UML 建模、設(shè)計(jì)與分析（從新手到高手）

目    錄
準(zhǔn)備篇
第1章  UML概述    2
1.1  認(rèn)識(shí)UML    3
　　1.1.1  UML的發(fā)展歷程    3
　　1.1.2  UML統(tǒng)一的作用    3
　　1.1.3  UML體系結(jié)構(gòu)    4
　　1.1.4  UML建模流程    5
1.2  UML的組成    5
　　1.2.1  事物    5
　　1.2.2  關(guān)系    7
　　1.2.3  圖    7
1.3  UML的視圖和通用機(jī)制    10
　　1.3.1  UML的視圖    10
　　1.3.2  通用機(jī)制    11
1.4  Rational統(tǒng)一過(guò)程    12
　　1.4.1  過(guò)程的特點(diǎn)    12
　　1.4.2  階段和迭代    12
　　1.4.3  任務(wù)和制品    13
　　1.4.4  制品    14
1.5  面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)    15
　　1.5.1  面向?qū)ο蟮母拍?nbsp;   15
　　1.5.2  面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)的概述    15
　　1.5.3  面向?qū)ο蟮闹饕卣?nbsp;   17
　　1.5.4  面向?qū)ο蟮膶?nbsp;   18
　　1.5.5  面向?qū)ο蟮哪Ｐ?nbsp;   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工作環(huán)境    25
　　2.2.3  Rational Rose中的視圖    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  創(chuàng)建Rational Rose框圖    28
　　2.3.3  保存與發(fā)布模型    30
　　2.3.4  導(dǎo)入與導(dǎo)出模型    31
　　2.3.5  設(shè)置全局選項(xiàng)    31
2.4  雙向工程    32
　　2.4.1  正向工程    32
　　2.4.2  逆向工程    34
　　
基礎(chǔ)篇
第3章  用例和用例圖    36
3.1  用例圖的構(gòu)成    37
　　3.1.1  什么是用例圖    37
　　3.1.2  系統(tǒng)    37
　　3.1.3  參與者    38
　　3.1.4  用例    39
　　3.1.5  關(guān)系    41
3.2  用例關(guān)系和描述    41
　　3.2.1  泛化關(guān)系    41
　　3.2.2  包含關(guān)系    43
　　3.2.3  擴(kuò)展關(guān)系    44
　　3.2.4  用例描述    45
3.3  繪制用例圖    47
　　3.3.1  新建用例圖    47
　　3.3.2  創(chuàng)建內(nèi)容    48
3.4  建模實(shí)例：創(chuàng)建BBS論壇用例圖    50
　　3.4.1  確定系統(tǒng)信息    50
　　3.4.2  前臺(tái)功能概述    51
　　3.4.3  構(gòu)造用例模型    52
3.5  新手訓(xùn)練營(yíng)    54
第4章  類(lèi)圖    57
4.1  類(lèi)圖的概念    58
　　4.1.1  類(lèi)圖概述    58
　　4.1.2  類(lèi)    59
　　4.1.3  定義類(lèi)    62
　　4.1.4  接口    63
4.2  泛化關(guān)系    64
　　4.2.1  泛化的含義和用途    64
　　4.2.2  泛化的層次與多重繼承    64
　　4.2.3  泛化約束    65
4.3  依賴(lài)關(guān)系和實(shí)現(xiàn)關(guān)系    66
　　4.3.1  依賴(lài)關(guān)系    66
　　4.3.2  實(shí)現(xiàn)關(guān)系    67
4.4  關(guān)聯(lián)關(guān)系    68
　　4.4.1  二元關(guān)聯(lián)    68
　　4.4.2  關(guān)聯(lián)類(lèi)    72
　　4.4.3  或關(guān)聯(lián)與反身關(guān)聯(lián)    72
　　4.4.4  聚合關(guān)系    73
　　4.4.5  組合關(guān)系    73
4.5  繪制類(lèi)圖    74
　　4.5.1  創(chuàng)建類(lèi)圖    74
　　4.5.2  操作類(lèi)圖    75
　　4.5.3  類(lèi)圖的規(guī)范    76
4.6  建模實(shí)例：創(chuàng)建BBS論壇類(lèi)圖    78
　　4.6.1  創(chuàng)建實(shí)體類(lèi)    78
　　4.6.2  創(chuàng)建類(lèi)與類(lèi)之間的關(guān)系圖    80
4.7  新手訓(xùn)練營(yíng)    81
第5章  對(duì)象圖和包圖    83
5.1  對(duì)象圖    84
　　5.1.1  對(duì)象和類(lèi)    84
　　5.1.2  對(duì)象和鏈    84
　　5.1.3  對(duì)象圖概述    85
　　5.1.4  對(duì)象圖和類(lèi)圖的區(qū)別    86
　　5.1.5  使用對(duì)象圖測(cè)試類(lèi)圖    87
5.2  包圖    88
　　5.2.1  包    88
　　5.2.2  導(dǎo)入包    90
　　5.2.3  包圖概述    90
