使用 Visual Studio 2010 的 UML 塑模化設計方式來設計系統

1. 1
緯創軟體股份有限公司
100年3月2日
吳俊毅
Visual Studio 2010
塑模化應用程式設計講座

2. 2
前置作業
UML的基本介紹(為什麼使用Model來設計系統)
Use Case Diagram 介紹(初階)
反向工程、從程式碼產生圖形文件
使用相依性圖形視覺化現有程式碼
產生程式碼、使用類別圖產生程式碼框架
如何使用程式碼產生循序圖
圖形文件對於儲存、列印的支援
各類UML Case Tool介紹／比較
議程

3. 3
前置作業
將類別圖產生程式碼框架[Generate Code]! ，不是Visual Studio
2010 Ultimate就有的功能！必須另外安裝Visual Studio 2010
Feature Pack 2。
但安裝前必須先安裝一個HotFix 『KB2403277 』

4. 4
前置作業(3)
開始安裝Visual Studio 2010 Feature Pack 2。
此安裝一共會安裝5項產品。

5. 5
在Visual Studio 2010 Feature Pack 2 中提供了以下功能
前置作業(3) 功能介紹
從 UML 類別圖 產生 程式碼 (Generate Code)。
從 程式碼 產生 UML 類別圖。
可匯入經由 XMI 2.1的格式所匯出的UML 類別圖、循序
圖 和 使用者案例圖。
建立和檢視從工作項目到模型項目的連結。
開始支援為 ASP.NET Web、C 及 C++ 專案產生相依性
圖形。
可以建立和驗證 C 與 C++ 程式碼的圖層圖表。
可以撰寫自訂程式碼以建立、修改和驗證圖層圖表。

6. 6
UML的基本介紹(1)
Visual Studio 2010 所支援的五種UML圖形
Use Case Diagram(使用案例圖表)
Class Diagram (類別圖表)
Sequence Diagram (循序圖表)
Activity Diagram (活動圖表)
Component Diagram (元件圖表)

7. 7
UML的基本介紹(2)
UML (Unified Model Language)簡介
UML是Unified Modeling Language統一模型語言，它是用來描述
物件導向的分析與設計(OOA&D)的一種方法，而發展的人為
Grady Booch、Ivar Jacobson和James Rumbaugh，他們也是UML
軟體及描述標準的開發之父，而目前定義UML標準的為OMG組
織。
Jacobson在1991年時以在易利信公司開發電話交換機的經驗帶
來使用者案例(Use Case)的概念。
Rumbaugh在1993年出版了物件導向模型技術(OMT)的書。
Booch在1993年Rational公司以方法論開發了物件導向的系統。

8. 8
UML的基本介紹(2-2)
在1995年的OOPSLA大會上，Booch、Rumbaugh和Jacobson這三
位大師組成了物件導向系統描述的方法第0.8版。1997年
Rational公司在OMG組織上提出了UML1.0版。在2001年則推出了
最新的UML統一模型語言2.0版。

9. 9
UML的基本介紹(3)
UML 的發展史

10. 10
UML的基本介紹(3)為什麼使用Model
何謂Model?為什麼要使用Model來設計系統?
什麼是Model呢?簡單地說就是Model其實就是一種現實的一個
情境將它簡單化，具體化而成的一種圖形，使用一種標轉準共
通的繪圖的方法，在建築或是工程界，常會使用模型圖來模擬
一個實際的狀況，而且是各種不同的情況使用各種不同的模型，
比如說房子內部格局有基本的平面圖，水電的佈線要有佈線圖
來表示，以避免有漏掉的情況。
所以軟體開發當然也需要發展一種適用於軟體開發的一種(模
型)MODEL的圖形，以圖形的方式來表達軟體各種不同的View，
並且不同的View用不同的圖形來表示。對於軟體系統的開發與
分析，模型的觀念也日益重要. 它可以幫助我們更加了解所發
展的系統。

11. 11
UML的基本介紹(4)
使用模型(Model)來分析系統有什麼好處?
模型可以幫助我們發現一個系統的可能性或是驗證是不是符合
需求。
模型幫助我們訂定系統的結構與行為模式。
模型可以在發展系統的過程中，提供我們一個發展的架構，或
說是描述一個架構的方法。
模型成為決策的標準。

12. 12
UML的基本介紹(4-1)
UML (Unified Model Language)基本的組成
THINGS (事物)
RELATIONSHIPS (關係)
DIAGRAM (圖形)

