统一建模语言UML（第2版）/21世纪高等学校规划教材·软件工程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

内容简介

　　《统一建模语言UML（第2版）/21世纪高等学校规划教材·软件工程》是一本UML2.0学习和应用手册。《统一建模语言UML（第2版）/21世纪高等学校规划教材·软件工程》不仅详细阐述了UML在建模活动中的基本应用方法，而且对UML的建模图示在软件生命周期中的应用进行了分类。在介绍UML的10种最为重要的语言图示时，首先强调的是该种UML图示在软件建模活动中的建模目的。然后，根据UML各种图示的语法结构详细解释了该图示在实际建模中的不同表示形式和语法，最后应用UMI。图示对一个贯穿全书的真实软件工程项目实例进行了建模示范，使读者在深入理解UML语义、语法和图示法的同时，能牢牢把握住学习该UML图示的目的和意义。《统一建模语言UML（第2版）/21世纪高等学校规划教材·软件工程》可作为高等学校计算机、电子、通信等专业高年级学生及研究生课程教学用书，同时对软件研究者和开发人员也颇具有参考价值。

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目录

第1部分 知识篇
第1章 导言
1.1 模型
1.2 开发软件为什么需要模型
1.3 什么是统一建模语言
1.4 UML的发展史
1.5 模型驱动的软件构架
1.5.1 MDA的三种模型
1.5.2 MDA的三个核心建模标准
1.5.3 0MG的4层模型结构
1.6 UML的建模对象
1.6.1 UML的结构模型
1.6.2 UML的行为模型
1.7 总结

第2章 用例图
2.1 基于用例的系统行为建模
2.2 用例图
2.3 用例图的表示方法
2.3.1 参与者
2.3.2 用例
2.3.3 用例之间的关系
2.4 总结

第3章 对象图
3.1 基于对象的系统瞬间状态建模
3.2 对象图
3.3 对象图的表示方法
3.3.1 对象
3.3.2 链
3.4 总结

第4章 顺序图
4.1 基于交互的对象行为建模：交互时的行为顺序
4.2 顺序图
4.3 顺序图的表示方法
4.3.1 生命线
4.3.2 活动条
4.3.3 消息
4.3.4 交互框
4.4 案例分析
4.5 总结

第5章 通信图
5.1 基于交互的对象行为建模：交互时的对象结构
5.2 通信图
5.3 通信图的表示方法
5.3.1 交互的参与者
5.3.2 链接
5.3.3 消息
5.4 案例分析
5.5 总结
……
第2部分 实践篇
附录A UML的扩展机制
附录B PPS项目的部分主要用例的用例规约
附录C 某离散性制造装配公司的客户端应用
附录D 第12-13章中模型的Java可执行程序
术语英汉对照表
参考文献

