UML 建模.设计与分析-从新手到高手

目 录

准备篇

第1章 UML概述 2
1.1 认识UML 3
　　1.1.1 UML的发展历程 3
　　1.1.2 UML统一的作用 3
　　1.1.3 UML体系结构 4
　　1.1.4 UML建模流程 5
1.2 UML的组成 5
　　1.2.1 事物 5
　　1.2.2 关系 7
　　1.2.3 图 7
1.3 UML的视图和通用机制 10
　　1.3.1 UML的视图 10
　　1.3.2 通用机制 11
1.4 Rational统一过程 12
　　1.4.1 过程的特点 12
　　1.4.2 阶段和迭代 12
　　1.4.3 任务和制品 13
　　1.4.4 制品 14
1.5 面向对象开发 15
　　1.5.1 面向对象的概念 15
　　1.5.2 面向对象开发的概述 15
　　1.5.3 面向对象的主要特征 17
　　1.5.4 面向对象的层 18
　　1.5.5 面向对象的模型 19

第2章 UML建模工具概述 20
2.1 常用UML建模工具 21
　　2.1.1 Visio 21
　　2.1.2 PowerDesigner 22
　　2.1.3 StarUML 22
2.2 使用Rational Rose建模 23
　　2.2.1 Rational Rose概述 23
　　2.2.2 Rational Rose工作环境 25
　　2.2.3 Rational Rose中的视图 26
2.3 Rational Rose建模的基本操作 27
　　2.3.1 新建Rational Rose模型 27
　　2.3.2 创建Rational Rose框图 28
　　2.3.3 保存与发布模型 30
　　2.3.4 导入与导出模型 31
　　2.3.5 设置全局选项 31
2.4 双向工程 32
　　2.4.1 正向工程 32
　　2.4.2 逆向工程 34
　　
基础篇

第3章 用例和用例图 36
3.1 用例图的构成 37
　　3.1.1 什么是用例图 37
　　3.1.2 系统 37
　　3.1.3 参与者 38
　　3.1.4 用例 39
　　3.1.5 关系 41
3.2 用例关系和描述 41
　　3.2.1 泛化关系 41
　　3.2.2 包含关系 43
　　3.2.3 扩展关系 44
　　3.2.4 用例描述 45
3.3 绘制用例图 47
　　3.3.1 新建用例图 47
　　3.3.2 创建内容 48
3.4 建模实例：创建BBS论坛用例图 50
　　3.4.1 确定系统信息 50
　　3.4.2 前台功能概述 51
　　3.4.3 构造用例模型 52
3.5 新手训练营 54

第4章 类图 57
4.1 类图的概念 58
　　4.1.1 类图概述 58
　　4.1.2 类 59
　　4.1.3 定义类 62
　　4.1.4 接口 63
4.2 泛化关系 64
　　4.2.1 泛化的含义和用途 64
　　4.2.2 泛化的层次与多重继承 64
　　4.2.3 泛化约束 65
4.3 依赖关系和实现关系 66
　　4.3.1 依赖关系 66
　　4.3.2 实现关系 67
4.4 关联关系 68
　　4.4.1 二元关联 68
　　4.4.2 关联类 72
　　4.4.3 或关联与反身关联 72
　　4.4.4 聚合关系 73
　　4.4.5 组合关系 73
4.5 绘制类图 74
　　4.5.1 创建类图 74
　　4.5.2 操作类图 75
　　4.5.3 类图的规范 76
4.6 建模实例：创建BBS论坛类图 78
　　4.6.1 创建实体类 78
　　4.6.2 创建类与类之间的关系图 80
4.7 新手训练营 81

第5章 对象图和包图 83
5.1 对象图 84
　　5.1.1 对象和类 84
　　5.1.2 对象和链 84
　　5.1.3 对象图概述 85
　　5.1.4 对象图和类图的区别 86
　　5.1.5 使用对象图测试类图 87
5.2 包图 88
　　5.2.1 包 88
　　5.2.2 导入包 90
　　5.2.3 包图概述 90
　　5.2.4 包之间的关系 92
　　5.2.5 包图和类图的区别 93
5.3 对象图和包图建模 93
　　5.3.1 使用对象图建模 93
　　5.3.2 使用包图建模 93
5.4 绘制对象图 94
　　5.4.1 绘制方法 94
　　5.4.2 绘制实例 94
5.5 绘制包图 95
　　5.5.1 绘制包图 95
　　5.5.2 规范使用的共性 96
　　5.5.3 绘制嵌套包图 97
5.6 建模实例：创建机房系统对象图 98
　　5.6.1 创建对象元素 98
　　5.6.2 创建对象关系 98
5.7 新手训练营 99

