第一部分 概览

第1章 引言

1.1软件建模

1.2面向对象方法与统一建模语言

1.3软件体系结构设计

1.4方法和表示法

1.5 COMET：一种基于UML的软件应用建模和设计方法

1.6 UML标准

1.7软件体系结构的多视图

1.8软件建模和设计方法的发展

1.9面向对象分析和设计方法的发展

1.10并发、分布式和实时设计方法

1.11总结

练习

第2章 UML表示法概述

2.1 UML图

2.2用例图

2.3类和对象

2.4类图

2.4.1关联

2.4.2聚合和组合层次

2.4.3泛化和特化层次

2.4.4可见性

2.5交互图

2.5.1通信图

2.5.2顺序图

2.6状态机图

2.7包

2.8并发通信图

2.9部署图

2.10 UML扩展机制

2.10.1构造型

2.10.2标记值

2.10.3约束

2.11本书的约定

2.11.1需求建模

2.11.2分析建模

2.11.3设计建模

2.12总结

练习

第3章 软件生存周期模型和过程

3.1软件生存周期模型

3.1.1瀑布生存周期模型

3.1.2瀑布模型的局限性

3.1.3抛弃型原型

3.1.4通过增量开发的演化式原型

3.1.5抛弃型原型和增量开发的结合

3.1.6螺旋模型

3.1.7统一软件开发过程

3.2设计验证和确认

3.2.1软件质量保证

3.2.2软件设计的性能分析

3.3软件生存周期的活动

3.3.1需求分析和规约

3.3.2体系结构设计

3.3.3详细设计

3.3.4编码

3.4软件测试

3.4.1单元测试

3.4.2集成测试

3.4.3系统测试

3.4.4验收测试

3.5总结

练习

第4章 软件设计和体系结构概念

4.1面向对象概念

4.2信息隐藏

4.2.1面向对象设计中的信息隐藏

4.2.2信息隐藏示例

4.2.3设计信息隐藏对象

4.3继承和泛化/特化

4.4并发处理

4.4.1顺序应用与并发应用

4.4.2并发对象

4.4.3并发对象间的协作

4.4.4同步问题

4.4.5生产者/消费者问题

4.4.6异步消息通信

4.4.7带回复的同步消息通信

4.5设计模式

4.6软件体系结构和构件

4.6.1构件和构件接口

4.6.2连接器

4.7软件质量属性

4.8总结

练习

第5章 软件建模和设计方法概览

5.1COMET基于用例的软件生存周期

5.1.1需求建模

5.1.2分析建模

5.1.3设计建模

5.1.4增量软件构建

5.1.5增量软件集成

5.1.6系统测试

5.2 COMET生存周期与其他软件过程的比较

5.2.1 COMET生存周期与统一软件开发过程对比

5.2.2 COMET生存周期与螺旋模型对比

5.3需求、分析和设计建模

5.3.1需求建模中的活动

5.3.2分析建模中的活动

5.3.3设计建模中的活动

5.4设计软件体系结构

5.5总结

练习

第二部分 软件建模

第6章 用例建模

6.1需求建模

6.1.1需求分析

6.1.2需求规约

6.1.3软件需求规约的质量属性

6.2用例

6.3参与者

6.3.1参与者、角色和用户

6.3.2主要和次要参与者

6.3.3对参与者建模

6.3.4谁是参与者

6.4标识用例

6.5用例模型中文档化用例

6.6用例描述示例

6.7用例关系

6.8包含关系

6.8.1包含关系和包含用例示例

6.8.2结构化冗长的用例

6.9扩展关系

6.9.1扩展点

6.9.2扩展点和扩展用例示例

6.10用例组织指南

6.11规定非功能性需求

6.12用例包

6.13活动图

6.14总结

练习

第7章 静态建模

7.1类之间的关联

7.1.1类图描述关联

7.1.2关联的多重性

7.1.3三元关联

7.1.4一元关联

7.1.5关联类

7.2组合和聚合层次

7.3泛化/特化层次

7.4约束

7.5静态建模和UML

7.6系统上下文的静态建模

7.7使用UML构造型对类分类

7.8外部类建模

7.8.1从外部类开发软件系统上下文类图示例

7.8.2参与者和外部类

7.8.3从参与者开发软件系统上下文类图示例

7.9实体类的静态建模

7.10总结

练习

第8章 对象和类组织

8.1对象和类的组织准则

8.2对应用类和对象建模

8.3对象和类的组织分类

8.4外部类与软件边界类

8.5边界类和对象

8.5.1用户交互对象

8.5.2代理对象

8.5.3设备I/O边界对象

8.5.4描述外部类和边界类

8.6实体类和对象

