内 容 简 介本书从初学者的角度出发，由浅入深、循序渐进地介绍统一建模语言UML的相关知识，书中提供了大量操作UML的示例。另外，还向读者提供了很多实战案例和上机练习，用于演练。本书共分为16章，内容包括面向对象思想和软件建模分类，UML发展历史、组成元素、体系结构、建模流程和应用领域，常用的UML建模工具，用例图、类图、对象图和包图、状态机图、活动图、顺序图和时间图、通信图和交互概览图、组件图和部署图，UML到关系型数据库的映射，UML与统一过程，UML与Java语言的映射，以及UML与设计模式等。最后一章提供了一个综合的案例。本书示例新颖，内容丰富，涉及面广泛，适合所有的UML初学者学习，也可以帮助有基础知识的读者提高创建UML模型图的技能。另外，对于大中专学生和培训班的学生来说，本书更是一本不可多得的教材和自学用书。前 言
UML是英文Unified Modeling Language的缩写，又称为统一建模语言，或者标准建模语言，它是始于1997年的一个OMG标准，是一个支持模型化和软件系统开发的图形化语言，可为软件开发的所有阶段提供模型化和可视化支持。面向对象的分析与设计方法在20世纪80年代末至90年代中出现了一个高潮，UML正是这个高潮的产物，它不仅统一了Booch、Rumbaugh和Jacobson的表示方法，而且做了进一步的发展，并最终统一为大众所接受的标准建模语言。
本书内容
全书共分16章，主要内容如下。
第1章：面向对象和软件建模。从模型开始介绍，接着介绍面向对象思想的三大要素、三大模型、常用的三层开发方法、软件建模知识，最后介绍常用的建模分类。
第2章：UML入门基础。着重介绍UML的基础知识，包括UML的概念、发展历史、目标、组成元素、体系结构、建模流程以及应用领域等内容。
第3章：UML建模工具。从目前众多的UML建模工具中挑选出应用最广泛且在建模工具中最有影响力的3种工具(Visio、Enterprise Architect和PowerDesigner)进行介绍。
第4章：用例图。介绍用例图的构成、设计和使用，包括用例图的组成部分、各个部分成员的确定和使用，以及如何绘制完整的用例图等。
第5章：类图。详细介绍UML中的类图，包括类图中的类、抽象类、接口和各种关系的实现等内容，还介绍如何使用类图进行建模。
第6章：对象图和包图。首先介绍对象图，包括概念、组成、绘制和阅读，以及如何建模等；然后介绍包图，包括概念、组成、分类、设计原则以及如何建模等。
第7章：状态机图。详细介绍状态机图的绘制，首先介绍状态机图的基本内容，包括概念、标记、状态类型和状态机图的应用等，然后介绍状态机图中的转移元素，最后介绍组合状态。
第8章：活动图。详细介绍活动图的绘制，其内容包括活动图的定义、作用、与状态机图的区别、组成元素和活动转换等。
第9章：顺序图和时间图。介绍UML中的两种交互图，即顺序图和时间图。顺序图描述系统对象之间的交互顺序，但是这个顺序没有细致的时间刻度，只是一个大概的流程，而时间图弥补了这个不足，它们共同绘制了系统对象间交互的顺序和时间。
第10章：通信图和交互概览图。首先对通信图的概念进行介绍，然后介绍通信图中的消息、对象的创建和消息迭代等内容，最后介绍交互图和交互概览图的绘制。
第11章：绘制UML的实现图。首先介绍组件图的绘制和建模，然后介绍部署图的绘制和建模。
第12章：UML到关系型数据库的映射。着重介绍如何将UML类图中的类和关系映射到关系型数据库表。首先介绍基本结构的映射，然后介绍泛化关系和关联关系的映射，最后介绍完整性与约束检查以及存储过程、触发器和索引等内容。
第13章：UML与统一过程。首先讨论软件开发过程和成熟标准，然后详细介绍一种使用UML的过程，即统一过程，最后简单介绍使用UML过程的一般特征。
第14章：UML与Java语言映射。主要介绍UML类图映射为Java语言实现的方法，包括转换为Java类、转换原则、转换类之间的关联、泛化关联以及包和接口等。
第15章：UML与设计模式。首先介绍模式的一些基本概念，接着介绍UML对设计模式的支持，然后通过具体的示例讨论如何使用设计模式进行系统设计。
