模型驅(qū)動(dòng)式軟件開發(fā)方法已經(jīng)成功應(yīng)用于大型、復(fù)雜軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)，受到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的一致認(rèn)可。模型驅(qū)動(dòng)開發(fā)的核心是，根據(jù)系統(tǒng)的需求構(gòu)建、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的模型，并借助模型轉(zhuǎn)換及代碼生成技術(shù)等實(shí)現(xiàn)快速開發(fā)高質(zhì)量的軟件系統(tǒng)。其中，模型是整個(gè)軟件開發(fā)過程中的主要制品之一，??一切工作都將圍繞模型的設(shè)計(jì)、構(gòu)建、模擬、驗(yàn)證展開。這種開發(fā)方法將快速應(yīng)用到特定的領(lǐng)域，能夠有效提高面向特定領(lǐng)域的軟件設(shè)計(jì)、開發(fā)的效率和質(zhì)量。因此，如何使用標(biāo)準(zhǔn)的建模語言構(gòu)建系統(tǒng)的模型是軟件設(shè)計(jì)者面臨的一個(gè)主要問題。本書根據(jù)新的UML建模標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)講述UML的基本概念及建模元素，并結(jié)合具體的案例分析，以模型驅(qū)動(dòng)的方式從不同的視角構(gòu)建系統(tǒng)的模型，包括靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型。
本書目標(biāo)
通過閱讀本書，讀者可得到以下幾方面的收獲：
掌握模型驅(qū)動(dòng)開發(fā)方法的基本思想、開發(fā)過程。
掌握UML的基本概念、模型、建模規(guī)則，學(xué)會(huì)如何使用UML。
以UML為基礎(chǔ)建模語言，結(jié)合模型驅(qū)動(dòng)開發(fā)方法進(jìn)行實(shí)際案例分析、建模、開發(fā)。
本書的組織
鑒于UML在軟件設(shè)計(jì)、開發(fā)過程中的重要作用，故撰寫本書。本書可作為高等院校軟件工程、計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的教材和教學(xué)參考書，也可以作為渴望掌握UML及基于UML的模型驅(qū)動(dòng)式軟件開發(fā)方法的軟件開發(fā)者的參考書。本書共16章，其中，第1章概述模型驅(qū)動(dòng)開發(fā)方法及UML在模型驅(qū)動(dòng)開發(fā)方法中的重要作用，并明確指出本書將結(jié)合RUP開發(fā)過程和基于UML的模型驅(qū)動(dòng)開發(fā)方法進(jìn)行實(shí)際案例的設(shè)計(jì)、開發(fā)。第2章介紹UML的發(fā)展歷程及其包含的主要建模元素。第3章綜述UML所提供的公共機(jī)制，這些公共的建模機(jī)制將用在后續(xù)章節(jié)的各種模型的構(gòu)建過程中。第4～8章遵循“用例驅(qū)動(dòng)、以架構(gòu)為中心、迭代增量開發(fā)”的思想，詳細(xì)介紹UML用例圖、類圖、狀態(tài)圖、順序圖、活動(dòng)圖等，內(nèi)容涵蓋UML的靜態(tài)結(jié)構(gòu)建模及動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)建模，充分體現(xiàn)了UML的多視角建模方法的有效性。其中，第4章詳細(xì)介紹UML的用例圖，并重點(diǎn)講述使用用例圖建模系統(tǒng)的需求。本章內(nèi)容是全書的重點(diǎn)部分，充分體現(xiàn)了“用例驅(qū)動(dòng)”，后續(xù)章節(jié)將逐步介紹如何圍繞用例圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為模型。第5章介紹UML類圖，重點(diǎn)介紹類圖的基本概念、類之間的各種關(guān)系。第6章介紹狀態(tài)機(jī)模型，重點(diǎn)介紹狀態(tài)圖的基本建模元素，并詳細(xì)介紹了狀態(tài)機(jī)的語義模型及各種語法表示。第7章介紹的交互模型包括兩種類型：順序圖和通信圖。