8.7控制类和对象

8.7.1协调者对象

8.7.2状态相关的控制对象

8.7.3计时器对象

8.8 应用逻辑类和对象

8.8.1业务逻辑对象

8.8.2算法对象

8.8.3服务对象

8.9总结

练习

第9章 动态交互建模

9.1对象交互建模

9.1.1通信图

9.1.2顺序图

9.1.3对象交互建模的分析和设计决策

9.1.4顺序图和通信图对比

9.1.5用例和场景

9.1.6通用和实例形式的交互图

9.2交互图上的消息序列编号

9.2.1交互图上的消息标签

9.2.2交互图上的消息序列编号

9.2.3并发和可替换的消息序列

9.2.4消息序列描述

9.3动态交互建模

9.4无状态动态交互建模

9.5无状态动态交互建模示例

9.5.1查看警报示例

9.5.2下单请求示例

9.6总结

练习

第10章 有限状态机

10.1有限状态机和状态转换

10.1.1事件

10.1.2状态

10.2状态图示例

10.2.1 ATM状态图示例

10.2.2微波炉状态图示例

10.3事件和警戒条件

10.4动作

10.4.1状态转换中的动作

10.4.2进入动作

10.4.3退出动作

10.5层次化状态图

10.5.1层次化状态分解

10.5.2复合状态

10.5.3状态转换的聚合

10.5.4正交状态图

10.6开发状态图的指导原则

10.7从用例开发状态图

10.8从用例开发状态图示例

10.8.1为每个用例开发状态图

10.8.2考虑可替换序列

10.8.3开发集成的状态图

10.8.4开发层次化状态图

10.9总结

练习

第11章 状态相关的动态交互建模

11.1状态相关的动态交互建模中的步骤

11.2使用交互图和状态图对交互场景建模

11.3状态相关的动态交互建模示例：银行系统

11.3.1确定主序列

11.3.2确定可替换序列

11.3.3主序列：有效PIN码

11.3.4可替换序列：无效PIN码

11.3.5可替换序列：第三次无效PIN码

11.3.6可替换序列：被盗的或过期的卡片

11.3.7所有场景通用的交互图

11.3.8控制对象和状态图的编序

11.4总结

练习

第三部分 软件体系结构设计

第12章 软件体系结构概览

12.1软件体系结构以及基于构件的软件体系结构

12.1.1基于构件的软件体系结构

12.1.2体系结构构造型

12.2软件体系结构的多视图

12.2.1软件体系结构的结构视图

12.2.2软件体系结构的动态视图

12.2.3软件体系结构的部署视图

12.3软件体系结构模式

12.3.1抽象分层体系结构模式

12.3.2调用/返回模式

12.3.3异步消息通信模式

12.3.4带回复的同步消息通信模式

12.4描述软件体系结构模式

12.5接口设计

12.6设计软件体系结构

12.7总结

练习

第13章 软件子系统体系结构设计

13.1软件体系结构设计中的问题

13.2集成通信图

13.3子系统设计中的关注点分离

13.3.1复合对象

13.3.2地理位置

13.3.3客户端和服务

13.3.4用户交互

13.3.5外部对象的接口

13.3.6控制范围

13.4子系统组织准则

13.4.1客户端子系统

13.4.2用户交互子系统

13.4.3服务子系统

13.4.4控制子系统

13.4.5协调者子系统

13.4.6输入/输出子系统

13.5子系统间消息通信的决策

13.6总结

练习

第14章 设计面向对象的软件体系结构

14.1面向对象的软件体系结构的概念、体系结构和模式

14.2设计信息隐藏类

14.3设计类接口和操作

14.3.1基于交互模型设计类操作

14.3.2基于交互模型设计类操作示例

14.3.3基于静态模型设计类操作

14.4数据抽象类

14.5状态机类

14.6图形用户交互类

14.7业务逻辑类

14.8设计中的继承

14.8.1类继承

14.8.2抽象类

14.8.3抽象类和子类示例

14.8.4抽象超类和子类设计

14.9类接口规约

14.10信息隐藏类的详细设计

14.10.1账户抽象超类的详细设计

14.10.2支票账户子类的详细设计

14.10.3储蓄账户子类的详细设计

14.11多态和动态绑定

14.12 Java中类的实现

14.13总结

练习

第15章 设计客户端/服务器软件体系结构

15.1客户端/服务器体系结构的概念、体系结构和模式

15.2客户端/服务软件体系结构的结构模式

15.2.1多客户端/单服务体系结构模式

