uml的类图包含哪些抽象的层次

uml的类图包含概念层、说明层、和实现层。
概念层类图描述应用领域中的概念，这些概念与实现它们的类有联系。通常没有直接的映射关系。画概念层类图时很少考虑或不考虑实现问题，因此概念层类图应独立于具体的编程语言。
说明层类图。此时我们考察的是类的接口部分，而不是实现部分。这个接口可能因为实现环境、运行特性等有多种不同的实现。
实现层类图才真正考虑类的实现问题，提供实现的细节。此时的类的概念才应该是真正的严格意义上的类。它揭示了软件实体的构成情况。实现层的类是最常用的，在很多的时候说明层的类更有助于人们对软件的理解。

UML的定义有两个主要组成部分：语义和表示法。UML的语义用自然语言描述，表示法定义了UML的可视化标准表示符号，这决定了UML是一种可视化的建模语言。这些图形符号和文字用于建立应用级的模型，在语义上，模型是元模型的实例。此外UML的定义还给出了语法结构的精确规约。对于一般建模者，应重点掌握基本的概念与表示法，并熟练运用它们，建立元模型则是研究方法学的人的研究重点。
要点：对系统的组织
UML是一种可视化的建模语言，对其各建模元素可进行详细说明，并能生成所建模型的文档。使用UML时，要从不同的角度观察系统，为此定义了一个概念“视图”。视图是对系统的模型在某方面的投影，注重于系统的某个方面。每个视图是图的协作，UML定义了9种图。下表是UML中的5种视图，各视图在静态和动态方面表示了系统的模型。
用况视图由用况图组成，描述可被最终用户、分析人员和测试者看到的系统行为；设计视图包含类图、对象图、交互图、状态图和活动图，主要反映系统的功能需求；进程视图包含类图、对象图、交互图、状态图和活动图，主要描述形成系统并发与同步机制的线程和进程；实现视图包含构件图、交互图、状态图和活动图，反映用于装配与发布物理系统的构件和文件，主要针对系统发布的配置管理，可以用各种方法装配它们。部署视图包含部署图、交互图、状态图和活动图，主要描述对组成物理系统的部件的分布、交付和安装。根据实际需要，可以组合使用这些视图。
由视图可以定义模型，模型在语义上是闭合的，它从特定的角度（系统的规约或者设计）在一定抽象层次上描述目标系统。可以把视图组织成模型，开发人员可从各视角观察使用模型。
用以描述系统的模型可以是结构性的，强调系统的组织；也可以是行为性的，强调系统的动态方面。例如，RUP有9种模型，分别是业务模型、领域模型、用况模型（也称需求模型）、分析模型、设计模型、过程模型、部署模型、实现模型和测试模型，用于从不同的角度表示系统。
系统是一组反映不同侧面的子系统的集合，为了完成特定的目的要对这些子系统进行组织（在逻辑、功能和物理位置上是高内聚、低耦合的）。
子系统是一组元素的聚集，其中的元素还可以是子系统。它由一组模型从不同的角度进行描述。子系统本身几乎应是独立的，有自己应用的环境，相互间不重叠，它们之间用接口联系。
UML的概念模型
为了理解UML，需要掌握UML的概念模型，这要求学习三个要素：UML的基本构造块、支配这些构造块如何放在一起的规则和一些运用于整个UML的机制，下面逐一予以介绍。
1 基本构造块
UML中有三种基本构造块，分别是事物、关系和图。
事物分结构事物（包括类、接口、协作、用况、主动类、构件和节点）、行为事物（包括交互和状态机）、分组事物（包）和注释事物（注解）。
UML中有四种关系，分别是依赖、关联、泛化和实现关系。
对于上述两种构造块，通过研读相应的书籍，绝大多数不难掌握，这里就不再赘述。下面对UML中的图的要点进行阐述。
类图 类图展示了一组类、接口和协作及它们间的关系，在建模中所建立的最常见的图就是类图。用类图说明系统的静态设计视图，包含主动类的类图——专注于系统的静态进程视图。系统可有多个类图，单个类图仅表达了系统的一个方面。要在高层给出类的主要职责，在低层给出类的属性和 *** 作。
对象图 对象图展示了一组对象及它们间的关系。用对象图说明类图中所反应的事物实例的数据结构和静态快照。对象图表达了系统的静态设计视图或静态过程视图，除了现实和原型的方面的因素外，它与类图作用是相同的。
用况图 用况图展现了一组用况、参与者以及它们间的关系。可以用用况图描述系统的静态使用情况。在对系统行为组织和建模方面，用况图的是相当重要的。
交互图 交互图展现了按一定的目的进行的一种交互，它由在一个上下文中的一组对象及它们间交互的信息组成。交互图也可用于描述一个用况的行为。顺序图和协作图都是交互图，顺序图和协作图可以相互转换。
顺序图 展现了一组对象和由这组对象收发的消息，用于按时间顺序对控制流建模。用顺序图说明系统的动态视图。
协作图 展现了一组对象，这组对象间的连接以及这组对象收发的消息。它强调收发消息的对象的结构组织，按组织结构对控制流建模。
状态图 展示了一个特定对象的所有可能状态以及由于各种事件的发生而引起的状态间的转移。一个状态图描述了一个状态机，用状态图说明系统的动态视图。它对于接口、类或协作的行为建模尤为重要，可用它描述用况实例的生命周期。
活动图 活动图是一种特殊的状态图，描述需要做的活动、执行这些活动的顺序（多为并行的）以及工作流（完成工作所需要的步骤）。它对于系统的功能建模特别重要，强调对象间的控制流程。
高层活动图用于表示需要完成的一些任务，即用于分析用况，理解涉及多个用况的工作流、多线程及并行，显示相互联系的行为整体，还可用于对企业过程建模，对系统的功能建模。低层活动图用于表示类的方法。但活动图不适用于描述动作与对象间的关系，显示对象间的合作以及显示对象在生命周期内的运转情况。
构件图 构件图展现了一组构件之间的组织和依赖，用于对原代码、可执行的发布、物理数据库和可调整的系统建模。
部署图 部署图展现了对运行时处理节点以及其中构件的配署。它描述系统硬件的物理拓扑结构(包括网络布局和构件在网络上的位置)，以及在此结构上执行的软件
UML用于描述事物的语义规则分别是：为事物、关系和图命名；给一个名字以特定含义的语境，即范围；怎样使用或看见名字，即可见性；事物如何正确、一致地相互联系，即完整性；运行或模拟动态模型的含义是什么，即执行。另外，UML还允许在一定的阶段隐藏模型的某些元素、遗漏某些元素以及不保证模型的完整性，但模型逐步地要达到完整和一致。
3 机制
有四种在整个语言中一致应用的机制，使得该语言变得较为简单。这四种机制是详细说明、修饰、通用划分和扩展机制。
UML不只是一种图形语言。实际上，在它的图形表示法的每部分背后都有一个详细说明，提供了对构造块的语法和语义的文字叙述。
UML表示法中的每一个元素都有一个基本符号，这些图形符号对元素的最重要的方面提供了可视化表示，对元素的描述还包含其他细节。例如，一个类是否是抽象类，或它的属性和 *** 作是否可见。要把这样的修饰细节加到基本符号上。
在对面向对象的系统建模中，至少有两种通用的划分世界的方法：对类和对象的划分；对接口和实现的划分。UML中的构造块几乎都存在着这样的两分法。UML是开放的，可用一种受限的方法扩展它。UML的扩展机制包括构造型、标记值和约束。
UML的应用
UML是一种建模语言，不是一种方法，它独立于过程。利于它建模时，可遵循任何类型的建模过程。该建模语言的作者们给出了一种推荐性的建模过程指导，即RUP。本部分阐述RUP如何支持UML的应用。

