UML系统建模基础教程习题答案(清华大学出版社).doc

第一章 面向对象设计与UML对象：是面向对象系统基本构造块，是一些相关变量和方法的软件集。类：是具有相同属性和操作的一组对象的组合，也就是说，抽象模型中的“类”描述了一组相似对象的共同特征，为属于该类的全部对象提供了统一的抽象描述。消息：是指描述事件发生的信息，是对象间相互联系和相互作用的方式。事件：是指一种由系统预先定义而由用户或系统发出的动作。事件作用于对象，对象识别事件并作出相应的反应。面对对象的三大要素：封装：就是把对象的状态和行为绑到一起的机制，使对象形成一个独立的整体，并且尽可能地隐藏对象的内部细节。继承：是一种连接类与类之间的层次模型，是指特殊类的对象拥有其一般的属性和行为。多态：是指两个或多个属于不同类的对象中，同一个函数名对应多个具有相似功能的不同函数，可以使用相同的调用方式来调用这些具有不同功能的同名函数。（1）试述对象和类的关系答：类是具有相同或相似结构、操作和约束规则的对象组成的集合，而对象是某一类的具体化实例，每一个类都是具有某些共同特征的对象的抽象。类与对象的关系就如模具和铸件的关系，类的实例化结果就是对象，而对一类对象的抽象就是类.类描述了一组有相同特性和相同行为的对象。（2）请简要叙述面向对象的概念答：面向对象技术是一种以对象为基础，以事件或信息来驱动对象执行处理的程序设计技术。从程序设计方法上来讲，它是一种自下而上的程序设计方法，它不像面向过程程序设计那样一开始就需要使用一个主函数来概括出整个程序，面向对象程序设计往往从问题的一部分着手，一点一点地构建出整个程序。（3）软件开发的模式有几种？它们的优缺点各是什么？ 答：瀑布模型、喷泉模型、基于组件的开发模型、XP开发模型瀑布模型优点：提供了软件开发的基本框架；有利于软件开发过程中人员的组织与管理； 缺点：1、只有在项目生命周期的后期才能看到结果；2、通过过多的强制完成日期和里程碑来跟踪各个项目阶段；3、在软件需求分析阶段，要完全地确定系统用户的所有需求是一件比较困难的事情，甚至可以说完全确定是不太可能的。瀑布模型优点：可以提高软件项目的发开效率，节省开发时间，适应于面向对象的软件开发过程。 缺点：在开发过程中需要大量的开发人员，不利于项目的管理；该模型要求严格管理文档，使得审核的难度加大，尤其是面对可能随时加入的各种信息、需求与资料的情况。基于组件的开发模型优点：构件组装模型导致了软件的复用，提高了软件开发的效率。 缺点：由于采用自定义的组装结果标准，缺乏通用的组装结构标准，因而引入了较大的风险，可重用性和软件高效性不易协调，需要精干的有经验的分析和开发人员，一般开发人员插不上手。XP开发模型优点：1、采用简单计划策略，不需要长期计划和复杂模型，开发周期短；2、在全过程中采用迭代增量开发、反馈修正和反复测试的方法，软件质量有保证；3、能够适应用户经常变化的需求，提供用户满意的高质量软件。第二章 UML通用知识点综述UML的元素：视图、图和模型元素视图：只是表达系统某一方面特征的UML建模构件的子集。主要包括：静态视图、用例视图、交互视图、实现视图、状态机视图、活动视图、物理视图和模型管理视图。图：是用来对软件密集系统进行可视化建模的一种语言，包括用例图、类图、序列图、状态图、活动图、构件图和部署图。模型元素：在图中使用的基本概念统称为模型元素。 事物：构件事物、行为事物、分组事物、注释事物 关系：依赖、关联、泛化、实现UML的通用机制：规格说明、修饰、通用划分UML的扩展机制：构件型、标记值、约束（3）请说出视图有哪些类。在UML中主要包括的视图为静态视图、用例视图、交互视图、实现视图、状态机视图、活动视图、部署视图和模型管理视图。（4）请说出视图和图的关系。视图和图是包含和被包含的关系。在每一种视图中都包含一种或多种图。第三章 Rational统一过程（2）Rational统一过程以一种能够被大多数项目和开发组织都适应的形式建立起来，其包含的六项最佳实践指的是什么？迭代式软件开发、需求管理、基于构件的架构应用、建立可视化的软件模型、软件质量验证和软件变更控制。（5）简要说明什么是Rational统一过程。Rational统一过程是Rational软件开发公司的一款软件产品，并且和Rational软件开发公司开发的一系列软件开发工具进行了紧密的集成。Rational统一过程拥有自己的一套架构，并且这套架构是以一种大多数项目和开发组织都能够接受的形式存在的。