UML順序圖和協(xié)作圖

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1、,,,,,,,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,電氣與信息工程學(xué)院 翟亞紅,UML,建模技術(shù),,,,——,第,4,章 順序圖和協(xié)作圖,,交互圖概述,,順序圖,,協(xié)作圖,,順序圖與協(xié)作圖的比較,,練習(xí),主要內(nèi)容,,UML,中幾個圖的關(guān)系,用例圖,需求,類圖,(,復(fù)雜,),狀態(tài)圖,順序圖,類圖,(,簡單,),活動圖,協(xié)作圖,需求獲取階段,系統(tǒng)分析階段,設(shè)計階段,,案例,1,：,ATM,自動柜員機系統(tǒng),建立一個具有基本功能的,ATM,機軟件,客戶可以存錢，取錢,客戶可以查詢帳戶余額,客戶可以修改密碼,客戶可以進行轉(zhuǎn)帳,,,案例,1

2、,：,ATM,自動柜員機系統(tǒng),【,任務(wù)描述,】,客戶到,ATM,機上,取款,，其操作為插卡、輸入密碼、查詢余額、輸入取款數(shù)額、出鈔、取鈔、出卡、取卡等一系列動作，每一個動作（操作）是有一定的時間順序的。根據(jù)以上操作繪制出一個,ATM,機,取款的順序圖,。,,1.,交互圖概述,交互圖（,interaction diagram,）是用來描述,對象之間,以及,對象與參與者之間,的動態(tài)協(xié)作關(guān)系以及協(xié)作過程中行為次序的圖形文檔。,,,交互圖包括,順序圖,（,sequence diagram),和,協(xié)作圖,（,collaboration diagram,）兩種形式。,,1.,交互圖概述,順序圖：著重描述對

3、象,按時間,順序的消息交換,,,協(xié)作圖：著重描述系統(tǒng)成分,如何協(xié)同,工作,,2.,順序圖,定義：順序圖也稱時序圖，是顯示對象之間交互的圖，這些對象是按時間順序排列的。,,順序圖中顯示的是參與交互的,對象,以及對象之間,消息交互,的順序。,,,順序圖的作用,表示用例的行為順序，描述對象之間以及對象與,Actor,之間的消息發(fā)送關(guān)系；,,,,發(fā)現(xiàn)類并依據(jù)其,職責(zé),構(gòu)建類的屬性和方法。,,,案例回顧,,曹操,赤壁之戰(zhàn),孫權(quán),劉備,關(guān)羽,孔明,張飛,,曹操舉兵南下，,劉備,請,孔明,擬定策略。派遣,關(guān)羽,和,張飛,防守荊州，同時請,孔明,聯(lián)絡(luò)孫權(quán)，共同對抗曹操。,孔明,聯(lián)合孫權(quán)，借東風(fēng)，火燒曹軍于赤壁

4、。,,,場景描述,,,:,劉備,:,孔明,:,關(guān)羽,求戰(zhàn),請擬策略,:,張飛,請防守荊州,請防守,,荊州前線,孫權(quán),曹操,請聯(lián)絡(luò)孫權(quán),請孫權(quán)領(lǐng)兵相助,借東風(fēng)火攻,火攻曹軍,,寫,C＋＋程序內(nèi)容,,,:,劉備,求戰(zhàn),請擬定策略,請防守荊州,請聯(lián)絡(luò)孫權(quán),寫,C＋＋,,程序,Class,劉備,{,,孔明,,k ＝,New,孔明,,關(guān)羽,,g,＝,,New,關(guān)羽,Public,,迎戰(zhàn)曹操,(),,,{,,,k.,擬定策略,(),,,g.,防守荊州,(),,,,k.,聯(lián)合孫權(quán),(),,,},,},,寫,C＋＋程序內(nèi)容,,:,孔明,請擬定策略,請聯(lián)絡(luò)孫權(quán),請孫權(quán)領(lǐng)兵相助,借東風(fēng)火攻,借東風(fēng)火攻,寫,C＋＋

5、,,程序,Class,孔明,{,,孫權(quán),,s,＝ new,孫權(quán),,Public,,擬定策略,(),,,{,,……,,,},,Public,,聯(lián)合孫權(quán),(),,,{,,,s.,請領(lǐng)兵相助,(),,,借東風(fēng)火攻(),,,},,Private,,借東風(fēng)火攻,(),,{,,,……,,,},,},,案例,1,：,ATM,自動柜員機系統(tǒng),【,任務(wù)描述,】,儲戶到,ATM,機上,取款,，其操作為插卡、輸入密碼、查詢余額、輸入取款數(shù)額、出鈔、取鈔、出卡、取卡等一系列動作，每一個動作（操作）是有一定的時間順序的。根據(jù)以上操作繪制出一個,ATM,機,取款的順序圖,。,,（,1,）確定操作順序,,根據(jù)需求分析，客戶

