《可視化建模與UML》課程結(jié)課報告――圖書管理系統(tǒng)建模

1、可視化建模與UML課程結(jié)課報告圖書管理系統(tǒng)建模07計算機本（1）班 彭釗 70911002第一部分 系統(tǒng)概述目的意義通過“圖書管理系統(tǒng)”UML建模過程了解面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與設(shè)計方法。從UML應(yīng)用的角度通過建立一個圖書管理系統(tǒng)來學(xué)習(xí)UML的知識。軟硬件環(huán)境UML建模的工具一般有Rational Rose、PowerDesign、visio 本次使用的軟件環(huán)境是：Rational Rose硬件環(huán)境需求，針對圖書館應(yīng)有的辦公系統(tǒng)的自動化，還有學(xué)?，F(xiàn)有的服務(wù)器，學(xué)校具有的硬件環(huán)境可以在很大程度上滿足系統(tǒng)在硬件方面的需求。本圖書館系統(tǒng)的硬件環(huán)境是：Microsoft Windows XP Profes

2、sional 版本 組織結(jié)構(gòu)圖或用戶分析該圖書館管理系統(tǒng)的用戶為 借閱者、圖書館管理員、系統(tǒng)管理員 。其中用戶借閱者主要模塊有書籍查詢、書籍預(yù)訂、借閱信息查詢、借閱書籍、歸還書籍、激納罰金。圖書館管理員的主要模塊有書籍借閱處理、書籍歸還處理、檢查用戶借閱憑證合法性、刪除書籍預(yù)訂信息、還書時收取罰金。系統(tǒng)管理員主要模塊有讀者信息管理、書籍信息管理、系統(tǒng)登錄管理、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)恢復(fù)。讀者信息管理圖書管理系統(tǒng)借閱者圖書館管理員系統(tǒng)管理員書籍信息管理登錄系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)備份數(shù)據(jù)恢復(fù)書籍借閱處理書籍歸還處理檢查用戶合法性刪除書籍預(yù)訂收取罰金書籍查詢書籍預(yù)訂借閱信息查詢借閱書籍歸還書籍繳納罰金圖1 圖書管理系

3、統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)圖業(yè)務(wù)流程分析借閱者基本信息及借閱者權(quán)限等形成借閱者檔案數(shù)據(jù)庫，可用于用戶查詢、模塊調(diào)用與數(shù)據(jù)統(tǒng)計借閱處理模塊這一模塊對應(yīng)的是圖書借閱流程。這一流程可包括下面五方面業(yè)務(wù)：查詢、預(yù)約、外借、還書、續(xù)借。它可以拆分為下面五個模塊：1、外借處理模塊。對應(yīng)圖書外借業(yè)務(wù)，這一業(yè)務(wù)在圖書外借出辦理，由工作人員掃入圖書證條碼察看用戶的借閱權(quán)限，用戶有欠費紀錄時要求用戶先繳納罰款再行借書；無欠費紀錄確認用戶可以借閱圖書后，掃入圖書條碼進行外借手續(xù)，外借完成后由計算機系統(tǒng)更新儲存用戶借閱信息及圖書借閱信息，以備查詢。2、還書處理模塊對應(yīng)還書處理流程，在圖書外借出進行，用戶還書時，工作人員掃入圖書條碼

4、，進行還書處理，完成后由計算機系統(tǒng)更新儲存用戶借閱信息及圖書借閱信息，以備查詢。當(dāng)圖書丟失時，要求讀者進行賠償。3、查詢處理模塊對應(yīng)查詢處理流程，在用戶端服務(wù)器進行，由讀者自行操作，讀者輸入一定查詢信息后，由用戶端服務(wù)器提交到服務(wù)器，在數(shù)據(jù)庫中進行尋找匹配后，輸出查詢結(jié)果。可循環(huán)調(diào)用。4、預(yù)約處理模塊對應(yīng)預(yù)約處理流程，在用戶端服務(wù)器進行，由讀者自行操作。5、續(xù)借處理模塊對應(yīng)續(xù)借處理流程，在用戶端服務(wù)器進行，由讀者自行操作。系統(tǒng)功能的文字模型 = 1 * GB3 借閱者可以通過網(wǎng)絡(luò)查詢書籍信息和預(yù)定書籍。 = 2 * GB3 借閱者能夠借閱書籍和還書。 = 3 * GB3 圖書管理員能夠處理借閱