它提供了如何对软件开发组织进行管理的方式，并且拥有自己的目标和方法。（6）试述实现Rational统一过程的步骤。实现Rational统一过程的步骤：评估当前状态、建立明确目标、识别过程风险、计划过程实现、执行过程实现和评价过程实现。第四章 Rational Rose的安装和操作（1）为什么说Rational Rose是设计UML的极佳工具？Rational Rose 是一个完全的、具有能满足所有建模环境（包括Web开发、数据库建模以及各种开发工具和语言）需求能力和灵活性的一套解决方案。Rational Rose 允许系统开发人员、系统管理人员和系统分析人员在软件的各个开发周期内，建立系统地需求和系统的体系架构的可视化模型，并且能够将这些需求和系统的体系架构可视化模型转换成代码，帮助系统开发。Rational Rose建模工具能够为UML提供很好的支持。第五章 使用Rose设计UML（1）请说出使用Rational Rose建立的Rose模型中所包括的视图及其作用。使用Rational Rose建立的Rose模型中分别包括用例视图、逻辑视图、构件视图和部署视图。用例视图是系统功能的高层抽象。逻辑视图关是系统如何实现用例中所描述的功能。部署视图显示的是系统的实际部署情况，它是为了便于理解系统如何在一组处理节点上的物理分布，而在分析和设计中使用的构架视图。（4）请阐述用例视图和逻辑视图的区别以及各自的使用场合。用例视图关注的是系统功能的高层抽象，适合于对系统进行分析和获取需求，而不关注于系统的具体实现方法。逻辑视图关注系统如何实现用例中所描述的功能，主要是对系统功能性需求提供支持，即在为用户提供服务方面，系统所应该提供的功能。第六章 用例图用例图：由参与者、用例以及它们之间的关系构成的用于描述系统功能的动态视图称为用例图。参与者：是指存在于系统外部并直接与系统交互的人、系统、子系统或类的外部实体的抽象。参与者之间的关系主要是泛化关系，泛化关系的含义是把某些参与者的共同行为提取出来表示成通用行为，并描述成超类。系统外界：是指系统与系统之间的界限。用例：是参与者（角色）可以感受到的系统服务或功能单元。用例的重要元素：识别用例、用例的粒度、用例规约（1）试述识别用例的方法。识别用例的最好方法就是从分析系统参与者开始，在这个过程中往往会发现新的参与者。当找到参与者之后，我们就可以根据参与者来确定系统的用例，主要是看各参与者如何使用系统，需要系统提供什么样的服务。对于这个被选出的用例模型，不仅要做到易于理解，还要做到不同的涉众对于它的理解是一致的（2）用例之间的三种关系各使用在什么场合？我们可以在用例之间抽象出包含、扩展和泛化这三种关系。多个用例用到同一段的行为，则可以把这段共同的行为单独抽象成为一个用例，然后让其他用例来包含这一用例。扩展关系往往被用来处理异常或者构建灵活的系统框架。使用扩展关系可以降低系统的复杂度，有利于系统的扩展，提高系统的性能。扩展关系还可以用于处理基础用例中的那些不易描述的问题，使系统显得更加清晰易于理解。当您发现系统中有两个或者多个用例在行为、结构和目的方面存在共性时，就可以使用泛化关系。这时，可以用一个新的（通常也是抽象的）用例来描述这些共有部分，这个新的用例就是父用例。（4）请简述为何在系统设计时使用用例图。它对我们有什么帮助？用例图是从软件需求分析到最终实现的第一步，它显示了系统的用户和用户希望提供的功能，有利于用户和软件开发人员之间的沟通。借助于用例图，系统用户、系统分析人员、系统设计人员、领域专家能够以可视化的方式对问题进行探讨，减少了大量交流上的障碍，便于对问题达成共识。第七章 类图与对象图类图：就是用于对系统中的各个概念进行建模，并描绘出它们之间关系的图。对象图：虽然一个类图仅仅显示的是系统中的类，但是存在一个变量，确定地显示了各个类对象实例的位置，那就是对象图。类图与对象图在项目开发中的作用：类图的作用是对系统的静态视图进行建模。对象图的作用是说明复杂的数据结构和表示快照中的行为。对象图的组成：对象和链（1）类图的组成元素有哪些？类的组成元素有类的名称、类的属性、类的操作、类的职责、类的约束和类的注释。（3）为什么要使用类图和对象图？在面向对象分析方法中，类和对象的图形表示法是关键的建模技术之一。它们能够有效的对业务领域和软件系统建立可视化的对象模型，使用强大的表达能力来表示出面向对象模型的主要概念。UML中的类图和对象图显示了系统的静态结构，其中的类、对象是图形元素的基础。