6、使用,ATM,機取款的操作順序如下：,,1,）,客戶,將卡插入,ATM,的讀卡機（銀行卡）。,,2,）,讀卡機,接受,ATM,卡，并把它交給,客戶管理,模塊。,,3,）客戶管理模塊啟動驗證密碼程序，向儲戶顯示輸入密碼請求。,,4,）客戶通過,輸入設(shè)備,輸入密碼，輸入設(shè)備把密碼傳遞給客戶管理模塊。,,5,）客戶管理模塊向事務(wù)管理模塊請求確認密碼的合法性。,,6,）事務(wù)管理模塊向客戶管理模塊確認密碼的合法性。,,7,）客戶管理模塊通過,顯示屏,向客戶顯示輸入服務(wù)類別請求。,,8,）客戶通過輸入設(shè)備輸入取款請求，并傳遞給客戶管理模塊。,,9,）客戶管理模塊通過顯示設(shè)備詢問客戶取款數(shù)額。,,10,）客

7、戶通過輸入設(shè)備輸入取款數(shù)額，并傳遞給客戶管理模塊。,,11),客戶管理模塊通過顯示設(shè)備向客戶詢問取款確認。,,12,）客戶通過輸入設(shè)備向客戶管理模塊傳遞確認信息。,,13,）客戶管理模塊向,事務(wù)管理,模塊請求數(shù)額合法性確認。,,14,）事務(wù)管理模塊向客戶管理模塊確認數(shù)額合法性。,,15,）事務(wù)管理模塊向,點鈔機,發(fā)出出鈔請求。,,16,）點鈔機出鈔。,,17,）客戶取鈔。,,18,）客戶取出,ATM,卡（銀行卡）。,,（,2,）確定對象,,,,,,（,3,）創(chuàng)建對象之間的消息,,（,4,）創(chuàng)建順序圖,：,ATM,機順序圖,,順序圖是一個二維圖形。在順序圖中水平方向為,對象維,，沿水平方向排列的

8、是參與交互的對象。,,順序圖中的垂直方向為,時間維,，沿垂直向下方向按時間遞增順序列出各對象所發(fā)出和接收的消息。,2.,順序圖,,順序圖建模元素,對象,（,object,）,,生命線,（,lifeline,）,,控制焦點,（,focus of control,）,,消息,（,message,）,,順序圖中對象的命名方式有,3,種：,顯示對象名和類名,只顯示類名,只顯示對象名,,同步消息,/,調(diào)用消息,發(fā)送者把控制傳遞給消息的接收者，然后停止活動，等待消息接收者放棄或返回控制。,,同步消息必有一個配對的返回消息，在圖中可以不用畫出。,,異步消息,異步消息的發(fā)送者通過消息把信號傳遞給消息的接收者，

9、然后繼續(xù)自己的活動，不等待接收者返回消息或控制。異步消息的發(fā)送者和接收者是并行工作的。,,返回消息,返回消息表示從過程調(diào)用返回，以,虛線箭頭,表示。,,阻止消息,阻止消息是指消息發(fā)送者發(fā)出消息給接收者，若接收者無法立即接收消息，則發(fā)送者放棄此消息。,Rose,中用折回的箭頭表示阻止消息。,,Rose,所擴充的消息類型,,超時消息,超時消息是指消息發(fā)送者發(fā)出消息給接收者并按指定時間等待。若接收者無法在指定時間內(nèi)接收消息，則發(fā)送者放棄此消息。,Rose,所擴充的消息類型,,對象的創(chuàng)建和銷毀,,一個對象可以在交互中創(chuàng)建。如果一個對象是在交互中創(chuàng)建的，則該對象的生命線就從接收到一個標有構(gòu)造型,>,的創(chuàng)

10、建消息之時開始。,,一個對象可以在交互中銷毀。如果一個對象是在交互中銷毀的，則該對象的生命線就從接收到一個標有構(gòu)造型,>,的銷毀消息之時終止。對象銷毀的標志是在其生命線的端部標上一個,“,×,”,。,,一個對象可以由其它的對象發(fā)送,>,消息予以銷毀，也可以自己銷毀。,,返回消息按需要繪制,圖,1,對數(shù)據(jù)庫的,JDBC,接口的訪問,,建立順序圖的一般步驟,(1),確定交互過程的上下文（,context);,,(2),確定參與交互過程的活動者和對象；,,(3),確定活動者、對象的生命周期；,,(4),確定交互中產(chǎn)生的消息；,,(5),從引發(fā)該交互過程的初始消息開始，在生命線之間自頂向下依次畫出隨后

