UML和设计模式在AMCCS中的综合应用

UML和 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 模式在AMCCS中的综合应用 第 24 卷第 7期 124 No. 7 计算机应用与软件 Vo l 2007 年 7月Comp u te r App lica tion s and Softwa re J u l. 2007 UML 和设计模式在 AM CCS中的综合应用 王正俊 顾宏斌 ()南京航空航天大学信息科学与技术学院 江苏 南京 210016 ()U n ified Mode ling L anguage, UML 是一种可视化的面向对象的建模语言 。设计模式是面向对象建模的一 统一建模语言 摘 要 种辅助设计手段 ,它总结了面向对象设计的宝贵经验 ,使得在遇到相似场景时可以直接套用 ,提高复杂系统的设计效率 。结合所实 ()施的民航维修成本控制系统 A irC raft M a in tenance Co sting Con tro l System , AMCCS的开发工作 ,提出了使用 UML 技术进行系统整体 规划设计 、使用设计模式细化具体组件和部件的对象建模方法 ,已取得了良好的效果 。 关键词 统一建模语言 面向对象建模 设计模式 维修成本控制系统 UM L A ND D ES IGN PA TTERN A PPL IED IN AM CC S W ang Zhengjun Gu Hongb in ( )College of Inform a tion S cience and Technology, N an jing U n iversity of A eronau tics & A stronau tics, N an jing 210016, J iangsu, C h ina A b stra c t () U n ified Mode ling L anguage UML is a visua l ob jec t2o rien ted mode ling language. D e sign p a tte rn is an a ssisting too l u sed to so lve the p rob lem of ob jec t2o rien ted softwa re de sign. It summ a rize s va luab le exp e rience s of succe ssfu l de sign s, wh ich can p rovide u s w ith a sound ba se of reu sab le system s and imp rove the de sign effic iency of som e comp lica ted system s. Com b in ing the wo rk of AMCCS, th is p ap e r p ro2 po se s to u se the techno logy of UML to have to ta l system de sign and de sign p a tte rn is emp loyed in de sign ing de ta il componen ts and ob jec t2o ri2 en ted mode ling wh ich p rove s to be ve ry effec tive. Keyword s UML O rien ted2ob jec t mode ling D e sign p a tte rn AMCCS ) 用于描述系统的动态模型和组成对象间的交 3行为图 互关系 。1 概 述 ) 4交互图 用于描述对象之间的交互关系 ,包括顺序图和 协作图 。 1. 1 UM L ) 包括构件图和配置图 。构件图用于显示系统 5实现图UML 是一种通用的面向对象的可视化建模语言 ,可用于对 软件进行描述 、可视化处理 、构造和建立软件系统制品的文档 , ; 配置图用于显示软硬件的物理体 中的软件组件及其相互关系 还可用于对系统的理解 、设计 、浏览 、配置 、维护和信息控制等 。 系结构 。在实际分析和设计阶段 ,主要使用用例图 、交互图和类 UML 是一种总结了以往建模技术的经验 ,并吸收当今优秀研究 图 。 成果的标准建模方法 。