■重現UML應用最佳實踐之過程

本書介紹的是UML在軟件需求方面的最佳實踐。全書內容經過精心設計，大案例貫穿全書，小案例一個接一個，直接用案例來講解UML基本及進階語法、UML最佳實踐、需求分析及需求管理的最佳實踐等。

■UML，既要“活學”，還要“活用”

掌握UML“形”的同時掌握UML的“神”，即UML在實際應用中所體現的思路和方法，活學活用才是關鍵。

■適合對象

a. 讀過無數相關資料，但依然無法自如運用UML建模的讀者；

b. UML初學者及軟件需求分析的初學者；

c. 被需求分析的無盡變更搞得焦頭爛額的項目開發人員。

本篇“廢話”其實就是本書的序。我買書很少看序，直接翻到目錄，而有時候偏偏遇上一些書寫了一堆前言、卷首語、作者序、譯者序、推薦序等，至少要浪費掉我幾十秒時間來找目錄。己所不欲勿施于人，歡迎你無視本序直接看目錄，當然如果你有時間也不妨看看本序說了什么“廢話”。溫馨提醒一下，本序有點長噢！

我為什么要寫此書

10年前第一次接觸UML，終于知道這是“神馬”東西了！UML，Unified Modeling Language（統一建模語言）的簡稱唄！當時我那十分之一桶水都不到的UML知識，除了可以在一些不明UML真相的人面前侃侃而談外，并不能當飯吃，更加不能在實際工作中發揮什么作用。我急需閱讀一些UML書籍來填滿我那十分之一桶水，問題是找不到實踐性強的UML書籍！

實用的UML書是找不到了，但我的UML入門導師出現了！他是一位活生生的人，是我當時的直接領導。他上任后立馬在實際項目中應用UML，直接使用UML與客戶溝通，通過實際的工作讓我體會到UML的強大威力。10年來在實際工作中實踐UML以及分享實踐知識，讓我形成了一套實踐性強的UML知識體系。

但近年來我也遇到過一些對UML嗤之以鼻的技術高手，甚至在我主講的UML課程中也有一些學員對UML提出了質疑。這些對UML不滿的朋友，都曾經領教過某些使用了UML的文檔，那些文檔不知所云，而文檔作者的解釋顯得理論有余實踐不足，讓他們產生不用UML反而更好的想法。

關于UML，業界存在這樣的問題：

（1）缺少實踐性的書籍，以及在一些理論化書籍培養出的一些UML理論家，讓很多追求實效的朋友對UML產生了誤解，甚至產生了“UML無用論”。

（2）一些學習UML的朋友，只掌握了UML的“形”沒掌握UML的“神”。UML的“神”是指UML所體現的一種工作思路和方法，而UML的神髓只能通過實踐來體驗和獲得。

（3）公司中只有自己一人用UML，無法與別人交流，大家不用只有自己用，自然無法在工作中用起來，也無法發揮UML的作用。

直到現在，追求實戰性的UML書籍仍然不多。不是所有朋友都能像我這樣幸運，能在工作中有一位UML的實踐高手來指導工作，讓我通過實際的工作來掌握UML。我實踐UML已有10年，關于UML大部分的知識來自我的實踐，希望閱讀本書的讀者，能感覺到好像身邊有一位導師在指導一樣。希望本書能引領UML的實踐之風，“活用UML”才是關鍵！

UML可應用于軟件需求方面，也可應用于軟件設計方面，本書介紹的是UML在軟件需求方面的最佳實踐。而軟件需求方面的工作，可以分為需求分析與需求管理兩方面。簡單地說，需求分析是指如何全面、準確地獲取需求；需求管理是指需求的商務處理（如需求范圍控制、需求簽署、需求變更處理等）以及如何需求驅動地工作。

