软件建模技术

网络资源丰富

本教材是国家级精品课程配套教材，网络资源丰富，除了常规教学资源（如教学大纲、实施方案、电子教案、教学参考等），还有经典案例、难点解析、在线自测、全套的实训资源，以及学生作品、虚拟公司等。

实用性强

在具体的实践中讲授软件工程的基本原理；系统讲授统一建模语言（UML）的应用，展示在软件开发的各个阶段中如何使用UML进行分析、设计和实现；示范如何利用UML选择合适的技术以满足应用的需要；将面向对象的建模与传统数据的建模相结合，涵盖大多数应用软件开发过程中的主流建模技术；结合具体的建模工具，进一步增强教材的实用性。

注重分析过程及方法的讲授

对如何设计软件及有效沟通提出强有力的观点。使用连续性范例的方式，引导读者体验设计流程的不同阶段。在讲授建模技术的同时渗透大量软件分析方法的传授，这是资深软件分析设计人员多年开发经验的总结。

语言生动，情境逼真，案例合理

隐藏在诙谐图片与有趣文字背后的是对软件建模技术这个主题严肃、睿智且精心的阐述。

本教材是国家精品课程配套教材，在《软件开发生命周期与统一建模语言UML》一书的基础上改版而成。全书分为基础篇、实践篇和工具篇三部分，按照软件开发过程系统讲授在软件生命周期中如何有效地应用建模技术，将知识、概念与软件项目的实践有机结合起来。本教材主要讲授面向对象的建模方法，同时也涵盖传统的数据建模技术。

1．本教材主要特色

（1）以“实用为本”为原则。将软件工程的原理应用于具体的实践，系统讲授统一建模语言（UML）的应用，展示在软件开发的各个阶段中如何使用UML进行系统分析、设计和实现，示范如何利用UML选择合适的技术以满足应用的需要，并试图通过自己的尝试，在面向对象程序设计中吸收传统结构化设计方法，走出自己的道路。

（2）对如何设计软件及有效沟通提出了强有力的观点。使用连续性范例的方式，引导读者体验设计流程的不同阶段。阅读本书时，感觉就像站在专家设计者的肩膀上环顾四方，在讲授建模技术的同时渗透大量软件分析方法的传授，这是资深软件分析设计人员多年开发经验的总结。

（3）以节奏紧凑的步调、易于理解的方式进行，分为基础篇、实践篇和工具篇，将知识点系统讲授与软件项目相结合，理论与实践相结合，内容循序渐进、深入浅出、通俗易懂、侧重应用；从软件开发的实际过程出发，将建模技术融会在具体的案例中。

