關鍵字：建模

我國修建數量眾多的攔河大壩，隨著大壩運行時間的延長，壩體材料逐漸老化，環境地質條件也有了變化，有些大壩出現了危及大壩安全的裂縫和病變，使得大壩安全性降低^[1]，這將影響水利工程的效益，甚至威脅著上、下游人民的生命財產的安全。與此同時，大壩的規模日趨巨大(如三峽、二灘、小浪底等)。因此，大壩的安全性顯得尤為重要。大壩安全決策支持系統應用現代計算機網絡技術，對大壩監測資料實現科學有序的管理，依據資料分析、反分析的成果以及專家經驗，對大壩的安全狀況進行綜合安全評價，對不安全因素經過成因分析后，提出輔助決策建議。使大壩在保證安全運行的前提下，充分發揮工程效應。依據綜合安全評價和輔助決策的目標，大壩安全決策支持系統設有綜合評價、輔助決策以及支持庫群(數據庫、模型庫、方法庫、知識庫和圖庫)等分系統。由此可見，該系統是一個復雜的應用軟件系統。目前，水利水電工程中普遍運用的應用軟件系統有：大壩、堤防安全評價系統，防洪決策支持系統，水庫調度系統，水電站綜合自動化系統等，這些系統都涉及大量的信息和復雜的科學計算，屬于大型的軟件系統。它們的質量直接影響著水工建筑物的安全和防洪調度的科學決策，稍有失誤，將會給人民的生命財產和國家的社會經濟帶來巨大的損失。由于在軟件開發過程中的個體化行為，導致系統在開發和維護過程中遇到一系列嚴重的問題。因此，作為水利工程技術人員在開發這些大型軟件系統時，除了關注本專業領域的關鍵技術問題外，還應該吸收和應用計算機軟件工程的開發模式，盡可能利用先進有效的軟件工具，對目標系統進行分析、設計和實現，使開發的應用軟件系統具有開放性、先進性、可靠性、可維護性和適用性的特點。下面將簡要介紹一種先進的可視化建模工具——統一建模語言UML(Unified Modeling Language)。

1 UML簡介

統一建模語言UML是一種可視化面向對象建模技術，它統一了Booch,OMT和OOSE等方法中的基本概念，并吸取了面向對象技術領域中其他流派的長處，成為一個更具綜合性的統一方法。在美國，UML獲得了工業界、科技界和應用界的廣泛支持。1996年底，UML已成為可視化建模語言事實上的工業標準。1997年，OMG采納UML1.1作為基于面向對象技術的標準建模方法，表明UML代表了軟件開發技術的發展方向^[2]。下面以支持UML可視化模型開發的軟件工具Rational Rose為例，介紹其可視化建模及其功能特點^[3]。

1.1功能特點 (1)可視化建模：Rose提供了多種統一的標準圖形，可以使用它們建立和修改使用案例、角色、類、對象、包的模型及其相互關系，并自動維護視圖中有關內容與相關說明書在語義上的一致性。(2)正向和逆向轉出工程代碼：根據創建的模型自動生成相應的計算機源代碼，可支持C++,Java,VB,Power Builder等語言(正向工程)。通過對源代碼的語義分析，還可以逆向轉出工程代碼，輸出模型文件(逆向工程)。上述特點有利于開發人員方便地進行系統分析、設計、程序生成的一體化和逆向工程。首先由Rose軟件工具創建并保存分析設計過程中的圖表文檔和模型，然后自動生成程序源代碼，完成一次原型系統地開發。如果用戶不滿意，可以通過逆向轉出工程代碼返回到分析設計階段，對模型進行修改后，再生成程序代碼，直至用戶滿意為止^[4]。這將避免結構化方法對系統分析、設計、編碼過程不能逆向返回的缺點，使系統能夠適應用戶需求變化以及軟件復用的要求。

1.2 UML框圖 UML是一種表達能力豐富的可視化建模語言，標準對于實現可視化建模的通信功能至關重要。UML將模型中的信息用標準圖形元素直觀地顯示，UML提供了5類10種統一的標準圖形。從應用的角度可將它們歸納為兩大類：(1)靜態模型：包括用例圖(Use Case Diagram)、類圖(Class Diagram)、對象圖(Object Diagram)、包圖(Package Diagram)、組件圖(Component Diagram)、配置圖(Deployment Diagram)；(2)動態模型：包括活動圖(Activity Diagram)、順序圖(Seuence Diagram)、合作圖(Collaboration Diagram)和狀態圖(State Diagram)。系統的結構可以用靜態模型來描述，系統的行為則用動態模型來描述。

原文轉自：http://www.anti-gravitydesign.com