面向对象系统分析与设计(UML)

第1章 面向对象方法概述????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
引导案例：四大发明之活字印刷―面向对象思想的胜利??????????????????????????????????????????????????????????????1
1．1 信息系统分析与设计概述??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2
1．1．1 信息系统????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2
1．1．2 信息系统分析与设计??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3
1．2 信息系统开发方法的演变??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3
1．2．1 系统开发生命周期模型????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4
1．2．2 结构化开发方法??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4
1．2．3 原型法??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6
1．2．4 面向对象方法????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7
1．3 面向对象方法的基本概念??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10
1．3．1 对象????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10
1．3．2 类??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11
1．3．3 抽象????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11
1．3．4 封装????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12
1．3．5 继承????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12
1．3．6 多态性??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14
1．3．7 消息机制????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15
1．4 面向对象方法的主要优点??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15
1．4．1 从认识论的角度来看，面向对象方法改变了开发软件的方式????????????????????15
1．4．2 面向对象语言使客观世界到计算机世界的语言鸿沟变窄????????????????????????????????16
1．4．3 面向对象使分析与设计之间的鸿沟变窄??????????????????????????????????????????????????????????????????????????17
1．4．4 面向对象有助于软件的维护与复用??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19
本章小结????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20 本章习题????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20
第2章 UML概述??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23
引导案例：面向对象方法的困难????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23
2．1 UML介绍????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23
2．1．1 建模的原因??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23
2．1．2什么是UML????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25
2．1．3 UML的发展历程????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25
2．1．4 UML的特点????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26
2．2 UML的核心元素??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27
2．2．1 UML视图??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27
2．2．2 UML图????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29
2．2．3 事物????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31
2．2．4 关系????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32
2．2．5 通用机制????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????35
2．3 UML与面向对象的系统开发统一过程????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????36
2．3．1 RUP核心工作流??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????36
2．3．2 UML支持迭代、渐增式的开发过程????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????38
2．3．3 UML建模过程产生的模型与文档??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????39
2．3．4 用例驱动的UML系统分析与设计????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????40
本章小结????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42
本章习题????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43
第3章 需求分析与用例建模??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????45
引导案例：自动取款机（ATM）的需求??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????45
3．1 需求分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????45
3．1．1 需求分析的重要性????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????45
3．1．2 需求分析的过程??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????47
3．2 用例建模????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????48
3．2．1 用例图??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????48
3．2．2 系统边界????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????49
3．2．3 参与者??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????51
3．2．4 用例????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????54
3．2．5 用例图中的关系??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????56
3．2．6 用例描述????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????60
3．2．7 用例描述中经常出现的问题????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????63
3．3 活动图建模??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????67
3．3．1 活动图的定义????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????67
3．3．2 活动图的类型????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????68
3．3．3 基本组成元素????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????68
3．3．4 活动图建模步骤??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????74
3．4 需求分析实例????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????74
3．4．1 选题背景????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????74
3．4．2 需求规格说明????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????75
3．4．3 用例建模????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????76
3．4．4 活动图建模??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????86
本章小结????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????87
本章习题????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????88
第4章 系统分析与静态结构建模??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????90
4．1 面向对象的系统分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????90
4．1．1 问题域和系统责任????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????90
4．1．2 对系统开发人员的要求????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????91
4．1．3 面向对象系统分析的任务??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????91
4．2 对象与类????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????93
4．2．1 对象与类的概念??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????93
4．2．2 识别对象与类????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????95
4．2．3 审查与筛选??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????99
4．2．4 抽象出类并进行调整????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????100
4．2．5 类的命名??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????101
4．3 属性与操作????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????101
4．3．1 定义类的属性??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????101
4．3．2 定义类的操作??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????105
4．4 类之间的关系??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????107
4．4．1 继承（泛化）关系??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????108
4．4．2 关联关系??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????112
4．4．3 聚合关系与组合关系????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????116
4．4．4 依赖关系??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????119
4．5 抽象类与接口??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????120
4．5．1 抽象类????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????120
4．5．2 接口??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????122
4．5．3 类版型????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????125
4．6 静态结构建模实例??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????127
4．6．1 识别对象和类??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????127
4．6．2 识别属性与操作????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????127
4．6．3 识别关系??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????127