　　5.2.4  包之間的關(guān)系    92
　　5.2.5  包圖和類(lèi)圖的區(qū)別    93
5.3  對(duì)象圖和包圖建模    93
　　5.3.1  使用對(duì)象圖建模    93
　　5.3.2  使用包圖建模    93
5.4  繪制對(duì)象圖    94
　　5.4.1  繪制方法    94
　　5.4.2  繪制實(shí)例    94
5.5  繪制包圖    95
　　5.5.1  繪制包圖    95
　　5.5.2  規(guī)范使用的共性    96
　　5.5.3  繪制嵌套包圖    97
5.6  建模實(shí)例：創(chuàng)建機(jī)房系統(tǒng)對(duì)象圖    98
　　5.6.1  創(chuàng)建對(duì)象元素    98
　　5.6.2  創(chuàng)建對(duì)象關(guān)系    98
5.7  新手訓(xùn)練營(yíng)    99
第6章  活動(dòng)圖    100
6.1  活動(dòng)圖概述    101
　　6.1.1  定義活動(dòng)圖    101
　　6.1.2  活動(dòng)圖的主要元素    102
　　6.1.3  了解活動(dòng)和動(dòng)作    102
6.2  活動(dòng)圖的組成元素    103
　　6.2.1  基本組成元素    103
　　6.2.2  其他組成元素    105
6.3  控制節(jié)點(diǎn)    110
　　6.3.1  分支與合并    110
　　6.3.2  分叉與匯合    111
6.4  繪制活動(dòng)圖    112
　　6.4.1  創(chuàng)建活動(dòng)圖    112
　　6.4.2  操作活動(dòng)圖    112
6.5  建模實(shí)例：創(chuàng)建BBS論壇
活動(dòng)圖    116
　　6.5.1  建模步驟    116
　　6.5.2  創(chuàng)建活動(dòng)圖    117
6.6  新手訓(xùn)練營(yíng)    118
第7章  順序圖    120
7.1  順序圖概述    121
　　7.1.1  什么是順序圖    121
　　7.1.2  順序圖的元素    121
7.2  順序圖的構(gòu)成元素    122
　　7.2.1  對(duì)象    122
　　7.2.2  生命線    123
　　7.2.3  消息    123
　　7.2.4  激活    128
7.3  建模和執(zhí)行    128
　　7.3.1  建模時(shí)間    128
　　7.3.2  執(zhí)行規(guī)范    129
　　7.3.3  建模迭代    130
7.4  繪制順序圖    130
　　7.4.1  創(chuàng)建順序圖    130
　　7.4.2  操作元素    131
　　7.4.3  限制因素和圖形項(xiàng)配置    132
7.5  建模實(shí)例：創(chuàng)建BBS論壇順序圖    133
　　7.5.1  會(huì)員用戶(hù)功能順序圖    133
　　7.5.2  普通用戶(hù)功能順序圖    134
7.6  新手訓(xùn)練營(yíng)    135
第8章  通信圖和時(shí)序圖    137
8.1  通信圖概述    138
　　8.1.1  什么是通信圖    138
　　8.1.2  對(duì)象與類(lèi)角色    138
　　8.1.3  關(guān)聯(lián)角色與鏈接    139
　　8.1.4  消息    140
8.2  操作消息元素    140
　　8.2.1  消息序列號(hào)與控制點(diǎn)    140
　　8.2.2  創(chuàng)建對(duì)象    141
　　8.2.3  消息迭代    141
8.3  時(shí)序圖概述    142
　　8.3.1  什么是時(shí)序圖    142
　　8.3.2  時(shí)序圖中的對(duì)象    143
　　8.3.3  狀態(tài)    143
　　8.3.4  時(shí)間    143
　　8.3.5  狀態(tài)線    144
　　8.3.6  事件與消息    144
8.4  時(shí)間約束和替代    145
　　8.4.1  時(shí)間約束    145
　　8.4.2  時(shí)序圖的替代表示法    146
8.5  繪制通信圖    147
　　8.5.1  創(chuàng)建通信圖    147
　　8.5.2  操作通信圖    147
8.6  建模實(shí)例：創(chuàng)建BBS論壇通信圖    149
　　8.6.1  會(huì)員用戶(hù)功能通信圖    149
　　8.6.2  普通用戶(hù)功能通信圖    150
8.7  新手訓(xùn)練營(yíng)    151
第9章  狀態(tài)機(jī)圖    153
9.1  狀態(tài)機(jī)概述    154
　　9.1.1  狀態(tài)機(jī)及其構(gòu)成    154
　　9.1.2  狀態(tài)機(jī)圖標(biāo)記符    154
9.2  轉(zhuǎn)移    155
　　9.2.1  轉(zhuǎn)移的定義    155
　　9.2.2  事件    156
　　9.2.3  動(dòng)作    158
　　9.2.4  轉(zhuǎn)移的類(lèi)型    159
9.3  組合狀態(tài)    160
　　9.3.1  順序狀態(tài)    160
　　9.3.2  并發(fā)子狀態(tài)    160
　　9.3.3  同步狀態(tài)    161
　　9.3.4  歷史狀態(tài)    161
　　9.3.5  子狀態(tài)機(jī)引用狀態(tài)    162
9.4  繪制狀態(tài)機(jī)圖    162