（4）将面向对象的建模与传统数据的建模相结合，涵盖大多数应用软件开发过程中的主流建模技术；结合具体的建模工具，进一步增强教材的实用性。

（5）语言生动，情境逼真，案例合理，适合高职高专学生的学习特点。隐藏在诙谐图片与有趣文字背后的是对软件建模技术这个主题严肃、睿智且精心的阐述。

2．谁适合读这本书

如果对于下列问题：

（1）知道Java吗？（不必是专家）

（2）想要在软件开发过程中更好地与合作者进行交流，更清晰地理出自己的思路吗？

（3）想让自己开发的程序具有更高的质量、更短的开发周期、更好的复用性、更易于维护吗？

（4）想要学习、了解并且将软件建模技术应用在现实世界里，并以此为沟通工具吗？

（5）喜欢生动活泼的对话胜过枯燥乏味的学术演讲吗？

你的答案是Yes，那么这本书非常适合你！

本书由曹静任主编，罗炜、刘洁任副主编，谢日星、江骏、库波、肖菲、刘嵩参加编写，罗炜统编全稿，王路群主审。

由于时间仓促，加之编者水平有限，书中不妥甚至错误之处在所难免，恳请广大读者批评指正，编者E-mail：jingcao_2002@163.com。

编 者

2010年12月

序
前言
基础篇

第1章 软件工程概述 2
1.1 软件、软件危机和软件工程的定义 2
1.1.1 软件及其特点 4
1.1.2 软件危机 5
1.1.3 软件工程的定义 5
1.1.4 软件工程的基本原理 6
1.2 软件开发生命周期 7
1.3 软件过程模型 9
1.3.1 常见的生命周期模型 9
1.3.2 生命周期模型的应用 14
1.4 软件工程方法学 15
本章小结 16
习题1 16
第2章 结构化程序设计与面向对象程序设计 17
2.1 概述 17
2.2 结构化方法的基本原理 17
2.2.1 结构化分析过程 17
2.2.2 结构化分析工具 18
2.3 面向对象方法学的基本概念和原则 24
2.3.1 基本概念 24
2.3.2 主要原则 26
2.4 面向对象方法与结构化方法比较 27
2.4.1 实例 27
2.4.2 面向对象方法与结构化方法比较 29
2.4.3 两种方法的综合运用 30
本章小结 32
习题2 32
第3章 统一建模语言与现代软件工程 33
3.1 软件工程的发展趋势及成功经验 33
3.1.1 现代软件工程研究中的热点内容 33
3.1.2 现代软件工程的成功经验 35
3.2 统一建模语言概述 37
3.2.1 什么是软件建模 37
3.2.2 什么是UML 37
3.2.3 UML的历史 38
3.2.4 UML中的五类图 38
3.2.5 UML建模的基本过程 38
3.2.6 统一建模语言在现代软件工程中
的作用 39
本章小结 40
习题3 40
第4章 用例图 41
4.1 用例图概述 41
4.1.1 用例建模的目的 41
4.1.2 定义用例图 42
4.1.3 用例图的主要组件 42
4.2 识别参与者 44
4.2.1 捕获需求 44
4.2.2 识别参与者 44
4.3 识别用例 45
4.3.1 识别用例的方法 45
4.3.2 用例的命名规则 46
4.4 用例间的关系 47
4.4.1 泛化关系 47
4.4.2 包含关系 47
4.4.3 扩展关系 49
4.5 用例文档 50
4.6 重构系统的用例模型 53
本章小结 54
习题4 54
第5章 静态模型 56
5.1 静态模型的基本概述 56
5.2 类图 56
5.2.1 类图概述 56
5.2.2 类图的基本组件 57
5.2.3 关系 61
5.2.4 关联关系的不同重数与代码的映射 67
5.2.5 如何建模类图 68
5.2.6 实例——“饮料自动售货机系统”
的类图 69
5.3 对象图 70
5.3.1 对象图的概念 70
5.3.2 对象图和类图的区别 70
5.4 包图 71
5.4.1 包图的概念 71
5.4.2 包图建模 71
本章小结 71
习题5 72
第6章 动态模型 74
6.1 动态模型概述 74
6.2 活动图 74
6.2.1 定义活动图 75
6.2.2 如何建模活动图 76
6.2.3 实例——活动图在用例模型中
的作用 76
6.2.4 活动图与其他模型 78
6.3 顺序图 80
6.3.1 定义顺序图 80
6.3.2 关于消息 81
6.3.3 对象的创建和销毁 82
6.3.4 顺序图的主要用途 83
6.3.5 顺序图实例 83
6.4 协作图 87
6.4.1 定义协作图 87
6.4.2 综合实例 87
6.5 状态图 91
6.5.1 定义状态图 91
6.5.2 为什么要建模状态图 92
6.5.3 状态图映射成代码 92
6.5.4 状态图实例 93
本章小结 96
习题6 97
第7章 UML实现与部署 99
7.1 建模实现方式图的目的 99
7.2 组件图 99
7.2.1 组件图的概念 99
7.2.2 组件图的关键技术 100
7.2.3 组件图与类图、包图的关系 102
7.2.4 购物车的组件图实现 103
7.3 部署图 105
7.3.1 部署图的概念 105
7.3.2 节点 105
7.3.3 通信关联 106
7.3.4 部署图的建模 106
7.3.5 组件图与部署图 107
7.4 建模实现方式图 107
本章小结 108
第8章 数据库建模 109
8.1 数据库建模的流程 109
8.1.1 什么是数据库建模 109
8.1.2 数据库建模基本流程 109
8.2 需求分析 110
8.2.1 需求分析的任务 110
8.2.2 如何表达用户的数据需求 111
8.3 建立概念模型 112
8.3.1 什么是概念模型 112
8.3.2 如何建立概念模型 112
8.4 建立逻辑数据模型 117
8.4.1 什么是逻辑数据模型 117
8.4.2 如何建立逻辑数据模型 117
8.5 建立物理数据模型 122
8.5.1 什么是物理数据模型 122
8.5.2 如何建立物理数据模型 124
8.6 数据模型的优化与发布 126
本章小结 126
习题8 127