本章小结??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????128
本章习题??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????129
第5章 系统分析与动态行为建模????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????132
引导案例：赤壁之战与系统建模??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????132
5．1 动态行为建模??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????134
5．1．1 交互模型??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????134
5．1．2 状态模型??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????135
5．1．3 活动模型??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????135
5．2 顺序图建模????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????135
5．2．1 顺序图概述????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????136
5．2．2 顺序图的组成??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????138
5．2．3 顺序图中的结构化控制??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????142
5．2．4 构造顺序图模型????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????143
5．3 通信图建模????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????144
5．3．1 通信图的基本概念??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????144
5．3．2 通信图的组成??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????146
5．3．3 通信图与顺序图????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????147
5．3．4 构造通信图模型????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????148
5．4 状态机图建模??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????149
5．4．1 状态机图的基本概念????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????149
5．4．2 状态机图的组成????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????151
5．4．3 构造状态机图模型??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????159
5．5 动态行为建模实例??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????160
5．5．1 顺序图建模实例????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????160
5．5．2 状态机图建模实例??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????165
本章小结??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????166
本章习题??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????166
第6章 系统体系结构与其他辅助模型????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????171
6．1 信息系统体系结构??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????171
6．1．1 体系结构的概念????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????171
6．1．2 信息系统体系结构的概念????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????171
6．1．3 分层架构??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????172
6．1．4 C/S体系结构和B/S体系结构??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????173
6．1．5 微服务架构????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????174
6．2 包图建模??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????175
6．2．1 包图概念??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????175
6．2．2 包之间的关系??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????177
6．2．3 包图的作用????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????177
6．3 构件图建模????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????177
6．3．1 概念??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????177
6．3．2 构件??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????178
6．3．3 接口??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????180
6．3．4 外部接口―端口??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????180
6．3．5 连接器―连接件??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????181
6．3．6 依赖关系??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????181
6．4 部署图建模????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????182
6．4．1 概念??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????182
6．4．2 部署图的组成??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????183
6．4．3 绘制部署图????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????185
6．5 体系结构建模实例??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????186
6．5．1 系统部署图????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????186
6．5．2 系统体系结构??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????186
本章小结??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????187
本章习题??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????187
第7章 面向对象系统设计??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????189
7．1 面向对象设计的概念????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????189
7．1．1 面向对象设计??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????189
7．1．2 面向对象设计的发展历史????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????189
7．1．3 面向对象分析与面向对象设计的关系??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????191
7．2 问题域设计????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????192
7．2．1 问题域部分????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????192
7．2．2 进行问题域部分的设计的原因????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????192
7．2．3 如何进行问题域的设计??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????192
7．2．4 问题域设计的内容??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????192
7．3 数据管理部分设计??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????196
7．3．1 数据库和数据库管理系统????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????197
7．3．2 如何设计数据管理部分??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????197
7．3．3 数据库设计实例????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????200
7．4 界面设计??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????203
7．4．1 人机界面的概念????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????205
7．4．2 人机界面分类??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????205
7．4．3 人机界面设计??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????207
7．4．4 界面设计实例??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????211
本章小结??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????212
本章习题??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????212
第8章 设计模式??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????214
8．1 设计模式的定义与起源??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????214
8．1．1 模式与设计模式????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????214
8．1．2 模式的起源????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????214
8．1．3 设计模式的基本要素????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????215
8．2 使用设计模式的原因????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????216
8．2．1 设计模式的作用????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????216
8．2．2 如何正确使用设计模式??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????217
8．3 设计模式的分类????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????218
8．3．1 GOF设计模式??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????219
8．3．2 设计模式的优点????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????220
8．4 设计模式遵循的原则????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????221
8．5 典型设计模式??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????223
8．5．1 简单工厂模式??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????223
8．5．2 工厂方法模式??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????226
8．5．3 抽象工厂模式??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????233
8．5．4 适配器模式????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????239
8．4．5 策略模式??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????241
本章小结??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????245
本章习题??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????245