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软件工程与 UML 林琳

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今天的工作任务1. 完成系统行为交互建模：时序图建模

提交内容1. 系统时序图

领域分析需求分析设计编码测试交付可行性研究

我们的进度，在这里


工作任务 1 ：完成系统行为交互建模——时序图建模




知识点：第 9 章动态视图——时序图• 9.1 时序图的相关概念• 9.3 时序图的用途• 9.4 时序图的建模技术




9.1 时序图的相关概念• UML 的交互图是用户系统动态方面的建模，交

互图可分为时序图和协作图。• 时序图（ Sequence Diagram ）描述了对象之间

传递消息的时间顺序，它用来表示用例中的行为顺序，是强调消息时间顺序的交互图。时序图描述类系统中类和类之间的交互，它将这些交互建模成消息交换，也就是说，时序图描述了类以及类间相互交换以完成期望行为的消息。

• 时序图包括了 4 个元素，分别是对象（ Object ）、生命线（ Lifeline ）、激活（ Activation ）和消息（ Message ）。




时序图符号表示

生命线

: Actor

obj ect1

1: operati on

激活消息


我们的进度，在这里对象


一个旅客到机场换登机牌的情况

: 旅客 : 登记处柜台

1: 出示机票

2: 存放行李

3: 征询旅客选择

4: 旅客收到登机牌

1. 交互的对象2. 消息交互的时间顺序


时序图阅读练习 1 ：

: 学生 : 课表 : 书 : 笔记本电脑

1: ()今天上什么课

2: UML软件工程与

3: ()拿书

4: ()拿笔记本电脑



: 论坛管理员

登录系统帖子管理模块

数据库模块相关处理

1: 输入账号和密码

2: I D提交管理员

3: 显示帖子处理信息

4: I D提交删除、置顶帖、精华帖的

5: 数据库处理，并更新数据

6: 提示成功

7: 提示成功信息



: 管理员

登录系统档案管理模块添加档案数据库模块

1: 输入用户名和密码2: I D提交用户

3: 提交添加档案命令

4: 提示添加档案信息列表

5: 输入待添加档案的信息

6: 提交档案信息，并存入数据库

7: 显示添加档案成功信息给客户端



请描述该时序图表达的含义

: 案卷输入人员

登录系统案卷管理模块案卷录入数据库模块

1: 输入用户名和密码

2: I D提交用户

3: 提交案卷录入命令

4: 提示输入案卷的相关信息

5: 显示输入的案卷相关信息

6: 提交案卷列表

7: 提交成功

8: 显示案卷录入成功信息


9.3 时序图的用途• 时序图强调按时间展开的消息传送，这在一个

用例脚本的语境中对动态行为的可视化非常有效。

• UML 的交互图是用于对系统的动态方面的建模，交互图又可分为时序图和协作图，时序图用于描述对象之间消息的时间顺序，协作图用于描述对象间的交互关系，以致它们的用途有所差别。

• 以下是时序图有别于协作图的特性：（ 1 ）时序图有生命线（ 2 ）时序图有激活期




时序图可以用于软件开发的不同阶段和不同情况下：1. 当不同类之间存在多个简短的方法时，描述

控制流的整体序列。2. 显示并发进程和激活。3. 显示在协作图中难以描述的时间序列。4. 显示涉及类交互与对象无关的一般形式。


9.4 时序图的建模技术• 对系统动态行为建模，当强调按时间展开信息的传送时，一般使用时

序图。• 使用时序图对系统建模时，可以遵循如下策略。（ 1 ）设置交互的语境，这些语境可以是系统、子系统、操作、类、用

例和协作的一个脚本。（ 2 ）通过识别对象在交互中扮演的角色，根据对象的重要性，将其从

左向右的方向放在时序图中。（ 3 ）设置每个对象的生命线。一般情况下，对象存在于交互的整个过

程，但它也可以在交互过程中创建和撤销。（ 4 ）从引发某个交互的信息开始，在生命线之间按从上向下的顺序画

出随后的消息。（ 5 ）设置对象的激活期，这可以可视化实际计算发生时的时间点、可

视化消息的嵌套。（ 6 ）如果需要设置时间或空间的约束，可以为每个消息附上合适的时

间和空间约束。（ 7 ）给某控制流的每个消息附上前置或后置条件，这可以更详细地说

明这个控制流。




创建时序图• 创建方法

– 单击 Browse > Interaction Diagram ，弹出 Select Interaction Diagram 对话框；在对话框左边选择预建立时序图的包，单击 OK 。弹出 New Interaction Diagram 对话框；在 Title字段输入新框图的名字，单击 diagram type 中的 Sequence ，单击 OK 。