前者強(qiáng)調(diào)對象之間按照時(shí)間的先后進(jìn)行消息交互，后者強(qiáng)調(diào)對象之間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對象通過消息交互實(shí)現(xiàn)某一功能。兩種模型圖在語義上是等價(jià)的。第8章介紹活動(dòng)圖模型并詳細(xì)討論了使用活動(dòng)圖模型建模系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程及操作的實(shí)現(xiàn)過程�；顒�(dòng)圖模型強(qiáng)調(diào)的是活動(dòng)與活動(dòng)之間的控制流程。第9章介紹接口、類型和角色的基本概念，重點(diǎn)介紹如何使用接口建模系統(tǒng)中的接縫。第10章介紹包模型，它是UML建模過程中的產(chǎn)物，主要用于幫助劃分系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)，以及幫助人們更好地理解系統(tǒng)的組成。第11章介紹構(gòu)件模型，它用于建模系統(tǒng)的功能模塊劃分，重點(diǎn)介紹了構(gòu)件的接口表示及構(gòu)件之間的關(guān)系表示。第12章介紹UML的部署圖，它主要用于對如何將軟件系統(tǒng)部署到硬件節(jié)點(diǎn)上建模。第13章重點(diǎn)介紹最新的UML擴(kuò)展語言SysML和MARTE，向讀者展示了如何使用UML支持的擴(kuò)展機(jī)制進(jìn)行建模語言的擴(kuò)展，以滿足特定領(lǐng)域的需求。第14～16章通過完整的案例分析展示了UML的各種模型的具體應(yīng)用，以幫助讀者進(jìn)一步歸納、總結(jié)各種UML模型在實(shí)際建模過程中的應(yīng)用。
本書的特色是以模型驅(qū)動(dòng)式軟件開發(fā)為指導(dǎo)，以UML的多視角建模為主線，結(jié)合案例開發(fā)全面介紹基于UML的建模方法，幫助讀者掌握UML的語言構(gòu)成、建模方法及具體應(yīng)用。此外，每章配備相應(yīng)的習(xí)題，以幫助讀者掌握各章的知識(shí)點(diǎn)。
致教師
本書旨在提供UML的一個(gè)廣泛而深入的概覽，可以作為高年級本科生或者一年級研究生的UML建模課程的教材。根據(jù)授課學(xué)時(shí)、學(xué)生的背景和教師的興趣，可以選擇性地教授本書的各個(gè)章節(jié)。例如，如果想完整講授UML的所有建模元素，可以逐章教授前13章的授課內(nèi)容。若想結(jié)合具體的案例講述各個(gè)模型的實(shí)際使用情況，可以考慮增加后面的第14～16章的內(nèi)容，作為實(shí)際動(dòng)手操作的案例練習(xí)。
每一章最后都給出了習(xí)題、思考題，可幫助學(xué)生更好地理解每一章的內(nèi)容。有些習(xí)題可作為研究討論課題。本書的參考文獻(xiàn)可以幫助你查找正文中提供的概念和方法的來源、相關(guān)課題的深入討論和可能的擴(kuò)展研究文獻(xiàn)。
致學(xué)生
我們希望本書能夠幫助你了解和掌握UML所包含的基本建模元素、各種模型，并能夠熟練使用UML的建模方法，以模型驅(qū)動(dòng)的方式開發(fā)軟件系統(tǒng)。特別是，你可以了解模型驅(qū)動(dòng)開發(fā)的核心思想及開發(fā)理念，并結(jié)合UML，將其應(yīng)用于你的具體軟件開發(fā)過程。
為了更好地使用本書，你需要具備的預(yù)備知識(shí)包括：
基本的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的知識(shí)，掌握一種面向?qū)ο箝_發(fā)語言。
軟件開發(fā)的基本知識(shí)、軟件工程的背景，了解常用的軟件開發(fā)過程。
另外，需要說明的是本書中的內(nèi)容是按照UML支持的各種模型組織的，為了更好地體現(xiàn)模型驅(qū)動(dòng)開發(fā)的思想，我們將各種UML圖形稱為模型，這樣更符合模型驅(qū)動(dòng)的思想，構(gòu)建系統(tǒng)的各種模型是整個(gè)軟件開發(fā)過程中的主要工作。
在本書的組織、撰寫過程中，研究生黃平、白新、管春琳、昝慧、敖義等參與了相關(guān)章節(jié)的模型圖的制作、修改，以及文字的校對工作，在此特別感謝他們的辛勤付出。此外，在書稿的形成之初，我們將它用作本科專業(yè)課程的教材，在使用過程中，本科生孫雨晶、侯峂欣等對本書的第14～16章提出了中肯的修改意見。由于能力和時(shí)間有限，書稿中難免存在一些缺陷和不足之處，望讀者不吝指教。

作者
2018年6月