第6章 活动图 100
6.1 活动图概述 101
　　6.1.1 定义活动图 101
　　6.1.2 活动图的主要元素 102
　　6.1.3 了解活动和动作 102
6.2 活动图的组成元素 103
　　6.2.1 基本组成元素 103
　　6.2.2 其他组成元素 105
6.3 控制节点 110
　　6.3.1 分支与合并 110
　　6.3.2 分叉与汇合 111
6.4 绘制活动图 112
　　6.4.1 创建活动图 112
　　6.4.2 操作活动图 112
6.5 建模实例：创建BBS论坛
活动图 116
　　6.5.1 建模步骤 116
　　6.5.2 创建活动图 117
6.6 新手训练营 118

第7章 顺序图 120
7.1 顺序图概述 121
　　7.1.1 什么是顺序图 121
　　7.1.2 顺序图的元素 121
7.2 顺序图的构成元素 122
　　7.2.1 对象 122
　　7.2.2 生命线 123
　　7.2.3 消息 123
　　7.2.4 激活 128
7.3 建模和执行 128
　　7.3.1 建模时间 128
　　7.3.2 执行规范 129
　　7.3.3 建模迭代 130
7.4 绘制顺序图 130
　　7.4.1 创建顺序图 130
　　7.4.2 操作元素 131
　　7.4.3 限制因素和图形项配置 132
7.5 建模实例：创建BBS论坛顺序图 133
　　7.5.1 会员用户功能顺序图 133
　　7.5.2 普通用户功能顺序图 134
7.6 新手训练营 135

第8章 通信图和时序图 137
8.1 通信图概述 138
　　8.1.1 什么是通信图 138
　　8.1.2 对象与类角色 138
　　8.1.3 关联角色与链接 139
　　8.1.4 消息 140
8.2 操作消息元素 140
　　8.2.1 消息序列号与控制点 140
　　8.2.2 创建对象 141
　　8.2.3 消息迭代 141
8.3 时序图概述 142
　　8.3.1 什么是时序图 142
　　8.3.2 时序图中的对象 143
　　8.3.3 状态 143
　　8.3.4 时间 143
　　8.3.5 状态线 144
　　8.3.6 事件与消息 144
8.4 时间约束和替代 145
　　8.4.1 时间约束 145
　　8.4.2 时序图的替代表示法 146
8.5 绘制通信图 147
　　8.5.1 创建通信图 147
　　8.5.2 操作通信图 147
8.6 建模实例：创建BBS论坛通信图 149
　　8.6.1 会员用户功能通信图 149
　　8.6.2 普通用户功能通信图 150
8.7 新手训练营 151

第9章 状态机图 153
9.1 状态机概述 154
　　9.1.1 状态机及其构成 154
　　9.1.2 状态机图标记符 154
9.2 转移 155
　　9.2.1 转移的定义 155
　　9.2.2 事件 156
　　9.2.3 动作 158
　　9.2.4 转移的类型 159
9.3 组合状态 160
　　9.3.1 顺序状态 160
　　9.3.2 并发子状态 160
　　9.3.3 同步状态 161
　　9.3.4 历史状态 161
　　9.3.5 子状态机引用状态 162
9.4 绘制状态机图 162
　　9.4.1 创建状态机图 162
　　9.4.2 绘制各类元素 163
9.5 建模实例：创建自动取款机
状态机图 165
　　9.5.1 分析状态机图 165
　　9.5.2 创建状态机图 166
9.6 新手训练营 167