5、者的借閱和還書。 = 4 * GB3 系統(tǒng)管理員可以對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行維護，如增加、刪除和更新數(shù)目，增加、刪除和更新借閱者賬戶，增加和刪除書籍。 = 5 * GB3 系統(tǒng)主要包括以下幾個模塊基本數(shù)據(jù)維護模塊基本業(yè)務(wù)模塊數(shù)據(jù)庫管理模塊信息查詢模塊基本數(shù)據(jù)維護模塊包括的主要功能模塊：添加借閱者帳戶修改更新借閱者帳戶信息添加書目修改和更新書目信息添加書籍刪除書籍基本業(yè)務(wù)模塊包含的功能：借書還書書籍預(yù)留取消書籍預(yù)定數(shù)據(jù)庫模塊的功能：借閱信息管理書籍信息管理帳戶信息管理書籍預(yù)留信息管理信息查詢模塊主要是查詢數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)信息：查詢書籍信息查詢借閱者信息第二部分 圖書管理系統(tǒng)用例建模用例圖概述 HYPERL

6、INK :/baike.baidu /view/706238.htm t _blank 用例圖（User Case）是描述用例、參與者及其關(guān)系的圖。主要是描述用戶的功能需求。從用戶的角度來理解軟件系統(tǒng)的需求，強調(diào)誰在使用系統(tǒng)及系統(tǒng)可以完成哪些功能。用例圖展示了用例之間以及同用例參與者之間是怎樣相互聯(lián)系的。用例圖用于對系統(tǒng)、子系統(tǒng)或類的行為進行可視化，使用戶能夠理解如何使用這些元素，并使開發(fā)者能夠?qū)崿F(xiàn)這些元素。 用例圖的組成元素包括用例、參與者、關(guān)系（用例間的關(guān)系、參與者之間的關(guān)系、參與者與用例之間的關(guān)系）。用例圖主要的作用有三個：（1）獲取 HYPERLINK :/baike.baidu /v

7、iew/195818.htm t _blank 需求；（2）指導(dǎo)測試；（3）還可在整個過程中的其它 HYPERLINK :/baike.baidu /view/60285.htm t _blank 工作流起到指導(dǎo)。用例圖最核心的元素是參與者（Actor）和用例（ HYPERLINK :/baike.baidu /view/1299332.htm t _blank Use Case）。用例建模的過程或步驟一、識別參與者 需求獲取的第一步是標(biāo)識參與者。這一服務(wù)定義了系統(tǒng)的邊界，并從開發(fā)者要考慮中找出所有的觀察點。開發(fā)者通過回答以下問題來尋找參與者：1、系統(tǒng)支持哪些用戶組完成他們的工作？2、誰使用、

8、安裝、維護這個系統(tǒng)？確定參與者時，通過這些問題來幫助分析：誰使用、安裝、啟動、維護、關(guān)閉這個系統(tǒng)、誰從這個系統(tǒng)中獲取信息、誰為這個系統(tǒng)提供信息等。一旦參與者被標(biāo)識出來后，需求活動的下一步活動是，決定每個參與者將訪問的功能。二、識別用例 在需求分析時，尋找用例最好的方法是，從參與者的角度看，參與者是如何使用這個系統(tǒng)的。通過回答下面的問題識別用例：1、每個參與者希望系統(tǒng)提供什么功能？ 2、系統(tǒng)改變狀態(tài)時，是否通知參與者？ 還有那個參與者發(fā)出事件，那些外部事件觸發(fā)系統(tǒng)，系統(tǒng)是否存儲和檢索信息等問題。通過這些問題就得到一個候選用例列表。三、識別用例間的關(guān)系 用例之間有三種關(guān)系，即包含關(guān)系、擴展關(guān)系和泛

