UML系统建模及系统分析与设计

•围绕案例展开——理论介绍后，通过案例将知识点串联起来，使读者能够融会贯通

•大型综合案例——主要内容应用于实践，提告读者的应用能力

•设置本章目的——便于读者深入学习前掌握每章的重点、难点

•配套电子课件——制作精良的电子课件有效辅助教学工作的开展

笔者多年来一直为本科生和研究生讲授管理信息系统和软件工程课程，在讲授的过程中，对软件工程的基本理论进行了较为深入的研究。在实际开发过程中，深感明确一些基本概念，树立系统工程的开发思想是很重要的。

随着UML的广泛使用，发现使用UML2.0进行讲述的教材不多，而且目前出版的教材欠缺系统性，缺少案例，因此，笔者萌生了编著《UML系统建模及系统分析与设计》的念头。从目前的系统开发方法发展来看，比较著名的有结构化方法、原型化方法和面向对象方法。笔者在本教材中对结构化开发方法进行了详细的阐述。本书以软件工程和面向对象技术的基本理论框架为基础，全面系统地讲述了软件工程的概念、原理，典型的软件开发方法学以及系统体系架构和软件复用理论，重点讲述基于UML的面向对象开发。对于创建对象系统来说，面向对象语言和UML是必要的，但重要的是理解“对象的思想”，对象的思想是本书的重点和难点。本书重点介绍在国内外广泛流行的面向对象方法及UML语言。笔者总结多年的教学与实践经验，认为：只讲UML语言不行，重要的是要清楚面向对象的思想。

本书的特色是：围绕案例逐步展开教学，在一些主要的章节介绍理论后，通过案例将知识点串联起来，使读者能够做到融会贯通；通过一个大型的综合案例，将本书所讲的主要内容应用于实践，提高读者的应用能力；每章开头都列出了本章的目的，便于学生掌握本章的重点、难点。本书附有制作精良的配套教学课件，读者可以免费到中国水利水电出版社和万水书苑网站上下载。

本书共分9章。第1章至第5章由王欣编写，第6章至第9章由张毅编写，全书由王欣统稿。本书在校稿过程中得到了吴言杰、刘泓利、刘宇航和李萍萍的大力帮助，并获得东北电力大学“优质教材”编写资助，同时本书的完成也离不开石永峰先生的热情鼓励，在此致以最诚挚的谢意！最后向中国水利水电出版社的广大员工致以深深地感谢！感谢他们对本书的大力支持！

