计算机三级备考（五）——UML与数据库应用系统

一、重要知识点

1.DBAS建模

（1）统一建模语言（UML Unified Modeling Language）

UML是一种基于面向对象得可视化的通用建模语言，UML是一种建模语言而不是建模方法

建模方法应该包括建模语言（用于表示建模结果的符号）和建模过程（描述建模时需要遵循的步骤）

（2）UML的组成

由语义（自然语言）和表示法（可视化标准符号）组成

语义定义在四层建模概念框架
1. 元元模型（Meta-Meta Model），代表要定义的所有事物
2. 元模型（Meta Model）UML的基本元素，"事物"概念的实例
3. 模型层（Model）UML的模型，类模型或者类型模型
4. 用户模型（User Model）UML模型实例，对象模型或者实例模型

（3）UML的五种视图

结构、实现、行为、环境和用例视图。UML2.0分为静态结构图和行为图两类

业务流程与活动图：最适合描述系统或子系统的工作流程，有且只能有一个起点，可有多个结束点。

系统需求与用例图：系统需求是用户心中的真正期望，用例模型是满足用户需求的所有功能表示出来的工具。用例模型由**用例（完整功能所有动作集合）角色（与系统交互的人或者其他实体）和系统（各种用例的集合）**三部分组成，其中处理等候队列是用例功能，总台服务员是角色

2.DBAS业务流程与需求表达

（1）角色之间的关系：

通用化关系：指的是将角色的行为抽取出来作为通用行为，将这些行为构成超类

（2）用例与角色之间的关系

连接关系（关联，通信关联）：表明角色和用例之间一对一双向通信

（3）用例之间的关系

扩展：一个用例增加新内容成为另一个，包含（使用）：一个用例使用另一个、关联（组合）：将相关用例打包作为整体

3.DBAS系统内部结构的表达

（1）类图

系统内部结构一般分为静态结构（类图： 问题领域的概念模型，由类名、属性与操作组成**）和动态结构（顺序图和通信图）**

类与类之间的关系：关联（聚集弱的拥有关系）、继承（泛化）、依赖、精化（实现）、组成（强的拥有关系）

（2）顺序图（时间）

顺序图主要用于描述系统内对象之间的消息发送和接收序列

顺序图中所有的元素，都必须在类图中存在

（3）通信图（空间）

通信图是交互图的一种，称为协作图，显示对象间组织交互关系和链接。不侧重交互顺序，用序列号来确定消息及其并发线程的顺序。

4.DBAS系统微观设计的表达

（1）对象图

对象图是类图的实例：描述特定时间中所有对象在系统中的结构，是一个快照

（2）状态机图

状态图用来描述有关事件或对象的状态转移。状态图只能有一个起始状态和多个结束状态

状态间的转移由事件驱动

（3）时间图

当状态的转换由时间因素决定时，使用时间图来描述状态的变化。时间图中，整个矩形框就是一个生命线。

5.DBAS系统宏观设计的表达

研究比较大范围中的元素之间的联系，如包（盘符）、命名空间（文件夹）、子系统（源代码）等。一个良好的命名空间，便于开发人员理解，并使得各个命名空间之间能够松耦合，而命名空间内则可满足高内聚的要求。

（1）包图

表示系统中不同包、命名空间或不同项目间的彼此关系

（2）交互概述图

是将活动图和顺序图嫁接在一起的图，以活动图为基础在控制流间连接交互图

（3）复合结构图

复合结构图适用于系统间的沟通接口

6.DBAS系统实现与部署的表达

（1）组件图

用于表示系统的静态实现视图。组件是逻辑设计中定义的概念和功能在物理构架中的实现 。

（2）部署图（配置图）

描述系统中硬件和软件的物理配置情况与系统体系结构。部署图说明实体组件 ，如可执行程序，将如何部署到实际的计算机中。部署图要在项目进行集成测试前提供。

二、重点题型

1.UML的分类体系

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UML图
├── 结构图（静态图）
│   ├── 类图
│   ├── 对象图
│   ├── 包图
│   ├── 组件图
│   ├── 部署图
│   └── 复合结构图
└── 行为图（动态图）
    ├── 用例图
    ├── 活动图
    ├── 状态图
    └── 交互图
        ├── 顺序图
        ├── 通信图（协作图）
        ├── 时序图
        └── 交互概览图
结构图：描述系统静态结构（类、对象、组件、部署）
行为图：描述系统动态行为（功能、流程、状态、消息）