　　9.4.1  創(chuàng)建狀態(tài)機(jī)圖    162
　　9.4.2  繪制各類(lèi)元素    163
9.5  建模實(shí)例：創(chuàng)建自動(dòng)取款機(jī)
狀態(tài)機(jī)圖    165
　　9.5.1  分析狀態(tài)機(jī)圖    165
　　9.5.2  創(chuàng)建狀態(tài)機(jī)圖    166
9.6  新手訓(xùn)練營(yíng)    167
第10章  組件圖和部署圖    169
10.1  構(gòu)造實(shí)現(xiàn)方式圖概述    170
　　10.1.1  組件圖概述    170
　　10.1.2  部署圖概述    170
　　10.1.3  組合組件圖和部署圖    171
10.2  組件圖    171
　　10.2.1  組件    171
　　10.2.2  接口    173
10.2.3  組件間的關(guān)系與
組件嵌套    174
　　10.2.4  組件圖的建模應(yīng)用    174
　　10.2.5  組件圖的適用情況    175
10.3  部署圖    176
　　10.3.1  節(jié)點(diǎn)和連接    176
　　10.3.2  部署間的關(guān)系    177
10.3.3  部署圖的適用情況及
繪制    177
　　10.3.4  部署圖的建模應(yīng)用    178
10.4  繪制部署圖    179
10.4.1  初識(shí)部署圖    179
10.4.2  添加元素    179
10.5  繪制組件圖    180
10.5.1  創(chuàng)建組件圖    180
10.5.2  添加組件元素    181
10.6  建模實(shí)例：創(chuàng)建BBS論壇組
件圖和部署圖    182
10.6.1  實(shí)現(xiàn)BBS論壇組件圖    182
10.6.2  實(shí)現(xiàn)BBS論壇部署圖    183
10.7  新手訓(xùn)練營(yíng)    183
第11章  組合結(jié)構(gòu)圖和交互概覽圖    186
11.1  組合結(jié)構(gòu)圖    187
11.1.1  內(nèi)部結(jié)構(gòu)    187
11.1.2  端口    188
11.1.3  協(xié)作    189
11.2  交互概覽圖    190
11.2.1  組成部分    190
11.2.2  使用交互    191
11.2.3  組合交互    192
11.3  建模實(shí)例：創(chuàng)建網(wǎng)上購(gòu)物
 系統(tǒng)用例圖    193
11.3.1  系統(tǒng)概述    193
11.3.2  創(chuàng)建用例圖    195
11.4  新手訓(xùn)練營(yíng)    197
進(jìn)階篇
第12章  UML與RUP    200
12.1  RUP概述    201
12.1.1  理解軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程    201
12.1.2  什么是RUP    201
12.1.3  RUP的作用    202
12.1.4  RUP的特點(diǎn)    203
12.2  RUP的二維空間    203
12.2.1  時(shí)間維    204
12.2.2  RUP的靜態(tài)結(jié)構(gòu)    205
12.3  核心工作流程    207
12.3.1  需求獲取工作流    207
12.3.2  分析工作流    209
12.3.3  設(shè)計(jì)工作流    210
12.3.4  實(shí)現(xiàn)工作流    211
12.3.5  測(cè)試工作流    212
12.4  Rational Rose在RUP模型中的
應(yīng)用    214
12.4.1  可視化建模    214
12.4.2  Rational Rose建模與
RUP    214
12.4.3  Rational Rose建模與RUP
應(yīng)用實(shí)例    215
12.5  建模實(shí)例：創(chuàng)建網(wǎng)上購(gòu)物系統(tǒng)
靜態(tài)模型    217
12.5.1  定義系統(tǒng)的類(lèi)    217
12.5.2  創(chuàng)建類(lèi)關(guān)系    218
12.6  新手訓(xùn)練營(yíng)    218
第13章  對(duì)象約束語(yǔ)言    221
13.1  對(duì)象約束語(yǔ)言概述    222
13.1.1  對(duì)象約束語(yǔ)言簡(jiǎn)介    222
13.1.2  語(yǔ)言結(jié)構(gòu)    222
13.1.3  語(yǔ)言語(yǔ)法    223
13.1.4  表達(dá)式    225
13.2  數(shù)據(jù)類(lèi)型    225
13.2.1  基本數(shù)據(jù)類(lèi)型    226
13.2.2  集合類(lèi)型    227
13.2.3  OclMessage類(lèi)型    227
13.2.4  OclVoid和OclAny類(lèi)型    227
13.2.5  模型元素類(lèi)型    228
13.3  集合    229
13.3.1  創(chuàng)建集合    229
13.3.2  操作集合    229
13.3.3  Collection類(lèi)型    230
13.3.4  Set類(lèi)型    231
13.3.5  Bag類(lèi)型    232
13.3.6  Sequence類(lèi)型    233
13.4  語(yǔ)言約束    234
13.4.1  使用約束    234
13.4.2  對(duì)象級(jí)約束    236