11、的各個消息；,,,,一個單獨的順序圖最好只顯示一個控制流（建議盡量少用迭代和分支）,,案例,2,：飲料自動銷售機,假設(shè)飲料銷售機有,3,部分：前端（,front,）、錢幣記錄儀（,register,）（負責(zé)收集顧客投的錢幣）、分配器（,dispenser,）。,,前端負責(zé)：,,1,、接收顧客的選購和現(xiàn)鈔。,,2,、顯示諸如,Out of selection,和,Use correct change,的信息。,,3,、從記錄儀接收找回的零錢并返還給顧客。,,4,、返還現(xiàn)鈔。,,5,、從分配器接收一罐飲料并把它交給顧客。,,錢幣記錄儀負責(zé)：,,1,、從前端獲取顧客輸入信息（即選購的飲料種類和現(xiàn)鈔）

12、。,,2,、更新現(xiàn)鈔儲存。,,3,、找零錢。,,分配器負責(zé)：,,1,、檢查選購的飲料是否還有存貨。,,2,、分發(fā)一罐飲料。,,下面對“,buy soda”(,買飲料,),的理想場景建模：顧客塞入合適的零錢，顧客選擇的飲料還有存貨。買飲料的順序如下：,,1,、,顧客,從機器,前端,的錢幣口塞入錢幣，然后選擇想要的飲料。,,2,、錢幣到達,錢幣記錄儀,，記錄儀更新自己的存儲。,,3,、,分配器,檢查飲料是否還有的結(jié)果是還還有存貨，記錄儀通知分配器分發(fā)一罐飲料到機器前段。,,案例,2,：飲料自動銷售機,,對上述步驟建模的順序圖如下：,,思考：,1,、在,Buy Soda,（買飲料）場景中，假設(shè)顧客選

13、擇的飲料已經(jīng)銷售完了（,sold out),，如何建立,sold-out,場景建模的順序圖。,,2,、假設(shè)顧客塞入的零錢數(shù)量不對，該場景用順序圖如何描述呢？,,3.,協(xié)作圖,(Collaboration Diagram),協(xié)作圖：,用于描述系統(tǒng)的行為是如何由系統(tǒng)的成分協(xié)作實現(xiàn)的圖。,,協(xié)作圖中的一些主要建模元素：,,Object(,包括,actor,實例,),,Message,（消息）,,Link(,鏈,),,鏈,(link),：協(xié)作圖中用鏈來連接對象，消息顯示在鏈的旁邊，一個鏈上可以有多個消息。,,鏈是關(guān)聯(lián)的實例。,,順序圖中不使用鏈，只有在協(xié)作圖中才使用鏈。,,例：飲料銷售機中“,Buy

14、soda”,理想場景的協(xié)作圖如下：,,建立,Collaboration,圖的步驟,1.,確定交互過程的上下文,(context),；,,2.,確定參與交互過程的活動者與對象；,,3.,確定對象之間的鏈,(link),，,以及沿著鏈的消息；,,4.,從引發(fā)這個交互過程的初始消息開始，將隨后的每個消息附到相應(yīng)的鏈上；,,5.,細化消息內(nèi)容。如需要說明時間或空間的約束時。,,思考：,在,Buy Soda,（買飲料）場景中，假設(shè)顧客選擇的飲料已經(jīng)銷售完了（,sold out),，如何建立,sold-out,場景建模的協(xié)作圖。,,,順序圖和協(xié)作圖對比（,1,）,均屬交互圖，都用于描述系統(tǒng)中對象之間的動態(tài)

15、關(guān)系。,,兩者可相互轉(zhuǎn)換，但兩者強調(diào)重點不同。,,順序圖強調(diào)消息的,時間順序,，按時間順序布圖；協(xié)作圖強調(diào)的是,參與交互的對象的組織，,按空間組織布圖。,,順序圖和協(xié)作圖對比（,2,）,兩者語義上是等價的，但兩者并不能完全相互代替。,,,例如，在順序圖中不能表示對象與對象之間的,鏈,，在協(xié)作圖中則可以表示；協(xié)作圖不能表示,生命線和控制焦點,，在順序圖中則可以表示。,,知識技能,,目標,（,1,）熟悉,UML,順序圖與協(xié)作圖的功能和組成元素,,（,2,）理解順序圖與協(xié)作圖的繪制方法,,（,3,）學(xué)會構(gòu)思順序圖與協(xié)作圖,,（,4,）學(xué)會在,Rational Rose 2003,中繪制順序圖與協(xié)作圖,本章重點,（,1,）,UML,順序圖與協(xié)作圖的功能和組成元素,,（,2,）在,Rational Rose 2003,中繪制順序圖與協(xié)作圖,小結(jié),,練習(xí)：,ATM,自動柜員機系統(tǒng),參照,ATM,自動柜員機的,取款,用例的順序圖，試著完成以下任務(wù)：,,（,1,）繪制,存款,用例的順序圖及協(xié)作圖。,,（,2,）繪制,修改密碼,用例的順序圖及協(xié)作圖。,,（,3,）繪制,查詢賬戶余額,及,轉(zhuǎn)賬,用例的順序圖及協(xié)作圖。,,