它包括概念的语义 、 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示法和说明以及 静态的 、动态的系统环境及组织结构模型 。它可被交互的可视 1. 2 设计模式 化建模工具所支持 ,这些工具提供有代码生成器和报表生成器 。 面向对象的设计分析方法出现在 20 世纪 80 年代中后期 , UML 并没有定义一种标准的开发过程 ,但提供一批基本的模型 已成为现在主流的软件 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 方法 。它解决问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的核心是将问题 元素并以可视化表示 ,覆盖从分析到测试的整个软件工程处理 域到对象模型的转化 ,设计面向对象软件比较困难 ,然而设计可 过程 ,适用于各种软件开发方法 、软件生命周期的各个阶段 、各 复用的面向对象软件设计更加困难 。 E rich Gamm a 等人提出的 种应用领域以及各种开发工具 。它通过对对象模型的描述 ,真 正建立起基于用户的需求规格说明 ,同时使系统的可维护性也 设计模式是面向对象建模的一种辅助设计手段 ,它是以“模板 ” 得到很大的改善 。它适用于迭代式的开发过程 ,它是为支持大 [ 1 ] 方式解决面向对象设计的问题 ,可帮助设计者寻找合适的对象 、 部分现存的面向对象开发过程而设计 。 确定对象的粒度 、指定对象接口和描述对象的实现 。设计模式 UML 的可视化表示主要使用以下 5 类图形表示方法对系 的核心在于提供相关问题的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,即它总结了面向对象设 统进行描述 : 计的宝贵经验 ,使得我们在遇到相似场景时可以直接套用 ,这样 ) 1用例图 从用户角度来描述系统功能 ,指出各个功能的可较准确高效地完成问题的对象模型化 。 Gamm a 等人总结了 23个常用模式 ,例如 : 观察者 、抽象 工厂 、组合 等 。一般在描述 操作者 ,并定义系统的边界 。 ( ) 设计模式时 需 刻 画 下 面 4 个 方 面 的 信 息 : 1 模 式 名 称 : 助 词 ) 2静态图 包括类图 、对象图和包图 。类图用于描述系统 中类的结构和类之间的关系 ;对象图相当于类图的实例 ;包图是 由包或类组成的 ,表示包与包之间的关系 。 收稿日期 : 2005 - 05 - 16。王正俊 , 硕士生 , 主研领域 : 计算机信息 系统集成 ,软件工程 。 ( ) ( ):第一个例子以交互图对航材定购管理块进行整体刻画 ;第二 子 名 、概括模式的主要特征 ; 2 问题 : 描述了模式的应用域 ; 3 解决方案 :设计问题的抽象描述和怎样用一个具有一般意义的 )(个是 Stra tegy 策略 模式在数据接收具体部件中的应用 。( )元素组合解决问题 ; 4 效果 :描述了模式应用的效果及使用模 3. 1 用交互图刻画整个航材定购模块 [ 4 ] 式应权衡的问题 。 交互图主要用于对 U se Ca se中的控制流进行建模 ,编写主 要用例的交互活动的剧本 ,确定参与交互的活动剧本和确定参 与交互的活动者 、对象及其交互事件 。UML 的交互图有两种类 2 UM L 和设计模式在 AM CC S中的结合使用 型 :顺序图和协同图 。各自包含了共同的模型元素 : 对象 、消息 以及链接等 。两者都是用于对系统的行为建模 ,但侧重不同 ,顺 AMCCS是一个较复杂的管理信息系统 ,包含航材管理 、人 序图着重描述对象按照时间顺序的消息交换 ,而协作图着重描 力资源与培训 、维修设施 、外委维修 、生产 、技术 、质量 、数据维护 述系统成分如何 协同工作 , 不过两者之间可以相互转 换 , 如在 和查询统计十大子系统 。航材管理提供航材订购 、航材索赔 、航 Ro se中按 F5键就可相互转换 。 材送修成本控制管理 。人力资源与培训主要提供人员的内培训 和外培训的成本控制管理 。生产提供航线 、定检和航材自修成 本控制管理 。技术提供维修方案 、SB 评估 、可靠性和状态监控 的成本控制管理 。在实际设计和分析过程中 ,我们使用 UML 进 [ 2 ] 行整体的系统开发 ,过程分成以下几个阶段 : ( ) 1 分析阶段 通过对需求的分析 ,使用用例图建立系统 整体功能的描述 。