15.2.2多客户端/多服务体系结构模式

15.2.3多层客户端/服务体系结构模式

15.3客户端/服务器体系结构的通信模式

15.3.1带回复的同步消息通信模式

15.3.2带回调的异步消息通信模式

15.4客户端/服务器系统的中间件

15.4.1客户端/服务器系统平台

15.4.2 Java远程方法调用

15.5服务子系统的设计

15.5.1顺序性服务的设计

15.5.2顺序性服务设计示例

15.5.3并发服务设计

15.6包装器类的设计

15.6.1数据库包装器类的设计

15.6.2数据库包装器类示例

15.7从静态模型到关系数据库的设计

15.7.1关系数据库概念

15.7.2确定主键

15.7.3将关联映射到外键

15.7.4将关联类映射到关联表

15.7.5将整体/部分关系映射到关系数据库

15.7.6将泛化/特化关系映射到关系数据库

15.8总结

练习

第16章 设计面向服务的体系结构

16.1面向服务的体系结构的概念、体系结构和模式

16.2软件体系结构代理者模式

16.2.1服务注册模式

16.2.2代理者转发模式

16.2.3代理者句柄模式

16.2.4服务发现模式

16.3面向服务的体系结构的技术支持

16.3.1 Web服务协议

16.3.2 Web服务

16.3.3注册服务

16.3.4代理和发现服务

16.4软件体系结构事务模式

16.4.1两阶段提交协议模式

16.4.2复合事务模式

16.4.3长事务模式

16.5协商模式

16.6面向服务体系结构中的服务接口设计

16.7面向服务体系结构中的服务协调

16.8设计面向服务的体系结构

16.9服务复用

16.10总结

练习

第17章 设计基于构件的软件体系结构

17.1基于构件的软件体系结构的概念、体系结构和模式

17.2设计基于构件的分布式软件体系结构

17.3复合子系统和构件

17.4使用 UML建模构件

17.4.1构件接口设计

17.4.2供给和请求接口

17.4.3连接器和交互构件

17.4.4设计复合构件

17.5构件组织准则

17.5.1与物理数据源的邻近性

17.5.2局部自治性

17.5.3性能

17.5.4特定硬件

17.5.5 I/O构件

17.6组消息通信模式

17.6.1广播消息通信模式

17.6.2订阅/通知消息通信模式

17.6.3使用订阅和通知的并发服务设计

17.7应用部署

17.7.1应用部署事务

17.7.2应用部署示例

17.8总结

练习

第18章 设计并发和实时软件体系结构

18.1并发和实时软件体系结构的概念、体系结构及模式

18.2实时系统的特点

18.3实时软件体系结构中的控制模式

18.3.1集中式控制体系结构模式

18.3.2分布式控制体系结构模式

18.3.3层次化控制体系结构模式

18.4并发任务组织

18.5 I/O任务组织准则

18.5.1事件驱动I/O任务

18.5.2周期性I/O任务

18.5.3按需驱动I/O任务

18.6内部任务组织准则

18.6.1周期性任务

18.6.2按需驱动任务

18.6.3控制任务

18.6.4用户交互任务

18.7开发并发任务体系结构

18.8任务通信和同步

18.8.1异步（松耦合）消息通信

18.8.2带回复的同步（紧耦合）消息通信

18.8.3不带回复的同步（紧耦合）消息通信

18.8.4事件同步

18.8.5信息隐藏对象上的任务交互

18.8.6修正的并发通信图

18.9任务接口和任务行为规约

18.9.1针对银行服务任务的TIS示例

18.9.2针对读卡器接口任务的TIS示例

18.10 Java中并发任务的实现

18.11总结

练习

第19章 设计软件产品线体系结构

19.1演化软件产品线工程

19.2软件产品线的需求建模

19.2.1软件产品线的用例建模

19.2.2特征建模

19.3软件产品线的分析建模

19.3.1软件产品线的静态建模

19.3.2软件产品线的动态交互建模

19.4软件产品线的动态状态机建模

19.5软件产品线的设计建模

19.5.1建模基于构件的软件体系结构

19.5.2软件体系结构模式

19.6总结

练习

第20章 软件质量属性

20.1可维护性

20.2可修改性

20.3可测试性

20.4可追踪性

20.5可扩展性

20.6可复用性

20.7性能

20.8安全性

20.9可用性

20.10总结

练习

第四部分 案例研究

第21章 客户端/服务器软件体系结构案例研究：银行系统

