本书系统论述了面向对象的建模与仿真技术的原理及实现方法。全书内容包括五章，分别介绍了： 面向对象的建模与仿真技术的基本概念； 面向对象的核心思想和主要机制； 面向对象的一般建模方法和建模过程； 离散事件仿真的基本概念与方法； 面向对象仿真领域的新技术。附录A和附录B分别给出了Java语言的基本语法要点及课程设计指导。

本书适合作为高等院校计算机、自动化、系统仿真等专业的本科生与研究生教材，也可作为相关行业工程技术人员的参考用书。

仿真技术是一门迅速发展起来的新兴学科。在现代科学研究、工程实践和社会经济等各个领域的研究中，仿真技术的应用范围越来越广阔。仿真技术是所有从事科学研究的人员和相关专业的大学生都需要掌握的一门技能，目前很多高校已经开设了系统仿真相关的课程。提高学生的“仿真素养”，使其学会使用仿真手段解决各种科学问题和工程问题，是仿真专业课程的主要任务。国防科技大学从2002年率先设立了仿真工程本科专业，开展了仿真系列课程建设，“面向对象仿真”是该系列课程中的主干课程之一。

仿真技术和信息技术始终相互促进，共同发展。新的软件开发技术不断应用到仿真系统开发中，推动了仿真技术的发展。面向对象的思想最早起源于仿真领域。随着面向对象技术的不断发展和完善，它又反过来促进了仿真技术的发展。随着分布交互式仿真的发展，面向对象仿真技术得到了广泛的应用，成为仿真系统开发的主流技术之一。面向对象仿真是面向对象的软件开发技术与策略在仿真领域的应用，是一整套关于如何看待仿真系统与现实世界的关系，以什么观点来研究问题并进行求解，以及如何进行仿真系统构造的仿真系统开发方法学。

面向对象仿真技术虽然应用广泛，但是却鲜有专门的教材告诉广大青年学生和仿真系统开发人员如何开发面向对象的仿真系统。本书系第一本统讲述面向对象仿真系统分析、设计与实现的教材，面向高等院校计算机、自动化、系统仿真等专业的本科生、研究生和对软件开发、计算机仿真、面向对象技术感兴趣的技术人员。

本书注重基础性、系统性、先进性和实用性，将原理介绍、系统设计和代码实现相结合，以面向对象仿真的基本思想贯穿始终，按照基本概念、建模方法、系统实现的顺序进行讲解。本书正文部分分为5章。第1章对仿真的基本概念、面向对象技术的主要思想和面向对象仿真的历史、特点和应用进行简要介绍。第2章对面向对象的核心思想、基本概念和主要机制进行系统介绍。第3章首先介绍面向对象建模的一般方法、基本思想和主要过程，然后分别介绍面向对象的需求模型、静态模型和动态模型的建模方法、建模过程和描述方式。第4章在介绍离散事件仿真基本概念、调度机制的基础上，详细分析如何采用面向对象的方法设计和实现基于事件调度法和进程交互法的离散事件仿真的内核，并对典型的面向对象仿真语言和面向对象仿真环境进行了简要介绍。第5章介绍面向对象仿真领域的几个最新进展，包括并行与分布式仿真、连续系统的面向对象仿真、组件化建模与仿真、基于Agent的仿真以及面向服务的仿真等。

本书还包括两个附录，附录A对Java的基本语法进行介绍，侧重于介绍与本书所讨论内容相关的Java 语法要点，只涵盖了Java语法中的部分内容。附录B给出了和本课程配套的课程设计大纲，供读者参考。希望读者通过课程设计体验实际仿真系统开发中选择研究课题、提出问题、协作解决问题的全过程，提高自己的实践能力、创新能力和协作能力。

面向对象仿真课程的建设工作得到了国防科技大学邱晓刚教授的大力支持和帮助，在此表示诚挚的感谢。鞠儒生博士和张代兵博士对本书的写作提出了很多宝贵的意见，在此表示衷心的感谢。本书是在《面向对象仿真》内部讲义的基础上进行完善和扩充而成的，主要内容曾在国防科技大学相关专业进行过多次讲授，很多同学对课程内容提出过很多建设性的意见，在此向所有学习过本课程的同学表示感谢。本书参考了许多国内外学者的研究成果，在此一并表示感谢。本书在编写和出版过程中，得到了清华大学出版社的王敏稚编辑、陈志辉编辑、刘佩伟编辑和盛东亮编辑的帮助，在此对他们在本书出版过程中付出的辛勤劳动表示衷心的感谢。

