面向对象的建模方法

[摘要]评述面向对象的几种建模方法并作一比较，阐述统一建模语言的优越性，并对其组成、特征、建模过程进行描述。

[关键词]软件工程 建模 面向对象

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0910034－01

一、引言

面向对象方法学也称为面向对象的开发方法，它属于软件工程的范畴。面向对象方法学的出发点和基本原则是尽可能模拟人类习惯的思维方式，使开发软件的方法与过程接近人类认识世界解决问题的方法与过程。也就是说，面向对象方法是一种崭新的思维方法，它是把程序看作是相互协作而又彼此独立的对象的集合。由于对象的独立封装，模块的可构造性、可扩充性、可重用性也大大加强，从而面向对象的软件工程能够胜任当今大规模复杂、易变软件系统开发应用的要求。

面向对象的软件工程要求首先对系统建立模型是对现实的简化，它提供了系统的蓝图。一个好的模型只需抓住影响事物发展的主要矛盾，而忽略那些次要矛盾。每个系统可以从不同方面用不同的模型来描述。因而每个模型都是在语义上闭合的系统抽象。通过建模可以按照实际情况对系统进行可视化模型详细地说明了系统结构或行为，指导我们构造系统模板

二、面向对象建模方法

建模是构造软件系统最基本的步骤，在软件工程学科中提供了多种多样的建模方法和高效的工具，其目的是为了在软件开发过程的早期就发现设计中可能隐含的缺陷和错误，对于今日的大型软件系统，采用一种合适的建模方法，建立一个良好的模型是成功的关键。在市场上已有一些公司，如Rationa1，Cayenne，Platinum等开始提供商品化的建模工具，即通常所谓的CASE工具，使得建模过程实现了一定的自动化的标准化，并逐步走向实用，而这些工具的后面，便是具有不同特色的建模方法。

下面分析比较Booch，OMT，OOSE，UML等几种主要的面向对象的建模方法：

（一）Booch方法

Booch方法是由Grady Booch提出的，是一种主要面向设计的方法，它通过二维图形来建立面向对象的分析和设计模型，强调设计过程的不断反复知道满足要求为止。Booch方法特别注重对系统内对象之间相互行为的描述，注重可交流性和图示表达。但在方法学上并不注重严格的过程，既不推荐软件设计人员该做什么，只是指出了其可做的工作。Booch方法把几类不同的图表有机地结合起来，以反映系统的各个方面是如何可相互联系而又相互影响的。这些图贯穿于逻辑设计到物理实现的开发过程中，包括类图、状态图、对象图、交互图、模块图和进程图。

（二）OMT方法

OMT(Object Modeling Technology对象建模技术)是由JamesRumbaugh

等人提出的。OMT方法包含了一整套的面向对象的概念和独立于语言的图示符号。它可用于分析问题需求，设计问题的解法以及用程序设计语言或数据库来实现这个解法。OMT方法用一致的概念和图示贯穿于软件开发的全过程，这样软件开发人员不必在每一开发阶段便换新的表示方法。

OMT方法从对象模型、动态模型、功能模型3个不同但又相关的角度来进行系统建模。这3个角度各自用不同的观点抓住了系统的实质，全面地反映了系统的需求。其中，对象模型表示了静态的、结构化的系统数据性质，动态模型表示了瞬时的、行为化的系统的控制性质，功能模型则表示了变化的系统的功能性质。在软件开发的周期中，这3种模型都在逐渐发展：在分析阶段，构造出不考虑最终设计的应用域模型；在设计阶段，求解域的结构被加入到模型中；在实现阶段，应用域及求解域的结构被编码。

（三）OOSE方法

OOSE (Object_Oriented Software Engineering面向对象软件工程) 是由Ivar Jacobson提出的。它可较好的描述系统与其用户之间的信息交换机制，即用于向软件系统提出需求后，软件系统完成这项需求的过程。OOSE方法遵循瀑布式的软件开发过程，首先是描述与系统交互有关的用户视图，然后建立分析模型，最后的构造过程则完成交互设计、实现和测试。OOSE开发过程可在规定的顺序步骤指导下完成，其间允许少量的阶段反复。

（四）UML方法

UML即标准建模语言，是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。它溶入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发的全过程，UML的定义包括UML语义和UML表示法两个部分。

1．UML語义：描述基于UML的精确元模型定义。元模型为UML的所有元素在语法和语义上提供了简单、一致、通用的定义性说明，使开发者能在语义上取得一致，消除了因人而异的最佳表达方法所造成的影响。此外UML还支持对元模型的扩展定义。

2．UML表示法：定义UML符号的表示法，为开发者或开发工具使用这些图形符号和文本语法为系统建模提供了标准这些图形符号和文字所表达的是应用级的模型，在语义上它是UML元模型的实例。

三、UML进行系统软件建模的过程

用UML建模之初要描述总体需求。在这一阶段中主要是建立用例模型和静态模型，以搭建系统体系结构。用例图是系统的高级视图，要求按照面向对象的原则，站在功能划分的角度将系统要实现的行为划分为用例；以用例之间的动态交互及交互时间为依据产生顺序图；接下来就在用例图的基础上抽象出系统的类，明确各模块之间的关系以适当的粒度画出类图，其中也包括了与用例图的相互迭代修改在分析完模块的静态交互关系后继而要绘制出构件图。以上这些过程中均不考虑系统的具体实现，如建立什么样的数据库或采用什么语言编码等，最好是以使用者的眼光去分析系统功能。为建立完整的系统模型，还要对模块交互和构件细节做进一步分析，补充状态图、活动图、协作图和实施图等，从尽可能多的角度对复杂系统进行描述。在模型确定后就可以借助相应的支撑软件将模型导出为相关代码，形成编码所需的初步框架。

四、结束语

UML用一种统一的基本表示来组织数据和它专有的处理，能够无痕地支持OOA、OOD各阶段的工作特征，使传统软件开发的两条鸿沟消失。UML的出现是面向对象技术发展的重要成果，UML成为可视化建模语言事实上的工业标准，代表了面向对象方法的软件开发技术的发展方向。

参考文献：

[1]马光毅等，面向对象方法研究《华南师范大学学报》.

[2]裴发展，OO建模与UML研究《河北省科学院学报》.