实践篇

第9章 软件建模过程概览 129
9.1 概述 129
9.2 面向对象的软件建模过程 129
9.2.1 面向对象的软件建模过程概览 129
9.2.2 面向对象的软件建模过程中
类图的变迁 135
9.3 面向对象的软件建模过程与面向数据的
软件建模过程 136
本章小结 136
第10章 需求分析 137
10.1 需求分析概述 137
10.1.1 什么是软件需求 137
10.1.2 需求分析的目的 138
10.1.3 需求的类型 139
10.1.4 需求验证 139
10.1.5 实例——需求验证 140
10.2 捕获及整理需求 140
10.2.1 信息收集的方法及策略 140
10.2.2 整理需求的一般方法 141
10.2.3 实例——完善需求 142
10.3 需求建模 143
10.3.1 需求建模的意义 143
10.3.2 需求建模的内容 143
10.3.3 建立用例模型的步骤 143
10.3.4 实例——需求建模 143
10.4 案例完善：书店借书系统需求整理 149
10.5 案例完善：书店借书系统需求建模 153
10.5.1 确定系统边界 153
10.5.2 识别参与者 153
10.5.3 识别用例 153
10.5.4 建立用例图 153
10.5.5 书写用例文档 154
10.5.6 通过关系整理用例 155
本章小结 156
实战模拟 超市收银系统的需求建模 157
第11章 系统分析 159
11.1 系统分析的内容及方法 159
11.1.1 系统分析与分析模型 159
11.1.2 建立分析模型的方法 159
11.2 如何识别对象 161
11.2.1 确定问题域内的对象 161
11.2.2 确定对象间的关联关系 162
11.2.3 确定对象的属性 162
11.2.4 建立继承关系 163
11.2.5 定义服务 163
11.2.6 实例——建模“电子办公桌系统”
的类模型 164
11.3 识别实体对象 165
11.3.1 识别实体对象的方法 165
11.3.2 实例——超市收银系统的
实体类图 166
11.4 建立分析模型 167
11.4.1 建立分析模型的方法 167
11.4.2 实例——“网上购物系统”
的分析模型 167
11.5 案例完善：书店借书系统的分析模型 169
11.5.1 建模实体类图 169
11.5.2 建模分析模型 169
本章小结 172
实战模拟 172
第12章 系统设计 173
12.1 系统设计的内容及方法 173
12.1.1 选择技术方案——设计前的工作 173
12.1.2 架构设计 174
12.1.3 由分析类到设计类 177
12.1.4 设计类库结构 177
12.2 数据库建模 178
12.2.1 定义数据需求 178
12.2.2 定义概念模型 179
12.2.3 设计逻辑数据模型 180
12.2.4 设计物理数据模型 181
12.2.5 数据模型的优化与发布 182
12.3 案例完善：书店借书系统设计模型 183
12.3.1 选择技术方案 183
12.3.2 架构设计 183
12.3.3 由分析类到设计类 184
12.3.4 另一种解决方案 185
本章小结 187
实战模拟 超市收银系统的系统设计 187
第13章 逆向工程 188
13.1 软件再工程 188
13.2 逆向工程 189
13.3 一个逆向工程应用的案例 189
本章小结 202
实战模拟 202
第14章 新闻发布系统的实例 205
14.1 新闻发布系统概述 205
14.1.1 关于系统规模和目标的报告书 205
14.1.2 捕获及整理需求 206
14.1.3 系统的功能与要求 207
14.2 建模新闻发布系统用例模型 208
14.2.1 识别参与者与用例 208
14.2.2 建立用例图 208
14.2.3 用例文档 209
14.2.4 通过关系整理用例 210
14.3 建模新闻发布系统分析模型 211
14.3.1 使用的模式 211
14.3.2 建立分析模型 212
14.4 建模新闻发布系统设计模型 213
14.4.1 系统的体系结构 213
14.4.2 技术方案选择 213
14.4.3 数据库的设计 214
14.4.4 前台界面设计 216
14.4.5 后台界面设计 218
14.4.6 建立类图模型 219
14.4.7 建立顺序图模型 220
14.4.8 建立包图及程序代码结构图 220
14.4.9 建立组件图及部署图 221
14.5 建模新闻发布系统实现模型 222
14.5.1 数据库实施 222
14.5.2 数据库连接 223
14.5.3 部分实现代码 225

工具篇

第15章 Rational Rose使用精解 229
15.1 Rational Rose概述 229
15.2 Rational Rose的安装 229
15.2.1 安装前的准备 229
15.2.2 安装步骤 230
15.3 Rational Rose的使用 234
15.3.1 Rational Rose的启动 234
15.3.2 Rational Rose的主界面 235
15.3.3 Rose模型的4种视图 237
15.3.4 Rose的基本操作 237
15.3.5 关于用例图 241
15.3.6 活动图的画法 242
15.3.7 关于类图 242
15.3.8 关于顺序图 245
15.3.9 顺序图与协作图的相互转化 245
15.3.10 借助协作图的工具绘制对象图 246
15.3.11 关于状态图 247
15.3.12 图形的布局 248
15.3.13 发布模型 249
15.4 Rational Rose的逆向工程 250
第16章 PowerDesigner使用精解 254
16.1 PowerDesigner概述 254
16.2 PowerDesigner的安装和启动 254
16.2.1 PowerDesigner的安装 254
16.2.2 PowerDesigner的启动 257
16.3 PowerDesigner的使用 258
16.3.1 业务处理模型 258
16.3.2 概念数据模型 265
16.3.3 物理数据模型 271
16.3.4 面向对象模型 277
参考文献 282