ITUML建模语言：UML统一建模语言简介

Posted 2021-04-17 管理咨询专栏

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了ITUML建模语言：UML统一建模语言简介相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一什么是UML？

Unified Modeling Language(UML又称为统一建模语言或标准建模语言)是国际对象管理组织OMG制定的一个通用的、可视化建模语言标准，可以用来描述(specify)、可视化(visualize)、构造(construct)和记载(document)软件密集型系统的各种工件(artifacts，又译为制品)。

UML是一个支持模型化和软件系统开发的图形化语言，为软件开发的所有阶段提供模型化和可视化支持，包括由需求分析到规格，到构造和配置。

UML是面向对象软件的标准化建模语言。UML因其简单、统一的特点，而且能表达软件设计中的动态和静态信息，目前已成为可视化建模语言的工业标准。在软件无线电系统的开发过程中，统一建模语言可以在整个设计周期中使用，帮助设计者缩短设计时间，减少改进的成本，使软硬件分割最优。

UML是用来设计软件蓝图的可视化建模语言。它支持面向对象系统的分析、设计、实现和交付等各个环节，可以用于系统的理解、设计、浏览、维护和信息控制。

UML不是一个程序设计语言，更不是一个形式化语言。

UML是一种可视化的面向对象建模语言，描述了一个系统的静态结构和动态行为，用图形方式表现典型的面向对象系统的整个结构，从不同的角度为系统建模，并形成系统的不同视图。这些图包括：类图(它以继承结构、关联、组成和聚集为特色)、时序图、协作图和状态图等。

UML是一种建模语言，在实际团队项目中，要和具体的软件开发过程结合起来才能更好的发挥作用。

二UML有哪些特点？

UML的“通用性”主要是指不仅仅可以用它来描述软件，而且还可以用它来描述一般企业或组织的业务流程以及由软、硬件共同组成、以软件为主的复杂系统(即所谓的软件密集型系统)，甚至还包括非软件系统。

UML的“可视性”是指可以通过UML一系列的图形符号，组成多种视图(view)来直观、清晰地表达系统分析设计中方方面面的、许多复杂的概念。UML主要是为了人的阅读和使用而设计的，所以它采用了半形式化的，易于人们理解、交流的形。

UML是一种分析设计专用的建模语言，它本身不是编程(programming)语言，不能直接用来生成可执行的软件。

UML是一种抽象层次比C、C++、Java、VB、Delphi等文本高级语言更高的图形语言，通过它我们可以抽象地表示用高级编程语言编写的文本程序的逻辑结构和行为。相比传统的高级编程语言，UML能够更加高效、准确地反映软件设计的方案和思路，是真正用来“设计程序”(design programs)的语言。从这个意义上看，不妨称UML为“甚高级”程序设计语言。

UML基本上不能算作全新的发明，它并非学者教授、科研机构的研究成果，而是直接来自于产业界、工程界的实践总结，是在归纳基础上进行理论升华的产物，其核心内容反映了30多年来全球软件工业的领导者在软件设计构造领域的最佳实践和成功经验，因而具有很高的实用价值。

实践证明，OO分析设计(OOAD)方法比传统方法能更加准确、全面地描述现实世界。UML是用来表述OO概念的一种语言工具，而很奇妙，它本身作为一件产品同样也是用OO方法来设计的，这使得UML具有传统建模语言所不具备的很强的语义表达能力和非常灵活的可扩展性。

三UML有什么用？

UML的用途非常广泛，可以概括为“描述、可视化、构造、记载”4种基本功能，在业务建模、需求分析、系统设计、实现和测试、数据建模、项目管理等阶段任务中均可根据需要采用。

UML建模是建立软件开发文档的一个有效手段，通过UML可视化地描述系统需求，记载软件构成，能够显著地提高文档的质量和可读性,减少编写文档的工作量。

UML实质上是一种系统分析设计专用语言，通过可视化的图形符号结合文字说明或标记可以帮助业务/系统分析员、软件架构师/设计师、程序员等各种建模者有效地描述复杂软件(或业务)的静态结构和动态行为，包括工作流(数据流和控制流)、功能需求、结构元素及关系、架构组成、设计模式、对象协作、事件响应和状态变化等等。