需求分析工作普遍存在的問題有：

（1）客戶需要的是一把梯子，系統分析員了解到的是一個凳子，開發人員做出來的是一張桌子，測試人員以為是一把椅子……各種角色所理解的需求是不一致的。

（2）客戶今天想要一個蘋果，明天改變主意要一個香蕉，但后天突然又說還是蘋果好，到最后他想要一個西瓜！客戶的需求變來變去，無法準確把握客戶的需求。

需求管理工作普遍存在的問題有：

（1）客戶越要越多，持續增加項目的工作量，導致軟件公司面臨虧本的危險。

（2）客戶不愿意簽署需求，喜歡讓你先做出來看看，然后慢慢提意見。

（3）客戶的需求變來變去，不但不簽署變更協議，而且還要求你免費滿足這些要求。

從我的經驗來看，如何快速全面準確地把握客戶的真正需求，是解決以上問題的根本途徑，需求分析是首要的，需求管理是輔助的，兩者占成功的比例大致是7:3。

本書重點介紹的內容有：

（1）UML如何幫助我們提升需求分析能力。

（2）需求分析的最佳實踐，這里既有UML的內容也有非UML的內容。

（3）需求管理的最佳實踐，這里主要是非UML的內容。

UML只是我們可以利用的一種工具，解決問題才是我們的終極目標。知識以用為本，本書融合了UML、非UML、需求分析及需求管理等方面的知識，希望能幫助解決上述提到的UML業界問題、需求分析及需求管理問題。

誰適合看這本書

對UML感興趣或者想提升軟件需求分析及需求管理水平的人士，均適合閱讀本書。無論你是Java技術流派、.NET技術流派還是其他技術流派，只要工作中涉及到需求分析，均適合閱讀本書。

如果你是以下情況之一（當然不限于以下所列），也適合閱讀本書：

（1）需求分析師（系統分析師）：系統、全面、準確、深入地把握軟件需求，是該類讀者的主要工作職責。本書介紹了活用UML挖掘需求的各種最佳實踐，能幫助該類讀者提升職業水平。

（2）項目經理：中國的軟件項目經理經常要兼顧高難度的需求分析和煩人的需求管理工作，本書介紹了活用UML進行需求分析以及需求管理的最佳實踐，有利于提升該類讀者在這方面的工作水平，讓項目經理更加輕松地面對這方面的工作。

（3）產品經理：提煉產品需求，提升產品競爭力是產品經理的主要職責，而UML可幫助產品經理提升需求分析及挖掘的能力。

（4）軟件設計師及程序員：雖然不直接參與需求工作，但需要“需求驅動”地工作，把握真正的需求才能做出有靈魂的軟件。本書介紹的UML及需求分析知識，有助于該類讀者更好地理解和思考需求，做出更好的軟件。

（5）測試工程師：測試工程師往往是軟件開發工作中的“弱勢群體”，聽命于程序員諸如“你這樣測就可以了，這個你不用管”之類的“指令”！測試工程師經常得到的是“二手需求”（即由開發人員告知的需求，而不是自己親自去向客戶獲取的需求），難以系統、全面、準確地理解和把握需求，而本書介紹的知識將幫助測試工程師解決這個困境。

（6）實施工程師：實施工程師似乎干的都是“體力活”，但如果沒有深厚的業務知識是難以和客戶溝通以及推動系統上線的。本書介紹的UML及需求分析知識，將有助于該類讀者成為業務專家，提升自身價值。

（7）計算機相關專業在校大學生：學校學到的知識可能過于理論化，希望盡快接觸實際項目，體驗真實的需求分析工作，可能是每位大學生的愿望！本書會讓該類讀者體驗“殘酷”的軟件需求分析工作，學習各種實用的UML及需求分析、需求管理知識，為將來的工作做好準備。

本書各章的“設計思想”

本書的學習目標如下：

（1）掌握UML的基本語法。

（2）掌握面向對象的分析方法。

（3）掌握應用UML進行需求分析的最佳實踐。

（4）掌握軟件需求管理的最佳實踐。

本書的內容組織及表達經過精心設計，本書沒有基礎篇、進階篇之類的劃分，也不采用先理論后實例的組織方式，而是大案例貫穿全書，小案例一個接一個，直接用案例來講解UML基本及進階語法、UML最佳實踐、需求分析及需求管理的最佳實踐等。

本書講究實效，希望讀者每閱讀一頁都能立馬有收獲，能馬上在工作中應用所學，而不需要看了幾十頁甚至半本書才搞清楚來龍去脈。

下面簡述各章的“設計思想”：

第1章 大話UML：期望讀者可以在很短時間內，快速了解各種UML是怎樣一回事，什么情況下可以使用什么圖等。讀者不需要看完全書，只需要看完第1章，就能對UML有全面而清晰的認識，找準學習方向。

