UML
简介
UML代表了OO软件开发技术的发展方向，一经推出就获得了工业界和科技界的广泛支持。反过来，它在软件建模上的应用又推动了OO软件开发技术的发展。
UML是一种基于面向对象的可视化建模语言。它提供了丰富的以图形符号表示的模型元素，这些标准的图形符号隐含了UML语法，而由这些图形符号组成的各种模型则给出了UML的语义。UML简单、一致、通用的定义，使开发者能在语义上取得一致，消除了因人而异的表达方法所造成的因素。
UML的组成
1.UML的模型元素
UML定义了两类模型元素。一类模型元素用于表示模型中的某个概念，如类、对象、构件、用例、结点、接口、包和注释等，其中主要有关联、泛化、依赖、实现、聚集和组合等。
以下是几种主要连接关系的含义：
1. 关联：模型元素实例之间的固定对应关系，为永久性的结构关系。 2. 泛化：表示一般与特殊关系，“一般”元素是“特殊”元素的泛化，“特殊”元素是“一般”元素的特化。 3. 依赖：表示一个元素以某种方式依赖于另一个元素，为短暂性关系。 4. 实现：表示接口和实现它的模型元素之间的关系。 5. 聚集：表示“整体”与“部分”关系，“部分”元素是“整体”元素的一部分。 6. 组合：表示强烈的“整体”与“部分”关系，“部分”不能独立于“整体”而存在。
2.UML的元模型结构
按照UML的语义，UML模型可定义为4个抽象层次。从低到高分别是元元模型、元模型、模型和用户模型。下一层是上一层的基础，上一层是下一层的实例。 1. 元元模型：元元模型定义了用于描述元模型的语言，它是任何模型的基础。在UML的元元模型中，定义了元对象类、元属性、元操作等概念。 2. 元模型：元模型定义了用于描述模型的语言，它组成了UML的基本元素，包括面向对象和构件的概念。元模型是元元模型的一个实例，如类、属性、操作等，都是元模型层的元对象，它们分别是元类、元属性、元操作的实例。 3. 模型：模型定义了用于描述信息领域的语言，它组成了UML的模型。模型是对现实世界的抽象，无论是问题领域还是解决方案，都可以抽象成模型。 4. 用户模型：用户模型是模型的实例，它用于表达一个模型的特定情况。用户模型层中的模型元素是模型层中的模型元素的实例。UML中用名称下面带有下划线表示实例。
3.图和视图
UML是用来描述模型的，它用模型来描述系统的结构或静态特征以及行为或动态特征。它用不同的视角为系统建模，形成不同的视图，每个视图由一组图构成，图中包含了强调系统中某一方面的信息，显示了这个系统中一个特定的方面。UML中包括两类图和5种视图。
1. 图：图是系统架构在某个侧面的表示，两大类图-静态图和动态图，共计9种不同的图。
（1）静态图
用例图：描述系统功能
类图：描述系统的静态结构
对象图：描述系统在某个时刻的静态结构
构件图：描述系统的元素的组织
部署图：描述系统环境元素的配置
（2）动态图
状态图：描述系统元素的状态条件和响应
时序图：按时间顺序描述系统元素间的交互
协作图：按照连接关系描述系统元素间的交互
活动图：描述系统元素的活动流程
2.视图
用例视图：用例视图表达从用户角度看到的系统应有的外部功能，有时也称用户模型视图。它用用例图来描述，有时也用活动图来进一步描述其中的用例。
逻辑视图：逻辑视图主要用类图和对象图来描述系统的静态结构，它同时也描述对象间为实现给定功能发送消息时出现的动态协作关系，故称结构模型视图。动态行为用状态图、时序图、协作图和活动图来描述。
进程视图：进程视图用于展示系统的动态行为及其并发性，也称行为模型视图。它用状态图、时序图、协作图、活动图、构件图和部署图来描述。
构件视图：构件视图展示系统实现的结构和行为特征，包括实现模块和它们之间的依赖关系，也称实现模型视图。构件视图用构件图来描述。
部署视图：部署视图显示系统的实现环境和构件被部署到物理结构的映射，如计算机、设备以及它们相互间的连接，哪个程序或对象在哪台计算机上执行等。部署视图用部署图来描述。
UML的特点
1.统一标准：UML不仅统一了Booch、OMT和OOSE等方法中的基本概念，还吸取了面向对象技术领域中其他流派的长处，其中也包括非OO方法的影响。UML使用的表示符号考虑了各种方法的图形表示方法，删掉了大量易引起混乱的、多余的和极少使用的符号，也添加了一些新符号，提供了标准的面向对象的模型元素的定义的表示法，并已经成为OMG和OSI的标准。
2.面向对象：UML支持面向对象技术的主要概念，它提供了一批基本的表示模型元素的图形和方法，能简洁。明了地表达面向对象的各种概念和模型元素。
3.表达能力强大，可视化：UML是一种图形化语言，用UML的模型图形能清晰地表示系统的逻辑模型或实现模型。它不只是一堆图形符号，在每一个图形符号后面，都有良好定义的语义；UML还提供了语言的扩展机制，用户可以根据需要自定义构造型、标记值和约束等，它的强大表达能力使它可以应用于各种复杂软件系统的建模。
UML的应用
UML适用于以面向对象技术来描述的任何系统，而且适用于系统开发的不同阶段，从需求规格描述直至系统完成后的测试和维护。其主要作用可以归结为以下3点：
1. 通过对问题进行说明和可视化描述，帮助理解问题，并建立文档。
2. 获取和交流有关应用问题求解的知识。
3. 对解决方案进行说明和可视化描述，辅助构建系统，并建立文档。
当采用面向对象技术开发系统时，第一步是描述需求；第二步是根据需求建立系统的静态模型，以构造系统的结构；第三步是描述系统的行为。其中在第一步与第二步中所建立的模型都是静态的，包括用例图、类图（包含包）、对象图、构件图和部署图等5种图形，是UML的静态建模机制。第三步中所建立的模型或者可以执行，或者表示执行时的时序状态或交互关系。它包括状态图、活动图、时序图和协作图等4种图形，是UML的动态建模机制。
UML模型还可作为测试阶段的依据。OO系统通常也需要经过单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。不同的测试小组使用不同的UML图作为测试依据；单元测试使用类图和类规格说明；集成测试使用构件图和协作图；系统测试按照用例来验证系统的行为；验收测试由用户进行，以验证系统测试的结果是否满足在分析阶段确定的需求。