9、化關(guān)系。 = 1 * GB2 包含關(guān)系在UML中，包含關(guān)系用構(gòu)造型表示，它是指基例（Base Use Case）在它內(nèi)部的某一個位置上顯示地合了另一個用例。包含是指一個用例被另一個用例使用，被使用的用例就是包含用例，使包含用例的是基用例。 = 2 * GB2 擴展關(guān)系在UML中，擴展關(guān)系用構(gòu)造型表示（箭頭方向是從擴展用例指向基用例），它表示基用例在某個條件成立時合并執(zhí)行擴展用例?；美毩⒂跀U展用例而存在，只是在特定的條件下，它的行為可以被另一個用例所擴展。 = 3 * GB2 泛化關(guān)系在UML中，用例的泛化關(guān)系和類圖中的泛化關(guān)系是一樣的。用例的泛化就是指父母例的行為被子用例繼承或覆蓋。對圖書

10、管理系統(tǒng)進行用例建模1、參與者不是特指人，是指系統(tǒng)以外的，在使用系統(tǒng)或與系統(tǒng)交互中所扮演的角色。因此參與者可以是人，可以是事物，也可以是時間或其他系統(tǒng)等等。還有一點要注意的是，參與者不是指人或事物本身，而是表示人或事物當(dāng)時所扮演的角色。參與者在畫圖中用簡筆人物畫來表示，人物下面附上參與者的名稱。創(chuàng)建用例圖之前首先需要確定參與者。系統(tǒng)的參與者主要有三類： = 1 * GB3 讀者（也可以稱為借閱者）：可以通過網(wǎng)絡(luò)查詢書籍信息和預(yù)定書籍，借閱者能夠借閱書籍和還書。 = 2 * GB3 圖書管理員：能夠處理借閱者的借閱和還書。 = 3 * GB3 系統(tǒng)管理員（圖書管理系統(tǒng)維護者）：可以對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進

11、行維護，如增加、刪除和更新數(shù)目，增加、刪除和更新借閱者賬戶，增加和刪除書籍。2、用例是對包括變量在內(nèi)的一組動作序列的描述，系統(tǒng)執(zhí)行這些動作，并產(chǎn)生傳遞特定參與者的價值的可觀察結(jié)果。用例在畫圖中用橢圓來表示，橢圓下面附上用例的名稱。當(dāng)標(biāo)志出參與者后，下一步就是識別用例。尋找用例最好的辦法是，從參與者的角度看，參與者是如何使用系統(tǒng)的。由此可得出： = 1 * GB3 借閱者請求服務(wù)時涉及7個用例，分別是書籍查詢用例、書籍預(yù)定用例、登錄系統(tǒng)用例、查詢借閱信息用例、歸還書籍用例、還書時繳納罰金用例。 = 2 * GB3 圖書管理員處理借書、還書等涉及5個用例，分別是書籍歸還處理用例、書籍借閱處理用例、

12、刪除書籍預(yù)定信息用例、還書時收取罰金用例、檢查用戶借閱憑證的合法性。 = 3 * GB3 系統(tǒng)管理員進行系統(tǒng)維護時涉及8個用例，分別是查詢讀者信息用例、查詢書籍信息用例、增加書目用例、刪除或更新書目用例、增加書籍用例、刪除書籍用例、添加借閱者賬戶、刪除或更新借閱者賬戶信息。3、根據(jù)上面二中所說的用例之間的關(guān)系建立參與者和用例之間的關(guān)系如下面所示。圖書管理系統(tǒng)的用例圖、圖2 借閱者請求服務(wù)的用例圖圖3 圖書館管理員處理借書、還書等的用例圖圖4 系統(tǒng)管理員進行系統(tǒng)維護的用例圖第三部分 圖書管理系統(tǒng)靜態(tài)建模靜態(tài)建模概述靜態(tài)圖 (Static diagram)，包括類圖、對象圖和包圖。其中類圖描述系統(tǒng)

13、中類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。不僅定義系統(tǒng)中的類，表示類之間的聯(lián)系如關(guān)聯(lián)、依賴、聚合等，也包括類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（類的屬性和操作）。類圖描述的是一種靜態(tài)關(guān)系，在系統(tǒng)的整個生命周期都是有效的。對象圖是類圖的實例，幾乎使用與類圖完全相同的標(biāo)識。他們的不同點在于對象圖顯示類的多個對象實例，而不是實際的類。一個對象圖是類圖的一個實例。由于對象存在生命周期，因此對象圖只能在系統(tǒng)某一時間段存在。包由包或類組成，表示包與包之間的關(guān)系。包圖用于描述系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)。類與對象分析類圖是描述類、協(xié)作（類或?qū)ο箝g的協(xié)作）、接口及其關(guān)系的圖。類圖可以包括注釋、約束和包。類圖中的關(guān)系包括依賴關(guān)系（Dependency）、泛化關(guān)系（Gener