第16章：即时通信系统。综合UML建模系统的各类模型，通过对即时通信系统的分析，绘制该系统的UML模型图，包括用例图、静态图、行为图和交互图等多种图形。
本书特色
本书内容详细、示例丰富，知识面广，全面地讲解了UML的应用和开发。本书最大的特点体现在如下几个方面。
(1)知识全面，内容丰富
本书紧密围绕UML的相关知识展开详细的讲解，涵盖了实际开发应用中的具体应用代码。
(2)理论和示例结合
书中几乎每一个知识点都有丰富而典型的示例，而且每一章最后都会通过一个或多个综合的实战介绍该章的知识。作为一本UML入门类型的书，将理论和实践很好地结合起来进行讲解，让读者最容易快速掌握。
(3)应用广泛，提供文档
对于大多数的精选实战案例，都会向读者提供详细的实现步骤，结构清晰简明，分析深入浅出，而且有些实战案例贴近实际。
(4)网站技术支持
读者在学习或者工作的过程中，如果遇到实际问题，可以直接登录www.itzcn.com与我们取得联系，作者会在第一时间给予帮助。
(5)贴心的提示
为了便于读者阅读，书中还穿插着一些技巧、提示等小贴士，体例约定如下。
?提示：通常是一些提醒，让读者加深印象或提供建议及解决问题的方法。
?注意：提出学习过程中需要特别注意的一些知识点和内容，或者相关信息。
?技巧：通过简短的文字，指出知识点在应用时的一些小窍门。
读者对象
本书适合作为软件开发入门者的自学用书，也适合作为高等院校相关专业的教学参考书，还可供开发人员查阅、参考。本书特别适合下列人员阅读：
UML初学者。
各大中专院校的在校学生和相关授课教师。
准备从事与UML应用相关工作的人员。
作者团队
除了封面署名作者之外，参与本书编写的人员还有程朝斌、王咏梅、郝军启、王慧、郑小营、张浩华、王超英、张凡、赵振方、张艳梅等，在此表示感谢。在本书的编写过程中，我们力求精益求精，但难免存在一些不足之处，恳请广大读者批评指正。
编 者
目 录
第1章 面向对象和软件建模 1
1.1 模型 2
1.2 面向对象的思想 3
1.2.1 了解面向对象 3
1.2.2 面向对象的三大要素 5
1.2.3 面向对象的三大模型 7
1.2.4 面向对象的常用三层 8
1.2.5 面向对象的开发方法 10
1.3 软件建模 11
1.3.1 软件建模概述 11
1.3.2 建模的三要素 11
1.3.3 面向对象建模 12
1.4 建模分类 14
1.4.1 业务建模 14
1.4.2 数据建模 16
1.4.3 应用程序建模 16
1.5 思考与练习 17
第2章 UML入门基础 19
2.1 UML概述 20
2.1.1 UML简介 20
2.1.2 UML发展历史 21
2.1.3 UML的目标 22
2.2 UML的基本组成 23
2.2.1 建模元素 23
2.2.2 关系 26
2.2.3 图 28
2.2.4 规则 30
2.2.5 通用机制 31
2.2.6 UML标准通用机制 34
2.3 UML其他内容 40
2.3.1 UML的体系结构 40
2.3.2 UML建模流程 41
2.3.3 UML的应用领域 42
2.4 UML 2.0概述 42
2.5 思考与练习 44
第3章 UML建模工具 45
3.1 使用建模工具需知 46
3.1.1 建模工具的作用 46
3.1.2 选择建模工具的方法 47
3.1.3 常用建模工具 48
3.2 Visio 2010 49
3.2.1 Visio 2010简介 49
3.2.2 实战——绘制论坛系统的用例图 51
3.3 Enterprise Architect 8 54
3.3.1 Enterprise Architect 8简介 54
3.3.2 实战——绘制论坛系统的类图 57
3.4 PowerDesigner 16.5 61
3.4.1 PowerDesigner简介 62
3.4.2 实战——安装
PowerDesigner 16.5 63
3.4.3 实战——绘制活动图 65
3.4.4 实战——生成模型报告 68
3.4.5 实战——对MySQL进行反向工程 70
3.5 思考与练习 73
第4章 用例图 75
4.1 用例图简介 76
4.2 用例图的构成 78