四UML的目标是什么？

1)为用户提供一种易用的、具有可视化建模能力的语言，以便于用户能够用该语言进行系统开发，并进行有意义的模型互换。

2)对面向对象建模语言的核心概念提供可扩展性和规约机制。

3)提供规范的支持，该规范独立于任意一种编程语言和开发过程。

4)为理解该建模语言提供形式化的基础。

5)鼓励对象工具市场的生长和繁荣。

6)支持高级开发概念，如构件、协作、框架和模式等。

7)集成已有的优秀实践成果和经验。

五UML不能做什么？

UML不是高度形式化的语言，一般不能用于定理证明。

UML是基于OO方法的通用建模语言，不适合用户图形界面设计、超大规模集成电路(VLSI)设计、基于规则的人工智能等专业领域。

UML是一种离散型建模语言，适合对由软件、固件或数字逻辑构成的离散系统建模，不适合对工程和物理学领域中的连续系统建模。

本身作为语言，UML仅仅是一种表达形式，不是建模方法，在实际的软件项目开发中仅仅掌握一套标准的图形符号是远远不够的。用好UML首先需要掌握OOAD的基本原则和方法，并在一定的软件开发过程(如UP/RUP、XP等)的指导下进行有取舍的运用。

六为什么要学习和掌握UML？

首先，UML对于当前大多数希望进一步改进质量的软件开发团队来说是必不可少或必须的。为什么这样说呢？因为，C++、Java等源码并不能直观、方便地反映复杂程序的设计：如内部逻辑结构、各种隐含的依赖关系、运行时的状态改变和特殊行为等等。写好的代码仅仅是一种实现方式，很难反映出现象背后的真实本质——设计，因此对于大多数稍稍复杂点的项目来说，仅有代码是不够的。

可视化建模历来是一种成功的工程实践做法，并非软件行业所特有。软件的设计方案在用C++、Java实现之前通常隐藏在人们的头脑当中，而设计正确与否是决定软件质量好坏的要害，一个前提是必须用适当的方式把它表达出来。通过程序代码来表达、讨论、评估和选择复杂软件的设计往往是很笨拙的，这一表达方式的空欠唯有通过类似UML的建模语言来填补。

其次，OO方法是当代主流的软件开发技术。世界先进的软件团队和个人早已摆脱了对如何使用具体的平台API、个别编程语言特性的纠缠，而把更多的精力放在了需求、架构、设计机制和模式等对软件质量有重大影响的核心要素——分析与设计上。UML作为OO建模语言的事实上标准和主要的表达媒介，在这些场合能发挥关键的作用。所以，熟练地掌握并运用好UML是当今系统分析员、架构师/设计师以及程序员等软件工程师所必备的一项基本技能。

七UML由哪些元素构成？

UML由3个要素构成：UML的基本构造块、支配这些构造块如何放置在一起的规则和运用于整个语言的公用机制。

1)UML基本构造块

UML有3种基本的构造块：事物、关系和图。

(1)事物

构成模型图的一些基本图示符号，它们表示一些面向对象的基本概念。

事物是对模型中最具有代表性的成分的抽象，包括结构事物、行为事物、分组事物和注释事物。

结构事物：如类(Class)、接口(Interface)、协作(Collaboration)、用例(UseCase)、主动类(ActiveClass)、组件(Component)和节点(Node)；

行为事物：如交互(Interaction)、态机(Statemachine)；

分组事物：包(Package)；

注释事物：注解(Note)。

(2)关系

表示基本图示符号之间的关系。

关系用来把事物结合在一起，包括依赖、关联、泛化和实现关系。

(3)图

图聚集了相关的事物及其关系的组合，是软件系统在不同角度的投影。图由代表事物的顶点和代表关系的连通图表示。

特定的视角对系统所作的抽象描述。

UML从考虑系统的不同角度出发，定义了用例图、类图、对象图、状态图、活动图、序列图、协作图、构件图、部署图等9种图。这些图从不同的侧面对系统进行描述。系统模型将这些不同的侧面综合成一致的整体，便于系统的分析和构造。尽管UML和其它开发工具还会设计出许多派生的视图，但上述这些图和其它辅助性的文档是软件开发中所见的最基本的构造。

2)UML规则

不能简单地把UML的构造块按随机的方放在一起。像任何语言一样，UML有一套规则，这些规则描述了一个结构良好的模型看起来应该像什么。

UML有用于描述如下事物的语义规则：

(1)naming - 命名：命名为事物、关系和图起名。

(2)scope- 范围：范围给一个名称以特定含义的语境。

(3)visibility- 可见性：可见性怎样让其他人使用或看见名称。

(4) integrity-完整性：完整性事物如何正确、一致地相互联系。

(5) excuse-执行：执行运行或模拟动态模型的含义是什么。

3)UML公共机制

UML中有4种贯穿整个语言且一致应用的公共机制。

(1)specification -规格说明

UML不只是一种图形语言。其实，在它的图形表示法的每部分背后都有一个规格说明，这个规格说明提供了对构造块的语法和语义的文字描述。也就是说，UML的图用来对系统进行可视化，而UML的规格说明用来描述系统的细节。