限于作者水平，书中错误和疏漏在所难免，恳请读者不吝指正。

作者

2010年10月10日于国防科技大学

第1章绪论

1.1仿真的基本概念

1.1.1系统

1.1.2模型

1.1.3建模

1.1.4仿真

1.1.5系统、模型和仿真的关系

1.2面向对象技术

1.2.1发展概况

1.2.2面向对象的思想

1.3面向对象仿真

1.3.1什么是面向对象仿真

1.3.2面向对象仿真的特点

1.3.3仿真研究实例

1.4本章小结

基本练习

扩展练习

延伸阅读

第2章面向对象技术入门

2.1面向对象的核心思想

2.1.1面向对象对现实世界的映射

2.1.2面向对象的系统分解方法

2.2面向对象建模语言

2.2.1什么是UML

2.2.2UML的构成

2.2.3如何使用UML

2.3面向对象的基本概念

2.3.1什么是对象

2.3.2类的概念

2.3.3类的结构

2.3.4类的UML描述

2.3.5类的Java实现

2.4面向对象的主要机制

2.4.1抽象——建模基础

2.4.2封装——安全目标

2.4.3继承——重用目标

2.4.4聚合——装配机制

2.4.5关联——整合机制

2.4.6消息传递——通信机制

2.4.7重载——灵活目标

2.4.8多态性——OO灵魂

2.5本章小结

基本练习

扩展练习

延伸阅读

第3章面向对象建模方法

3.1面向对象建模的依据

3.1.1建模的一般原则

3.1.2面向对象建模的基本思想

3.2面向对象模型的构成

3.3面向对象建模过程

3.4建立实验框架

3.4.1什么是实验框架

3.4.2如何描述实验框架

3.4.3建立实验框架的过程

3.5静态建模

3.5.1静态建模过程

3.5.2静态建模详解

3.5.3静态建模的基本原则

3.6动态建模

3.6.1状态建模

3.6.2交互建模

3.6.3活动建模

3.7本章小结

基本练习

扩展练习

延伸阅读

第4章面向对象离散事件仿真

4.1离散事件系统仿真概述

4.1.1离散事件系统模型

4.1.2离散事件仿真策略

4.1.3离散事件仿真系统的分层构成

4.2基于事件调度法的面向对象离散事件仿真

4.2.1基本思想

4.2.2静态结构

4.2.3主要类的设计

4.2.4进一步的考虑

4.2.5应用

4.3基于进程交互法的面向对象离散事件仿真

4.3.1基本思想

4.3.2静态结构

4.3.3主要类的设计

4.3.4进程交互机制

4.3.5进一步的考虑

4.3.6应用

4.4面向对象离散事件仿真软件

4.4.1面向对象编程语言对仿真的支持

4.4.2面向对象仿真语言

4.4.3典型的面向对象离散事件仿真软件

4.5本章小结

基本练习

扩展练习

延伸阅读

第5章面向对象仿真高级专题

5.1分布式仿真

5.1.1DIS

5.1.2ALSP

5.1.3HLA

5.2连续系统的面向对象仿真

5.2.1基于常微分方程的面向对象连续系统仿真

5.2.2基于Modelica的连续系统面向对象仿真

5.3基于DEVS的层次化面向对象仿真

5.3.1基本DEVS模型

5.3.2并行DEVS模型

5.3.3DEVS模型的耦合封闭性

5.3.4基于DEVS的面向对象建模

5.4基于Agent的仿真

5.4.1Agent的基本概念

5.4.2基于Agent的建模与仿真

5.4.3基于Agent仿真的应用

5.5面向服务的仿真

5.5.1服务

5.5.2仿真服务

5.5.3什么是SOA

5.5.4面向服务的仿真架构

5.6本章小结

基本练习

扩展练习

延伸阅读

附录AJava语言要点

A.1基本数据类型

A.2流程控制

A.3类的定义

A.4程序构成

A.5集合类

A.6多线程

附录B课程设计指导

B.1StarUML的使用

B.1.1实验目的

B.1.2StarUML的功能及特点

B.1.3实验要求

B.1.4实验内容

B.2面向对象仿真系统设计

B.2.1实验目的

B.2.2实验要求

B.2.3实验内容

B.2.4参考选题

B.3面向对象离散事件仿真的实现

B.3.1实验目的

B.3.2实验要求

B.3.3实验内容

B.3.4参考选题