4.2.1 系统 78
4.2.2 参与者 79
4.2.3 用例 79
4.2.4 关系 80
4.3 使用参与者 81
4.3.1 参与者的确定 81
4.3.2 参与者的使用 82
4.4 用例的使用 83
4.4.1 识别用例 83
4.4.2 用例描述 87
4.5 关系 88
4.5.1 关联关系 88
4.5.2 泛化关系 89
4.5.3 包含关系 90
4.5.4 扩展关系 91
4.6 实战——图书馆管理系统用例图 92
4.7 思考与练习 97
第5章 类图 101
5.1 类图和元素 102
5.1.1 类图概述 102
5.1.2 类 104
5.1.3 抽象类 109
5.1.4 接口 109
5.2 依赖关系 110
5.2.1 依赖关系概述 110
5.2.2 依赖关系分类 111
5.3 关联关系 113
5.3.1 关联关系概述 113
5.3.2 常见的关联 118
5.3.3 聚合关联 121
5.3.4 组合关联 122
5.3.5 建立关联 123
5.4 泛化关系 123
5.4.1 泛化关系概述 124
5.4.2 常用的泛化 125
5.4.3 泛化集 126
5.4.4 泛化约束 127
5.5 实现关系 128
5.6 类图建模步骤 130
5.7 实战——构建病房监护系统的类型 131
5.8 思考与练习 133
第6章 对象图和包图 137
6.1 了解对象 138
6.1.1 对象概述 138
6.1.2 对象符号 139
6.2 对象图 142
6.2.1 对象图概述 142
6.2.2 绘制和阅读对象图 143
6.2.3 使用对象图建模 144
6.3 对象图和类图 144
6.4 实战——绘制订单管理系统的对象图 145
6.5 了解包 146
6.5.1 包概述 146
6.5.2 包的符号 147
6.6 包图 149
6.6.1 包图概述 149
6.6.2 包图分类 150
6.6.3 包导入和包合并 152
6.6.4 使用包图建模 154
6.6.5 包图设计原则 154
6.7 实战——绘制剧院系统的包图 157
6.8 思考与练习 159
第7章 状态机图 161
7.1 状态机图简介 162
7.1.1 状态机概述 162
7.1.2 状态机标记 163
7.1.3 状态类型 165
7.1.4 状态机图的应用 166
7.2 转移 167
7.2.1 转移简介 167
7.2.2 事件 168
7.2.3 动作 170
7.2.4 活动与延迟事件 171
7.2.5 转移的类型 172
7.3 组合状态 174
7.3.1 顺序状态 174
7.3.2 并发状态 174
7.3.3 同步状态 175
7.3.4 历史状态 175
7.3.5 子状态机引用 176
7.4 实战——自动存取款系统状态机图 178
7.5 思考与练习 180
第8章 活动图 181
8.1 活动图的基本概念 182
8.1.1 活动图的定义 182
8.1.2 活动图的作用 182
8.1.3 活动图的主要元素 183
8.1.4 理解活动与动作 184
8.1.5 活动图与状态图的区别 186
8.2 活动图的元素详解 186
8.2.1 动作状态 186
8.2.2 活动状态 186
8.2.3 开始和结束状态 187
8.2.4 分支与合并 188
8.2.5 分叉与汇合 190
8.2.6 对象流 191
8.2.7 泳道 192
8.3 活动转换 193
8.3.1 转移 193
8.3.2 判定 194
8.3.3 发送和接收信号动作 195
8.3.4 事件和触发器 195
8.3.5 可中断区间 196
8.3.6 异常 197
8.4 实战——活动图的应用 198
8.5 思考与练习 200
第9章 顺序图和时间图 203
9.1 顺序图简介 204
9.2 顺序图的构成 205
9.2.1 对象 205
9.2.2 生命线和激活期 208
9.2.3 消息 209
9.2.4 序号 210
9.2.5 参数 212
9.2.6 激活期规范 213
9.3 消息类型 217
9.3.1 同步消息 217
