實驗三 利用Rational Rose進行面向對象的分析與設計

實驗三

利用RationalRose進行面向對象的分析與設計實驗目的1.了解RationalRose工具，掌握安裝、配置、基礎操作。2.熟悉面向對象技術和面向對象軟件工程模型與建模技術。3.熟悉UML的各種模型視圖及其表示；主要掌握用例圖、類圖、順序圖、包圖、活動圖、協(xié)作圖、配置圖、構件圖、狀態(tài)圖的繪制方法；掌握圖中關系的實際含義（泛化、關聯(lián)、聚合、組合、依賴）。4.學習面向對象建模工具RationalRose的基本使用；掌握反向工程操作。實驗內容安裝使用RationalRose軟件。熟悉RationalRose的工作環(huán)境，掌握RationalRose的基本操作，包括：用例圖、活動圖、靜態(tài)建模、動態(tài)建模、包關系圖、構件圖和部署圖建模分析與設計。針對實際軟件系統(tǒng)采用RationalRose進行UML面向對象分析和建模。一、RationalRose簡介RationalRose（簡稱Rose）是美國IBMRational軟件公司在軟件工程專家GradyBooch、IvarJacobson、JimRumbaugh等人主持下研制的圖形化、集成化OOCASE產品。支持面向對象軟件系統(tǒng)的開發(fā)。利用ROSE可以建立用UML描述的軟件系統(tǒng)的模型，可以自動生成和維護C++、JAVA、VB、PB、ORACLE等語言和系統(tǒng)的代碼。是目前使用最廣泛、最先進的可視化軟件開發(fā)工具之一。1、RationalRose的核心圖1.Use-CaseDiagrams（用例圖）

2.sequencediagram（順序圖）

3.Collaborationdiagram（協(xié)作圖）

4.Classdiagram（類圖）

5.StateChartdiagram（狀態(tài)圖）6.Activitydiagram（活動圖）

7.Componentdiagram（組件圖）

8.Deploymentdiagram（部署圖）9.Package（包圖）Rose支持的模型圖模型圖圖標描述建模角度類圖Classdiagram顯示系統(tǒng)中的類和包，提供系統(tǒng)構件及其相互關系靜態(tài)結構建模用例圖Use-casediagram用例圖從用戶的角度描述系統(tǒng)功能的使用者和主要的系統(tǒng)操作流程。顯示用例與參與者及其相互關系系統(tǒng)功能建模協(xié)作圖Collaborationdiagram從對象組織結構的角度顯示用例中特定情形的操作流程動態(tài)行為建模時序圖Sequencediagram按時間順序顯示用例中特定情形的操作流程動態(tài)行為建模狀態(tài)圖Statechartdiagram顯示系統(tǒng)中類的對象所有可能的狀態(tài)以及事件發(fā)生時狀態(tài)的轉換條件動態(tài)行為建?；顒訄DActivitydiagram描述滿足用例要求所需進行的活動以及活動間的關系的圖動態(tài)行為建模構件圖Componentdiagram描述代碼構件的物理結構以及構件之間的依賴關系。構件圖有助于分析和理解組件之間的影響程度靜態(tài)結構建模部署圖Deploymentdiagram描述系統(tǒng)中的物理結構靜態(tài)結構建模2、Rose的特點支持三層結構方案；為大型軟件工程提供了可塑性和柔韌性極強的解決方案；支持UML、OOSE及OMT；支持大型復雜項目；與多種開發(fā)環(huán)境無縫集成。3、RationalRose啟動4、RationalRose界面標準工具條瀏覽區(qū)文檔描述窗口日志圖形工具條圖形窗口二、RationalRose的基本操作1、創(chuàng)建模型從菜單中選擇File→New，或標準工具欄中的New按鈕2、保存模型

右鍵點擊瀏覽器窗口中的“untitled”，在彈出的快捷菜單中選擇“save”，或者選擇主菜單“File”下的“save”子菜單，系統(tǒng)彈出文件保存對話框。ROSE模型都以擴展名為.mdl的文件進行保存，這個文件包括了所有的模型圖，對象和其它模型元素。3、導出與導入模型導出模型選中模型元素，從菜單中選擇File→Export導入模型從菜單中選擇File→Import4、RationalRose中的視圖視圖是對模型中邏輯元素的可視化表示。ROSE提供了四種視圖。用例視圖邏輯視圖構件視圖部署視圖只關心系統(tǒng)的高級功能，不關心系統(tǒng)的具體實現(xiàn)細節(jié)。包括：用例圖，活動圖，交互圖，包瀏覽區(qū)窗口中的視圖關注系統(tǒng)如何實現(xiàn)用例中提到的功能包括：類，類圖，交互圖，狀態(tài)圖，活動圖，包可看出系統(tǒng)實現(xiàn)的物理結構，包括：構件，構件圖，包關心系統(tǒng)的實際部署情況。包括：進程，處理器，設備5、打開說明窗口可以在模型元素或包上雙擊，或者點擊右鍵，從菜單中選擇第一項“openspecification…”