对每个功能模块通过交互图给出详细的功能 需求 ,并结合静态图和行为图对功能进行辅助描述 。 ( ) 2 设计阶段 对分析阶段得到的 模型进行反复筛选提 炼 ,并根据实现环境 , 把模型扩展和转化 为可行的技术实现方 案 。 ( ) 3 实现阶段 结合实际情况选择编码工具 ,根据建立的 模型进行编码 ,并根据编码过程中出现的问题对建立的模型作 相应的调整 。 图 1 航材定购顺序图 ( ) 使用实现图来描述 开发系统的软硬件配 4 配置阶段 置 。 ( ) 使用前几个阶段构造的模型指导和辅助对 5 测试阶段 系统的测试 ,并及时对测试过程中出现的错误进行修正 。 通过上面的步骤 ,可以完成整体的系统建模 ,但是 UML 对 具体问题的具体建模指导力是有限的 。例如 : 虚基类的方法和 A dap te r模式在 UML 的世界里是无所谓优劣的 ,然而在这个具 体问题里选择前者将为以后的扩充带来巨大的麻烦 。此时我们 需要使用设计模式的思想 。设计模式按应用规模的粒度从大到 小可分为 :全局层 、企业层 、系统层 、应用层 、框架层 、部件层和对象层 。目前已 有 几 十 种 设 计 模 式 可 供 参 考 应 用 , E rich Gamm a 所总结的 23种设计模式基本上属于部件层的范畴 ,所以在具体 问题的具体建模上可选用这 23 种设计模式 。例如 , 在 AMCCS 的数据接收部件为了适应多算法 ,采用了 stra tegy模式 ,与硬编 图 2 航材定购协同图 码相比 ,该模式在增加一个新的算法的时候非常方便 。设计模 (这里以航材定 购 管 理 模 块 为 例 , 建 立 它 的 顺 序 图 如 图 1 式对于具体设计的作用是巨大的 ,特别是对于一些分期进行的 )() 所示 和协作图 如图 2所示 。在顺序图中可以清楚看到整个 设计 ,这种优点就更加明显 。我们在软件开发过程中应用 UML 航材定购的流程 ,及其为实现该功能所建立注册类 、航标定购类 技术和设计模式相结合的对象建模方法 。在总体的设计上使用() 包含添加 、修改 、删除 、统计 、查询定购航标操作 两个类之间 ( ) 消息的传递 :数据操作员首先调用 login 操作进行登录 ,若成 了 UML 技术 。在细化部件或组件的过程中 ,可以使用设计模式 ( ) 功 ,可选择操作 类 型 , 如 调 用 adddghc 操 作 进 行 添 加 定 购 航 的思想 ,套用现有的设计模式 。这套方案一方面方便工程人员 ( )( ) 材 、调用 Mod ifydghc 操作修改定购的航材 、调用 D e le tedghc 间的交流 ,提高了通用性 ;另一方面为可能的复用打好基础 。以 ( )操作删除指定的定购航材 、调用 Sta ticdghc 操作来统计指定的 下通用几个具体的实例进行详细阐述 。 ( )定购航材以及调用 F inddhgc 操作来查找定购航材 。 3 系统分析和设计实例 第 7期 王正俊等 : UML 和设计模式在 AMCCS中的综合应用 105 String dep a rtnam e; 的异常 。例如 ,如果协作图是星形的 ,说明系统对中央对象的依 p ro tec ted; 赖性太强 ,应该重新设计 ,使整个工作能够被均匀地分配处理 。 String D a ta sou rce; 顺序图和协作图是以不同的方式来显示相同的信息 ,二者相辅 ( ) R eadD a ta ; / /禁止直接生成实例 ,需用初始化信息配置 相成 ,使建立的模型能更充分地被使用者理解 。Pub lic: 3. 2 设计模式在数据接收子部件中的应用( ) V irtua l R eadp roce ssing = 0 由于条件不同 ,目前民航公司使用的数据格式不同 ,如东航 / /提供给 Treadp roc类来调用要读的转换算法操作安徽分公司在进行成本分析时用的数据为 Exce l文件 格式 , 江 } 苏分公司则使用的是 M ic ro soft Sq l Se rve r数据库 ,要使用这些已 cla ss TreadExce l: p ub lic TreadD a ta 有数据 , AMCCS系统要能有效的转换各种不同的数据 ,将其以 { 统一的格式存入该系统的数据库中来 ,当然可以根据不同的数 p ub lic: 据格式对其类中进行硬编码实现此功能 ,但这样一方面使得使 ( ) V irtua l R eadp roce ssing { 用它们的类变得复杂 、难以理解 ,另一方面使得支持新算法变得 十分困难 。