第 7章 面向对象的开发方法
天津财经大学 赵乃真
信息系统设计与实践
2
本章主要内容
1.面向对象的系统开发方法的特点
2.统一建模语言 UML
3.统一系统开发过程 UP
3
7.1 面向对象系统开发方法特点
1．结构化方法的局限性
2．面向对象系统开发方法的特点
– 更符合人们认识事物的思维方式
– 实现软件可重用
– 实现了数据和过程、数据与算法的融合
– 考虑的是, 做什么,,而不是, 怎么做,
– 容易的用户沟通，从而确定系统需求；
4
7.2统一建模语言 UML
信息系统的开发关键是系统建模，不同的
开发方法，实际使用了不同的识别、描
述对象系统和建立系统模型的方法。在
面向对象系统开发方法中，目前用的最
多的系统建模工具就是统一建模语言
（ Unified Modeling Language,UML）。
5
7.2.1什么是统一建模语言
1,UML的定义
2,UML和面向对象方法的关系
3．, 统一, 的含义
4,UML的意义
6
7.2.2 UML的产生和发展
1,UML的发展阶段
2,UML发展的驱动力
（ 1）外在的动力
（ 2）内在的动力
7
7.3 UML的基本元素
UML的概念模型包括 3个要素,UML的基
本构造块、支配这些构造块如何放在一
起的规则以及一些运用于整个 UML的公
共机制。
8
7.3.1UML的构造块
UML包含 3种构造块：物件、关系和图。
– 物件是对模型中最具有代表性的成分的抽
象；
– 关系把物件结合在一起；
– 图聚集了相关的物件，是 UML模型的视图
9
UML中主要物件的图符
10
UML主要关系符号
11
UML图
（ 1）用例图
– 用例图 （ Usecase Diagram）是从用户角度描述系统功能和边
界,并指出各功能的参与者或执行者（ actor）。
12
静态图
静态图 （ Static diagram）包括类图（ Class
Diagram）、对象图（ Object Diagram）
和包图。
– 类图
– 对象图
– 包图
13
（ 3） 行为图 （ Behavior diagram）包括状
态图（ State Diagram）和活动图
（ Activity Diagram），用于描述系统的
动态模型和组成对象间的交互关系。
– 行为图
– 包括状态图
– 活动图
14
（ 4）交互图 Interactive diagram） 包括
顺序图 （ Sequence Diagram） 和协作图
（ Collaboration Diagram）,用于描
述对象间的交互关系，它由一组对象和
它们之间的关系组成，包括它们之间可
能发送的消息。交互图专注于系统的动
态视图。
– 顺序图
– 协作图
15
（ 5） 实现图 （ Implementation Diagram）
包括组件图（ Component Diagram）和实
施图（ Deploy- ment Diagram）。
– 组件图
– 实施图
16
7.3.2规则
UML有一套规则，用以构建一个结构良好
的模型。一个结构良好的模型应该在语
义上是前后一致的，并且与所有的相关
模型协调一致。
– 命名
– 范围
– 可见性
– 完整性
– 执行
17
7.3.3公共机制
（ 1） 详述
（ 2）修饰
（ 3）通用划分
（ 4）扩展机制
18
7.3.4 UML的架构
UML的 架构即系统的组织结构,包括系统
分解的组成部分、它们的关联性、交互、
机制和指导原则，这些提供系统设计的
信息。
– 逻辑视图
– 进程视图
– 实现视图
– 部署视图
– 用例视图
19
7.4统一开发过程 UP
―统一过程, （ Unified Process,UP）是统
一软件开发过程（ Unified Software
Development Process,USDP）的简称。
UP使用 UML来制定软件系统的所有蓝
图 。
20
7.4.1统一过程的概述
“统一过程, 不仅仅是一个简单的软件开
发过程，而是一个通用的过程框架，可
用于各种不同类型的软件系统、各种不
同的应用领域、各种不同类型的组织、
各种不同的功能级别以及各种不同的项
目规模。
21
5个核心工作流
需求（ R）：捕获系统应该做什么
分析（ A）：精化和结构化需求
设计（ D）：用系统架构实现需求
实现（ I）：构造软件
测试（ T）：验证实现是否如期望那样工
22
23
7.4.2各阶段的主要任务
1．初始阶段
2．细化阶段
3．构造阶段
4．移交阶段
24
7.4.3统一过程工作流及相应模型
1．项目细分
2．核心工作流的任务及模型应用
25
7.4.4统一开发过程的特点
统一开发过程 UP具有 3个关键特征, 也被
称为 3个基本公理
– 用例和风险驱动；
– 以架构为中心的；
– 迭代和增量的 。
26
7.5基于 UML的系统开发
面向对象的系统开发方法为信息系统的开
发者提供了不同于传统结构方法的分析
设计思路和操作过程，在一定程度上克
服了结构化方法先天的不足，并提高了
系统开发的效率和质量。
27
7.5.1基于 UML的需求分析
1．需求的捕获