。6、刪除及增加包7、刪除及增加圖元素瀏覽器窗口中的一個圖元素可以在多個應用窗口中出現(xiàn)，也就是說可以出現(xiàn)在多個圖中，因此在刪除圖元素時要區(qū)分是從瀏覽器窗口中刪除圖元素，還是從應用窗口中刪除圖元素。當從瀏覽器窗口中刪除圖元素時，Rose首先從模型中移去所選擇的元素，之后修改所有出現(xiàn)被移去元素的圖，從中刪除被移去的元素及元素的詳細說明。當從某個應用窗口中移去選擇的元素時，不影響瀏覽器窗口，也不影響其他應用窗口。三、建立用例模型建立用例模型的過程(1)確定業(yè)務參與者──標識目標系統(tǒng)將支持的不同類型的用戶，可以是人、事件或其他系統(tǒng)。(2)

確定業(yè)務需求用例──參與者需要系統(tǒng)提供的完整功能。(3)創(chuàng)建用例圖──標識參與者與用例之間、用例與用例之間的關系。瀏覽區(qū)中的用例視圖用例圖用例視圖參與者用例關聯(lián)文檔用例圖工具欄選擇工具文本注釋連接注釋包用例參與者關聯(lián)依賴泛化用例圖示例創(chuàng)建用例圖參與者規(guī)范參與者與類使用相同的規(guī)范窗口窗口中與參與者有關的標簽是General標簽Detail標簽Relations標簽Files標簽定義參與者名稱指定參與者的構造型，參與者只有一種構造型actor描述參與者參與者的多重性表示該參與者有多少實例抽象參與者用例規(guī)范規(guī)范窗口顯示和修改用例的屬性和關系通用標簽模型圖標簽關系標簽文件標簽構造型一般不用于用例，需要可以增加區(qū)分用例的優(yōu)先次序抽象用例，不由參與者直接啟動，而是為其它用例提供功能用例所擁有的模型圖與其他用例或參與者存在的關聯(lián)所涉及的輔助文檔用例圖中增加關系關聯(lián)關系從啟動信息方拖動到另一方泛化關系從具體用例（或參與者）拖動到另一方擴展關系和包含關系在泛化關系的規(guī)范窗口中設定相應的構造型四、邏輯視圖邏輯視圖關注系統(tǒng)如何實現(xiàn)用例中提到的功能，涵蓋系統(tǒng)實現(xiàn)的具體細節(jié)。利用這些細節(jié)元素，開發(fā)人員可以構造系統(tǒng)的詳細設計。瀏覽區(qū)中的邏輯視圖邏輯視圖包類圖類時序圖協(xié)作圖五、類圖類圖示例創(chuàng)建類圖類圖拖拽工具條類接口包依賴關聯(lián)連接關聯(lián)類和關聯(lián)關系泛化實現(xiàn)類圖中增加模型元素類規(guī)范窗口最常用的類的構造型有Boundary邊界類Entity實體類Control控制類規(guī)定了類的訪問權限持久性并發(fā)性抽象類瀏覽為類創(chuàng)建的所有操作瀏覽為類創(chuàng)建的所有屬性設置類的嵌套增加類的屬性和操作屬性規(guī)范設置屬性的數(shù)據(jù)類型不需要對屬性指定構造型，但構造型可增加模型的可讀性設置屬性初值輸出控制，定義屬性的可見性；屬性的可見性建議用私有或保護屬性控制：Byvalue按數(shù)值，屬性放在類中；ByReference按引用，屬性放在類外；Unspecified未指定靜態(tài)屬性，類的所有實例共享的屬性派生屬性，從一個或幾個屬性中創(chuàng)建的屬性操作規(guī)范操作返回值類型輸出控制，與屬性類似操作變元，即參數(shù)，操作接收的輸入數(shù)據(jù)為操作增加變元類圖中增加關系關聯(lián)關系從一個類拖動鼠標到另一個類依賴關系從依賴者類向另一個類拖動關系線泛化關系從子類拖動到父類聚集關系從整體類拖動到部分類關聯(lián)規(guī)范關系名，可選，在關系上斜體顯示角色描述類在關系中的作用，顯示在起這個作用的類旁邊表示關聯(lián)中一個類的幾個實例與另一個類的一個實例相聯(lián)系六、包圖包是一種分組機制，可以有效地組織，管理模型元素。將類組織到包中當創(chuàng)建好包后，就需要重新安排類的位置，方法如下：①單擊選擇瀏覽器中的類；②把類拖動到設計的包中；③重復上述步驟直到所有的類都重新定位。將類組織到包中之后的邏輯視圖如圖所示七、順序圖順序圖按照時間順序顯示對象之間的交互關系。它描述場景中的對象和類以及在完成場景中定義的功能時對象間要交換的信息。順序圖包含對象對象的生命線按順序對象間的信息交流控制焦點（可選的）順序圖示例創(chuàng)建順序圖順序圖工具條選擇工具文本注釋注釋指示對象消息反身消息過程調用返回的消息對象刪除順序圖中增加對象和消息對象規(guī)范映射類，每個對象都應該映射到一個類。如果要為對象創(chuàng)建新的類，選擇New選項。設置對象持久性消息規(guī)范可以將接受對象的某個操作指定給消息。指定操作后，消息名變?yōu)樗付ǖ牟僮髅⒁?guī)范設置消息同步類型，常用有簡單，同步，異步；順序圖創(chuàng)建順序圖的對象和消息：①在瀏覽器中雙擊順序圖將其打開；②在瀏覽器中選擇actor，將actor拖到順序圖中；③在瀏覽窗口中查找需要的類，并依次將其拖到順序圖上，在順序圖上顯示的是類對象。