13. 13
UML的基本介紹(4-2) THINGS
THINGS包含的範圍很廣,又分為以下四種事物
STRUCTURE THINGS
即為UML中所含的靜態的事物，包含概念性及實際的物事。如
CLASS、INTERFACE、COLLABORATION、USE CASE、ACTIVE
CLASS、COMPONENTS、NODE等等。
BEHAVIORAL THINGS
UML中所含的動態事物，代表了行為或訊息，主要為
MESSAGES、STATE MACHINES(STATES、TRANSITIONS、
EVENTS、ACTIVITIES)。

14. 14
UML的基本介紹(4-3)
GROUPING THINGS
表示UML中的系統化、分組的事物，他是一種將有組織的元素
分組的機制。 結構事物、動作事物甚至其他的分組事物都有
可能放在一個包(PACKAGES)中意即其為許多不同物事的代稱，
通常直接稱為PACKAGES。。
ANNOTATIONAL THINGS
屬於註解類型的事物。

15. 15
UML的基本介紹(5) RELATIONSHIPS
所謂的RELATIONSHIPS是指事物間的關係，用來表示各種事物
(THINGS)之間所存在的依存的固定關係。通常可以分為四種：
DEPENDENCY (相依關係)
ASSOCIATION (結合關係)
GENERALIZATION (一般化關係)
REALIZATION (實現化關係)

16. 16
DEPENDENCY (相依關係)
代表了事物間的一種依賴關係，一個事物的狀態會由另一個事
物來操縱改變，但是僅僅只是一個單向的關係。舉例來說就好
比是消防隊與民眾的關係，民眾會在發生火災時通知消防隊出
動，但是通常並不會由消防隊來控制民眾的行為。
UML的基本介紹(5-1)

17. 17
ASSOCIATION (結合關係)
1. 屬於事物間的結構關係，即用Association來表示。例如顧客與
商家、信用卡與使用者間的LINK，即是一種Association。 它有
許多的變化來表現各種事物間的關係,可以說是最常使用的一
種關係Relationship。
2. 『箭頭』表示這條實線是可以有方向性的，若沒有『箭頭』則
表示這是一個雙向的關係。
UML的基本介紹(5-2)

18. 18
Aggregation
Composite
續..
3. 還有兩種關係延自Association的關係，Aggregation及Composite，
Aggregation表示聚合，表示一種群體的關係，比如學生與老師，
學生一定最少有一個老師在教才能說是這間教室的學生，但是
他們的關係可能不是很強烈，可能有例外，這是Aggregation，
而Composite的關係就強烈了，比如說飛機與機場，飛機一定
要在飛機場，總不可能出現在馬路上，這是絕對的，這是
Composite。

19. 19
GENERALIZATION (一般化關係)
1. 表示事物間的衍生與繼承關係時，GENERALIZATION就是一種
最佳的表現方式。例如父與子，顧客與會員都是一種衍生關係
的表現，在這種關係中，當然，子元素可以擁有父元素的行為。
UML的基本介紹(5-3)

20. 20
REALIZATION (實現化關係)
1. 最後所較少使用的一種關係，稱為REALIZATION，也就是界面
的實現關係。這種關係多用於後期分析時，表現事物與界面的
實現。例如有一個元件對外的界面為Ibank,而元件其中的物件
bank實作了這個界面，這個時候它們的關係就必頇用
REALIZATION來表現。
UML的基本介紹(5-4)

21. 21
Use Case Diagram 介紹(初階)(6-1)
Use Case 使用者案例說明
Jacobson於1994年發明了使用案例圖的方法。
使用者案例是使用者觀點來看模形化的軟體設
計，這是以目標為導向的模型設計。使用者案
例可以幫助辨別系統服務。使用者案例可以被
進一步被解構成小的使用者案例。

22. 22
Use Case Diagram 介紹(初階)(6-2)
為什麼要使用Use Case 呢，
1. 使用Use Case可幫助專案的成員了解這個系統
到底是在作什麼。
2. 系統範圍有多大。
3. 有多少相關外部界接系統。
4. 有多少角色會使用這個的系統。
5. 系統會提供哪些功能給哪些角色使用。

23. 23
 Use Case : 一種表示法，表示為
一個事物，可能是靜態、動態的，
或指一件事情，一個系統，或一
個工作。
 Actor : 表示此使用者案例的參與
者，通常一個Use Case最少會有
一個參與者。也表示『動作／互
動』的發生點，参與者為系統中
的角色、動作者，但不一定都是
人(Human)，也可以是其它的系
統或設備。
Use Case Diagram 介紹(初階)(6-2)
Use Case的圖形(Element)