13.4.3  消息級(jí)約束    237
13.4.4  約束和泛化    238
13.5  建模實(shí)例：創(chuàng)建網(wǎng)上購(gòu)物系統(tǒng)的交互模型    239
13.5.1  順序圖    239
13.5.2  通信圖    241
13.6  新手訓(xùn)練營(yíng)    241
第14章  UML擴(kuò)展機(jī)制    243
14.1  UML的體系結(jié)構(gòu)    244
14.1.1  UML擴(kuò)展機(jī)制概述    244
14.1.2  4層元模型體系結(jié)構(gòu)    244
14.1.3  元元模型層    245
14.1.4  元模型層    246
14.2  UML核心語(yǔ)義    247
14.2.1  模型元素    247
14.2.2  視圖元素    248
14.3  構(gòu)造型    249
14.3.1  表示構(gòu)造型    249
14.3.2  UML標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造型    249
14.3.3  使用UML擴(kuò)展機(jī)制
進(jìn)行建模    252
14.4  標(biāo)記值    253
14.4.1  表示標(biāo)記值    254
14.4.2  UML標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記值    254
14.4.3  自定義標(biāo)記值    254
14.4.4  標(biāo)記值應(yīng)用元素    254
14.5  約束    255
14.5.1  表示約束    255
14.5.2  UML標(biāo)準(zhǔn)約束    256
14.5.3  自定義約束    258
14.6  建模實(shí)例：完成網(wǎng)上購(gòu)物系統(tǒng)的
創(chuàng)建    258
14.6.1  創(chuàng)建狀態(tài)機(jī)圖    258
14.6.2  創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)方式圖    260
14.7  新手訓(xùn)練營(yíng)    261
第15章  UML與數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)    263
15.1  數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述    264
15.1.1  數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與UML模型    264
15.1.2  數(shù)據(jù)庫(kù)接口    264
15.2  類(lèi)圖到數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)換    265
15.2.1  基本映射轉(zhuǎn)換    265
15.2.2  類(lèi)到表的轉(zhuǎn)換    266
15.2.3  關(guān)聯(lián)關(guān)系的轉(zhuǎn)換    268
15.2.4  需要避免的映射情況    268
15.3  完整性與約束驗(yàn)證    269
15.3.1  父表的約束    269
15.3.2  子表的約束    270
15.4  數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)與轉(zhuǎn)換技術(shù)    271
15.4.1  類(lèi)映射到數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)    271
15.4.2  UML模型轉(zhuǎn)換為
數(shù)據(jù)庫(kù)    272
15.4.3  SQL語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)
數(shù)據(jù)庫(kù)功能    273
15.5  建模實(shí)例：創(chuàng)建圖書(shū)管理
系統(tǒng)用例圖    274
15.5.1  需求分析    274
15.5.2  識(shí)別參與者和用例    275
15.5.3  用例描述    276
15.6  新手訓(xùn)練營(yíng)    278
第16章  基于C 的UML模型實(shí)現(xiàn)    280
16.1  模型元素的簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)    281
16.1.1  類(lèi)    281
16.1.2  實(shí)現(xiàn)原理    281
16.2  實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)    283
16.2.1  基本關(guān)聯(lián)    283
16.2.2  強(qiáng)制對(duì)可選或者
強(qiáng)制關(guān)聯(lián)    284
16.2.3  可選對(duì)可選關(guān)聯(lián)    284
16.2.4  可選對(duì)多關(guān)聯(lián)    284
16.2.5  強(qiáng)制對(duì)多關(guān)聯(lián)    285
16.2.6  多對(duì)多關(guān)聯(lián)    285
16.2.7  有序關(guān)聯(lián)的實(shí)現(xiàn)    286
16.2.8  關(guān)聯(lián)類(lèi)的實(shí)現(xiàn)    286
16.3  受限關(guān)聯(lián)的實(shí)現(xiàn)    287
