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第1篇 概念2

第1章 复杂性2

1.1复杂系统的结构3

1.1.1个人计算机的结构3

1.1.2植物和动物的结构4

1.1.3物质的结构5

1.1.4社会机构的结构5

1.2软件固有的复杂性6

1.2.1定义软件复杂性6

1.2.2为什么软件在本质上是复杂的7

1.3复杂系统的5个属性11

1.3.1层次结构11

1.3.2相对本原12

1.3.3分离关注12

1.3.4共同模式12

1.3.5稳定的中间形式13

1.4有组织和无组织的复杂性13

1.4.1复杂系统的规范形式13

1.4.2人在处理复杂性时的能力局限16

1.5从混沌到有序17

1.5.1分解的作用17

1.5.2抽象的作用21

1.5.3层次结构的作用22

1.6复杂系统的设计23

1.6.1作为科学和艺术的工程23

1.6.2设计的含义23

1.7小结26

第2章 对象模型27

2.1对象模型的演进27

2.1.1程序设计语言的换代28

2.1.2第一代和第二代早期程序设计语言的拓扑结构30

2.1.3第二代后期和第三代早期程序设计语言的结构31

2.1.4第三代后期程序设计语言的结构32

2.1.5基于对象和面向对象的程序设计语言的结构33

2.2对象模型基础35

2.2 1面向对象编程38

2.2.2面向对象设计39

2.2.3面向对象分析40

2.3对象模型要素40

2.3.1抽象的意义42

2.3.2封装的意义48

2.3.3模块化的意义51

2.3.4层次结构的意义55

2.3.5类型的意义61

2.3.6并发的意义64

2.3.7持久的意义66

2.4应用对象模型68

2.4.1对象模型的好处69

2.4.2开放式问题70

2.5小结70

第3章 类与对象71

3.1对象的本质71

3.1.1什么是对象，什么不是对象72

3.1.2状态74

3.1.3行为77

3.1.4标识符81

3.2对象之间的关系83

3.2.1链接84

3.2.2聚合87

3.3类的本质88

3.3.1什么是类，什么不是类88

3.3.2接口和实现90

3.3.3类的生命周期91

3.4类之间的关系92

3.4.1关联92

3.4.2继承94

3.4.3聚合105

3.4.4依赖关系106

3.5类与对象的互动106

3.5.1类与对象的关系107

3.5.2类与对象在分析和设计中的角色107

3.6创建高品质的类与对象107

3.6.1评判一种抽象的品质108

3.6.2选择操作109

3.6.3选择关系111

3.6.4选择实现113

3.7小结114

第4章 分类115

4.1正确分类的重要性115

4.1.1分类的困难116

4.1.2分类的增量和迭代本质118

4.2确定类和对象120

4.2.1经典方法和现代方法120

4.2.2面向对象分析124

4.3关键抽象与机制132

4.3.1确定关键抽象132

4.3.2识别机制134

4.4小结137

第2篇 方法140

第5章 表示法140

5.1统一建模语言140

5.1.1简单历史回顾141

5.1.2模型与多重视图141

5.1.3图分类142

5.1.4在实践中使用图144

5.1.5概念模型、逻辑模型和物理模型145

5.1.6工具的角色145

5.1.7面向对象开发的产品146

5.1.8规模上的伸缩147

5.1.9 UML的语法和语义147

5.1.10 UML 2.0信息资源148

5.2包图148

5.2.1基本概念：包表示法149

5.2.2基本概念：元素的可见性150

5.2.3基本概念：依赖关系151

5.2.4基本概念：包图152

5.2.5高级概念：导入和访问154

5.3组件图156

5.3.1基本概念：组件表示法157

5.3.2基本概念：组件图158

5.3.3基本概念：组件接口160

5.3.4基本概念：组件实现161

5.3.5高级概念：组件的内部结构163

5.4部署图164

5.4.1基本概念：工件表示法165

5.4.2基本概念：节点表示法165

5.4.3基本概念：部署图166

5.5用例图168

5.5.1基本概念：执行者169

5.5.2基本概念：用例169

5.5.3基本概念：用例图169

5.5.4高级概念：《include》和《extend》关系172

5.5.5高级概念：泛化176

5.6活动图177

5.6.1基本概念：动作178

5.6.2基本概念：开始和停止178

5.6.3基本概念：判断节点和合并节点179

5.6.4基本概念：分区179

5.6.5高级概念：分叉、结合和并发180

5.6.6高级概念：对象流182

5.6.7高级概念：其他元素182

5.7类图182

5.7.1基本概念：类表示法184

5.7.2基本概念：类关系186

5.7.3高级概念：模板（参数化）类189

5.7.4高级概念：可见性190

5.7.5高级概念：关联端名称和限定符191

5.7.6高级概念：约束192

5.7.7高级概念：关联类和注解196

5.8序列图197

5.8.1.基本概念：对象与交互197

5.8.2基本概念：生命线与消息198

5.8.3高级概念：销毁事件199

5.8.4高级概念：执行说明200

5.8.5高级概念：交互使用201

5.8.6高级概念：控制结构201

5.9交互概述图204

5.9.1基本概念：框204

5.9.2基本概念：控制流元素204

5.9.3基本概念：交互图元素206

5.10组合结构图206

5.10.1基本概念：组合结构的部分206

5.10.2基本概念：组合结构的部分与接口207

5.10.3基本概念：组合结构连接器208

5.10.4高级概念：协作208

5.11状态机图209

5.11.1基本概念：初始状态、最终状态和简单状态210

5.11.2基本概念：转换与事件211

