序言

对于软件建模与设计，非科班出身的同学可能和我一样比较陌生，虽然日常开发中也涉及到建模，但是并没有系统的学习过软件建模设计。类似于设计模式，软件建模与设计也有一套三板斧。

设计模式

创建型模式提供了创建对象的机制， 能够提升已有代码的灵活性和可复用性。

结构型模式介绍如何将对象和类组装成较大的结构， 并同时保持结构的灵活和高效。

行为模式负责对象间的高效沟通和职责委派。

详情见：常见设计模式

UML视图4+1

逻辑视图（Logical View）

逻辑视图主要关注的是业务逻辑，也就是软件系统的功能性。它描述了系统中的功能元素、功能服务、业务域对象，以及他们之间的交互。
逻辑视图主要通过以下几种UML图来表达：

• 类图（Class Diagram）：展示系统中的类、接口以及他们之间的静态关系，如继承、依赖、关联和聚合等。
• 对象图（Object Diagram）：是类图的实例，展示了系统中的对象以及他们之间的关系。
• 包图（Package Diagram）：展示系统的模块结构，描述类和包的依赖关系。
• 组件图（Component Diagram）：展示系统的组件以及它们之间的关系。
• 部署图（Deployment Diagram）：展示系统的物理架构和部署情况。

过程视图（Process View）

过程视图描述了系统的动态行为，包括系统的并发性和同步性，关注的是系统的运行时行为。
过程视图通常包含一系列的进程以及它们之间的交互。这些进程可能是并发执行的，也可能需要进行同步。过程视图展现了系统的动态行为，如进程的创建、销毁、调度，以及进程之间的同步和通信等。
通常使用以下几种UML图来表达：

• 活动图（Activity Diagram）：展示系统中各个活动的执行流程和它们之间的关系，通常用于表示并发和同步。
• 顺序图（Sequence diagram）：展示对象之间的交互顺序，可用于表示进程或线程之间的通信。
• 状态图（Statechart Diagram）：展示系统或系统中某个部分在其生命周期内可能处于的状态，以及由一个状态转换到另一个状态的事件或条件。
• 协作图（Communication Diagram）：展示对象间的交互关系，可以用于表示进程或线程之间的通信。

实现视图（Implementation View）

实现视图主要关注程序或系统的实际组织，提供了程序员需要的详细信息，用以理解，构建和测试系统的软件。

实现试图主要包括：

• 源码管理：详细说明如何管理和组织源码。
• 软件架构：描述了软件的组织架构，包括软件组件和它们之间的关系。
• 数据库架构：描述了数据存储的方式，包括数据库模式和其他相关信息。
• 测试：描述了如何测试软件，包括测试策略和测试计划。
• 构建：描述如何构建和部署软件，包括构建工具和部署过程。

实现视图可以帮助开发人员理解和实现设计，并为后期的维护和迭代提供指导。

通常由以下几种UML来表达：

• 包图（Package Diagram）：用于展示系统的模块组织和依赖关系。
• 组件图（Component Diagram）：用于描述系统的物理组成部分，包- 括软件组件、硬件组件、接口和它们之间的关系。
• 类图（Class Diagram）：用于描述系统中的类及其相互之间的关系，包括继承、聚合和关联等。
• 对象图（Object Diagram）：用于描述系统中的对象及其相互之间的关系，这对于理解和验证系统的静态结构非常有用。

部署视图（Deployment View）

部署视图主要关注系统的物理部署及其在硬件上的分布。它描述了系统的硬件组成，网络拓扑，通信和数据传输等信息。部署视图主要包括：

• 硬件架构：描述了系统所运行的硬件设备，包括服务器，工作站，网络设备等。
• 网络架构：描述了网络的拓扑结构，以及各节点之间的通信方式。
• 部署方案：描述了软件在硬件设备上的部署方式，包括分布式部署，集群部署等。
• 安全性：描述了系统的安全策略，包括数据加密，防火墙设置，访问控制等。
• 性能：描述了系统的性能需求，包括处理能力，存储能力，网络带宽等。

部署视图可以帮助系统管理员和运维人员理解系统的运行环境，进行有效的部署和管理。部署视图主要由UML中的部署视图来表达，它用于描述物理硬件的配置和软件组件在硬件上的部署情况。包括节点、设备、连接等元素。

用例视图（Use-Case View）

用例视图主要描述的是系统与外部交互的过程，也就是系统的功能需求。用例视图通常由一些列的用例或场景组成，每个用例或场景代表了一个特定的功能或业务流程。通过这种视图，可以清晰的展现出系统的主要功能和系统与用户或其他系统的交互过程。

用例视图通常是系统分析和设计的起点，它能够帮助我们理解用户的需求，定义系统的功能。主要使用UML中的用例图来表达，它展示了系统的参与者、用例（系统的功能）以及参与者与用例之间的交互关系。用例图是用来捕获系统需求、描绘用户与系统交互的工具。

UML的6种关系

泛化、实现、组合、聚合、关联、依赖。

UML的9种模型

用例图（Use-Case Diagram）

用于描述角色以及角色与用例之间的联系关系（如：泛化、关联和依赖）。是一种静态模型。

类图（Class Diagram）

用于描述系统中的类，以及各个类之间的关系（如：泛化、实现、依赖、关联、聚合、组合）。是一种静态模型。

对象图（Object Diagram）

与类图极为相似，它是类图的实例，对象图显示类的多个对象实例，而不是实际的类。它描述的不是类之间的关系，而是对象之间的关系。是一种静态模型。

状态图（State Diagram）

用于描述类的对象所有可能的状态，以及事件发生时状态的转移条件，是对类图行为上的补充。是一种动态模型。

活动图（Activity Diagram）

用于描述用例要求所要进行的活动，以及活动间的约束关系，有利于识别并行活动。是一种动态模型。

顺序图（Sequence Diagram）

也叫序列图或时序图，用于描述参与者与系统对象之间有序的交互过程，强调消息是如何在对象之间有序的交互过程，强调消息是如何在对象之间被发送和接收的。是一种动态模型。

合作图（Communication Diagram）

和顺序图相似，用于描述对象间的动态合作关系。可以看成是类图和顺序图的交集，重点描述对象之间的相互通信关系。如果强调时间和顺序。则使用序列图；如果强调上下级关系，则是选择合作图。是一种动态模型。

组件图（Component Diagram）

用于描述代码构建的物理结构以及各种构建之间的依赖关系。是一种静态模型。

部署图（Deployment Diagram）

用于描述系统的物理部署，例如计算机和设备，以及它们之间是如何连接的。是一种静态模型。

COMET

Comllaborative Object Modeling and Design Method，协作的对象建模与设计方法是一种基于UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）的面相对象的软件开发方法。

• 在需求模型中：系统的功能性需求被定义为参加者和用例。

• 在分析模型中：用例被具化为参与用例的对象及其交互关系。

• 在设计模型中：设计软件体系结构，考虑分布、并发和信息隐藏等问题。

• 用例建模：系统的功能性需求按照用例和参与者进行定义。

• 静态建模：提供系统的结构化视图，定义类的属性和类之间的关系。

• 动态建模：提供系统的行为视图，用例是通过对象之间的交互实现。

参考链接

1、refactoringguru.cn
2、uml-diagrams.org
3、【Columboom】《软件建模与设计》学习笔记