劉香玉

河北政法職業(yè)學院，河北 石家莊 050061

基于UML的電梯控制系統(tǒng)的分析與設計

劉香玉

河北政法職業(yè)學院，河北 石家莊 050061

UML是一種基于面向對象的可視化建模語言。本文簡要介紹了UML的建模機制并將電梯管理系統(tǒng)作為實例，運用UML語言的圖形表達方式,從需求分析到詳細設計,及類與類之間的消息傳遞關系,給出了該方法的應用細節(jié),探索了基于 UML的應用領域的系統(tǒng)開發(fā)及 UML各圖形之間的內在聯(lián)系,說明了應用UML語言豐富的可視化表達元素,可以清晰、快速地定義面向對象的軟件系統(tǒng)模型。

UML；建模機制；電梯；面向對象

UML；Modeling mechan；ismElevator；Object-oriented

UML是一種定義良好、易于表達、功能強大且普遍適用的建模語言。它融入了軟件工程領域的新思想、新方法和新技術，它的作用域不限于支持面向對象分析與設計，還支持從需求分析開始的軟件開發(fā)的全過程。它代表了面向對象方法的軟件開發(fā)技術的發(fā)展方向，具有廣闊的發(fā)展前景。

1 統(tǒng)一建模語言UML概述

UML是一種通用的建模語言，可以對任何具有靜態(tài)結構和動態(tài)行為的系統(tǒng)進行建模。它由兩部分組成，一部分是語義，用于描述元模型定義；另一部分是表示符，用于定義符號的表示法。UML可以通過兩種建模機制，九種圖形把系統(tǒng)的重要業(yè)務表示出來。

2 UML的建模機制

UML有兩種建模機制:靜態(tài)建模和動態(tài)建模。

2.1 UML的靜態(tài)建模機制

靜態(tài)模型是從系統(tǒng)的內部結構和靜態(tài)角度來描述系統(tǒng)的視圖，在整個需求分析中，它定義了其中的對象和類，以及它們內部和彼此間的關系，如關聯(lián)、依賴、聚合等關系，以及實體功能范圍的約束和限定，最后建立系統(tǒng)粗略的靜態(tài)模型，再逐步實現(xiàn)其內部詳細的功能需求。它包括用例圖、類圖、對象圖、包圖、構件圖和配置圖。

2.2 UML的動態(tài)建模機制

對象的動態(tài)建模，主要講解對象間相互作用、消息的交換等，包括順序圖、合作圖、活動圖和狀態(tài)圖。主要以狀態(tài)圖、順序圖來記錄。

3 UML在電梯控制系統(tǒng)中的應用

3.1 電梯控制系統(tǒng)的靜態(tài)分析設計

3.1.1 用例模型

根據乘客和電梯管理員兩種角色來確定系統(tǒng)的用例，經過分析，得到如下的用例：

按樓層的上行按鈕、按樓層的下行按鈕、按電梯內某摟層的按鈕、按關門按鈕、按開門按鈕、鎖住某層電梯鎖、打開某層電梯鎖。

用例圖如圖1所示。

圖1 用例圖

3.1.2 類模型

根據分析，可得到如下的類：如圖2所示的類圖。

乘客類、管理員類、電梯類、電梯門類、樓層上行按鈕類、樓層下行按鈕類、電梯里的樓層按鈕類、樓層鎖類、指示燈類、隊列類、定時器類、異常處理類。

類圖如圖2所示。

圖2 類圖

其中每個類的屬性及方法如下表所示。

表一

圖3 順序圖

3.2 電梯控制系統(tǒng)的動態(tài)分析設計

3.2.1 順序圖

順序圖顯示對象之間的動態(tài)合作關系，它強調對象之間消息發(fā)送的順序，同時顯示對象之間的交互。順序圖中的消息可以是信號、操作調用等，當對象接收到消息后立即開始執(zhí)行活動，也就是說該對象被激活了。其中水平線表示不同的對象，垂直線表示時間，消息的箭頭指明消息的類型。

以電梯上行為分析對象，其順序圖如圖3所示。

3.2.2 狀態(tài)圖

一個系統(tǒng)或對象，從產生到結束或從構造到清除，可以處于一系列不同的狀態(tài)中，狀態(tài)圖就是一個類對象可能經過的所有例程模型。每個狀態(tài)對一個對象在其生命周期中滿足某種條件的一個時間段建模。當一個事件發(fā)生時，它會觸發(fā)狀態(tài)間的轉換，導致對象從一種狀態(tài)轉化到另一種狀態(tài)。以電梯對象為例，其狀態(tài)圖如圖4所示。

圖4 狀態(tài)圖

4 結束語

以上是采用UML及其它所支持的工具 Rational Rose對電梯系統(tǒng)進行建模。統(tǒng)一建模語言UML的出現(xiàn)為信息系統(tǒng)的建模與設計提供了有力的工具，它作為面向對象建模領域的工業(yè)標準，在軟件系統(tǒng)的設計過程中發(fā)揮著巨大的優(yōu)勢。而且它的靜態(tài)與動態(tài)建模機制還可以從系統(tǒng)的需求分析若干步驟來闡述系統(tǒng)的靜態(tài)結構和動態(tài)結構。它的各個模型可以幫助開發(fā)人員更好地理解業(yè)務流程，建立更可靠、更完善的系統(tǒng)模型。從而使用戶和開發(fā)人員對問題的描述達到相同的理解，減少了歧義，保證了分析的正確性。這也正是UML在很短的時間內得以推廣，被廣大軟件開發(fā)者所接受，并成為面向對象的分析和設計的標準建模工具。這種語言的深入普及與應用必將推動著我國軟件產業(yè)的迅速發(fā)展。

[1]袁濤，孔蕾蕾. 統(tǒng)一建模語言UML.北京：清華大學出版社.2 0 1 0

[2]馬殷元，姚闖. 基于狀態(tài)圖的電梯控制建模及其PLC實現(xiàn).計算機工程.2009，8

[3]劉敏鶯，楊麗，等.Rational Rose2003基礎教程.北京：冶金工業(yè)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

劉香玉（1 9 6 5年3月），女，山西大同人，講師，碩士，管理信息系統(tǒng)。