5.11.3高级概念：状态活动——入口活动、执行活动和出口活动213

5.11.4高级概念：控制转换213

5.11.5高级概念：复合状态与嵌套状态215

5.11.6高级概念：并发与控制216

5.11.7高级概念：子状态机状态221

5.11.8高级概念：其他状态机图元素222

5.12时间图222

5.12.1基本概念：更多相同之处223

5.12.2基本概念：布局223

5.12.3基本概念：事件224

5.12.4基本概念：约束224

5.12.5高级概念：另一种表示形式225

5.12.6高级概念：事件与消息226

5.13对象图226

5.13.1基本概念：对象227

5.13.2基本概念：对象关系228

5.13.3高级概念：端点名称和限定符229

5.14通信图230

5.14.1基本概念：对象、链接和消息230

5.14.2基本概念：顺序表达式230

5.14.3高级概念：消息与同步233

5.14.4高级概念：迭代子句和警戒条件233

5.15 小结234

第6章 过程236

6.1首要原则236

6.1.1成功项目的特征236

6.1.2追求理性的开发过程240

6.2宏观过程：软件开发生命周期244

6.2.1概述244

6.2.2宏观过程的内容维：科目246

6.2.3宏观过程的时间维：里程碑和阶段249

6.2.4宏观过程的时间维：迭代255

6.2.5发行计划257

6.3微观过程：分析与设计过程260

6.3.1概述260

6.3.2抽象层次261

6.3.3活动262

6.3.4产品263

6.3.5微观过程与抽象层次267

6.3.6识别元素270

6.3.7确定元素间的协作274

6.3.8确定元素间的关系278

6.3.9详细确定元素的语义281

6.4小结285

第7章 实战287

7.1管理和计划288

7.1.1风险管理288

7.1.2任务计划289

7.1.3开发复查290

7.2人员配备292

7.2.1资源配置292

7.2.2开发团队角色293

7.3发布版本管理296

7.3.1配置管理和版本控制296

7.3.2集成297

7.3.3测试298

7.4复用298

7.4.1复用的元素298

7.4.2建立复用制度299

7.5质量保证和测量指标299

7.5.1软件质量300

7.5.2面向对象测量指标301

7.6文档化304

7.6.1开发遗产304

7.6.2文档化的内容305

7.7工具306

7.7.1工具种类306

7.7.2组织上的意义307

7.8特殊主题308

7.8.1领域特定问题308

7.8.2采纳面向对象技术309

7.9面向对象开发的好处和风险310

7.9.1面向对象开发的好处310

7.9.2面向对象开发的风险311

7.10小结313

第3篇 应用316

第8章 系统架构——基于卫星的导航316

8.1初始317

8.1.1卫星导航系统的需求318

8.1.2定义问题的边界319

8.1.3确定任务用例322

8.1.4确定系统用例325

8.2细化329

8.2.1开发一个好的架构329

8.2.2定义架构开发活动330

8.2.3验证所建议的系统架构331

8.2.4分配非功能需求和确定接口339

8.2.5规定系统架构及其部署341

8.2.6分解系统架构344

8.3构造350

8.4交付之后350

8.4.1添加新的功能351

8.4.2改变目标硬件352

第9章 控制系统——交通管理353

9.1初始354

9.1.1列车交通管理系统的需求354

9.1.2决定系统用例357

9.2细化362

9.2.1分析系统功能362

9.2.2定义TTMS架构366

9.2.3从系统工程到硬件和软件工程368

9.2.4关键抽象和机制371

9.3构造373

9.3.1消息传送374

9.3.2列车时刻表计划377

9.3.3显示信息381

9.3.4传感器数据采集382

9.3.5发布版本管理383

9.3.6系统架构384

9.3.7子系统规格说明385

94交付之后387

第10章 人工智能——密码分析389

10.1初始390

10.1.1密码分析需求390

10.1.2定义问题的边界391

10.1.3黑板框架的架构394

10.1.4知识源的分析396

10.2细化397

10.2.1黑板对象397

10.2.2依赖和认定399

10.3构造401

10.3.1设计黑板对象402

10.3.2设计知识源407

10.3.3设计控制器414

10.3.4集成黑板框架416

10.3.5添加新的知识源419

10.4交付之后421

10.4.1系统增强421

10.4.2改变需求423

第11章 数据采集——气象监测站424

11.1初始424

11.1.1气象监测站需求425

11.1.2定义问题的边界425

11.1.3场景437

11.2细化438

11.2.1气象监测系统用例438

11.2.2架构框架448

11.3构造450

11.3.1帧机制450

11.3.2发布计划454

11.3.3传感器机制455

11.3.4显示机制457

11.3.5用户界面机制458

11.4交付之后461

第12章Web应用——休假跟踪系统463

12.1初始464

12.1.1需求464

12.1.2用例模型466

12.2细化467

12.2.1部署视图468

12.2.2逻辑视图470

12.2.3进程视图472

12.2.4实现视图475

12.2.5用例视图475

12.3构造480

12.3.1用户体验模型480

12.3.2分析和设计模型482

12.3.3实体493

12.3.4控制器502

12.3.5 Web页面和用户界面503

12.4交付和交付之后508

附录A面向对象编程语言510

附录B进一步阅读530

注解539

术语表566