（ 1）捕获功能性需求
（ 2）捕获非功能性需求
2．构建系统的用例模型
– 找出系统边界
– 找出参与者
– 找出用例
3．定义系统边界
4．详述用例
28
7.5.2基于 UML的系统分析
分析工作的目标是产生 分析模型 （逻辑模型）。
分析模型由代表该模型顶层包的分析系统表
示。
1,分析类
2．如何寻找分析类
3．步骤
4,UML类符号
5．关系
6．用例实现 —分析
7．分析包
29
7.5.3 基于 UML的系统设计
设计阶段将构造系统分析阶段的结果，即
利用分析模型提供了对需求的详细理解
来构造系统，并获得实现所有需求（包
括非功能需求和其他约束）的组织（包
括系统架构）。更重要的是，分析模型
提供一个在构造系统时需要尽可能保持
的系统结构。
30
设计模型
设计模型 （物理模型） 是一个用于描述用
例物理实现的对象模型 。
（ 1）设计类
（ 2）, 用例实现 —设计,
（ 3）设计子系统
（ 4）接口
31
7.5.4基于 UML的系统实现
系统实现阶段的主要任务是，探讨如何将设计
阶段的结果，用源代码、脚本、二进制代码、
可执行体等组件来实现系统。 1．实现模型
2．系统实施模型
32
7.6基于 UML的开发工具
基于 UML的面向对象系统开发方法使用大
量图形工具，目前常用工具,
n Microsoft Visio 2002；
n Rational ROSE；
n Power Designer；
n Visual UML for Visual Foxpro；
ERWin（ Data Modeler）
33
7.6.1 VISIO 2002
34
7.6.2 Rational ROSE
Rational公司推出的 Rational Rose是目前比
较优秀的基于 UML的 CASE工具。它把
UML和谐地集成进面向对象的软件开发
过程中。不论是在系统需求阶段，还是
在对象的分析与设计、软件的实现与测
试阶段，它都提供了清晰的 UML表达方
法和完善的工具，方便建立起相应的软
件模型。
35
课后实践
1,安装 Visio企业版或专业版, 练习用其
实现 UML建模 。
2,安装 Rational ROSE,并用其开发一个
简单信息系统 。
3．绘制一个简单信息系统的用例图，如：
图书管理系统，超市管理系统或学籍管
理系统等。
36
天津财经大学 赵乃真
信息系统设计与实践
2
本章主要内容
1.面向对象的系统开发方法的特点
2.统一建模语言 UML
3.统一系统开发过程 UP
3
7.1 面向对象系统开发方法特点
1．结构化方法的局限性
2．面向对象系统开发方法的特点
– 更符合人们认识事物的思维方式
– 实现软件可重用
– 实现了数据和过程、数据与算法的融合
– 考虑的是, 做什么,,而不是, 怎么做,
– 容易的用户沟通，从而确定系统需求；
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7.2统一建模语言 UML
信息系统的开发关键是系统建模，不同的
开发方法，实际使用了不同的识别、描
述对象系统和建立系统模型的方法。在
面向对象系统开发方法中，目前用的最
多的系统建模工具就是统一建模语言
（ Unified Modeling Language,UML）。
5
7.2.1什么是统一建模语言
1,UML的定义
2,UML和面向对象方法的关系
3．, 统一, 的含义
4,UML的意义
6
7.2.2 UML的产生和发展
1,UML的发展阶段
2,UML发展的驱动力
（ 1）外在的动力
（ 2）内在的动力
7
7.3 UML的基本元素
UML的概念模型包括 3个要素,UML的基
本构造块、支配这些构造块如何放在一
起的规则以及一些运用于整个 UML的公
共机制。
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7.3.1UML的构造块
UML包含 3种构造块：物件、关系和图。
– 物件是对模型中最具有代表性的成分的抽
象；
– 关系把物件结合在一起；
– 图聚集了相关的物件，是 UML模型的视图
9
UML中主要物件的图符
10
UML主要关系符号
11
UML图
（ 1）用例图
– 用例图 （ Usecase Diagram）是从用户角度描述系统功能和边
界,并指出各功能的参与者或执行者（ actor）。
12
静态图
静态图 （ Static diagram）包括类图（ Class
Diagram）、对象图（ Object Diagram）
和包图。
– 类图
– 对象图
– 包图
13
（ 3） 行为图 （ Behavior diagram）包括状
态图（ State Diagram）和活动图
（ Activity Diagram），用于描述系统的
动态模型和组成对象间的交互关系。
– 行为图
– 包括状态图
– 活动图
14
（ 4）交互图 Interactive diagram） 包括
顺序图 （ Sequence Diagram） 和协作图
（ Collaboration Diagram）,用于描