第10章 组件图和部署图 169
10.1 构造实现方式图概述 170
　　10.1.1 组件图概述 170
　　10.1.2 部署图概述 170
　　10.1.3 组合组件图和部署图 171
10.2 组件图 171
　　10.2.1 组件 171
　　10.2.2 接口 173
10.2.3 组件间的关系与
组件嵌套 174
　　10.2.4 组件图的建模应用 174
　　10.2.5 组件图的适用情况 175
10.3 部署图 176
　　10.3.1 节点和连接 176
　　10.3.2 部署间的关系 177
10.3.3 部署图的适用情况及
绘制 177
　　10.3.4 部署图的建模应用 178
10.4 绘制部署图 179
10.4.1 初识部署图 179
10.4.2 添加元素 179
10.5 绘制组件图 180
10.5.1 创建组件图 180

10.5.2 添加组件元素 181
10.6 建模实例：创建BBS论坛组
件图和部署图 182
10.6.1 实现BBS论坛组件图 182
10.6.2 实现BBS论坛部署图 183
10.7 新手训练营 183

第11章 组合结构图和交互概览图 186
11.1 组合结构图 187
11.1.1 内部结构 187
11.1.2 端口 188
11.1.3 协作 189
11.2 交互概览图 190
11.2.1 组成部分 190
11.2.2 使用交互 191
11.2.3 组合交互 192
11.3 建模实例：创建网上购物
系统用例图 193
11.3.1 系统概述 193
11.3.2 创建用例图 195
11.4 新手训练营 197

进阶篇

第12章 UML与RUP 200
12.1 RUP概述 201
12.1.1 理解软件开发过程 201
12.1.2 什么是RUP 201
12.1.3 RUP的作用 202
12.1.4 RUP的特点 203
12.2 RUP的二维空间 203
12.2.1 时间维 204
12.2.2 RUP的静态结构 205
12.3 核心工作流程 207
12.3.1 需求获取工作流 207
12.3.2 分析工作流 209
12.3.3 设计工作流 210
12.3.4 实现工作流 211
12.3.5 测试工作流 212
12.4 Rational Rose在RUP模型中的
应用 214
12.4.1 可视化建模 214
12.4.2 Rational Rose建模与
RUP 214
12.4.3 Rational Rose建模与RUP
应用实例 215
12.5 建模实例：创建网上购物系统
静态模型 217
12.5.1 定义系统的类 217
12.5.2 创建类关系 218
12.6 新手训练营 218

第13章 对象约束语言 221
13.1 对象约束语言概述 222
13.1.1 对象约束语言简介 222
13.1.2 语言结构 222
13.1.3 语言语法 223
13.1.4 表达式 225
13.2 数据类型 225
13.2.1 基本数据类型 226
13.2.2 集合类型 227
13.2.3 OclMessage类型 227
13.2.4 OclVoid和OclAny类型 227
13.2.5 模型元素类型 228
13.3 集合 229
13.3.1 创建集合 229
13.3.2 操作集合 229
13.3.3 Collection类型 230
13.3.4 Set类型 231
13.3.5 Bag类型 232
13.3.6 Sequence类型 233
13.4 语言约束 234
13.4.1 使用约束 234
13.4.2 对象级约束 236
13.4.3 消息级约束 237
13.4.4 约束和泛化 238
13.5 建模实例：创建网上购物系统的交互模型 239
13.5.1 顺序图 239
13.5.2 通信图 241
13.6 新手训练营 241

第14章 UML扩展机制 243
14.1 UML的体系结构 244
14.1.1 UML扩展机制概述 244
14.1.2 4层元模型体系结构 244
14.1.3 元元模型层 245
14.1.4 元模型层 246
14.2 UML核心语义 247
14.2.1 模型元素 247
14.2.2 视图元素 248
14.3 构造型 249
14.3.1 表示构造型 249
14.3.2 UML标准构造型 249
14.3.3 使用UML扩展机制
进行建模 252
14.4 标记值 253
14.4.1 表示标记值 254
14.4.2 UML标准标记值 254
14.4.3 自定义标记值 254
14.4.4 标记值应用元素 254
14.5 约束 255
14.5.1 表示约束 255
14.5.2 UML标准约束 256
14.5.3 自定义约束 258
14.6 建模实例：完成网上购物系统的
创建 258
14.6.1 创建状态机图 258
14.6.2 创建实现方式图 260
14.7 新手训练营 261

