吕云翔，北京航空航天大学软件学院副教授。长期从事“软件工程基础”课程的一线教学，曾多次获得北航校级教学成果奖。“软件工程基础”课程获评2021中国计算机教育大会计算机类教学资源建设优秀课程配套资源与优秀教学案例奖。具有多年的软件开发、项目管理、计算机教学经验，对IT行业具有较全面的认识，主编畅销教材多部。

本书介绍使用UML进行软件建模的基础知识以及使用Rational Rose进行UML建模的基本方法。
本书主要分为3部分。第一部分简要介绍软件工程的产生、发展过程等，并对面向对象方法的概念和原则加以阐释，由此推出UML的概念和作用，对UML建模的重要工具—Rational Rose进行介绍。第二部分从UML概念模型出发，对每种UML图进行具体介绍，涵盖UML中的用例图、类图、对象图、包图、顺序图、协作图、状态图、活动图、组件图、部署图等。第三部分首先结合UML的实用过程，介绍统一软件开发过程的相关概念；然后通过小型网上书店系统、小型二手货交易系统、汽车服务管理系统3个具体案例，帮助读者更深刻地认识UML在实际开发过程中的使用。
本书既可以作为高等院校计算机与软件相关专业的教材，也可以作为软件从业人员的学习指导书。

第一部分　概述

第1章　软件工程与面向对象方法　2

1．1　软件工程简介　2
1．1．1　软件工程的发展过程　2
1．1．2　软件工程的目标和原则　3
1．2　面向对象方法简介　3
1．2．1　什么是面向对象方法　3
1．2．2　面向对象方法的发展历史　4
1．2．3　面向对象方法的基本概念　4
1．2．4　面向对象方法的优势　6
小结　7
习题　7

第2章　统一建模语言　9

2．1　软件建模简介　9
2．1．1　什么是模型　9
2．1．2　建模的重要性　9
2．1．3　建模的基本原理　10
2．2　UML简述　10
2．3　UML的发展历史　11
2．3．1　UML的出现背景　11
2．3．2　UML的诞生及标准化　12
2．3．3　UML 2?规范　12
2．4　UML的目标与应用范围　13
2．4．1　UML的目标　13
2．4．2　UML的应用范围　14
2．5　UML建模工具　14
小结　17
习题　17

第3章　Rational Rose工具概述　19

3．1　Rational Rose简述　19
3．1．1　何谓Rational Rose　19
3．1．2　Rose对UML的支持　20
3．2　Rose的安装　21
3．2．1　安装前的准备　21
3．2．2　安装过程　22
3．3　Rose的使用　28
3．3．1　Rose界面介绍　28
3．3．2　Rose的基本操作　34
小结　40
习题　40

第二部分　UML概念详解

第4章　UML概念模型　42

4．1　构造块　42
4．1．1　事物　42
4．1．2　关系　44
4．1．3　图　45
4．2　通用机制　46
4．2．1　规格说明　47
4．2．2　修饰　47
4．2．3　通用划分　47
4．2．4　扩展机制　47
4．3　“4+1”视图模型　49
4．3．1　“4+1”视图模型的概念和组成　49
4．3．2　“4+1”视图模型要解决的问题　50
4．3．3　运用“4+1”视图模型方法进行软件架构设计　50
小结　51
习题　52

第5章　用例图　54

5．1　用例图的基本概念　54
5．2　参与者　55
5．2．1　参与者的概念　55
5．2．2　确定参与者　55
5．2．3　参与者的泛化关系　56
5．3　用例　57
5．3．1　用例的概念　57
5．3．2　用例与参与者　57
5．3．3　用例的特征　58
5．3．4　用例粒度　59
5．4　用例之间的关系　60
5．4．1　泛化关系　60
5．4．2　依赖关系　60
5．5　用例描述与用例文档　62
5．5．1　用例描述概述　62
5．5．2　前置条件与后置条件　63
5．5．3　事件流　63
5．5．4　补充约束　64
5．5．5　用例文档　64
5．6　使用用例图建模　65
5．6．1　用例图的建模技术　66
5．6．2　用例图使用要点　67
5．7　实验：使用Rose绘制用例图　67
5．7．1　用例图的Rose操作　67
5．7．2　绘制机票预订系统的
用例图　69
小结　71
习题　71