24. 24
 一個證券及期貨交易的使用者案例圖Use Case
Use Case Diagram 介紹(初階)(6-4)

25. 25
 這是參與者與使用者
案例有者關係。這條
關係線是沒有箭頭，
因此為雙向關係，如
果有箭頭則表示是單
向關係。
 這是包含(include)的
關係，風險分析包含
了評估使用者案例。
包含是使用虛線，箭
頭指向的是被包含的
使用者案例。
Use Case Diagram 介紹(初階)(6-5)

26. 26
 在證券及期貨交易的使用
者案例圖中，交易處理為
保證金額度的一般化關係，
因此可以說保證金額度的
處理繼承了交易處理的行
為模式。
 這是延伸 (Extented)的關
係，舉一個騎它的例子，
我們可以說公司尾牙延伸
了部門聚餐的一些行為，
因為公司尾牙同時具備了
部門聚餐的特性，同時有
自己延伸出來的其它行為。
Use Case Diagram 介紹(初階)(6-6)

27. 27
 下面為一個買菜的Use Case，這個Use Case中
有一個參與者為『家庭主婦』，解釋這張Use
Case時我們可以說， 『買菜』這件事情包含著
『挑選新鮮的』與『結帳』這兩件事情 。
Use Case Diagram 介紹(初階)(6-7)

28. 28
反向工程、從程式碼產生圖形文件(1)
以簽審通關的比對程式WindowsApplication1_bio為例。

29. 29
反向工程、從程式碼產生圖形文件(2)
使用『架構總管』來產生
1. 首先新增一個UMLClassDiagram1.classdiagram，使用『模型專
案』方式

30. 30
反向工程、從程式碼產生圖形文件(3)
開啟『架構總管』，並以『類別』方式將類別拖曳至畫面中。

31. 31
反向工程、從程式碼產生圖形文件(4)
拖曳至畫面中的Class預設並不會自動建立關聯性，您必須手
動建立。

32. 32
使用相依性圖形視覺化現有程式碼(1)
若懶的畫UML圖型可以使用，Visual Studio 2010也提供另一種
『產生相依性圖形 方式(Dependency Graph)』
產生的方式有三種
1. 依組件方式產生。
2. 依命名空間產生。
3. 依類別產生。

33. 33
使用相依性圖形視覺化現有程式碼(2)
再尋覽相依性圖形時，如果畫面上找不到圖形的工具列可在
『工具列』上點選滑鼠右鍵，並選擇『有向圖形』。

34. 34
使用相依性圖形視覺化現有程式碼(3)
此功能目前只有Ultimate版本有提供。
圖形的基本配置可以有四種方式『由左至右』、『由右至左』、
『由上至下』、『由下至上』等。

35. 35
使用相依性圖形視覺化現有程式碼(4)
由於剛才選擇以『類別』來產生圖例，所以每個圖例即是一個
類別，且從各個圖例中可以看出各類別叫用關係。

36. 36
使用相依性圖形視覺化現有程式碼(5)
點選圖例中右上方的按鈕可再細分出Method的叫用情形。

37. 37
使用相依性圖形視覺化現有程式碼(6)
從下面的圖例中我們可以知道在SetSQL()方法中會去呼叫
InitializeComponent()與InitDataSet()這兩個方法。

38. 38
使用相依性圖形視覺化現有程式碼(7)
直接在圖例上點兩下即會開啟對應的程式碼，這點與Class
Diagram相同。

39. 39
情境(Scenario)：
顧客至Shopping網站購物，首先會瀏覽型錄，決定商
品後放入購物車，結帳，並填寫送貨單，包含送貨地
址、收件人等資訊，始完成訂購。
(依照上方情境畫出Shopping 的Use Case)
產生程式碼、使用類別圖產生程式碼框架(1)
如何使用分析完成的UML Class Diagram產生程式碼
以一個Shopping網站系統為例。
什麼是OOAD (Object Oriented Analysis And Design)，所謂的
OOAD是將所有事物都當成是程式與資料的總合體，也就是物
件。
簡單的介紹如何以OOAD的方式找出(名詞)物件、動詞(作業)或
稱方法。

40. 40
Shopping網站的Use Case如下：
產生程式碼、使用類別圖產生程式碼框架(2)