第15章 UML与数据库设计 263
15.1 数据库设计概述 264
15.1.1 数据库设计与UML模型 264
15.1.2 数据库接口 264
15.2 类图到数据库的转换 265
15.2.1 基本映射转换 265
15.2.2 类到表的转换 266
15.2.3 关联关系的转换 268
15.2.4 需要避免的映射情况 268
15.3 完整性与约束验证 269
15.3.1 父表的约束 269
15.3.2 子表的约束 270
15.4 数据库实现与转换技术 271
15.4.1 类映射到数据库技术 271
15.4.2 UML模型转换为
数据库 272
15.4.3 SQL语句实现
数据库功能 273
15.5 建模实例：创建图书管理
系统用例图 274
15.5.1 需求分析 274
15.5.2 识别参与者和用例 275
15.5.3 用例描述 276
15.6 新手训练营 278

第16章 基于C 的UML模型实现 280
16.1 模型元素的简单实现 281
16.1.1 类 281
16.1.2 实现原理 281
16.2 实现关联 283
16.2.1 基本关联 283
16.2.2 强制对可选或者
强制关联 284
16.2.3 可选对可选关联 284
16.2.4 可选对多关联 284
16.2.5 强制对多关联 285
16.2.6 多对多关联 285
16.2.7 有序关联的实现 286
16.2.8 关联类的实现 286
16.3 受限关联的实现 287
16.3.1 受限关联概述 287
16.3.2 强制或者可选对可选
受限关联 288
16.3.3 可选对强制或者可选
受限关联 288
16.3.4 多对可选的受限关联 289
16.3.5 多对受限关联 290
16.4 UML关系的实现 290
16.4.1 泛化关系的实现 290
16.4.2 聚合与组合关系的
实现 291
16.5 特殊类的实现 291
16.5.1 接口 292
16.5.2 枚举 292
16.5.3 包 293
16.5.4 模板 293
16.6 建模实例：创建图书管理系统
静态结构模型 294
16.6.1 定义系统中的
对象和类 294
16.6.2 定义用户界面类 296
16.6.3 类之间的关系 298
16.7 新手训练营 299

第17章 UML与建模 303
17.1 数据建模 304
17.1.1 数据库设计概述 304
17.1.2 数据库设计的步骤 305
17.1.3 对象模型和数据模型的
互相转换 308
17.2 业务建模 309
17.2.1 业务建模概述 309
17.2.2 UML业务建模扩展 310
17.2.3 业务体系结构 312
17.3 Web建模 312
17.3.1 Web建模概述 312
17.3.2 Web建模扩展WAE 313
17.3.3 Rational Rose中的
Web建模 315
17.4 建模实例：创建图书管理
系统动态行为模型 317
17.4.1 建立顺序图 317
17.4.2 建立状态图 325
17.4.3 物理模型 326
17.5 新手训练营 327

第18章 Web应用程序设计 329
18.1 Web应用程序的结构 330
18.1.1 瘦客户端模式 330
18.1.2 胖客户端模式 331
18.1.3 Web传输模式 332
18.2 Web应用系统的UML建模
方法 332
18.2.1 Web页面建模 332
18.2.2 表单建模 333
18.2.3 组件建模 333
18.2.4 框架建模 334
18.3 UML在学生成绩管理系统建模中的
运用 334
18.3.1 系统需求分析 334
18.3.2 系统设计 335
18.4 系统详细设计和部署 339
18.4.1 系统详细设计 340
18.4.2 系统部署 341

第19章 嵌入式系统设计 342
19.1 嵌入式系统概述 343
19.1.1 嵌入式系统的技术特点 343
19.1.2 嵌入式系统的开发技术 344
19.2 嵌入式系统的需求分析 345
19.2.1 MP3播放器的工作原理 345
19.2.2 外部事件 346
19.2.3 识别用例 347
19.2.4 使用顺序图描述用例 348
19.3 系统的静态模型 349
19.3.1 识别系统中的对象或类 349
19.3.2 绘制类图 349
19.4 系统的动态模型 352
19.4.1 状态机图 352
19.4.2 协作图 353
19.5 体系结构 354