述对象间的交互关系，它由一组对象和
它们之间的关系组成，包括它们之间可
能发送的消息。交互图专注于系统的动
态视图。
– 顺序图
– 协作图
15
（ 5） 实现图 （ Implementation Diagram）
包括组件图（ Component Diagram）和实
施图（ Deploy- ment Diagram）。
– 组件图
– 实施图
16
7.3.2规则
UML有一套规则，用以构建一个结构良好
的模型。一个结构良好的模型应该在语
义上是前后一致的，并且与所有的相关
模型协调一致。
– 命名
– 范围
– 可见性
– 完整性
– 执行
17
7.3.3公共机制
（ 1） 详述
（ 2）修饰
（ 3）通用划分
（ 4）扩展机制
18
7.3.4 UML的架构
UML的 架构即系统的组织结构,包括系统
分解的组成部分、它们的关联性、交互、
机制和指导原则，这些提供系统设计的
信息。
– 逻辑视图
– 进程视图
– 实现视图
– 部署视图
– 用例视图
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7.4统一开发过程 UP
―统一过程, （ Unified Process,UP）是统
一软件开发过程（ Unified Software
Development Process,USDP）的简称。
UP使用 UML来制定软件系统的所有蓝
图 。
20
7.4.1统一过程的概述
“统一过程, 不仅仅是一个简单的软件开
发过程，而是一个通用的过程框架，可
用于各种不同类型的软件系统、各种不
同的应用领域、各种不同类型的组织、
各种不同的功能级别以及各种不同的项
目规模。
21
5个核心工作流
需求（ R）：捕获系统应该做什么
分析（ A）：精化和结构化需求
设计（ D）：用系统架构实现需求
实现（ I）：构造软件
测试（ T）：验证实现是否如期望那样工
22
23
7.4.2各阶段的主要任务
1．初始阶段
2．细化阶段
3．构造阶段
4．移交阶段
24
7.4.3统一过程工作流及相应模型
1．项目细分
2．核心工作流的任务及模型应用
25
7.4.4统一开发过程的特点
统一开发过程 UP具有 3个关键特征, 也被
称为 3个基本公理
– 用例和风险驱动；
– 以架构为中心的；
– 迭代和增量的 。
26
7.5基于 UML的系统开发
面向对象的系统开发方法为信息系统的开
发者提供了不同于传统结构方法的分析
设计思路和操作过程，在一定程度上克
服了结构化方法先天的不足，并提高了
系统开发的效率和质量。
27
7.5.1基于 UML的需求分析
1．需求的捕获
（ 1）捕获功能性需求
（ 2）捕获非功能性需求
2．构建系统的用例模型
– 找出系统边界
– 找出参与者
– 找出用例
3．定义系统边界
4．详述用例
28
7.5.2基于 UML的系统分析
分析工作的目标是产生 分析模型 （逻辑模型）。
分析模型由代表该模型顶层包的分析系统表
示。
1,分析类
2．如何寻找分析类
3．步骤
4,UML类符号
5．关系
6．用例实现 —分析
7．分析包
29
7.5.3 基于 UML的系统设计
设计阶段将构造系统分析阶段的结果，即
利用分析模型提供了对需求的详细理解
来构造系统，并获得实现所有需求（包
括非功能需求和其他约束）的组织（包
括系统架构）。更重要的是，分析模型
提供一个在构造系统时需要尽可能保持
的系统结构。
30
设计模型
设计模型 （物理模型） 是一个用于描述用
例物理实现的对象模型 。
（ 1）设计类
（ 2）, 用例实现 —设计,
（ 3）设计子系统
（ 4）接口
31
7.5.4基于 UML的系统实现
系统实现阶段的主要任务是，探讨如何将设计
阶段的结果，用源代码、脚本、二进制代码、
可执行体等组件来实现系统。 1．实现模型
2．系统实施模型
32
7.6基于 UML的开发工具
基于 UML的面向对象系统开发方法使用大
量图形工具，目前常用工具,
n Microsoft Visio 2002；
n Rational ROSE；
n Power Designer；
n Visual UML for Visual Foxpro；
ERWin（ Data Modeler）
33
7.6.1 VISIO 2002
34
7.6.2 Rational ROSE
Rational公司推出的 Rational Rose是目前比
较优秀的基于 UML的 CASE工具。它把
UML和谐地集成进面向对象的软件开发
过程中。不论是在系统需求阶段，还是
在对象的分析与设计、软件的实现与测
试阶段，它都提供了清晰的 UML表达方
法和完善的工具，方便建立起相应的软
件模型。
35
课后实践
1,安装 Visio企业版或专业版, 练习用其
实现 UML建模 。
2,安装 Rational ROSE,并用其开发一个
简单信息系统 。
3．绘制一个简单信息系统的用例图，如：
图书管理系统，超市管理系统或学籍管
理系统等。
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