21.1问题描述

21.2用例模型

21.2.1“验证PIN码”用例

21.2.2具体的“取款”用例

21.2.3具体的“查询账户”用例

21.2.4具体的“转账”用例

21.3静态建模

21.3.1问题域的静态建模

21.3.2系统上下文的静态建模

21.3.3实体类的静态建模

21.4对象组织

21.4.1客户端/服务器子系统组织

21.4.2 ATM客户端对象和类的组织：边界对象

21.4.3 ATM客户端对象和类的组织：用例中的对象

21.4.4服务子系统中的对象组织

21.5动态建模

21.5.1客户端验证PIN码交互图的消息序列描述

21.5.2服务器端验证PIN码交互图的消息序列描述

21.5.3客户端取款交互图的消息序列描述

21.5.4服务器端取款交互图的消息序列描述

21.6 ATM状态图

21.6.1处理客户输入复合状态

21.6.2处理交易复合状态

21.6.3结束交易复合状态

21.7银行系统的设计

21.8集成通信模型

21.9将系统划分为子系统

21.10 ATM客户端子系统的设计

21.10.1设计ATM子系统并发任务体系结构

21.10.2定义ATM子系统任务接口

21.10.3设计ATM客户端信息隐藏类

21.11银行服务子系统的设计

21.11.1设计银行服务子系统并发任务体系结构

21.11.2设计银行服务信息隐藏类

21.11.3设计银行服务接口

21.12关系数据库设计

21.13银行系统的部署

21.14其他设计考虑

21.15 详细设计

21.15.1读卡器接口任务的事件顺序逻辑示例

21.15.2 ATM控制任务的事件顺序逻辑示例

21.15.3银行服务任务的事件顺序逻辑示例

第22章 面向服务的体系结构案例研究：在线购物系统

22.1问题描述

22.2用例建模

22.2.1“浏览目录”用例描述

22.2.2“下单请求”用例描述

22.2.3“处理配送订单”用例描述

22.2.4“确认配送和给客户开账单”用例描述

22.2.5“查看订单”用例的活动图

22.3静态建模

22.3.1软件系统上下文建模

22.3.2问题域的静态实体类建模

22.4对象和类组织

22.5动态建模

22.5.1“浏览目录”用例的动态建模

22.5.2“下单请求”用例的动态建模

22.5.3“处理配送订单”用例的动态建模

22.5.4“确认配送和给客户开账单”用例的动态建模

22.5.5“查看订单”用例的动态建模

22.6面向服务体系结构的代理者和包装器技术支持

22.7设计建模

22.7.1面向服务的体系结构概述

22.7.2分层软件体系结构

22.7.3体系结构通信模式

22.7.4并发软件设计

22.7.5服务接口设计

22.7.6面向服务的软件体系结构设计

22.7.7构件端口和接口设计

22.8服务复用

第23章 基于构件的软件体系结构案例研究：应急监控系统

23.1问题描述

23.2用例建模

23.2.1“查看监控数据”用例描述

23.2.2“查看警报”用例描述

23.2.3“生成监控数据”用例描述

23.2.4“生成警报”用例描述

23.3静态建模

23.4动态建模

23.4.1类和对象组织

23.4.2用例的通信图

23.4.3“查看警报”用例的通信图

23.4.4“查看监控数据”用例的通信图

23.4.5“生成警报”用例的通信图

23.4.6“生成监控状态”用例的通信图

23.5设计建模

23.5.1集成的通信图

23.5.2基于构件的分层体系结构

23.5.3体系结构通信模式

23.5.4基于分布式构件的软件体系结构

23.5.5构件和服务接口设计

23.6软件构件部署

第24章 实时软件体系结构案例研究：自动引导车辆系统

24.1问题描述

24.2用例建模

24.2.1“移动到站点”用例

24.2.2“发送车辆状态”用例

24.3静态建模

24.3.1概念静态模型

24.3.2软件系统上下文建模

24.4对象和类组织

24.5动态状态机建模

24.6动态交互建模

24.6.1“移动到站点”用例的动态建模

24.6.2“发送车辆状态”用例的动态建模

24.7设计建模

24.7.1集成通信图

24.7.2基于构件的工厂自动化系统软件体系结构

24.7.3自动引导车辆系统的软件体系结构

24.7.4并发软件体系结构

24.7.5体系结构通信模式

24.7.6基于构件的软件体系结构

24.7.7构件接口设计

附录A软件体系结构模式分类

附录B教学考虑

术语表

练习答案

参考文献

索引