前言

在20世紀(jì)90年代，面向?qū)ο蠹夹g(shù)以其顯著的優(yōu)勢(shì)成為計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域的主流技術(shù)，隨后該技術(shù)在大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的軟件開(kāi)發(fā)中得到了相當(dāng)廣泛的運(yùn)用。在我國(guó)的軟件產(chǎn)業(yè)界，面向?qū)ο蠹夹g(shù)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用熱潮出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代后期，如今面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)技術(shù)也已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。
當(dāng)前，產(chǎn)業(yè)界需要大量掌握面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)技術(shù)的高級(jí)應(yīng)用型開(kāi)發(fā)人才。很多計(jì)算機(jī)學(xué)院和軟件學(xué)院在軟件工程教學(xué)中開(kāi)設(shè)了相應(yīng)的課程，旨在使學(xué)生不僅會(huì)使用一種或者幾種面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言來(lái)編程，更重要的是能運(yùn)用面向?qū)ο蠓椒ㄟM(jìn)行系統(tǒng)建模，即通過(guò)面向?qū)ο蠓治觯∣bject�睴riented Analysis, OOA）和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（Object�睴riented Design, OOD）建立系統(tǒng)的分析模型和設(shè)計(jì)模型。
邵維忠教授和楊芙清院士合著的兩本著作[17-18]在廣泛借鑒國(guó)際上各種OOA與OOD方法的同時(shí)，根據(jù)作者長(zhǎng)期的研究與實(shí)踐形成了自己的方法特色。其中最主要的特色有三條：一是提倡充分運(yùn)用面向?qū)ο蠓椒ǖ幕�本概念，限制擴(kuò)充概念的引入，通過(guò)加強(qiáng)過(guò)程指導(dǎo)而保持建模概念的簡(jiǎn)練；二是對(duì)UML（Unified Modeling Language, 統(tǒng)一建模語(yǔ)言）所采用的與面向?qū)ο笥嘘P(guān)的概念進(jìn)行深入解析，給出了自己的見(jiàn)解；三是其OOD部分比以往的著作內(nèi)容更為詳細(xì)，并且更強(qiáng)調(diào)用OO概念表達(dá)各種全局性的設(shè)計(jì)決策。這兩部學(xué)術(shù)專(zhuān)著作為教材適合于理論性強(qiáng)的研究生教學(xué)。
本書(shū)旨在提供一本更適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教材。在思想體系上，本書(shū)繼承了參考文獻(xiàn)[17]和[18]所提出的理論和方法。但是作為一本適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教材，本書(shū)與它們相比有以下不同：
�r 減少了理論闡述和對(duì)不同學(xué)術(shù)觀點(diǎn)的討論，增加了對(duì)如何運(yùn)用概念的講解。
�r 著重講述了面向?qū)ο蟮膽?yīng)用技術(shù)。
�r 在各章的正文部分增加了例題，在各章之后給出了習(xí)題。
�r 通過(guò)案例講述了如何運(yùn)用面向?qū)ο蠓椒ㄟM(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。
本書(shū)既是一本教材，也可作為從事軟件開(kāi)發(fā)的工程技術(shù)人員的參考書(shū)。由于以上幾個(gè)特點(diǎn)，本書(shū)與參考文獻(xiàn)[17]和[18]相比具有更強(qiáng)的普及性，適用于更廣大的讀者群。