不对算法进行硬编码的思想将给我们支持新算法带 } 来巨大的好处 ,而 Stra tegy模式基本思想是定义一系列算法 ,把 } ; 它们一个个封装起来 ,并且使它们可相互替换 ,即使得算法的变 / /省略 TreadD ata类的其它子类实现 化可独立于使用它的 客户 , 为此我 们采用 Stra tegy模 式 。这 样 ( ) AMCCS系统并不是直接应用具体算法类 TreadD a ta 类 , 而是 4 结束语 ( ) 用具体算法来配置系统直接操纵类 TreadD a taP roc类 ,其关系 如图 3所示 。 相对于一般常用的软件开发方法而言 , UML 把整个系统的 分析 、设计和实现融于一体 ,结合诸多软件开发方法的优点并使 用图形化的表示方式 ,目前的软件开发流程已不再像以往强调 瀑布式的流程 ,而是转为强调迭代式的处理流程设计 , 而 UML 本身就隐含着迭代式 、渐近式流程 ,使整个开发过程与实际需求 紧密结合 ,开发出真正符合用户需要的软件 。设计模式是面向 对象建模的一种辅助设计手段 ,它并不从软件设计的总体加以 指导 ,而是从具体的问题加以指导 。它本身并不能算一个完整 的软件工程方法 ,但它能够作为其它方法的补充 ,它对于具体设 计的作用是巨大的 。本文结合了 UML 和设计模式的优点 ,在设 计 AMCCS中采用 UML 作为一个完整的对象建模方法 ,对系统 航材定购模块进行充分的刻画 ; 而其中的数据接收子部件则使 用了设计模式 ,在具体问题里为以后的算法扩充带来巨大的方 便 。这种整体使用 UML 和具体使用设计模式的思想在实际运 用中已取得良好的效果 。 图 3 Stra tegy模式示例 参 考 文 献 在我们设计中 ,虚基类 TreadD a ta类是提供各种数据源转换 算法的接口 ,接口中参数包括 : 数据源名称 ,部门 /单位名称 ,系 [ 1 ] F rance R , Evan s A , L ano K. The UML a s a fo rm a l mode ling no tation 统数据库状态等 ,具体的处理由其子类来完成 ,如 TreadExce l则 ( ) [ J ]. Comp u ter Standa rd s and In te rface, 1998 , 19 : 325 2334. 是完成将 Exce l文件数据转换 , 并输入到系统数 据库 。AMCCS [ 2 ] 朱三元 ,钱乐秋 , 宿为民. 软件工程 技术概 论 [ M ]. 科学出 版社 ,系统通 过 Treadp roc 类 调 用 各 个 算 法 , Treadp roc 类 本 身 是 用 2002. TreadD a ta的具体子类配置的 。这样当系统希望增加一种新的 [ 3 ] 张莉 ,葛科 ,王云 ,等. UML 软件开发过程和支持环境研究 [ J ]. 北 处理读数据算法时 ,则只需要编写从 Treadda ta类继承下来的具 京航空航天大学学报 , 1998: 407 410. 体转换的算法类即可 ,而系统程序其它部分不需要变动 。简化 后的实现代码如下 : [ 4 ] Gamm a E. 设计模式 —可复用面向对象软件的基础 [ M ]. 北京 : 机 械工业出版社 , 2000. C la ss Treadp roc / /系统操纵的类 [ 5 ] 王志峰 ,白石 ,等. 设计模式及其在 PACS中的应用 [ J ]. 计算机工 { 程 , 2002 , 12: 97. p riva te: [ 6 ] No rm an RJ. O b ject2O rien ted System s A na lysis and D esign [ M ]. P ren2 TreadD a ta3 readata; tice H a ll, 1996. Pub lic: [ 7 ] Show M. Softwa re A rch itec tu re [M ]. P ren tice H all, 1996. [ 8 ] Coad P, No rth D , M ayfield M. 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