9.3.2 异步消息 218
9.3.3 反身消息 219
9.3.4 接收发送消息 220
9.3.5 消息分支和从属流 220
9.4 组合片段 222
9.4.1 组合片段简介 222
9.4.2 选项组合片段 224
9.4.3 备选组合片段 225
9.4.4 循环组合片段 226
9.4.5 引用组合片段 227
9.5 时间图 228
9.5.1 时间图概述 228
9.5.2 时间图的构成 229
9.5.3 时间约束 234
9.5.4 替代表示法 235
9.6 实战——团购系统顺序图 236
9.7 思考与练习 241
第10章 通信图和交互概览图 245
10.1 通信图简介 246
10.1.1 通信图概述 246
10.1.2 对象与类角色 247
10.1.3 关联角色与链接 248
10.1.4 消息 250
10.2 消息序号和控制点 251
10.2.1 消息序号 252
10.2.2 消息控制点 252
10.3 创建对象 253
10.4 消息迭代 253
10.4.1 对象的迭代 254
10.4.2 消息的迭代 254
10.5 交互图 255
10.6 交互概览图 256
10.6.1 交互概览图简介 256
10.6.2 绘制交互概览图 257
10.7 实战——在线报考系统的交互图 257
10.8 思考与练习 259
第11章 绘制UML的实现图 261
11.1 了解组件 262
11.1.1 组件概述 262
11.1.2 组件的符号 262
11.2 组件图 265
11.2.1 组件图概述 265
11.2.2 组件间的关系 267
11.2.3 组件图和类图 268
11.2.4 实战——绘制组件图 268
11.3 使用组件图建模 269
11.3.1 对源代码建模 270
11.3.2 对可执行体的发布建模 270
11.3.3 对物理数据库建模 271
11.3.4 对可适应的系统建模 272
11.4 了解节点 272
11.4.1 节点的符号 272
11.4.2 节点和组件的区别 273
11.5 部署图 274
11.5.1 部署图概述 274
11.5.2 部署图的关系 275
11.5.3 实战——绘制部署图 276
11.6 使用部署图建模 278
11.6.1 对嵌入式系统建模 278
11.6.2 对客户/服务器建模 279
11.6.3 对全分布式系统建模 280
11.7 思考与练习 281
第12章 UML到关系型数据库的映射 285
12.1 关系型数据库与UML模型 286
12.1.1 关系型数据库管理系统 286
12.1.2 UML模型 286
12.2 基本结构映射 287
12.2.1 主键的生成 287
12.2.2 属性类型到域的映射 288
12.2.3 属性到列的映射 289
12.3 泛化关系的映射 289
12.3.1 所有类的映射 289
12.3.2 除无属性外类的映射 291
12.3.3 父类属性下移 291
12.3.4 子类属性上移 292
12.3.5 映射方法比较 293
12.4 关联关系的映射 294
12.4.1 一对一关联的映射 294
12.4.2 零或一对一关联的映射 295
12.4.3 一对多关联的映射 295
12.4.4 多对多关联的映射 297
12.4.5 聚合和组合关系的映射 298
12.4.6 映射时应避免的情况 298
12.5 完整性与约束检查 299
12.5.1 父表的约束 300
12.5.2 子表的约束 301
12.6 其他相关问题 302
12.6.1 存储过程 302
12.6.2 触发器 302
12.6.3 索引 303
12.7 实战——软件公司UML模型的映射 303
12.8 思考与练习 305
第13章 UML与统一过程 309
13.1 软件开发过程简介 310
13.2 定义和理解软件工程的过程 311
13.3 软件成熟标准：CMM 311
13.3.1 使用CMM的意义 311
13.3.2 CMM等级 312
13.3.3 CMM框架 314
13.3.4 CMM结构 315
