系统架构设计师考点—UML建模和设计模式

一、备考指南

        UML建模和设计模式主要考查的是面向对象基础知识、面向对象分析与设计、设计模式等相关知识，本章节在大纲改版之后有了较大变动，新版大纲缺少了历年真题常考的UML图、设计模式、设计原则等重要内容，但是这里我们还是必须保留这些内容，因为这些内容还比较重要。

二、重点考点

1、UML

2、设计模式

三、UML

1、UML (统一建模语言) 

      UML (统一建模语言)是一种可视化的建模语言，而非程序设计语言，支持从需求分析水的软件开发的全过程。从总体上来看，UML的结构包括构造块、公共机制和规则三个部分。

(1)构造块。UML有三种基本的构造块，分别是事物(thing)、关系(relationship)和图，事物是UML的重要组成部分，关系把事物紧密联系在一起，图是多个相互关联的事物的集合。

(2)公共机制。公共机制是指达到特定目标的公共UML方法。

(3)规则。规则是构造块如何放在一起的规定。

2.、事务

①结构事务:模型的静态部分，如类、接口、用例、构件等。

②行为事务:模型的动态部分，如交互、活动、状态机。分组事务:模型的组织部分，如包。

③注释事务:模型的解释部分，依附于一个元素或一组元素之上对其进行约束或解释的简单符号。

3、关系

①依赖:一个事务的语义依赖于另一个事务的语义的变化而变化。

②关联:是一种结构关系，描述了一组链，链是对象之间的连接。分为组合和聚合，都是部分和整体的关系，其中组合事务之间关系更强。两个类之间的关联，实际上是两个类所扮演角色的关联，因此，两个类之间可以有多个由不同角色标识的关联。

③泛化:一般/特殊的关系，子类和父类之间的关系。实现:一个类元指定了另一个类元保证执行的契约。关系UML图形代号如图。

4、图

(1)类图:静态图，为系统的静态设计视图，展现一组对象、接口、协作和它们之间的关系。
UML类图如图所示。

 (2)对象图:静态图，展现某一时刻一组对象及它们之间的关系，为类图的某一快照。在没有类图的前提下，对象图就是静态设计视图，如图。

 (3)用例图:静态图，展现了一组用例、参与者以及它们之间的关系。用例图中的参与者是人、硬件或其他系统可以扮演的角色；用例是参与者完成的一系列操作，用例之间的关系有扩展、包含、泛化，如图。

(4)序列图:即顺序图，动态图，是场景的图形化表示，描述了以时间顺序组织的对象之间的交互活动。有同步消息(进行阻塞调用，调用者中止执行，等待控制权返回，需要等待返回箱
用实心三角箭头表示)、异步消息(发出消息后继续执行，不引起调用者阻塞，也不等待返回消息，由空心箭头表示)、返回消息(由从右到左的虚线箭头表示)三种，如图所示。
上方的对象对应下方箭头上的成员和方法。

(5)通信图:动态图，即协作图，强调参加交互的对象的组织，如图所示。

 (6)状态图:动态图，展现了一个状态机，描述单个对象在多个用例中的行为，包括简单状态和组合状态。转换可以通过事件触发器触发，事件触发后相应的监护条件会进行检查。状态图中转换和状态是两个独立的概念，如图方框代表状态，箭头上的代表触发事件，实心圆点为起点和终点。

(7)活动图:动态图，是一种特殊的状态图，展现了在系统内从一个活动到另一个活动的流程。活动的分岔和汇合线是一条水平粗线。牢记图中并发分岔、并发汇合、监护表达式、分支、流等名词及含义。每个分岔的分支数代表了可同时运行的线程数。活动图中能够并行执行的是在一个分岔粗线下的分支上的活动，如图所示。

(8)构件图(组件图):静态图，为系统静态实现视图，展现了一组构件之间的组织和依赖，如图所示。

 (9)部署图:静态图，为系统静态部署视图，部署图物理模块的节点分布。它与构件图相关，通常一个节点包含一个或多个构件。其依赖关系类似于包依赖，因此部署组件之间的依赖是单向的，类似于包含关系，如图所示。

5. UML4+1视图

(1)逻辑视图。逻辑视图也称为设计视图，它表示了设计模型中在架构方面具有重要意义的部分，即类、子系统、包和用例实现的子集。

(2)进程视图。进程视图是可执行线程和进程作为活动类的建模，它是逻辑视图的一次执行实例，描述了并发与同步结构。

(3)实现视图。实现视图对组成基于系统的物理代码的文件和构件进行建模。

(4)部署视图。部署视图把构件部署到一组物理节点上，表示软件到硬件的映像和分布结构。

(5)用例视图。用例视图是最基本的需求分析模型。

四、设计模式

1.层次结构

①架构模式:软件设计中的高层决策，例如，C/S结构就属于架构模式，架构模式反映了开发软件系统过程中所作的基本设计决策。

②设计模式:每一个设计模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案的核心。这样，你就能一次又一次地使用该方案而不必做重复劳动。设计模式的核心在于提供了相关问题的解决方案，使得人们可以更加简单方便地复用成功的设计和体系结构。四个表本要素: 模式名称、问题(应该在何时使用模式)、解决方案(设计的内容)、效果(模式应用的效果)。

③惯用法:是最低层的模式，关注软件系统的设计与实现，实现时通过某种特定的程序设计语言来描述构件与构件之间的关系。每种编程语言都有它自己特定的模式，即语言的惯用法。例如引用一计数就是C++语言中的一种惯用法。

2.设计模式分类

   按设计模式的目的划分，可分为三类:创建型模式(主要是处理创建对象)、结构型模式(主要是处理类和对象的组合)、行为型模式(主要是描述类或者对象的交互行为)；按设计模式的范围划分，即根据设计模式是作用于类还是作用于对象来划分，可以把设计模式分为类设计模式和对象设计模式。总览图如下。

 详细内容如下：

 

 

 

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