第6章　类图与对象图　75

6．1　类图的基本概念　75
6．2　类图的组成元素　76
6．2．1　类　76
6．2．2　接口　79
6．2．3　类图中的关系　79
6．2．4　涉及类的其他概念　85
6．3　类图的实例——对象图　88
6．3．1　对象图概述　88
6．3．2　对象图的组成元素　89
6．4　类图与对象图的建模技术　89
6．4．1　类图的建模技术　90
6．4．2　正向工程与逆向工程　91
6．4．3　对象图的建模技术　91
6．4．4　面向对象设计的原则　91
6．5　实验：使用Rose绘制类图　94
6．5．1　类图的Rose操作　94
6．5．2　绘制机票预订系统的
类图　99
小结　103
习题　103

第7章　包图　106

7．1　包图的基本概念　106
7．2　包　106
7．2．1　包的概念　106
7．2．2　包的作用　108
7．2．3　元素的分包原则　109
7．3　包的依赖关系　109
7．4　包图的建模技术　111
7．5　实验：使用Rose绘制包与
?包图　111
7．5．1　包图的Rose操作　111
7．5．2　绘制机票预订系统
的包图　113
小结　114
习题　114

第8章　顺序图　116

8．1　顺序图的概念　116
8．2　顺序图的组成元素　117
8．2．1　对象　117
8．2．2　生命线　117
8．2．3　激活　118
8．2．4　消息　118
8．3　（*）UML 2中的“片段”
????????????概念　120
8．4　顺序图的建模技术　121
8．5　（*）顺序图的变体——时
???????????间图　122
8．6　实验：使用Rose绘制
???顺序图　123
8．6．1　顺序图的Rose操作　123
8．6．2　绘制机票预订系统中“登录”用例的顺序图　124
小结　126
习题　126

第9章　协作图　129

9．1　协作图的概念　129
9．2　协作图的组成元素　130
9．2．1　对象　130
9．2．2　链　130
9．2．3　消息　131
9．3　协作图与顺序图　132
9．4　协作图的建模技术　133
9．5　（*）UML 2中的通信图　133
9．6　实验：使用Rose绘制协作图　134
9．6．1　协作图的Rose操作　134
9．6．2　绘制机票预订系统中“查询航班信息”用例的协作图　136
小结　137
习题　137

第10章　状态图　140

10．1　状态图的基本概念　140
10．1．1　状态机　140
10．1．2　状态图　141
10．2　状态图的组成元素　142
10．2．1　简单状态　142
10．2．2　转换　143
10．2．3　伪状态　145
10．3　复合状态　146
10．4　状态图的建模技术　148
10．5　实验：使用Rose绘制状态图　149
10．5．1　状态图的Rose操作　149
10．5．2　绘制机票预订系统中“航班”类的状态图　153
小结　155
习题　155

第11章　活动图　158

11．1　活动图的基本概念　158
11．2　活动图的组成元素　159
11．2．1　动作和活动节点　159
11．2．2　开始和终止　160
11．2．3　控制流　160
11．2．4　判断节点　160
11．2．5　合并节点　161
11．2．6　泳道　161
11．3　活动图的高级概念　162
11．3．1　并发　162
11．3．2　分叉节点　162
11．3．3　结合节点　162
11．3．4　对象流　162
11．3．5　扩展区域　163
11．4　活动图的建模技术　163
11．5　活动图的进一步说明　164
11．6　实验：使用Rose绘制活动图　164
11．6．1　活动图的Rose操作　165
11．6．2　绘制机票预订系统中“购买机票”用例的活动图　166
小结　167
习题　167

