基于UML的电梯控制系统的分析与设计

刘香玉

河北政法职业学院，河北 石家庄 050061

基于UML的电梯控制系统的分析与设计

刘香玉

河北政法职业学院，河北 石家庄 050061

UML是一种基于面向对象的可视化建模语言。本文简要介绍了UML的建模机制并将电梯管理系统作为实例，运用UML语言的图形表达方式,从需求分析到详细设计,及类与类之间的消息传递关系,给出了该方法的应用细节,探索了基于 UML的应用领域的系统开发及 UML各图形之间的内在联系,说明了应用UML语言丰富的可视化表达元素,可以清晰、快速地定义面向对象的软件系统模型。

UML；建模机制；电梯；面向对象

UML；Modeling mechan；ismElevator；Object-oriented

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。它融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分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发的全过程。它代表了面向对象方法的软件开发技术的发展方向，具有广阔的发展前景。

1 统一建模语言UML概述

UML是一种通用的建模语言，可以对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模。它由两部分组成，一部分是语义，用于描述元模型定义；另一部分是表示符，用于定义符号的表示法。UML可以通过两种建模机制，九种图形把系统的重要业务表示出来。

2 UML的建模机制

UML有两种建模机制:静态建模和动态建模。

2.1 UML的静态建模机制

静态模型是从系统的内部结构和静态角度来描述系统的视图，在整个需求分析中，它定义了其中的对象和类，以及它们内部和彼此间的关系，如关联、依赖、聚合等关系，以及实体功能范围的约束和限定，最后建立系统粗略的静态模型，再逐步实现其内部详细的功能需求。它包括用例图、类图、对象图、包图、构件图和配置图。

2.2 UML的动态建模机制

对象的动态建模，主要讲解对象间相互作用、消息的交换等，包括顺序图、合作图、活动图和状态图。主要以状态图、顺序图来记录。

3 UML在电梯控制系统中的应用

3.1 电梯控制系统的静态分析设计

3.1.1 用例模型

根据乘客和电梯管理员两种角色来确定系统的用例，经过分析，得到如下的用例：

按楼层的上行按钮、按楼层的下行按钮、按电梯内某搂层的按钮、按关门按钮、按开门按钮、锁住某层电梯锁、打开某层电梯锁。

用例图如图1所示。

图1 用例图

3.1.2 类模型

根据分析，可得到如下的类：如图2所示的类图。

乘客类、管理员类、电梯类、电梯门类、楼层上行按钮类、楼层下行按钮类、电梯里的楼层按钮类、楼层锁类、指示灯类、队列类、定时器类、异常处理类。

类图如图2所示。

图2 类图

其中每个类的属性及方法如下表所示。

表一

图3 顺序图

3.2 电梯控制系统的动态分析设计

3.2.1 顺序图

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。顺序图中的消息可以是信号、操作调用等，当对象接收到消息后立即开始执行活动，也就是说该对象被激活了。其中水平线表示不同的对象，垂直线表示时间，消息的箭头指明消息的类型。

以电梯上行为分析对象，其顺序图如图3所示。

3.2.2 状态图

一个系统或对象，从产生到结束或从构造到清除，可以处于一系列不同的状态中，状态图就是一个类对象可能经过的所有例程模型。每个状态对一个对象在其生命周期中满足某种条件的一个时间段建模。当一个事件发生时，它会触发状态间的转换，导致对象从一种状态转化到另一种状态。以电梯对象为例，其状态图如图4所示。

图4 状态图

4 结束语

以上是采用UML及其它所支持的工具 Rational Rose对电梯系统进行建模。统一建模语言UML的出现为信息系统的建模与设计提供了有力的工具，它作为面向对象建模领域的工业标准，在软件系统的设计过程中发挥着巨大的优势。而且它的静态与动态建模机制还可以从系统的需求分析若干步骤来阐述系统的静态结构和动态结构。它的各个模型可以帮助开发人员更好地理解业务流程，建立更可靠、更完善的系统模型。从而使用户和开发人员对问题的描述达到相同的理解，减少了歧义，保证了分析的正确性。这也正是UML在很短的时间内得以推广，被广大软件开发者所接受，并成为面向对象的分析和设计的标准建模工具。这种语言的深入普及与应用必将推动着我国软件产业的迅速发展。

[1]袁涛，孔蕾蕾. 统一建模语言UML.北京：清华大学出版社.2 0 1 0

[2]马殷元，姚闯. 基于状态图的电梯控制建模及其PLC实现.计算机工程.2009，8

[3]刘敏莺，杨丽，等.Rational Rose2003基础教程.北京：冶金工业出版社.2005

Analysis and Design of Elevator Management System Based on UML

Liu Xiangyu
Hebei Professional College of Political Science and Law, Hebei Shijiazhuang 050061

UML is based on object-oriented visual modeling language. This paper introduces the mechanism of UML modeling and management system for the elevator as an example, the use of a graphical representation of UML language, from requirements analysis to detailed design, and between classes of message passing between the application of the method is given details of the UML-based application to explore the field of systems development and UML intrinsic link between the graphics to illustrate the application of UML language rich visualization elements,you can clearly and quickly define an object-oriented models of software systems.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.19.050

刘香玉（1 9 6 5年3月），女，山西大同人，讲师，硕士，管理信息系统。