41. 41
產生程式碼、使用類別圖產生程式碼框架(3)
一般來說使用OOA找出Domain物件的分析方式就是直接在Use
Case裡找出『名詞』物件，此又俗稱名詞分析法，這是比較簡
單的方式。
在顧客Shopping的情節(Scenario)中，我們可以找出會有『顧
客』、『購物車』、『商品』、『交易紀錄』、『送貨單』、
『送貨地址』、 『收件人』等名詞(物件)。
分析的方法：在Use Case中顧客會瀏覽型錄，確定商品後會放
入購物車中，瀏覽型錄不一定會購買，放入購物車為顧客會執
行的一個動作，所以購物車為一個物件，而在購物車的物件當
中應該會有一個”放入購物車”的作業(Operation)，且傳入”
商品”物件。
在情節當中找出屬於子類型的名詞(屬性)，通常不會一次全找
出，有些一定會存在的如：顧客一定會有姓名等資訊。

42. 42
產生程式碼、使用類別圖產生程式碼框架(4)
先找出所謂的領域模型，其實就是一種初步的類別圖，又可稱
為Domain Class Diagram。也為一種Conceptual Modeling。
再重複一次：在Scenario中出現的名詞、詞組通常都會是在
Conceptual Modeling淺在的類別／物件或屬性。
通常再過濾掉不必要的名詞(如:同義詞、補助詞)。
接著找出所謂的後選類別，並考慮其中的連結關係
(Association)，要包括多重性(如：一對多、多對一、多對多..等
關係)

43. 43
產生程式碼、使用類別圖產生程式碼框架(5)
此時，根據候選類別可以找出如下的Domain Class
Diagram，此時為概念性Conceptual Modeling所以還未
具備任何屬性：

44. 44
產生程式碼、使用類別圖產生程式碼框架(6)
再繼續檢視類別的完整性，補足遺漏的類別。文件中規範的條
件或限制一併考慮進來。
決定名詞項目為類別或是屬性。通常之前收集到的名詞項目均
被定義為獨立的類別，但有時它可能是依附在某個類別下的屬
性。然而，除非能夠確定該名詞項目所代表的只是一個數值或
字串，否則最好還是將該名詞項目當成類別。
進一步檢視的結果：剛才的『送貨地址』、 『收件人』應為
『送貨單』類別的屬性，而顧客應該要有姓名等資訊。
推導出循序圖(Sequence Diagram)，物件間作業的關係，完成合
理的流程。

45. 45
使用相依性圖形視覺化現有程式碼(7)
依據Scenario，顧客瀏覽商品，將商品置入購物車並
結帳填寫送貨單等，這是一連串的動作與流程。使用
Sequence Diagram我們便可輕易的推導出各個物件需
要實作什麼作業(Operation/Method)以便可以完成一連
串的工作。一般來說不只一個流程，因此在實際的分
析方式會By功能來進行分析，這有許多不同的角度，
也要視實際計統需求而定，從Use Case的角度來說，
就是該Use Case的參與者會進行的動作。

46. 46
顧客取得商品清單
將商品放入購物車
顧客取得商品清單
呼叫外部系統(銀行)
確認交易狀態(成功／失敗)
填寫送貨單
寄送EMail
使用相依性圖形視覺化現有程式碼(8)
因此顧客購物的Sequnce Diagram結果如下：

47. 47
使用相依性圖形視覺化現有程式碼(9)
經由Sequence Diagram進一步檢視的結果，我們發現各個物件
會需要哪些(Operation/Method)，比如：商品會需要
GetGoodsName()、購物籃會有InsertGood()等方法等等，因此此
時類別圖變會成如下：

48. 48
使用相依性圖形視覺化現有程式碼(10)
現在可以開使產生程式碼。
在安裝了Visual Studio 2010 Feature Pack 2後，在UML Class
Diagram途中按下滑鼠右鍵會有 [Generate Code]選項。

49. 49
使用相依性圖形視覺化現有程式碼(11)
此範例中Visual Studio 2010會產生一個
GenerateCodeModelingTestProjectLib.csproj專案

50. 50
使用相依性圖形視覺化現有程式碼(12)
如在『商品交易紀錄』物件中，作業(Operation)產生了空的程
式碼框架。

51. 51
如何使用程式碼產生循序圖(1)
1. 此功能不需要安裝Visual Studio 2010 Feature Pack2即有的功能。
2. 要使用Visual Studio產生自動程式碼的循序圖只要在呼叫方法
的程式碼按滑鼠右鍵，點選『產生循序圖』