– 在左边浏览器 Use Case View 或 Logical View 上右键单击，选择“ new” ，选择“ Sequence Diagram” 。




时序图工具箱




消息• 将消息加进时序图

– 单击工具箱中的按钮；– 将鼠标从发送消息的对象或参与者的生命线拖动到接受消

息的对象或参与者的生命线； – 输入消息文本。




消息• 将反身消息加进时序图

– 单击工具箱中的按钮；– 单击收发消息的对象生命线； – 输入消息名。




为消息分配操作• 要给消息分配操作：

– 右键单击框图中的消息；– 从弹出的列表中选择一个操作；或者单击 <new operation

>定义一个新操作。• 改变消息指定的操作：

– 右键单击框图中的消息； – 从弹出的列表中选择新的操作名。




对象规范• 映射类（ Class ）

– 在 Class 下拉列表框中选择类名；或者，– 将浏览器中的类拖动到框图中的对象上。

• 对象持续性（ Persistence ） – Persistent ：对象保存到数据库或者其他形式的永久存储体中

– Static ：对象保存在内存中直到程序中止– Transient ：对象只在短时间内保存在内存中

• 多实例（ Multiple instances ） – 选中该复选框之后，协作图中的对象图标将显示

为多实例图标。但在时序图中，对象图标仍然是单个对象的图标。




消息规范• General 标签

– Name ：消息名– Documentation ：对消息的附加说明




消息规范• Detail 标签

– 消息同步类型（ Synchronization ）

选项含义

Simply简单消息。

Synchronous

同步。客户（发送消息的对象）发出消息后，等待供应者（即消息接收者，或操作提供者）响应消息。客户等供应者执行完操作之后才能继续其本身的进程，在执行操作的这段时间内，客户一直处于等待状态，直到它收到从操作提供者那里返回的消息。

Balking阻止。客户只能在操作提供者能立即接收消息的情况下发送消息。如果操作提供者没有准备好接收消息，则客户将放弃该消息。

Timeout超时。客户发出消息并指定等待时间，如果供应者不能在指定时间内处理消息，则客户将放弃该消息。

Asynchronous

异步。客户发出消息后，不等待消息是否接收，无需等待供应者的应答，可以直接继续自身的操作。

Procedure Call

过程调用。客户发出消息，等待处理消息的整个嵌套顺序完成之后才能继续。

Return返回。从过程调用返回。返回箭头可以省略，因为这种消息隐式地表示一个活动的结束。




消息规范• Detail 标签

– 消息频率（ Frequency ）• 消息频率可以让消息按规定

的时间间隔发送• 不定期（ Aperiodic ） : 将消

息设定为不定期发送的消息、只发送一次，或者不规则时间间隔发送

• 定期（ Periodic ） : 将消息设定为定期发送的消息




消息编号• 消息根据对象生命线从上往下从 1 开始进行编号。删除消息时， Rose自动将其余消息重新编号。

• 打开或关闭消息编号：– 选择 Tools > Options ； – 选择 Diagram标签； – 复选或取消 Sequence Numbering 。

• 在时序图中，消息可以按两种方式编号： Top-Level（顶级编号）方式，如 1 、 2 、 3 ；或者 Hierarchical（等级编号）方式，如 1.1 、 1.1.2 、 1.1.3 。




消息编号• Top-Level 编号

– 定义• 顶级编号。编号由 1 开始，后续消息的编号单调递增，消息编号只有一个单一的数字，没有数字子集。

– 举例• 如用户设定了编号为 1. ， 1.1. ， 1.2. 和 1.2.1. 的消息，在顶级编号时将被编号为 1 ， 2 ， 3 和 4

– 一般用于对象和消息很少的时序图中 – 要对消息进行顶级编号：

• 单击 Tools > Options ； • 单击 Diagram标签； • 选中 Sequence Numbering复选框。




消息编号• Hierarchical编号

– 定义• 即等级编号， Hierarchical 编号使用带小数点的号码，方便

显示消息嵌套。– 举例

• 如 1 表示第一个消息， 1.1 表示嵌套在消息中的第一个消息，1.2 表示嵌套在消息中的第二个消息。注意：如果删除消息 1 ，则嵌套在消息 1 中的其他消息也将同时被删除。