第2章 耗盡腦汁的需求分析工作：本章揭示了需求分析的核心問題和基本道理，并介紹UML能在需求工作中發揮怎樣的作用。

第3章到第9章：詳細介紹類圖、對象圖、活動圖、狀態機圖、順序圖、通信圖、用例圖、部署圖、構件圖、包圖，每一章主要講述一種UML圖，部分章節會介紹兩種或兩種以上的UML圖。

知識以用為本，各章以問題為引子，通過案例、練習、思考和分析等，由淺入深地逐步介紹各種實用知識。各章內容大致是這樣設計的：前三分之一內容拋出問題及利用淺顯的例子，讓讀者輕松快速地掌握相關的基本語法和知識；中間三分之一內容會進一步拋出更復雜的例子，結合案例介紹進階知識；后面三分之一內容將問題深化，列出綜合性更強或更加復雜的案例，提出更多來自現實工作的思考和解決方案。

各章的內容并不是完全獨立的，越到后面的章節，越會介紹更多的UML圖的綜合應用，后續章節是基于前面章節的知識滾動向前的。

第10章 UML共冶一爐——考勤系統的需求分析：本章是全書最長的一章，完整地回答了如何從零開始完成需求分析工作。本章將前面學過的知識融合在一起，并且補充了大量的實用知識。

第11章 需求分析的團隊作戰：團隊作戰對于需求分析工作是相當重要的，除此以外本章介紹了一些需求管理的實用技巧。

第12章 說不盡的UML——UML補遺：通常有13種UML圖，前面章節已經介紹了較為常用的10種，本章介紹不太常用的3種UML圖，并對全書進行總結。

本書還附帶一張光盤，光盤中有兩個課程視頻及相應的教材：

（1）活用類圖，擁抱需求：本視頻內容與本書第3章內容一致，但書中的內容更加具體和深入。

（2）做一回軟件設計高手：這是一個活用UML進行軟件設計的課程。

本書的前身是我的課程“活用UML——需求分析高手”的教案，這是一個兩天的課程，課程的全部和部分內容，我已經分享過多次。課程時間有限，本書的內容將會比該課程更全面更深入。

和講師面對面交流是理想的學習方式，我期望讀者通過閱讀本書能達到甚至超過參加現場培訓的效果。書比現場培訓有兩大優點：一是學習的速度可以隨意控制；二是可以隨時復習已學過的內容。但書的一大缺點就是：作者不能隨時回答讀者的問題！不過讀者可以到www.umlonline.org網站學習和提出問題，可以和作者以及其他朋友交流。

最后我要感謝我的UML啟蒙老師，是他在實際工作中言傳身教地教會了我UML，讓我受益匪淺，直到今天我還會經常想起他指導我時的情景！

希望本書能成為大家學習的良師益友，祝你學習愉快！

張傳波

軟件知識原創基地 首席專家

www.umlonline.org

開篇“廢話”