13.4 RUP简介 316
13.4.1 使用RUP的意义 316
13.4.2 什么是RUP 317
13.4.3 RUP的特点 318
13.4.4 RUP六大开发经验 320
13.5 RUP二维开发模型 321
13.5.1 时间维 322
13.5.2 RUP的静态结构 324
13.6 RUP工作流程 326
13.6.1 初始阶段 326
13.6.2 细化阶段 327
13.6.3 构造阶段 328
13.6.4 交付阶段 329
13.7 RUP的核心工作流 329
13.7.1 商业建模 329
13.7.2 需求 329
13.7.3 分析和设计 331
13.7.4 实现 332
13.7.5 测试 332
13.7.6 部署 333
13.7.7 配置和变更管理 333
13.7.8 项目管理 334
13.7.9 环境 334
13.8 如何在过程中使用UML 334
13.8.1 以架构为中心 334
13.8.2 用例驱动 335
13.8.3 UML对迭代开发的支持 335
13.8.4 UML图与工作流程之间的关系 336
13.9 思考与练习 336
第14章 UML与Java语言映射 339
14.1 模型映射为Java的实现 340
14.1.1 转换为Java类 340
14.1.2 转换原则 341
14.2 实现常见关联 342
14.2.1 基本关联 342
14.2.2 强制对可选或者强制关联 343
14.2.3 可选对可选关联 344
14.2.4 可选对多关联 345
14.2.5 强制对多关联 346
14.2.6 多对多关联 346
14.2.7 关联类的实现 347
14.2.8 聚合关联的实现 348
14.2.9 组合关联的实现 348
14.3 实现泛化 349
14.4 特殊模型的映射 350
14.4.1 包 350
14.4.2 接口 350
14.4.3 枚举 352
14.5 实战——类图与Java的工程化 352
14.5.1 正向工程 352
14.5.2 逆向工程 355
14.6 思考与练习 357
第15章 UML与设计模式 359
15.1 了解模式 360
15.2 软件设计模式 360
15.2.1 了解设计模式 360
15.2.2 设计模式的诞生 362
15.2.3 设计模式的原则 363
15.2.4 设计模式的分类 364
15.3 设计模式的元素 366
15.3.1 关键元素 366
15.3.2 其他元素 367
15.4 创建型模式 367
15.4.1 了解创建型模式 368
15.4.2 简单工厂模式 368
15.4.3 工厂方法模式 372
15.4.4 抽象工厂模式 375
15.4.5 单例模式 380
15.5 结构型模式 384
15.5.1 了解结构型模式 384
15.5.2 适配器模式 385
15.5.3 外观模式 388
15.6 观察者模式 390
15.6.1 了解观察者模式 390
15.6.2 实战——自定义观察者模式 391
15.7 思考与练习 393
第16章 即时通信系统 395
16.1 系统建模概述 396
16.1.1 系统开发的背景 396
16.1.2 系统建模的基本步骤 396
16.2 系统分析 397
16.2.1 系统结构 397
16.2.2 需求分析 398
16.3 用例图 398
16.3.1 确定参与者 399
16.3.2 确定用例 399
16.3.3 绘制系统用例图 400
16.4 静态图 402
16.4.1 即时通信类 402
16.4.2 即时通信类图 404
16.5 行为图 405
16.5.1 行为分析 405
16.5.2 用户聊天的活动图 406
16.5.3 可疑言论处理活动图 406
16.6 交互图 408
16.6.1 用户登录顺序图 408
16.6.2 离线消息顺序图 409
16.6.3 言论处理顺序图 409
16.6.4 在线通信顺序图 410
16.6.5 交互概览图 411
16.7 组件图 412
附录 各章思考与练习答案 415