UML是一個(gè)由國(guó)際對(duì)象管理組織（Object Management Group, OMG）采納的建模語(yǔ)言規(guī)范，目前在軟件工業(yè)界已經(jīng)被廣泛接受。但UML的內(nèi)容過(guò)于龐大和復(fù)雜(這是UML本身的復(fù)雜性造成的)，多數(shù)工程技術(shù)人員和讀者反映其學(xué)習(xí)難度很大。UML中的許多內(nèi)容是用于構(gòu)造UML元模型的，對(duì)于大多數(shù)面向應(yīng)用的軟件開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，這些概念是用不著的。還有一些概念在軟件系統(tǒng)的建模中很少使用，這是因?yàn)閁ML是各方面成果融合的產(chǎn)物，它要盡量地適合各領(lǐng)域。特別是UML不僅僅是用于面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)的軟件建模語(yǔ)言，它還可用于其他方面的建模，例如建筑業(yè)或機(jī)器制造業(yè)也可用它進(jìn)行建模�；�于上述因素，本書(shū)選用了UML中常用的概念來(lái)控制技術(shù)的復(fù)雜性。由于本書(shū)加強(qiáng)了運(yùn)用基本概念解決各種復(fù)雜的分析與設(shè)計(jì)問(wèn)題的過(guò)程指導(dǎo)，因此所選用的概念和表示法仍能保持表達(dá)能力的完整性。對(duì)本書(shū)而言，有些概念并非必不可少的，但為了方便讀者理解這些常見(jiàn)概念，本書(shū)也適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了講解，同時(shí)也給出了一些運(yùn)用基本的OO概念代替這些概念的方法。
本書(shū)所采用的概念和表示法與UML 2��4保持一致。在中文術(shù)語(yǔ)方面，本書(shū)與我國(guó)的行業(yè)規(guī)范《面向?qū)ο蟮能浖�系統(tǒng)建模規(guī)范》完全一致。作為該規(guī)范的主要起草者，本書(shū)作者曾經(jīng)與國(guó)內(nèi)很多專(zhuān)家、學(xué)者和企業(yè)界的專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行過(guò)反復(fù)研究討論，從而對(duì)該規(guī)范達(dá)成共識(shí)。
進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，應(yīng)該遵循一定的過(guò)程指導(dǎo)。過(guò)程指導(dǎo)為完成軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的步驟提供詳細(xì)指導(dǎo)，其中包括模型、工具和技術(shù)。本書(shū)所講述的過(guò)程指導(dǎo)的思想來(lái)自參考文獻(xiàn)[17]和[18]，即本書(shū)所采用的開(kāi)發(fā)過(guò)程，是在借鑒了較為流行的多種開(kāi)發(fā)過(guò)程的基礎(chǔ)上，根據(jù)青鳥(niǎo)工程的成果和作者的科研及工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的。
像使用其他開(kāi)發(fā)方法一樣，用面向?qū)ο蠓椒ㄟM(jìn)行軟件系統(tǒng)建模的目的是要建立相應(yīng)的模型。總的來(lái)講，本書(shū)把模型分為功能需求模型、分析模型和設(shè)計(jì)模型。針對(duì)建立各種模型所使用的圖以及其中的一些具體的模型元素，本書(shū)還給出了相應(yīng)的規(guī)約。
對(duì)于面向?qū)ο蟮能浖�建模，需要有建模工具的支持。本�?shū)對(duì)此類(lèi)工具所應(yīng)具有的主要功能進(jìn)行了講述，并介紹了兩款面向?qū)ο蟮能浖�建模工具�?br>與第1版相比，本版進(jìn)行了如下改進(jìn)：
�r 對(duì)面向?qū)ο蟾拍畹亩�義更為準(zhǔn)確，對(duì)概念的解釋更加豐富和深入，對(duì)建模指導(dǎo)方面的內(nèi)容進(jìn)行了充實(shí)。
�r 第1版中的建模語(yǔ)言采用UML 2��0，然而至本版寫(xiě)作時(shí)OMG發(fā)布了UML 2��4，其中模型圖的種類(lèi)、圖元素的表示法以及一些解釋都發(fā)生了變化，因此本版的建模語(yǔ)言采用了UML 2��4。
�r 解決了作者和熱心的讀者在第1版的使用中發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題。
�r 為了加強(qiáng)對(duì)分析與設(shè)計(jì)建模策略和技巧的理解，本版給出了更多的應(yīng)用實(shí)例。
以下簡(jiǎn)要地介紹本書(shū)的概貌，使讀者對(duì)它有一個(gè)提綱挈領(lǐng)的了解。
第1章集中介紹了面向?qū)ο蠓椒ǖ幕�本思想和原則，解釋了它的基本概念，論述了它的主要優(yōu)點(diǎn)，并簡(jiǎn)單介紹了它的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，以及與本書(shū)密切相關(guān)的UML 2��4。