52. 52
如何使用程式碼產生循序圖(2)
3. 呼叫深度表示，當『方法A』裡呼叫的方法表示第二層，當第
二層方法所呼叫的方法為第三層，依此類推。
4. Visual Studio預測值為”3”，一般而言最大呼叫深度選擇”6”，
可看出大部分的程式碼循序圖。

53. 53
如何使用程式碼產生循序圖(3)
5. 在經過Visual Studio 的運算之後會產生如下的循序圖

54. 54
如何使用程式碼產生循序圖(4)
6. 可由循序圖中的物件點選滑鼠右鍵點選『在架構總館中顯示』

55. 55
如何使用程式碼產生循序圖(5)
7. 在架構總管點兩下便可開啟對應的程式碼檔案。

56. 56
圖形文件對於儲存、列印的支援(1)
Visual Studio 2010 + Feature Pack2的UML功能目前對於
文件仍支援不足，無法將Diagram直接Generate DOC。
在相依性圖形中使用的格式為『有向圖形標記語言
(.dgml) 檔案』，這個格式您可以：
1. 複製或另存為圖片檔，在Word或PowerPoint中使用
2. 另存為XPS格式文件。

57. 57
圖形文件對於儲存、列印的支援(2)
1. 複製或另存為圖片檔，在Word或PowerPoint中使用。

58. 58
圖形文件對於儲存、列印的支援(3)
2. 另存為XPS格式文件。

59. 59
圖形文件對於儲存、列印的支援(4)
循序圖提供預覽列印之功能。

60. 60
圖形文件對於儲存、列印的支援(5)
Use Case對於文件的支援。
使用『成品』來建立另一個圖表或文件的參考。

61. 61
圖形文件對於儲存、列印的支援(6)
也可以使用手動方式建立『成品』物件。

62. 62
圖形文件對於儲存、列印的支援(7)
點兩下『成品』即可開啟對應的文件或圖形檔案。

63. 63
各類UML Case Tool介紹／比較(1)
1. Rational Rose Enterprise
2. Borland Together for VS.NET
3. Rational XDE for VS.NET
4. Enterprise Architecture 8 (簡稱EA)
5. Visual Paradiam
6. JUDE UML Community(Free)/Professtional
7. StartUML (Free)
8. ArgoUML (Free)
9. Microsoft Visio

64. 64
各類UML Case Tool介紹／比較(2)
1. Rational Rose Enterprise

65. 65
各類UML Case Tool介紹／比較(3)
2. Borland Together for VS.NET

66. 66
各類UML Case Tool介紹／比較(4)
3. Rational XDE for VS.NET

67. 67
各類UML Case Tool介紹／比較(5)
4. Enterprise Architecture 8 (簡稱EA)

68. 68
各類UML Case Tool介紹／比較(6)
5. Visual Paradiam

69. 69
各類UML Case Tool介紹／比較(7)
6. JUDE UML Community(Free)/Professtional

70. 70
各類UML Case Tool介紹／比較(8)
7. StartUML (Free)

71. 71
各類UML Case Tool介紹／比較(9)
8. ArgoUML (Free)

72. 72
各類UML Case Tool介紹／比較(10)
9. Microsoft Visio

73. 73
各類UML Case Tool介紹／比較(11)

74. 74
各類UML Case Tool介紹／比較(12)
1. Rational Rose推行為RUP的方法論，為一個成本很高的軟體，
後來讓IBM買走。
2. Borland Together是一套如同Visual Studio 2010內建的UML功能一
般，直接綁在IDE內的產品，他短小精幹，功能齊全，在2004
年以前推出時即頗受好評。
3. Rational XDE是與Borland Together類似的產品，當然，他是走
RUP的，對於UML的支援更完整。
4. EA的部分共有六個版本，一般來說Corporate會較Professional更
適合一般企業，因為Professional 比較適合小型專案，Corporate
較適合大型協同開發的團隊。
5. Visual Paradiam為一套不輸給EA的塑模工具，但Reverse
Engineer對於C#語言支援不足。

75. 75
各類UML Case Tool介紹／比較(13)
6. JUDE UML目前在免費市場上占有最大多數的使用者。
7. StarUML是眾多免費的UML工具中我最愛使用的，因為它有4種
Approach (方法論)可以選擇，我習慣使用Rational的。
8. ArgoUML也是一套不錯的UML工具，只可惜他的C#的Reverse
Engineer也些問題。
9. Visio設定方式不標準一直為人詬病，所以鮮少人使用。

76. 76
Q & A

77. 77
Thanks