统一建模语言UML

软件工程领域在1995年至1997年取得了前所未有的进展,其成果超过软件工程领域过去15年来的成就总和。其中最重要的、具有划时代重大意义的成果之一就是统一建模语言(UML:UnifiedModelingLanguage)的出现。

在世界范围内,至少在近10年内,UML将是面向对象技术领域内占主导地位的标准建模语言。采用UML作为我国统一的建模语言是完全必要的:首先,过去数十种面向对象的建模语言都是相互独立的,而UML可以消除一些潜在的不必要的差异,以免用户混淆;其次,通过统一语义和符号表示,能够稳定我国的面向对象技术市场,使项目根植于一个成熟的标准建模语言,从而可以大大拓宽所研制与开发的软件系统的适用范围,并大大提高其灵活程度。

统一建模语言（UML）是用来对软件密集系统进行描述、构造、视化和文档编制的一种语言。

首先，也是最重要的一点，统一建模语言融合了Booch、OMT和OOSE方法中的概念，它是可以被上述及其他方法的使用者广泛采用的一门简单、一致、通用的建模语言。

其次，统一建模语言扩展了现有方法的应用范围。特别值得一提的是，UML的开发者们把并行分布式系统的建模作为UML的设计目标，也就是说，UML具有处理这类问题的能力。

第三，统一建模语言是标准的建模语言，而不是一个标准的开发流程。虽然UML的应用必然以系统的开发流程为背景，但根据我们的经验，不同的组织，不同的应用领域需要不同的开发过程。举个例子来说，开发错综复杂的软件是非常有趣的工作，但开发这种软件与构造严格实时的航空电子系统是大不一样的，后者是性命攸关的大事。因此我们首先把精力集中在设计通用的元模型上（统一不同方法的语义），其次是建立通用的表示法（提供对这些语义的形象化的表达）。虽然UML的开发者们将继续倡导从用例驱动到体系结构为中心最后反复改进、不断添加的软件开发过程，但实际上设计标准的开发流程并不是非常必要的。