2.各类UML图的核心特征

1. 活动图（Activity Diagram）

核心作用：

陈述活动与活动之间流程控制的转移
类似于流程图，但支持并行行为
描述用例的具体工作流程
强调控制流（从一个活动到另一个活动）

关键要素：

控制流：标示控制路径，将执行从一个节点转移到下一个
分叉与汇合：描述并发/并行活动
初始节点→活动→决策节点→最终节点

与流程图的区别：

流程图：着重处理过程，严格顺序和时间关系
活动图：表现系统行为，支持并行活动

2. 用例图（Use Case Diagram）

核心作用：

描述系统与外部系统及用户之间的交互
展示系统功能与参与者（Actor）的关系
从外部用户视角看待系统功能

关键元素：

参与者（Actor）：用户、组织、外部系统
用例（Use Case）：系统提供的功能单元
系统边界：区分系统内部与外部环境

3. 通信图/协作图（Communication/Collaboration Diagram）

核心作用：

描述对象在空间中如何交互
显示对象如何链接在一起
没有时间轴，消息按序号编号
侧重对象间的合作关系和链接

与顺序图的区别：

顺序图：强调时间顺序（垂直生命线+水平消息）
通信图：强调空间结构（网状链接+编号消息）

4. 部署图（Deployment Diagram）

核心作用：

表达系统与外部系统之间的整合或集成关系
显示系统的物理架构（硬件、软件部署）
展示节点间的物理连接和组件分布

关键元素：

节点（Node）：硬件设备、服务器、处理器
构件（Component）：软件组件、应用程序
物理拓扑和通信关系

5. 顺序图（Sequence Diagram）

核心特征：

对象生命线（垂直虚线）
消息传递（水平箭头）
时间从上到下流逝
可描述对象创建和销毁

消息类型：

同步消息：实心箭头
异步消息：开放箭头
返回消息：虚线箭头

6. 类图关系

整体-部分关系：

聚合（Aggregation）：空心菱形，弱关系（整体-部分可独立存在）
组合（Composition）：实心菱形，强关系（部分依赖整体存在）

其他关系：

继承（泛化）：实线+空心三角箭头（指向父类）
实现（接口）：虚线+空心三角箭头（指向接口）
依赖：虚线+普通箭头
关联：实线+普通箭头

3.ER图转UML类图

基数（Cardinality）转换规则：

从ER图到UML：

ER图的(min, max)表示参与约束
UML的多重性（Multiplicity）表示数量范围

sql 复制代码

ER图：职工 (1,1) ------ 属于 ------ (1,10) 部门

UML转换：
职工 1..1 ------ 属于 ------ 1..10 部门
（靠近部门的数字：1个职工对应几个部门）
（靠近职工的数字：1个部门对应几个职工）

职工管理职工：
- 下属 (0,1)：一个职工最多有1个上司
- 领导 (1,*)：一个领导可以有多个下属

UML表示：
职工 0..1 ------ 领导 ------ 1..* 职工

4.易错点

易错点1：图的分类混淆

❌ 包图是行为图
✅ 包图是结构图（组织模型元素）

易错点2：图的用途混淆

❌ 活动图描述对象状态变化
✅ 状态图描述状态变化，活动图描述活动流程

易错点3：消息方向理解

❌ 顺序图中垂直线是消息
✅ 垂直线是生命线，水平线是消息

易错点4：聚合vs组合

❌ 所有整体-部分关系都是聚合
✅ 强依赖（生命周期绑定）用组合，弱依赖用聚合

三、复习题目

1. 【选择题】下列关于UML（统一建模语言）的说法中，错误的是（）。

A. UML是一种可视化的建模语言，而非具体的建模方法

B. UML由语义（自然语言）和表示法（可视化标准符号）组成

C. UML建模过程必须严格遵循特定的软件开发方法论（如瀑布模型）

D. UML 2.0将图主要分为静态结构图和动态行为图两大类

2. 【选择题】在UML 2.0的分类体系中，下列属于 结构图（静态图）的是（）。

A. 用例图

B. 活动图

C. 组件图

D. 状态图

3. 【填空题】UML中的______图主要用于描述活动与活动之间流程控制的转移，其作用类似于流程图，但与流程图不同的是它支持______行为。

4. 【选择题】在用例图中，与系统进行交互的人、组织或其他外部系统被称为（）。

A. 用例 (Use Case)

B. 角色 (Actor)

C. 参与者

D. 实体

5. 【选择题】在类图中，表示"整体-部分"关系，且部分不能脱离整体独立存在（即生命周期一致，强拥有关系）的是（）。

A. 关联 (Association)

B. 聚合 (Aggregation)

C. 组合 (Composition)

D. 依赖 (Dependency)

6. 【填空题】顺序图主要强调对象之间消息发送的______顺序；而通信图（协作图）主要强调对象在______上的交互关系（即对象是如何链接在一起的）。

7. 【选择题】将ER图转换为UML类图时，ER图中的基数 (1, 10) 表示一个实体实例关联另一个实体实例的数量范围是（）。

A. 0到10

B. 1到10

C. 1到1

D. 0到1

8. 【选择题】下列哪种图用于描述系统中硬件、软件组件的物理配置、节点分布以及系统体系结构？（）

A. 组件图

B. 部署图

C. 包图

D. 复合结构图

9. 【填空题】在UML状态机图中，一个状态图只能有______个起始状态，但可以有______个结束状态。

10. 【选择题】下列关于UML图的描述，错误的是（）。

A. 对象图是类图在某一特定时刻的实例（快照）

B. 包图属于行为图，用于描述系统的动态业务流程

C. 顺序图中的垂直虚线代表对象的生命线

D. 活动图可以有多个结束点，但只能有一个起点