第12章　组件图　170

12．1　组件图的基本概念　170
12．2　组件图的组成元素　171
12．2．1　组件　171
12．2．2　接口　172
12．2．3　组件图中的关系　173
12．2．4　（*）Rose中的特殊
组件　173
12．2．5　（*）UML 2中组件的
嵌套　174
12．3　组件图的建模技术　175
12．4　实验：使用Rose绘制组件图　175
12．4．1　组件图的Rose操作　175
12．4．2　绘制机票预订系统的
组件图　177
小结　178
习题　178

第13章　部署图　181

13．1　部署图的基本概念　181
13．2　部署图的组成元素　182
13．2．1　节点　182
13．2．2　部署图中的关系　182
13．3　部署图的建模技术　183
13．4　实验：使用Rose绘制部署图　183
13．4．1　部署图的Rose操作　183
13．4．2　绘制机票预订系统的
部署图　184
小结　185
习题　185

第三部分　建模过程剖析

第14章　统一软件开发过程　190

14．1　统一软件开发过程概述　190
14．1．1　什么是软件开发过程　190
14．1．2　统一软件开发过程
简介　191
14．1．3　统一软件开发过程
发展历程　191
14．2　过程总览　192
14．3　阶段和迭代——动态维度　192
14．3．1　起始阶段　193
14．3．2　细化阶段　194
14．3．3　构建阶段　195
14．3．4　转化阶段　196
14．3．5　迭代　196
14．4　过程的静态结构　197
14．4．1　工作者　197
14．4．2　活动　197
14．4．3　制品　198
14．4．4　工作流　198
14．5　核心工作流　198
14．6　在统一软件开发过程中使用UML图　201
14．6．1　起始阶段常用的
UML图　202
14．6．2　细化阶段常用的
UML图　203
14．6．3　构建阶段常用的
UML图　203
14．6．4　转化阶段常用的
UML图　204
小结　205
习题　206

第15章　案例：小型网上书店系统　208

15．1　需求分析　208
15．1．1　项目背景描述　208
15．1．2　系统需求分析　208
15．1．3　用户管理模块　209
15．1．4　订单管理模块　209
15．1．5　书目管理模块　209
15．2　系统的UML基本模型　210
15．2．1　需求分析阶段模型　210
15．2．2　基本动态模型　211
15．3　类的设计与实现　213
15．3．1　系统设计类　214
15．3．2　类的实现　214
15．4　系统的组件图和部署图　216
15．4．1　系统的组件图　216
15．4．2　系统的部署图　217

第16章　案例：小型二手货交易系统　218

16．1　需求分析　218
16．1．1　子系统划分　219
16．1．2　系统功能需求　219
16．1．3　系统非功能需求　222
16．2　系统设计　222
16．2．1　系统设计类图　222
16．2．2　关键用例的动态模型　225
16．2．3　类的代码框架　228

第17章　案例：汽车服务管理系统　230

17．1　需求分析　230
17．1．1　系统功能需求　230
17．1．2　车辆及路线管理模块　231
17．1．3　人员管理模块　231
17．1．4　信息管理模块　231
17．2　系统的UML基本模型　231
17．2．1　需求分析阶段模型　231
17．2．2　基本动态模型　232
17．3　系统中的类　235
17．3．1　系统类图　235
17．3．2　生成类的代码框架　237
17．4　系统的划分与部署　238
17．4．1　系统的包图　238
17．4．2　系统的部署图　238

附录A　附加案例　240

A．1　机票预订系统　240
A．2　青年租房管理系统　241

附录B　软件设计模式及其应用　242

B．1　软件设计模式　242
B．1．1　工厂模式　243
B．1．2　桥接模式　244
B．1．3　策略模式　245
B．1．4　其他模式　245
B．2　软件设计模式应用　247

附录C　本书二维码索引列表　253

参考文献　255