本书参考了许多同行的著作，书后只是列出了部分参考文献。在此一并表示感谢！

由于本人水平有限，再加上编写时间仓促，书中一定有不妥之处，敬请读者批评斧正。

作 者

2013年6月

前言

第1章 面向对象软件开发方法 1
1.1 软件发展与软件工程 1
1.1.1 软件的发展与特征 1
1.1.2 软件工程 4
1.2 软件过程和开发方法 8
1.2.1 软件过程 8
1.2.2 软件开发方法 16
1.3 面向对象开发方法概述 19
1.3.1 面向对象开发方法的由来 19
1.3.2 面向对象方法的基本思想 20
1.3.3 面向对象的基本概念 21
1.4 面向对象主要开发方法 25
1.4.1 Coad Yourdon方法 26
1.4.2 Booch方法 27
1.4.3 OMT方法 28
1.4.4 OOSE方法 28
1.4.5 Rational 软件统一开发过程 29
1.4.6 几种方法的比较 33
1.5 面向对象软件开发 33
1.5.1 可行性分析 33
1.5.2 需求分析与面向对象分析 40
1.5.3 面向对象设计 41
1.5.4 面向对象实现 41
1.5.5 面向对象测试与维护 42
1.6 面向对象开发方法的特点 42
小结 44
复习思考题 44
第2章 UML建模语言 46
2.1 UML概述 46
2.1.1 UML的发展与应用 46
2.1.2 UML的特点 51
2.2 UML模型体系结构 52
2.2.1 UML体系结构 52
2.2.2 UML模型元素 55
2.2.3 UML中的关系 57
2.2.4 UML规则 61
2.2.5 UML扩展机制 62
2.3 UML系统模型图 65
2.3.1 UML图的分类 65
2.3.2 UML结构模型 68
2.3.3 UML行为模型 74
2.3.4 UML各种图的应用 83
2.4 UML系统体系结构模型 86
2.4.1 子系统组织的体系结构 86
2.4.2 系统模型组织的系统体系结构 91
小结 93
复习思考题 93
第3章 需求分析与用例建模 96
3.1 客户需求分析 96
3.1.1 系统调查 97
3.1.2 系统需求陈述 101
3.1.3 系统需求分析 103
3.2 需求建模 105
3.2.1 用例建模 106
3.2.2 确定系统边界和范围 110
3.2.3 确定参与者 112
3.2.4 确定需求用例 113
3.2.5 用例模型的关系 114
3.2.6 构造业务用例模型图 116
3.2.7 用例规格说明 118
3.3 活动图 121
3.3.1 活动图的符号 121
3.3.2 活动图的基本概念 121
3.3.3 活动图的构建 123
3.4 需求分析规格说明 125
3.5 需求分析用例建模案例 128
3.5.1 需求陈述 128
3.5.2 需求分析 129
3.5.3 系统开发方案 132
3.5.4 系统可行性分析 133
小结 133
复习思考题 134
第4章 面向对象系统分析与对象类建模 136
4.1 面向对象系统分析 136
4.2 系统用例建模 137
4.2.1 分析系统用例 137
4.2.2 构造系统用例模型 139
4.3 类与对象建模概述 140
4.3.1 类图及对象图的图符 140
4.3.2 对象/类的关系 148
4.4 类与对象建模 153
4.4.1 类图的构建 153
4.4.2 对象图的构建 158
4.5 系统用例与类建模实例 160
4.5.1 建立系统用例模型 160
4.5.2 系统类建模 161
小结 162
复习思考题 162
第5章 面向对象系统设计与行为建模 165
5.1 面向对象系统设计概述 165
5.1.1 面向对象系统体系结构设计 165
5.1.2 系统对象设计 166
5.1.3 面向对象系统设计优化 169
5.2 系统交互建模 172
5.2.1 顺序图 172
5.2.2 通信图 178
5.2.3 交互建模的选择 181
5.3 系统行为建模 182
5.3.1 状态机图符号 183
5.3.2 状态机图的构建 191
5.4 系统设计实例 193
5.4.1 顺序图建模 194
5.4.2 通信图建模 195
5.4.3 状态机图建模 197
小结 198
复习思考题 199
第6章 系统体系结构建模 202
6.1 系统体系结构模型 202
6.1.1 信息系统体系结构 202
6.1.2 系统体系结构模型 204
6.2 软件系统体系结构建模 206
6.2.1 构件图的图符表示 207
6.2.2 构件分类与接口 210
6.2.3 构件图建模 212
6.3 硬件系统体系结构建模 213
6.3.1 部署图的基本元素 213
6.3.2 部署图构件与接口 216
6.3.3 部署图建模 217
6.4 系统体系结构建模案例 218
小结 221
复习思考题 221
第7章 软件复用与软件构件技术 223
7.1 软件复用技术的发展与应用 223
7.1.1 软件复用技术的发展 223
7.1.2 软件复用的形式 224
7.1.3 软件复用的类型与优点 226
7.1.4 可复用软件构件的生产与使用 226
7.1.5 可复用软件的生产与复用 228
7.1.6 面向对象技术与软件复用的关系 230
7.2 软件构件技术 231
7.2.1 软件构件技术 231
7.2.2 软件架构 234
7.3 软件再工程 238
7.3.1 软件运行维护遇到的问题 238
7.3.2 软件再工程的概念 239
7.3.3 软件再工程的模型 240
7.3.4 实用的重用战略 242
7.3.5 再工程活动类型级别 243
7.3.6 再工程活动的步骤 243
7.3.7 再工程的相关软件技术 244
小结 244
复习思考题 245
第8章 Rose的使用 246
8.1 Rose概述 246
8.1.1 Rational Rose的版本 247
8.1.2 Rational Rose的主要功能 247
8.1.3 Rational Rose模型视图 248
8.1.4 Rational Rose工具简介 248
8.2 Rose建模 255
8.2.1 用例图建模 255
8.2.2 活动图建模 260
8.2.3 对象类建模 262
8.2.4 顺序图建模 264
8.2.5 通信图建模 267
8.2.6 状态机图建模 269
8.2.7 构件图建模 272
8.2.8 部署图建模 275
8.3 Rational Rose生成代码 277
8.3.1 选择待转换的目标模型 277
8.3.2 检查Java语言的语法错误 277
8.3.3 设置代码生成属性 279
8.3.4 生成代码 279
8.4 Rational Rose逆向工程 281
小结 282
复习思考题 283
第9章 信息系统开发实例 286
9.1 可行性研究 286
9.1.1 概述 286
9.1.2 系统开发的背景、必要性和意义 286
9.1.3 现行系统需求分析 286
9.1.4 新系统开发方案 292
9.1.5 可行性研究 300
9.1.6 结论 301
9.2 面向对象分析与建模 301
9.2.1 系统用例建模 302
9.2.2 系统对象类建模 303
9.3 面向对象设计与建模 306
9.3.1 系统设计 306
9.3.2 系统交互模型构建 307
9.3.3 系统行为模型构建 307
9.4 面向对象的体系结构建模 310
9.4.1 系统体系结构设计 310
9.4.2 系统部署图设计 311
复习思考题 311
参考文献 312