順序圖創(chuàng)建順序圖的對象和消息：④在工具條上選擇消息圖標；⑤在發(fā)出消息的對象上單擊鼠標，把消息線拖到接收消息的對象上；⑥用鼠標雙擊消息線，彈出如圖所示的消息窗口，在文本框name中鍵入消息名稱；順序圖創(chuàng)建順序圖的對象和消息：⑦重復步驟④到⑥直到所有消息都添加到順序圖中。

八、協(xié)作圖協(xié)作圖也稱通信圖，是順序圖的另一種表示形式，用于描述相互協(xié)作的對象間的交互關系和鏈接關系。協(xié)作圖是強調發(fā)送和接收消息的對象間的結構組織的交互圖。在圖形上，協(xié)作圖是頂點和弧的結合。協(xié)作圖包含對象鏈消息協(xié)作圖示例創(chuàng)建協(xié)作圖協(xié)作圖工具條選擇工具文本注釋對象對象間的鏈接類實例反身鏈接增加消息顯示對象間的信息流反方向顯示對象間的信息流增加反向消息協(xié)作圖中增加模型元素通過單擊對象間的鏈接產生消息。要在協(xié)作圖中增加消息，必須先建立對象間的鏈接順序圖與協(xié)作圖間的轉換順序圖→協(xié)作圖打開順序圖選擇Browse→CreatecollaborationDiagram或按F5協(xié)作圖→順序圖打開協(xié)作圖選擇Browse→CreatesequenceDiagram或按F5協(xié)作圖在Rose中根據(jù)順序圖建立協(xié)作圖非常簡單。只要在順序圖上按“F5”鍵，就可以自動將順序圖轉換成協(xié)作圖。九、活動圖提供了對工作流進行建模的途徑。活動圖中的每個活動表示執(zhí)行工作流中一組的動作。一旦該活動結束，控制流將自動轉移到下一個活動，或通過轉換進入下一個狀態(tài)?；顒訄D示例活動圖示例創(chuàng)建活動圖活動圖工具條選擇工具文本注釋狀態(tài)初始狀態(tài)終止狀態(tài)狀態(tài)轉換反身轉換活動水平同步條垂直同步條判斷泳道活動圖中增加模型元素活動規(guī)范顯示動作類型和動作表達式要增加操作，右擊選擇Insert，自動添加類型為Entry的操作雙擊此處，打開動作規(guī)范窗口動作規(guī)范窗口選擇動作執(zhí)行的時機轉移規(guī)范顯示和修改狀態(tài)圖和活動圖中某個轉移的向關信息十、狀態(tài)圖狀態(tài)圖由對象的各個狀態(tài)和連接這些狀態(tài)的轉換組成。通常，用一張狀態(tài)圖描繪一類對象的行為，它確定了由事件序列引出的狀態(tài)序列。顯示一個對象從創(chuàng)建到摧毀的整個生命周期。狀態(tài)圖主要顯示：對象在生命周期所經歷的狀態(tài)序列誘發(fā)對象從一個狀態(tài)變?yōu)榱硪粋€狀態(tài)的事件狀態(tài)改變所導致的動作狀態(tài)圖示例創(chuàng)建狀態(tài)圖狀態(tài)圖工具條選擇工具文本注釋狀態(tài)初始狀態(tài)終止狀態(tài)轉換反身轉換狀態(tài)規(guī)范可同樣通過動作規(guī)范窗口設置動作狀態(tài)圖創(chuàng)建狀態(tài)圖的過程如下：

①在瀏覽器中選擇某個類，如選擇CourseTask，單擊鼠標右鍵，彈出快捷菜單；②選擇New:StatechartDiagr