前言/序言

探索软件设计的艺术与科学 在瞬息万变的数字时代，软件开发已经成为驱动创新、重塑行业的关键力量。从支撑日常生活的应用程序到驱动前沿科学研究的复杂系统，软件无处不在，其设计和构建的质量直接影响着技术的进步与社会的效率。然而，软件开发并非易事，它是一门融合了严谨科学与精妙艺术的学科，需要开发者具备深邃的洞察力、卓越的逻辑思维以及清晰的沟通能力。 本书将带领读者踏上一段深入探索软件设计精髓的旅程，聚焦于一种强大的、被业界广泛认可的建模语言——统一建模语言（Unified Modeling Language，UML）。UML并非一种编程语言，而是一种用于软件系统分析和设计的可视化语言，它提供了一套标准化的图表和符号，能够清晰地表达软件系统的结构、行为和架构。通过掌握UML，开发者能够将抽象的软件概念转化为直观的图形，从而极大地提升沟通效率，减少误解，并促进团队协作。 理解软件的需求与分析 在软件开发生命周期的起点，准确理解和定义需求至关重要。我们并非直接进入编码阶段，而是需要深入挖掘用户和业务的真实需求，将其转化为清晰、可执行的规范。本书将引导读者学习如何运用UML中的用例图（Use Case Diagram）来捕获系统的功能需求。用例图以直观的方式展示了用户（称为Actor）与系统之间的交互，描述了系统提供的服务以及用户期望达到的目标。通过绘制用例图，我们可以清晰地界定系统的边界，明确各个功能的范围，并为后续的设计奠定坚实的基础。 除了功能性需求，我们还需要考虑非功能性需求，例如性能、安全性、可维护性等。虽然用例图主要关注功能，但其描述的用例细节和前提条件，在一定程度上也能够反映出对这些非功能性需求的初步考量。本书将深入探讨如何细化用例描述，使其包含更丰富的信息，从而更好地支持后续的设计决策，并为测试人员提供更明确的验证依据。 构建软件系统的蓝图：结构建模 一旦我们对系统的功能有了清晰的认识，就需要开始构建其内部的骨架——软件的结构。UML提供了多种图表来描述系统的静态结构，其中类图（Class Diagram）是最核心、最常用的图表之一。类图描绘了系统中存在的类（Class）、它们的属性（Attribute）、操作（Operation）以及类之间的关系（如关联、聚合、组合、继承、泛化等）。 想象一下，我们要构建一个在线图书商城。类图可以帮助我们定义“图书”、“用户”、“订单”、“购物车”等核心类，并描述它们各自拥有的信息（例如，图书有书名、作者、ISBN、价格；用户有姓名、地址、联系方式）以及它们之间如何相互关联（例如，一个用户可以拥有多个订单；一个订单可以包含多本图书）。通过精确地定义类和它们之间的关系，我们可以形成一个清晰、一致的软件设计蓝图，确保各个组件之间协同工作，形成一个健壮而可扩展的整体。 除了类图，本书还将介绍其他重要的结构图，如对象图（Object Diagram）、包图（Package Diagram）和组件图（Component Diagram）。对象图展示了在特定时刻系统中对象的实例以及它们之间的关系，可以看作是类图的一个具体快照，有助于理解系统的运行时状态。包图则用于组织和管理大型系统中的类和组件，将相关的元素打包到逻辑单元中，从而简化系统的复杂性，提高可维护性。组件图则关注系统的物理结构，描述了软件组件、它们的接口以及它们之间的依赖关系，对于理解系统的部署和集成至关重要。 刻画软件的行为与流程：行为建模 软件的生命力在于其动态的行为和信息的流动。仅仅定义系统的静态结构是不够的，我们还需要描述系统如何响应事件、如何执行操作以及数据如何在系统中流动。UML的行为建模图提供了强大的工具来捕捉这些动态方面。 顺序图（Sequence Diagram）是描述对象之间交互的最直观的方式之一。它以时间为轴，展示了对象之间发送消息的顺序。通过顺序图，我们可以清晰地看到一个操作是如何一步步在不同的对象之间传递，以及每个对象在其中扮演的角色。例如，在图书商城下单的过程中，顺序图可以清晰地展示用户点击“购买”按钮后，购物车对象如何调用订单对象创建订单，订单对象如何调用支付服务进行支付，以及最后如何更新用户的信息。 协作图（Communication Diagram），也称为关联图（Collaboration Diagram），与顺序图类似，但也强调对象之间的链接和它们之间的通信。它更侧重于对象之间的关系，而不是严格的时间顺序。 状态机图（State Machine Diagram）则用于描述一个对象在生命周期中可能经历的状态以及引起状态转换的事件。这对于理解那些具有复杂状态管理的类非常有用，例如一个订单可能经历“待支付”、“已支付”、“已发货”、“已完成”、“已取消”等状态。状态机图能够清晰地描绘出这些状态之间的转换逻辑，确保系统的行为符合预期。 活动图（Activity Diagram）则更加通用，它用于描述工作流、业务流程或算法的步骤。它类似于传统的流程图，但提供了更多的建模能力，可以用来表示并行活动、分支和合并等。活动图在描述业务逻辑、用户界面流程或算法的实现细节时非常有用。 把握软件的整体架构与设计原则 除了具体的图表，UML还提供了一种通用的语言来思考和沟通软件的架构。本书将引导读者理解，UML不仅仅是绘制图表的工具，更是理解和设计复杂系统的思维框架。我们将探讨如何利用UML来识别和表达软件设计的模式（Design Patterns），这些模式是解决软件开发中常见问题的成熟方案，能够提高代码的可重用性、可维护性和可读性。 此外，理解和应用面向对象设计（Object-Oriented Design，OOD）的原则，如封装（Encapsulation）、继承（Inheritance）、多态（Polymorphism）和抽象（Abstraction），是使用UML进行有效建模的基础。UML图表能够直观地体现这些原则的应用，帮助开发者设计出更具弹性、易于扩展和维护的软件系统。 UML在软件开发全生命周期中的应用 UML的应用贯穿于软件开发的整个生命周期。在需求分析阶段，它帮助我们理解和记录需求；在设计阶段，它成为构建系统蓝图的利器；在实现阶段，它指导开发人员编写代码；在测试阶段，它为测试用例的设计提供依据；甚至在维护阶段，清晰的UML文档也能帮助理解和修改现有系统。 本书旨在为读者提供一个全面而深入的学习路径，从UML的基本概念和符号出发，逐步深入到各种图表的详细解释和实际应用。通过大量的案例分析和实践指导，读者将能够熟练运用UML来分析、设计、沟通和文档化软件系统。无论您是初涉软件开发的学习者，还是经验丰富的开发人员，本书都将是您提升软件设计能力、驾驭复杂项目的不二之选，帮助您在这个充满活力的领域中，将创意转化为卓越的软件产品。