及各种构建之间的依赖关系。用来建模软件的组件及其相互之间的关系，这些图由构件标记符和构件之间的关系构成。在组件图中，构件是软件单个组成部分，它可以是一个文件，产品、可执行文件和脚本等。

10.部署图（配置图Deployment Diagram）

是用来建模系统的物理部署。例如计算机和设备，以及它们之间是如何连接的。部署图的使用者是开发人员、系统集成人员和测试人员。部署图用于表示一组物理结点的集合及结点间的相互关系，从而建立了系统物理层面的模型。

 

三、十种模型图对比

这十种模型图各有侧重：

　　1：用例图侧重描述用户需求，

　　2：类图侧重描述系统具体实现；

描述的方面都不相同：

　　1：类图描述的是系统的结构，

　　2：序列图描述的是系统的行为；

抽象的层次也不同：

　　1：构件图描述系统的模块结构，抽象层次较高，

　　2：类图是描述具体模块的结构，抽象层次一般，

　　3：对象图描述了具体的模块实现，抽象层次较低。

在有的文献书籍中，将这九种模型图分为三大类：

　　结构分类、动态行为和模型管理：

　　1：结构分类包括用例图、类图、对象图、构件图和部署图，

　　2：动态行为包括状态图、活动图、顺序图和协作图，

　　3：模型管理则包含类图。