UML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。

面向对象技术和UML的发展过程可用上图来表示,标准建模语言的出现是其重要成果。在美国,截止1996年10月,UML获得了工业界、科技界和应用界的广泛支持,已有700多个公司表示支持采用UML作为建模语言。1996年底,UML已稳占面向对象技术市场的85%,成为可视化建模语言事实上的工业标准。1997年11月17日,OMG采纳UML11作为基于面向对象技术的标准建模语言。UML代表了面向对象方法的软件开发技术的发展方向,具有巨大的市场前景,也具有重大的经济价值和国防价值。

标准建模语言UML的内容

首先,UML融合了Booch、OMT和OOSE方法中的基本概念,而且这些基本概念与其他面向对象技术中的基本概念大多相同,因而,UML必然成为这些方法以及其他方法的使用者乐于采用的一种简单一致的建模语言;其次,UML不仅仅是上述方法的简单汇合,而是在这些方法的基础上广泛征求意见,集众家之长,几经修改而完成的,UML扩展了现有方法的应用范围;第三,UML是标准的建模语言,而不是标准的开发过程。尽管UML的应用必然以系统的开发过程为背景,但由于不同的组织和不同的应用领域,需要采取不同的开发过程。

作为一种建模语言,UML的定义包括UML语义和UML表示法两个部分。

(1)UML语义描述基于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。

标准建模语言UML的重要内容可以由下列五类图(共9种图形)来定义:

·第一类是用例图,从用户角度描述系统功能,并指出各功能的 *** 作者。

·第二类是静态图(Staticdiagram),包括类图、对象图和包图。其中类图描述系统中类的静态结构。不仅定义系统中的类,表示类之间的联系如关联、依赖、聚合等,也包括类的内部结构(类的属性和 *** 作)。类图描述的是一种静态关系,在系统的整个生命周期都是有效的。对象图是类图的实例,几乎使用与类图完全相同的标识。他们的不同点在于对象图显示类的多个对象实例,而不是实际的类。一个对象图是类图的一个实例。由于对象存在生命周期,因此对象图只能在系统某一时间段存在。包由包或类组成,表示包与包之间的关系。包图用于描述系统的分层结构。

·第三类是行为图(Behaviordiagram),描述系统的动态模型和组成对象间的交互关系。其中状态图描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条件。通常,状态图是对类图的补充。在实用上并不需要为所有的类画状态图,仅为那些有多个状态其行为受外界环境的影响并且发生改变的类画状态图。而活动图描述满足用例要求所要进行的活动以及活动间的约束关系,有利于识别并行活动。

·第四类是交互图(Interactivediagram),描述对象间的交互关系。其中顺序图显示对象之间的动态合作关系,它强调对象之间消息发送的顺序,同时显示对象之间的交互;合作图描述对象间的协作关系,合作图跟顺序图相似,显示对象间的动态合作关系。除显示信息交换外,合作图还显示对象以及它们之间的关系。如果强调时间和顺序,则使用顺序图;如果强调上下级关系,则选择合作图。这两种图合称为交互图。

·第五类是实现图(diagram)。其中构件图描述代码部件的物理结构及各部件之间的依赖关系。一个部件可能是一个资源代码部件、一个二进制部件或一个可执行部件。它包含逻辑类或实现类的有关信息。部件图有助于分析和理解部件之间的相互影响程度。

配置图定义系统中软硬件的物理体系结构。它可以显示实际的计算机和设备(用节点表示)以及它们之间的连接关系,也可显示连接的类型及部件之间的依赖性。在节点内部,放置可执行部件和对象以显示节点跟可执行软件单元的对应关系。

从应用的角度看,当采用面向对象技术设计系统时,首先是描述需求;其次根据需求建立系统的静态模型,以构造系统的结构;第三步是描述系统的行为。其中在第一步与第二步中所建立的模型都是静态的,包括用例图、类图(包含包)、对象图、组件图和配置图等五个图形,是标准建模语言UML的静态建模机制。其中第三步中所建立的模型或者可以执行,或者表示执行时的时序状态或交互关系。它包括状态图、活动图、顺序图和合作图等四个图形,是标准建模语言UML的动态建模机制。因此,标准建模语言UML的主要内容也可以归纳为静态建模机制和动态建模机制两大类。

关联(association)
是模型元素间的一种语义联系,它是对具有共同的结构特性、行为特性、关系和语义的链(link)的描述。(不同对象或类之间的结构化关系)
表示对象之间的联系。
在类图中,关联用一条把类连接在一起的实线表示。
比如：学生与课程之间就是通过选课关系进行关联
聚合（aggregation）
表示两个类之间是“is part of”关系，即整体--部分关系。
用横线加空心菱形表示，菱形部分对应整体一端
比如：组员是团队中的一部分
相对的横线加实心菱形表示组合（composition）关系，虽然组合关系也表示整体--部分关系，可是它表示部分对象被嵌入到整体对象中。比如：引擎是飞机的一部分

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