第1章 大話UML 1
1.1 UML基礎知識掃盲 1
1.1.1 UML有什么用 1
1.1.2 UML的分類 2
1.2 結構型的UML（Structure Diagram） 3
1.2.1 類圖（Class Diagram） 3
1.2.2 對象圖（Object Diagram） 4
1.2.3 構件圖（Component Diagram） 5
1.2.4 部署圖（Deployment Diagram） 5
1.2.5 包圖（Package Diagram） 6
1.3 行為型的UML（Behavior Diagram） 7
1.3.1 活動圖（Activity Diagram） 7
1.3.2 狀態機圖（State Machine Diagram） 7
1.3.3 順序圖（Sequence Diagram） 8
1.3.4 通信圖（Communication Diagram） 8
1.3.5 用例圖（Use Case Diagram） 9
1.3.6 時序圖（Timing Diagram） 9
1.4 如何學好UML 10
1.4.1 UML的認識誤區 10
1.4.2 我的學習經歷 11
1.4.3 UML學習難點 12
1.5 小結和練習 12
1.5.1 小結 12
1.5.2 練習 13
第2章 耗盡腦汁的需求分析工作 15
2.1 需求分析面面觀 15
2.2 持續進化的客戶需求 16
2.3 給客戶帶來價值——需求分析之正路 18
2.3.1 手機短信訂餐系統 18
2.3.2 需求分析的大道理 19
2.4 UML助力需求分析 20
2.5 小結與練習 21
2.5.1 小結 21
2.5.2 練習 22
第3章 分析業務模型——類圖
（Class Diagram） 23
3.1 面向過程與面向對象 23
3.2 類圖的基礎知識 25
3.2.1 類圖有什么用 25
3.2.2 什么是類 25
3.2.3 什么是類圖 26
3.2.4 如何識別類 26
3.3 類之間的關系 27
3.3.1 “直線”關系 27
3.3.2 “包含”關系 29
3.3.3 “繼承”關系 30
3.3.4 “依賴”關系 32
3.4 演練類之間的關系 32
3.4.1 練習1：你和你另外一半的關系 32
3.4.2 練習2：公司與雇員的關系 34
3.4.3 練習3：香蕉、蘋果、梨子的關系 34
3.4.4 練習4：公司的組織架構 35
3.5 類的“遞歸”關系與“三角”關系 37
3.5.1 “遞歸”關系 37
3.5.2 “三角”關系 38
3.6 考試管理系統——類圖綜合訓練 40
3.7 關于對象圖 43
3.8 小結與練習 45
3.8.1 小結 45
3.8.2 練習 46
第4章 流程分析利器之一——活動圖
（Activity Diagram） 47
4.1 結構建模與行為建模 47
4.2 認識流程分析工具的鼻祖——流程圖 48
4.3 工時審批流程——活動圖基礎 49
4.3.1 基礎語法：初始狀態、結束狀態、
活動、判斷、合并 49
4.3.2 判斷的三種處理辦法 50
4.3.3 多層分支 51
4.3.4 泳道/分區 52
4.3.5 對活動圖分析業務流程的思考 53
4.4 會簽評審流程——活動圖進階 53
4.4.1 “并行”的活動 53
4.4.2 工作產品如何表示——對象流 55
4.4.3 活動圖的組織——連接件
（Connector） 57
4.5 活動的粒度問題 58
4.5.1 活動與動作 58
4.5.2 活動粒度的問題 58
4.6 版本發布流程——用活動圖表達復雜
流程 59
4.6.1 活動圖的實踐建議 59
4.6.2 實戰版本發布流程 59
4.6.3 版本發布流程存在問題的思考 63
4.7 小結與練習 63
4.7.1 小結 63
4.7.2 練習 65
第5章 流程分析利器之二——狀態機圖
（State Machine Diagram） 66
5.1 請假審批流程——認識狀態機圖 66
5.1.1 請假流程活動圖 66
5.1.2 請假流程狀態機圖 67
5.1.3 狀態機圖基本語法 68
5.2 關于狀態數量的思考 69
5.2 請假的多級審批流程——狀態機圖進階 70
5.2.1 多級審批的問題 70
5.2.2 狀態機圖的分支結構 71
5.2.3 應用狀態機圖的常見問題 72
5.3 缺陷管理流程——演練復雜的狀態機圖 73
5.3.1 狀態機圖的實踐建議 73
5.3.2 一封求助信——混亂的缺陷管理 73
5.3.3 缺陷管理流程狀態機圖 74
5.3.4 缺陷管理流程存在問題的思考 76
5.4 小結與練習 76
5.4.1 小結 76
5.4.2 練習 78
第6章 流程分析利器之三——順序圖
（Sequence Diagram） 79
6.1 你如何和餐廳服務員“眉來眼去”——
認識順序圖 79
6.1.1 復習一下中文語法 79
6.1.2 你和服務員的“眉來眼去” 80
6.1.3 你和服務員的另外一種“眉來
眼去” 81
6.1.4 順序圖的基本語法 82
6.2 餐廳服務員背后的故事——發掘隱藏
背后的業務流程 83
6.2.1 服務員背后“有人” 83
6.2.2 如何用順序圖發掘業務流程 85
6.3 你和提款機的故事——體會順序圖的
粒度控制 85
6.4 順序圖的循環及分支結構 86
6.4.1 循環及分支結構 86
6.4.2 要用好循環及分支結構不容易 88
6.5 購買地鐵票——活動圖與順序圖的比較 90
6.6 流程分析三劍客 92
6.7 通信圖——順序圖的另外一種表示方式 93
6.8 小結與練習 95
6.8.1 小結 95
6.8.2 練習 97
第7章 描述系統的行為——用例圖
（Use Case Diagram） 98
7.1 初識用例圖 98
7.1.1 為什么需要用例圖 98
7.1.2 用例圖基本語法 99
7.2 用例圖進階 102
7.2.1 角色的繼承 103
7.2.2 用例的Include 104
7.2.3 用例的Extend 106