16.3.1  受限關(guān)聯(lián)概述    287
16.3.2  強(qiáng)制或者可選對(duì)可選
受限關(guān)聯(lián)    288
16.3.3  可選對(duì)強(qiáng)制或者可選
受限關(guān)聯(lián)    288
16.3.4  多對(duì)可選的受限關(guān)聯(lián)    289
16.3.5  多對(duì)受限關(guān)聯(lián)    290
16.4  UML關(guān)系的實(shí)現(xiàn)    290
16.4.1  泛化關(guān)系的實(shí)現(xiàn)    290
16.4.2  聚合與組合關(guān)系的
實(shí)現(xiàn)    291
16.5  特殊類(lèi)的實(shí)現(xiàn)    291
16.5.1  接口    292
16.5.2  枚舉    292
16.5.3  包    293
16.5.4  模板    293
16.6  建模實(shí)例：創(chuàng)建圖書(shū)管理系統(tǒng)
靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型    294
16.6.1  定義系統(tǒng)中的
對(duì)象和類(lèi)    294
16.6.2  定義用戶(hù)界面類(lèi)    296
16.6.3  類(lèi)之間的關(guān)系    298
16.7  新手訓(xùn)練營(yíng)    299
第17章  UML與建模    303
17.1  數(shù)據(jù)建模    304
17.1.1  數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述    304
17.1.2  數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟    305
17.1.3  對(duì)象模型和數(shù)據(jù)模型的
互相轉(zhuǎn)換    308
17.2  業(yè)務(wù)建模    309
17.2.1  業(yè)務(wù)建模概述    309
17.2.2  UML業(yè)務(wù)建模擴(kuò)展    310
17.2.3  業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu)    312
17.3  Web建模    312
17.3.1  Web建模概述    312
17.3.2  Web建模擴(kuò)展WAE    313
17.3.3  Rational Rose中的
Web建模    315
17.4  建模實(shí)例：創(chuàng)建圖書(shū)管理
系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為模型    317
17.4.1  建立順序圖    317
17.4.2  建立狀態(tài)圖    325
17.4.3  物理模型    326
17.5  新手訓(xùn)練營(yíng)    327
第18章  Web應(yīng)用程序設(shè)計(jì)    329
18.1  Web應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)    330
18.1.1  瘦客戶(hù)端模式    330
18.1.2  胖客戶(hù)端模式    331
18.1.3  Web傳輸模式    332
18.2  Web應(yīng)用系統(tǒng)的UML建模
方法    332
18.2.1  Web頁(yè)面建模    332
18.2.2  表單建模    333
18.2.3  組件建模    333
18.2.4  框架建模    334
18.3  UML在學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)建模中的
運(yùn)用    334
18.3.1  系統(tǒng)需求分析    334
18.3.2  系統(tǒng)設(shè)計(jì)    335
18.4  系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)和部署    339
18.4.1  系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)    340
18.4.2  系統(tǒng)部署    341
第19章  嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)    342
19.1  嵌入式系統(tǒng)概述    343
19.1.1  嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)    343
19.1.2  嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)技術(shù)    344
19.2  嵌入式系統(tǒng)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  識(shí)別用例    347
19.2.4  使用順序圖描述用例    348
19.3  系統(tǒng)的靜態(tài)模型    349
19.3.1  識(shí)別系統(tǒng)中的對(duì)象或類(lèi)    349
19.3.2  繪制類(lèi)圖    349
19.4  系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型    352
19.4.1  狀態(tài)機(jī)圖    352
19.4.2  協(xié)作圖    353
19.5  體系結(jié)構(gòu)    354