一、对象模型
对象模型(Object Model)描述了系统中的对象类、它们的属性、操作以及对象之间的静态关系。对象模型主要包括类图(Class Diagram)和对象图(Object Diagram)。
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类图:用来描述系统中的类、接口以及它们之间的关系,包括:
- 类:表示具有相同属性、操作、关系和语义的对象集合。
- 接口:定义了类所提供的公共操作,描述了类与外部的通信方式。
- 关联:表示类之间的静态关系,如依赖、聚合、组合等。
- 继承:表示类之间的父子关系,子类继承父类的属性和操作。
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对象图:描述了系统在某个时间点的对象实例以及它们之间的关系。对象图是类图的一个实例,反映了系统的静态结构。
对象模型的作用包括:
- 描述系统的静态结构和关系。
- 为系统的设计和实现提供蓝图。
- 帮助理解系统的复杂性,提高系统的可维护性和可重用性。
二、动态模型
动态模型(Dynamic Model)描述了系统中对象随时间变化的行为和交互,体现了系统的动态特性。动态模型主要包括状态图(State Diagram)、活动图(Activity Diagram)和顺序图(Sequence Diagram)。
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状态图:描述了一个对象在其生命周期内所经历的状态序列、引起状态转移的事件,以及对事件的响应动作。状态图主要用于描述对象的动态行为。
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活动图:描述了系统中的活动以及活动之间的控制流,强调系统的功能和行为。活动图常用于描述业务流程、算法逻辑等。
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顺序图:描述了对象之间的交互序列,强调对象之间的消息传递。顺序图常用于描述系统的动态行为,如用例的实现、协议的说明等。
动态模型的作用包括:
- 描述系统的动态行为和对象交互。
- 帮助理解和验证系统的需求和设计。
- 为系统的测试和调试提供依据。
三、功能模型
功能模型(Functional Model)描述了系统的功能结构和数据流,体现了系统的功能需求。功能模型主要包括用例图(Use Case Diagram)和数据流图(Data Flow Diagram)。
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用例图:描述了系统的功能需求,即系统必须提供给用户的服务。用例图包括:
- 参与者:表示与系统交互的外部实体,如用户、其他系统等。
- 用例:表示系统提供的一项服务或功能,满足用户的某个需求。
- 关系:表示参与者与用例之间的关系,如关联、包含、扩展等。
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数据流图:描述了系统的功能结构和数据在各个功能之间的流动。数据流图包括:
- 进程:表示系统的一个功能或子功能。
- 数据流:表示进程之间或进程与外部实体之间的数据传递。
- 数据存储:表示系统中长期存储的数据。
- 外部实体:表示系统外部的数据源或数据接收方。
功能模型的作用包括:
- 描述系统的功能需求和数据流动。
- 帮助理解和分析系统的业务逻辑和处理过程。
- 为系统的设计和实现提供输入。
四、三种模型的关联关系
对象模型、动态模型和功能模型之间存在着密切的关联和互补关系:
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对象模型描述了系统的静态结构,为动态模型和功能模型提供了基础。
- 动态模型描述对象的行为和交互,这些对象来自对象模型中定义的类。
- 功能模型中的用例实现依赖于对象模型中的类和对象。
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动态模型描述了对象的行为和交互,补充和完善了对象模型。
- 对象在动态模型中的行为和状态转移,反映了对象模型中定义的操作和关系。
- 动态模型中的对象交互,体现了对象模型中的关联和依赖关系。
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功能模型描述了系统的功能需求,为对象模型和动态模型提供了上下文。
- 用例定义了系统的功能范围,指导对象模型和动态模型的建模。
- 用例的实现依赖于对象模型和动态模型,体现了功能需求与系统结构和行为的映射。
五、模型在软件需求分析中的应用
在软件需求分析阶段,功能模型和对象模型发挥着重要作用:
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功能模型(主要是用例图)用于描述系统的功能需求,是需求分析的核心。
- 通过与用户和其他相关人员沟通,识别和定义系统的参与者和用例。
- 分析用例之间的关系,如包含、扩展等,完善系统的功能需求。
- 用例描述了系统的外部视图,是系统设计和实现的基础。
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对象模型(主要是类图)用于描述系统的领域概念和业务实体,帮助理解和分析需求。
- 通过分析用例和与相关人员讨论,识别和定义系统中的关键概念和实体。
- 分析实体之间的关系,如关联、继承等,建立系统的静态结构。
- 类图提供了系统的内部视图,是进一步设计和实现的基础。
动态模型主要用于描述系统的行为和交互,在需求分析阶段的作用相对较小。但是,通过分析用例的执行过程,可以初步建立顺序图和活动图,为后续的设计和实现提供参考。
总之,在面向对象软件开发中,对象模型、动态模型和功能模型各有侧重,互为补充。功能模型和对象模型在需求分析阶段发挥着关键作用,帮助理解和定义系统的功能需求和领域概念。动态模型主要在设计和实现阶段使用,描述系统的行为和交互。三种模型的综合运用,可以全面、准确地描述系统的需求和特性,为软件开发提供坚实的基础。