– 要对消息进行等级编号： • 选择 Tools > Options ； • 单击 Diagram标签； • 同时选中 Sequence Numbering 和 Hierarchical Messages复

选框。




消息编号• Hierarchical编号




控制焦点• 显示或关闭控制焦点

– 单击 Tools > Options ； – 单击 Diagram标签； – 选中“ Focus of Control” 左边的复选框，表示在时序图中显示控

制焦点；否则，在时序图中不显示控制焦点。• 控制焦点着色

– 单击箭头指向控制焦点的消息。 – 选择 Format > Fill Color ； – 在颜色框中单击要选择的填充颜色； – 单击 OK 。




控制焦点• 控制焦点的嵌套

– 嵌套的控制焦点依附在另外一个控制焦点之上，它可以确切地区分一个消息开始和终止的具体位置。

– 要显示嵌套的控制焦点，必须同时选中 Options 对话框中 Diagram标签中的 Hierarchical Messages 和 Focus of Control两个选项。




练习一下：使用 ROSE 画出一下时序图

: 学生 : 课表 : 书 : 笔记本电脑

1: ()今天上什么课

2: UML软件工程与

3: ()拿书

4: ()拿笔记本电脑


时序图的补充——关于控制结构的表示• 在 UML2.0规范中，引入了组合碎片的概念（ Combin

ed Fragment ），在时序图中加入一些方框标记，来表示控制结构。这样的时序图，我们把它称作为帧化时序图

• ref标记：简化表示重复的内容或子活动的引用。• alt标记：条件执行（ if-else ）。• par标记：并行执行。• loop标记：循环执行（ while/for ）。• opt标记：可选执行（ if 单条件）。




完成实验 6 ：系统行为建模技术 1—— 时序图




图书管理系统中的一个时序图

: 图书馆工作员

u1 : UserLogi n

s1 : SysMai n

l 1 : Lend r1 : Return

1: l ogi n

2: l ogi nSucces

4: openLend

6: openReturn

3: l endbook

5: returnbook




实验报告书写注意：

姓名 xx 学号 xxxxxxxx 年级 07

实验日期 09.11.17/

09.11.18

实验地点 A5202/

A5304

专业日语强化 /日语强化

任课教师林琳实验教师林琳班级 X

实验：六

注意：实验报告每个同学都要完成，当节课做，下课时课代表收上来交给老师．电子版程序也由课代表收齐后发给老师．




实验报告书写注意：• 实验名称：系统行为建模技术 1—— 时序图

• 实验目的、要求 1. 掌握系统行为建模技术，利用时序图来描述

系统按时间展开的信息传递。2. 通过使用 Rose 工具，绘制时序图。• 实验设备 • 学生自己的笔记本




实验报告书写注意：• 实验内容、步骤 • 内容： • 1 ）对图书馆管理系统中，图书馆管理人员的

行为活动进行分析。• 2 ）使用 Rational Rose 完成图书馆管理系统

中，管理员工作的时序图。




实验报告书写注意：• 实验方法与步骤：

• 打开 rose 工具，新建一个模型，命名为：学号姓名 - 实验 6 ，如： 7317110101兰维海－实验 6

• 完成图书馆管理系统的图设计：单击浏览器中的 Logical View 。在弹出菜单中选择【 New－ Sequence Diagram】，输入时序图的名称：实验 6 ，按照所给的示例，将元素拖放到设计窗口中。完成设计之后。点击【 save】保存设计图。




实验 6：时序图示例

: 图书馆工作员

u1 : UserLogi n

s1 : SysMai n

l 1 : Lend r1 : Return

1: l ogi n

2: l ogi nSucces

4: openLend

6: openReturn

3: l endbook

5: returnbook




课程小结• 本次课中，用到以下知识：1. 领域类图到数据库设计2. 时序图—— rose绘制时序图



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