第八章 序列图序列图：是对象之间基于时间顺序的动态交互，它显示了随着时间的变化对象之间是如何进行通讯的。序列图的组成：对象、生命线、激活和消息创建对象指的是发送者发送一个实例化消息后实例化对象的结果。销毁对象指的是将对象销毁并回收其拥有的资源，它通常是一个明确的动作，也可以是其他动作、约束或垃圾回收机制的结果。分支指的是从同一点发出多个消息并指向不同的对象，根据条件是否互斥，可以有条件和并行两种结构。从属流指的是从同一点发出多个消息并指向同一个对象的不同生命线。（3）为什么要在项目开发中使用序列图，它有何种作用？序列图显示不同的业务对象如何交互，对于交流当前业务如何进行很有用。除记录组织的当前事件外，一个业务级的序列图能被当作一个需求文件使用，为实现一个未来系统传递需求。在项目的需求阶段，分析师能通过提供一个更加正式层次的表达，把用例带入下一层次。那种情况下，用例常常被细化为一个或者更多的序列图。组织的技术人员也能通过序列图在记录一个未来系统的行为应该如何表现。在设计阶段，架构师和开发者能使用该图，挖掘出系统对象间的交互，这样充实整个系统设计第九章 协作图协作图：就是表现对象协作关系的图，它表示了协作中作为各类元角色的对象所处的位置，在图中主要显示了类元角色和关系角色。协作图的组成元素：对象、消息、链（1）请简述为什么要使用协作图。协作图的作用：通过描绘对象之间消息的传递情况来反映具体的使用语境的逻辑表达。显示对象及其交互关系的空间组织结构。协作图的另外一个作用是表现一个类操作的实现。（4）请说明顺序图和协作图的异同。协作图和序列图都是交互图，它们既是等价的，又有所区别。顺序图表示了时间消息序列，但没有表示静态对象关系。顺序图可以有效的帮助我们观察系统的顺序行为。而协作图用于表示一个协同中的对象之间的关系和消息以及描述一个操作或分类符的实现。在对系统进行行为建模时，通常做法是用顺序图按时间顺序对控制流建模，用协作图按对象组织对控制流建模。第十章 活动图活动图：是一种用来描述系统行为的模型视图，它可用来描述动作和动作导致对象状态改变的结果，而不用考虑引发状态改变的事件。活动图的组成：动作状态、活动状态、组合状态、分叉与结合、分支与合并、泳道、对象流（1）试述活动图在软件系统开发中起到的作用活动图描述一个操作执行过程中所完成的工作，它对活动图对用例描述尤其有用，它可建模用例的工作流，显示用例内部和用例之间的路径。活动图可以说明用例的实例是如何执行动作以及如何改变对象状态。它显示如何执行一组相关的动作，以及这些动作如何影响它们周围的对象。活动图对理解业务处理过程十分有用。（4）请简要阐述活动状态和动作状态的异同点。动作状态是原子性的动作或操作的执行状态，它不能被外部事件的转换中断。动作状态的原子性决定了动作状态要么不执行，要么就完全执行，不能中断。动作状态不能有入口动作和出口动作，也不能有内部转移。动作状态是一种特殊的活动状态。可以把动作状态理解为一种原子的活动状态。活动状态是非原子性的，用来表示一个具有子结构的纯粹计算的执行。活动状态可以分解成其他子活动或动作状态，可以被使转换离开状态的事件从外部中断。活动状态可以有内部转换，可以有入口动作和出口动作。活动状态具有至少一个输出完成转换，当状态中的活动完成时该转换激发。第十一章 包图无简答题第十二章 构件图和部署图构件图：是用来表示系统中构件与构件之间，以及定义的类或接口与构件之间关系的图。部署图：描述了一个系统运行时的硬件节点，以及在这些节点上运行的软件构件将在何处物理地运行，以及它们将如何彼此通信的静态视图。第十三章 状态图状态图：是系统分析的一种常用的建模元素，用来表示系统的行为。状态图的组成：状态、转换、判定、同步、事件（3）请回答在软件开发中使用状态图建模的好处。在软件开发中使用状态图建模的作用：状态图清晰的描述了状态之间的转换顺序，通过状态的转换顺序也就可以清晰的看出事件的执行顺序；清晰的事件顺序有利于程序员在开发程序时避免出现事件错序的情况；状态图清晰的描述了状态转换时所必须的触发事件、监护条件和动作等影响转换的因素，有利于程序员避免程序中非法事件的进入；状态图通过判定可以更好的描述工作流因为不同的条件发生的分支。（4）简要回答顺序组成状态和并发组成状态的区别。顺序组成状态的多个子状态之间是互斥的，不能同时存在的。一个顺序组成状态最多可以有一个初始状态和一个终态。并发组成状态可以有两个或者多个并发的子状态，每个并发子状态还可以进一步分解为顺序组成状态。一个并发组成状态可以没有初始状态，终态。