第2章首先概述了面向?qū)ο蠓治鏊�面臨的問(wèn)題，然后對(duì)其進(jìn)行了綜述，在綜述中闡述了面向?qū)ο蠓治瞿Ｐ秃瓦^(guò)程模型。
第3章全面地講解了建立功能需求模型所使用的概念與表示法，并詳述了如何使用它們來(lái)建立功能需求模型。
第4章詳細(xì)地講述了類(lèi)圖中所使用的概念與表示法，并詳述了如何使用它們來(lái)建立類(lèi)圖。
第5章講述了建立輔助模型所用到的幾種圖——順序圖、通信圖、活動(dòng)圖、狀態(tài)機(jī)圖和包圖，其中詳細(xì)地講述了這些圖中所使用的概念與表示法。
第6章說(shuō)明了面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)的關(guān)系，并闡述了面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)模型和過(guò)程模型。
第7章詳述了如何針對(duì)實(shí)現(xiàn)條件對(duì)分析模型進(jìn)行補(bǔ)充與調(diào)整，完成問(wèn)題域部分設(shè)計(jì)。
第8章詳述了進(jìn)行人機(jī)交互設(shè)計(jì)所需要考慮的因素，并從分析和設(shè)計(jì)兩個(gè)方面詳述了如何進(jìn)行人機(jī)交互設(shè)計(jì)。
第9章詳述了什么是控制流，如何識(shí)別與定義控制流，以及如何協(xié)調(diào)控制流之間的同步。
第10章講述了數(shù)據(jù)管理部分的設(shè)計(jì)。本章首先對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了簡(jiǎn)介，然后詳細(xì)講解了如何使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)永久對(duì)象及它們之間的關(guān)系進(jìn)行存儲(chǔ)與檢索。
第11章介紹如何描述與構(gòu)造系統(tǒng)的構(gòu)件，詳細(xì)講解了構(gòu)件圖及其應(yīng)用。本章還講述了制品圖和部署圖。
第12章講述了一些在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中經(jīng)常使用的設(shè)計(jì)模式。
第13章從耦合、內(nèi)聚和復(fù)用等方面講述了如何評(píng)價(jià)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)模型。
第14章首先講述如何把一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)劃分成一系列子系統(tǒng)，然后說(shuō)明了如何對(duì)系統(tǒng)或子系統(tǒng)進(jìn)行可視化建模，以及從那些方面建立系統(tǒng)的模型，此外還闡述了如何保證模型的一致性。
第15章通過(guò)一個(gè)具體的案例分析，說(shuō)明如何用面向?qū)ο蠓椒ㄟM(jìn)行建模。
最后本書(shū)給出了兩個(gè)附錄。附錄A講述了兩款面向?qū)ο蟮能浖�建模工具。附錄B給出了對(duì)用面向?qū)ο蠓椒ㄟM(jìn)行軟件系統(tǒng)建模時(shí)所生成的文檔的主要編制要求。
本書(shū)的研究工作和寫(xiě)作得到了北京大學(xué)邵維忠教授的大力幫助。邵維忠教授對(duì)書(shū)稿提出了十分難得的寶貴修改意見(jiàn)，本書(shū)的很多內(nèi)容也來(lái)自他作為第一作者的著作[17-18]。邵維忠教授具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、深厚的學(xué)術(shù)功底以及敏銳的洞察力，他的指導(dǎo)使我受益良多。在此致以衷心的感謝！
本書(shū)的研究工作和寫(xiě)作得到了楊芙清院士和梅宏院士所領(lǐng)導(dǎo)的學(xué)術(shù)隊(duì)伍的支持，也得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（61272159）、北京市自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（4122036）、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目（2011CB302604）和國(guó)家863高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2012AA011202）的資助。在此謹(jǐn)向上述單位表示衷心的感謝！
對(duì)書(shū)中存在的錯(cuò)誤和疏漏之處，懇請(qǐng)各位讀者給予批評(píng)指正，并通過(guò)電子郵件(mzy@sei�眕ku�眅du�眂n)或其他方式進(jìn)行更有意義的討論。
麻志毅
2013年1月于北京大學(xué)