基于UML和RUP软件建模方法的探讨

摘要：在系统开发过程中，建模是最核心的工作。建模的过程可以对系统进行可视化的控制，其目的是为了更好的理解、分析、设计和实现所构造的系统。 本文介绍了UML的内容，阐述了RUP的主要内容并探讨了一种面向对象建模方法

关键词：UML；RUP；建模语言；软件开发过程；建模方法

中图分类号：ITP391 文献标识码：A

在系统开发过程中，建模是最核心的工作。建模的过程可以对系统进行可视化的控制，其目的是为了更好的理解、分析、设计和实现所构造的系统。本文就面向对象软件开发方法中的核心-面向对象的建模方法进行了探讨。

1 统一建模语言UML概述

统一建模语言UML（Unified Modeling Language）是由单一元模型支持的一组图示法，它给出了一套用于建模的元素及其表示符号并定义了它们的语义。

UML是在已有的三大面向对象方法的基础上，抽象出的支持面向对象建模全过程的模型语言。它已成为一种通用的建模语言和事实上的工业标准。UML的出现是面向对象领域的重大突破。

UML用于建模的图形元素主要包括用例图、类图、对象图、顺序图、活动图、协作图、状态图、构件图和配置图，其中用例图、对象图、类图、构件图和配置图属于系统的静态模型；顺序图、活动图、协作图、状态图属于系统的动态模型。图1给出了UML包括的9种图形及其关系。

图1

UML的应用领域可分为横向应用领域和纵向应用领域：

1.1 横向应用领域：最直接的应用是为软件建模，构造各种类型系统的模型；也可描述各种领域的业务模型。

1.2 纵向应用领域：适用于软件开发生命周期的全过程，即可用来描述软件开发全过程中各个阶段相对应的模型，如需求模型，分析模型，设计模型和实现模型等。

由UML两个应用领域可以看出，UML作为建模语言，不仅可以用来描述软件的系统模型，而且还可以描述领域业务模型。这样一来，由软件开发人员建立的系统模型和领域专家建立的领域业务模型就通过UML联系在一起，这样可消除传统软件开发方法中需求分析、分析、设计、实现和测试之间存在的脱节。

2 UML在统一软件开发过程中的建模方法

软件开发方法的核心是建模；在系统开发全过程中，建立系统模型是最核心的工作。因此，系统模型的建立是至关重要的，是项目实施的蓝图。UML作为标准的建模工具语言，支持从需求分析开始的软件开发全过程，用它建立起的系统模型可以完全独立于最终系统实现的语言模型，更具一般的通用性。用户、分析人员、测试人员、管理人员及其他涉及项目人员都可从UML建立的系统模型中获得有用的信息。

UML是建模的标准语言，而不是一种面向对象的建模方法。正如M・Fowler在专门介绍UML的著作中指出的：“UML被称作一种建模语言，而不是一种方法。至少从原则上讲，大部分方法是由一种建模语言和一种开发过程共同组成的”。统一过程RUP（Rational Unified Process）是目前最流行且最完善的开发过程。RUP是由提出UML的三位方法学家提出的，它与UML形成最好的结合，是UML推荐使用的软件开发过程。

RUP是一个二维结构的开发过程，可以从两个层次来理解这一过程。一方面，它体现了开发过程的动态结构，用阶段和迭代描述。RUP把一个开发周期分成了四个连续的阶段，即初始阶段、细化阶段、构造阶段和移交阶段；其中每一个阶段又要经历若干次的迭代，每次迭代都有一个核心工作流。另一方面，它体现了开发过程的静态结构，用活动、产品、工人和工作流描述。它描述了一次迭代的核心工作流。核心工作流主要有五个：需求、分析、设计、实现、测试。

RUP和UML的结合，形成了一种面向对象的建模方法。RUP实际上是一个二维结构的层次迭代模型，它为面向对象的建模提供了一个过程指导框架。在一个阶段中若干次迭代的过程就是UML建模的过程，最终都会生成从需求层次、分析层次、设计层次、实现层次和测试层次分别映射出的各个核心工作流阶段相对应的模型。

一般情况下，UML和RUP统一开发过程的集成应用存在如下映射关系：（1）需求分析：此阶段建立用例模型来描述需求。可用用例图、活动图、顺序图、协作图和状态图来描述。（2）分析：此阶段建立分析模型来描述分析。可用类图、对象图、顺序图、协作图、状态图和活动图来描述。（3）设计：此阶段建立设计模型和开发模型来描述设计。可用类图、对象图、顺序图、协作图、状态图和活动图等来描述。（4）实现：实现阶段通过建立实现模型来描述实现。用例图显示系统需求和结果；类图显示类的静态结构和类之间的关系；类的规格说明详细显示必要的属性和操作；状态图显示类的对象可能状态，所需处理的转移以及触发这些转移的操作；还可用构件图、顺序图和协作图来描述。以上这些图可为编码提供依据。（5）测试：此阶段通过引用其他模型来描述测试。在RUP中，用例模型是整个开发过程的基础和线索，贯穿于系统的各个阶段。以用例来驱动系统开发，使得能够很清晰的阐述一个系统是如何实现其功能的。在以上每个工作流阶段，都是系统开发的一个里程碑，前一阶段用UML建立的模型可应用到下一阶段，为下一阶段的工作起到辅助作用。

结束语

UML能够对系统整个开发过程提供灵活、一致、易读的表达；UML和RUP的结合，不仅指导和推动着软件开发的全过程，而且还形成了一种建模方法－面向对象的建模方法。该方法的建立和应用，解决了面向对象软件开发方法的核心问题，还可提高软件的生产率和重用性，降低软件成本。

参考文献

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