7.2.4 用例的繼承 107
7.2.5 用例的粒度控制 109
7.3 小試牛刀——訂餐系統的用例圖 110
7.3.1 訂餐系統的用例圖 110
7.3.2 用例的組織 112
7.4 用例表——用例的進一步細化 112
7.5 綜合運用類圖、流程三劍客、用例圖
描述需求 116
7.5.1 用類圖描述業務概念 116
7.5.2 流程三劍客的威力 117
7.6 從用例分析開始還是由業務分析開始 117
7.6.1 客戶主導VS項目組主導 117
7.6.2 需要和需求規格 118
7.7 非要使用用例圖、用例表嗎 119
7.7.1 不使用用例圖和用例表的情況 119
7.7.2 使用用例圖但不使用用例表的
情況 121
7.8 小結與練習 122
7.8.1 小結 122
7.8.2 練習 125
第8章 描述系統的框架——部署圖、構件圖 126
8.1 描述需求為什么要用部署圖、構件圖 126
8.2 什么是部署圖（Deployment Diagram） 127
8.3 什么是構件圖（Component Diagram） 130
8.4 部署圖和構件圖的“捆綁”應用 132
8.5 小試牛刀——OA系統的架構需求 133
8.6 如何獲取和描述非功能性需求 135
8.7 小結與練習 137
8.7.1 小結 137
8.7.2 練習 138
第9章 組織你的UML圖——包圖
（Package Diagram） 139
9.1 什么是包圖 139
9.2 用包圖組織類圖 141
9.3 用包圖組織用例 142
9.4 用包圖進行軟件設計 145
9.5 小結與練習 147
9.5.1 小結 147
9.5.2 練習 148
第10章 UML共冶一爐——考勤系統的需求
分析 149
10.1 迎接挑戰——你的需求分析任務書 149
10.2 需求分析從零開始 151
10.2.1 需求分析全過程的活動圖 151
10.2.2 第一階段：戰略分析——你需要
高屋建瓴 151
10.2.3 第二階段：需要分析——你需要
命中需要 153
10.2.4 第三階段：業務分析——你需要
吃透業務 154
10.2.5 第四階段：需求細化——你需要
設計有價值的需求方案 155
10.3 考勤系統的戰略分析 156
10.3.1 考勤系統的背景 156
10.3.2 戰略分析到底要做啥 157
10.4 考勤系統的需要分析 159
10.4.1 目標 159
10.4.2 涉眾及待解決問題 159
10.4.3 范圍 161
10.4.4 項目成功標準 162
10.5 考勤系統的業務概念分析 162
10.5.1 業務概念圖的重要性和高難度 163
10.5.2 考勤系統的業務概念圖 164
10.5.3 部門與員工 165
10.5.4 打卡記錄 165
10.5.5 外出申請 166
10.5.6 請假申請 167
10.6 外出申請審批流程分析 169
10.6.1 外出申請審批流程的活動圖 169
10.6.2 外出申請審批流程的狀態機圖 170
10.6.3 外出申請相關的類圖 172
10.6.4 外出管理上的進一步思考 173
10.7 請假申請審批流程分析 173
10.7.1 請假申請審批流程的活動圖 174
10.7.2 請假審批流程的順序圖 175
10.7.3 請假管理上的進一步思考 176
10.8 執行者及用例分析 178
10.8.1 執行者分析 178
10.8.2 宏觀用例圖 180
10.8.3 普通員工的用例分析 180
10.8.4 行政部員工、財務部員工用例
分析 188
10.8.5 部門經理、副總經理、總經理
用例分析 192
10.8.6 管理員用例分析 196
10.8.7 用例分析小結 198
10.9 非用例的功能性需求 199
10.10 系統的非功能性需求分析 201
10.10.1 軟件技術架構方面的要求 201
10.10.2 安全性、易用性、性能等方面
的要求 202
10.11 如何編寫需求規格說明書 203
10.12 對考勤系統后續故事的思考 205
10.12.1 連董事長都敢“忽悠”的員工 205
10.12.2 上有政策下有對策 206
10.12.3 有先天缺陷的MIS型系統 206
10.12.4 如何打造有競爭力的MIS類型
系統 207
10.13 小結與練習 207
10.13.1 小結 207
10.13.2 練習 209
第11章 需求分析的團隊作戰 210
11.1 需求分析單兵作戰合適嗎 210
11.1.1 案例分析：孤軍奮戰的系統
分析師 210
11.1.2 需求驅動地工作 211
11.2 項目團隊如何“集體”獲取需求 211
11.2.1 案例分析：某模具管理系統的
需求調研工作 211
11.2.2 團隊作戰獲取需求 212
11.2.3 項目組各角色對需求把握程度
的要求 213
11.3 需求如何傳遞給項目組成員 215
11.3.1 案例分析：某任務管理系統 215
11.3.2 我的失誤及改進措施 215
11.3.3 如何快速分享需求 217
11.4 讓客戶持續參與 218
11.4.1 如何讓客戶簽署幾十頁甚至上百
頁的需求文檔 218
11.4.2 極限編程中的客戶全程參與 218
11.4.3 讓客戶全方位全程持續參與 219
11.5 小結與練習 220
11.5.1 小結 220
11.5.2 練習 221
第12章 說不盡的UML——UML補遺 222
12.1 認識時序圖（Timing Diagram） 222
12.2 認識交互概覽圖（Interaction
Overview Diagram） 224
12.3 認識組合結構圖（Composite
Structure Diagram） 225
12.4 UML全家福 225
12.5 認識UML工具 228
12.6 學習目標檢查及學習建議 230
附錄1 考勤系統的需求規格說明書 232
附錄2 名詞解釋 255
附錄3 軟件知識原創基地簡介 258
附錄4 附帶光盤內容說明 261
附錄5 圖表目錄 264