1. C程序设计实践教程 [刘卫国]
2. C程序设计（慕课版） [刘卫国]
3. 程序设计基础实践教程（C/C++语言版） [张桂芬 葛丽娜]
4. C++案例项目精讲 [主编 杨国兴]
5. SwiftUI完全开发 [李智威 著]
6. MySQL数据库项目式教程 [陈亚峰]
7. C语言程序设计习题与实验指导（第二版） [主编 甄增荣 张宾]
8. C语言程序设计（第二版） [主编 甄增荣 田云霞]
9. Unity3D虚拟现实应用开发实践 [主 编 刘龙]
10. Python程序设计 [主编 姜春磊 陈虹洁]
11. C语言程序设计实践教程（活页式） [主编 郑茵 陈巍 滕泓虬]
12. 面向对象程序设计 [主编 张勇 张平华 赵小龙]
13. Python程序设计基础及实战 [主编　刘健]
14. C语言程序设计 [姜雪]
15. Python程序设计实践教程 [王鹤琴 蔡正保]
16. C++程序设计实践教程（第三版） [主编 刘卫国 曹岳辉]
17. C++程序设计（第三版） [主编 曹岳辉 刘卫国]
18. C语言程序设计项目化教程（活页式） [主编 张利华 潘晓利]
19. 机器人流程自动化（RPA）实战——基于UiPath [主编　金鑫]
20. Python 语言程序设计实践指导 [主编　张双狮]
21. Python程序设计案例教程 [主编 毛锦庚 钟肖英 周贤来 ]
22. 基于.NET Core框架的分布式系统架构设计 [汤佳 著]
23. Python语言程序设计教程 [郭其标 房宜汕]
24. Python程序设计 [李国燕 王新强 刘佳 等编著]
25. Python程序设计项目化教程（活页式） [主编　卢凤伟]
26. Java编程基础案例式教程 [主编 陈艳华 唐春兰]
27. Python语言同步案例习题精解 [主编 肖朝晖]
28. Unity应用开发与实战（微课版） [主 编 程永恒]
29. PHP程序设计项目化教程 [主 编 杜海颖]
30. 简单易懂的Python入门教程 [［日］大泽文孝　著]