UML的特点及应用《面向对象的多层次公交数据模型》

标准建模语言UML的主要特点可以归结为三点：

①UML统一了Booch、OMT和OOSE等方法中的基本概念。

②UML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符号表示考虑了各种方法的图形，表示删掉了大量易引起混乱的、多余的和极少使用的符号，同时，也添加了一些新符号。因此，在UML中汇入了面向对象领域中很多人的思想。这些思想并不是UML的开发者们发明的，而是开发者们依据最优秀的OO方法和丰富的计算机科学实践经验综合提炼而成的。

③UML在演变过程中还提出了一些新的概念。在UML标准中新加了模板（Stereotypes）、职责（Responsibilities）、扩展机制（Extensibility Mechanisms）、线程（Threads）、过程（Processes）、分布式（Distribution）、并发（Concurrency）、模式（Patterns）、合作（Collaborations）、活动图（Activity diagram）等新概念，并清晰地区分类型（Type）、类（Class）和实例（Instance）、细化（Refinement）、接口（Interfaces）和组件（Components）等概念。因此，可以认为UML是一种先进实用的标准建模语言，但是，其中某些概念尚待实践来验证，UML也必然存在一个进化过程。从应用的角度看，当采用面向对象技术设计系统时，首先，是描述需求。其次，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、组件图和配置图等五个图形，是标准建模语言UML的静态建模机制。其中，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、顺序图和合作图等四个图形，是标准建模语言UML的动态建模机制。因此，标准建模语言UML的主要内容也可以归纳为静态建模机制和动态建模机制两大类。

本书采用UML进行数据建模研究，主要应用了UML的静态建模机制。因此，对UML静态建模机制进行介绍如下：

UML的静态建模机制包括用例图、类图、对象图、包图、构件图和配置图（宫浩然等，2003）。用例图，是指从外部用户的角度捕获系统、子系统及类的行为的，用例之间的关系有关联、泛化、包含、扩展。类图是用来描述系统的静态结构，一个类图由一组类及他们之间的关系构成，主要有一般化、关联，以及整体部分关联。包图主要用来显示类的包，以及这些包之间的依赖关系，有时也包括包之间的继承关系和组成关系。构件图是用来描述构成软件系统的软件构件以及它们之间的相互依赖关系的一种图。配置图（实施图）反映系统的物理节点以及各节点之间的连接结构。本书主要研究类图、对象图和包。在面向对象建模技术中，我们将客观世界的实体映射为对象，并归纳成一个个类。类、对象和它们之间的关联是面向对象技术中最基本的元素。对于一个想要描述的系统，其类模型和对象模型揭示了系统的结构。在UML中，类和对象模型分别由类图和对象图表示。类图技术是面向对象方法的核心。类图描述类和类之间的静态关系，它不仅显示了信息的结构，同时还描述了系统的行为。类图是定义其他图的基础。对象是类的实例，类描述一类对象的属性和行为。类之间的关系包括：关联（Association）表示两个类之间存在某种语义上的联系；聚集（Aggregation）表示类之间的关系是整体与部分的关系；组成（Composition）表示部分与整体共存，如整体不存在了，部分也会随之消失；继承（Generalization）定义了一般元素和特殊元素之间的分类关系等（图3-1）。包是将许多类集合成一个更高层次的单位，形成一个高内聚、低耦合的类的集合。这个思路被松散地应用到许多对象技术中。UML中这种分组机制叫作包（Package）。包图主要显示类的包，以及这些包之间的依赖关系。有时还显示包和包之间的继承关系和组成关系（图3-2）。(www.xing528.com)

UML在理论上比较健全，具有表达力强、清晰和一致的特点。UML定义的各种图和各种建模元素是来自多种面向对象方法的研究成果汇集。实践上，UML使多种面向对象方法逐渐走向统一，消除了不同方法在表示法和术语上的差异，避免了符号表示和理解上的不必要的混乱。对于面向对象方法和工具的使用者可带来某些方便。比如，便于交流，有利于对来自不同厂商的多个系统进行集成等。上述有利条件使UML成为目前最受重视的建模语言之一。

图3-1　类图

图3-2　包图

一些基于其他方法的面向对象建模工具开始向UML靠拢。例如，对原有的概念采用UML的图形表示符号。与对象技术有关的其他一些领域，例如，数据建模等也在逐渐使用UML的表示法。UML可以完成传统ER方法的所有建模工作，而且可以描述ER方法所不能表示的关系。而且，UML在数据库设计中的应用与传统的ER建模方法相比，有很多优点：拥有更强的数据表达能力；可以实现各种对象间的关系（如关联、聚合等），这些关系将来在数据库实现时都可以通过触发器或者存储过程来完成；可以为开发的数据库保留应用程序的接口，采用统一标准，增强系统整体的健壮性、可重用性、移植性；可以直接用于各级测试，使系统设计问题尽早暴露。