14、alization）關(guān)聯(lián)關(guān)系（Association）和實現(xiàn)關(guān)系（Realization）。 類圖中的元素有類、接口、協(xié)作、關(guān)系、注釋、約束和包。關(guān)系把類、協(xié)作、接口連接在一起構(gòu)成一個圖，注釋的作用是對某些類和接口進行注釋，約束的作用是對某些類和接口進行約束。在UML中，要表示一個類，主要是標(biāo)志它的名稱、屬性和操作。類由一個矩陣表示。系統(tǒng)中主要的類 = 1 * GB2 參與者相關(guān)的類 圖5 參與者相關(guān)的類 = 2 * GB2 系統(tǒng)中用到的其他類 圖6系統(tǒng)中用到的其他類類圖圖7 圖書管理系統(tǒng)中的類圖構(gòu)件圖構(gòu)件是定義了良好接口的物理實現(xiàn)單元。按照構(gòu)件在系統(tǒng)中的角色，可以將構(gòu)件分為3種類型，即配置構(gòu)

15、件、工作產(chǎn)品構(gòu)件和執(zhí)行構(gòu)件。構(gòu)件圖是描述構(gòu)構(gòu)件及構(gòu)件關(guān)系的圖。構(gòu)件圖的組成元素有構(gòu)件和關(guān)系。圖8 圖書管理系統(tǒng)中的構(gòu)件圖部署圖部署圖，也稱為配置圖，是用來顯示系統(tǒng)中軟件和硬件的物理架構(gòu)。部署圖描述了系統(tǒng)中包括的計算機和其他的硬件設(shè)備。部署圖的組成元素包括節(jié)點、節(jié)點間的連接。圖9 圖書管理系統(tǒng)中的部署圖第四部分 圖書管理系統(tǒng)動態(tài)建模動態(tài)建模概述UML動態(tài)建模主要包括消息，順序圖，狀態(tài)圖，活動圖和協(xié)作圖等內(nèi)容。交互圖分析與建模交互圖包含4種類型，分別是順序圖、通信圖、定時圖和交互概念圖。（在這里選擇了順序圖）順序圖也稱為時序圖，它描述了系統(tǒng)中對象間通過消息進行的交互，強調(diào)了消息在軸上的先后順序。

16、在UML中，表示一個順序圖，主要是標(biāo)志系統(tǒng)中的對象、對象的生命線、對象的控制焦點以及對象間交互的消息。圖10 系統(tǒng)管理員添加書籍的時序圖圖11 系統(tǒng)管理員添加借閱者賬戶的時序圖圖12 系統(tǒng)管理員刪除數(shù)目的時序圖圖13 圖書管理員處理書籍借閱的時序圖圖14 圖書管理員處理書籍歸還的時序圖圖15借閱者查詢書籍信息的時序圖圖16 借閱者預(yù)定書籍的時序圖行為圖分析與建模行為圖包含4種類型，分別是活動圖、狀態(tài)圖、合作圖、順序圖和時間圖。（在這里選擇了活動圖）活動圖是描述系統(tǒng)或業(yè)務(wù)的一系列活動構(gòu)成的控制流，它描述了系統(tǒng)從一種活動轉(zhuǎn)換到另一種活動的整個過程?；顒訄D的元素包括初始節(jié)點、重點、活動節(jié)點、轉(zhuǎn)換、分支與監(jiān)護條件、分叉與匯合。其中，轉(zhuǎn)換、分支、分岔與匯合把多個活動節(jié)點連接在一起。借圖17 閱者的活動圖圖18 圖書管理員的活動圖圖19系統(tǒng)管理員維護借閱者賬戶的活動圖第五部分 小結(jié)通過學(xué)習(xí)UML的基本概念、主要內(nèi)容，還建立了一個圖書管理系統(tǒng)。對UML的基本建模思想和建模方法、內(nèi)容都有了更深的認識。主要從UML應(yīng)用的角度通過建立一個圖書管理系統(tǒng)來學(xué)習(xí)UML的知識，側(cè)重怎樣用UML的建模工具來進行分析、設(shè)計圖書管理系統(tǒng)。從用例建模、