1. C程序設計實踐教程 [劉衛國]
2. C程序設計（慕課版） [劉衛國]
3. 程序設計基礎實踐教程（C/C++語言版） [張桂芬 葛麗娜]
4. C++案例項目精講 [主編 楊國興]
5. SwiftUI完全開發 [李智威 著]
6. MySQL數據庫項目式教程 [陳亞峰]
7. C語言程序設計習題與實驗指導（第二版） [主編 甄增榮 張賓]
8. C語言程序設計（第二版） [主編 甄增榮 田云霞]
9. Unity3D虛擬現實應用開發實踐 [主 編 劉龍]
10. Python程序設計 [主編 姜春磊 陳虹潔]
11. C語言程序設計實踐教程（活頁式） [主編 鄭茵 陳巍 滕泓虬]
12. 面向對象程序設計 [主編 張勇 張平華 趙小龍]
13. Python程序設計基礎及實戰 [主編　劉健]
14. C語言程序設計 [姜雪]
15. Python程序設計實踐教程 [王鶴琴 蔡正保]
16. C++程序設計實踐教程（第三版） [主編 劉衛國 曹岳輝]
17. C++程序設計（第三版） [主編 曹岳輝 劉衛國]
18. C語言程序設計項目化教程（活頁式） [主編 張利華 潘曉利]
19. 機器人流程自動化（RPA）實戰——基于UiPath [主編　金鑫]
20. Python 語言程序設計實踐指導 [主編　張雙獅]
21. Python程序設計案例教程 [主編 毛錦庚 鐘肖英 周賢來 ]
22. 基于.NET Core框架的分布式系統架構設計 [湯佳 著]
23. Python語言程序設計教程 [郭其標 房宜汕]
24. Python程序設計 [李國燕 王新強 劉佳 等編著]
25. Python程序設計項目化教程（活頁式） [主編　盧鳳偉]
26. Java編程基礎案例式教程 [主編 陳艷華 唐春蘭]
27. Python語言同步案例習題精解 [主編 肖朝暉]
28. Unity應用開發與實戰（微課版） [主 編 程永恒]
29. PHP程序設計項目化教程 [主 編 杜海穎]
30. 簡單易懂的Python入門教程 [［日］大澤文孝　著]