UML程序设计实验指导书陈超.doc

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1、软件设计与体系结构实验指导教程第一部分实验综述一课程简介及实践要求：软件设计与体系结构中的软件设计部分是以介绍面向对象的统一建模语言UML为主，使学生了解面向对象技术的基本概念，掌握UML的分析和设计方法,同时掌握在Rational Rose环境下用UML进行分析和设计的技术。本课程在教学内容方面着重基本理论、基本知识和基本方法，在培养实践能力方面着重设计构思和设计技能的基本训练，熟练的上机操作能力和分析能力。实验实践训练是UML程序设计教学的重要技能环节。通过实验，使学生加深理解、验证、巩固课堂教学内容，特别是通过设计和综合实验，发挥学生的想象力和创新能力。二课程实验目的要求：通过UML的实

2、验,学生应该:1学会用UML进行面向对象的思想去分析和设计相关系统;2学会用Rose建模工具进行软件建模。三课程实验参考资料1.(美)Joseph Schmuller著.UML基础、案例与应用.人民邮电出版社,20042.(美)Hans-Erik Eriksson.UML 2工具箱. 电子工业出版社,20043.吴际,金茂忠.UML面向对象分析.北京航空航天大学出版社,20024.赵从军.UML设计及应用.机械工业出版社,20045.Grady Booch,James Rumbaugh,Ivar Jacobson.UML用户指南.机械工业出版社,20016.吴建,郑潮,汪杰.UML基础与Ros

3、e建模案例.人民邮电出版社,2004第二部分 实验实践指导实验一 用例图一、实验目的1.学会分析系统中的参与者和用例2.掌握用例图的绘制方法二、实验器材1. 计算机一台；2. Rational Rose 工具软件；三、实验内容1、分析一个学生宿舍管理信息系统的需求2、通过分析需求找出活动者和用例3、设计完整的用例图，并给出用例描述四、实验步骤1. 捕获需求；2. 确定系统的边界范围，找出系统外部的参与者和外部系统；3. 确定每一个参与者所希望的系统行为，命名用例；4. 把公共系统行为分解为新用例，供其他用例引用；5. 把一些变更的行为分解为扩展用例；6. 编制用例的脚本；7. 绘制用例图；8.

4、 把特殊情况的用例画成单独的子用例图。9. 完成用例描述参考：（一）ATM系统的用例图1.分析ATM自动取款机：客户可以取钱，存钱，查询余额，转帐，修改密码。通过分析可找出如下几个参与者：(1) ATM（2）客户通过分析得到如下用例： （1）存款 （2）取款（3）查询余额 （4）转帐（5）修改密码 （6）打印收据2绘图步骤： 下面介绍在Rose2003中创建用例图的过程：（1）在“Use Case View“中双击Main图，或者右击“Use Case View“，弹出在快捷菜单中选择“New”“UseCase Diagram”，双击图标，出现图1.1，为编辑用例图做好准备。 图1.1 空用例

5、图（2）在用例视图中，从工具栏中选择Actor图标，在右边的绘图区中添加一个新元素，并取名客户表明新增一个参与者，如图1.2所示。 图1.2（3）同样的方法添加参与者“ATM” (4)在工具栏上选择用例的图标，依次添加存款、取款、查询余额、转帐、修改密码、打印收据，如图1.4所示。 图1.4（5）添加参与者和用例间的关联关系，如图1.5所示。 图1.5（6）保存图完成用例图后，保存该图。（二）建立设计一个学生管理信息系统的需求分析与完整的用例图（1）学生管理信息系统简介学生管理信息系统主要为学校的学生处设计：方便学校学生处与学院学生口管理员方便管理学生，学生成绩由教务系统提供，教务系统提供相关

6、的WEB service供学生管理信息系统调用。l 通过分析可找出如下几个参与者：学生处管理员、学校领导（学校各种报表统计信息）、学院管理员、班主任（提供学生操行、查询等）、学院领导（学院各种报表统计信息）、学生、后勤管理人员（卫生管理、保卫处异常情况处理）、财务人员、考勤管理员（由副班长提供考勤信息）等l 通过分析得到如下一些大的用例： 学生基本信息管理、考勤管理 、成绩导入、学校各种报表信息（要求细化）、学院各种报表信息（要求细化）、个人成才规划、新学期注册，操行评定、学生任职信息系统、学生奖惩管理系统（要求细化，包括评优评奖等）、学生变动信息管理（培训内容、助学贷款情况、学校还款情况、勤

7、工助学情况，党员管理），后勤卫生管理、保卫处的学生的异常情况处理、其它的具体由学生自己定。2. 建立设计一个学生管理信息系统的需求分析 分析学生管理信息系统，建立系统需求分析，并要求画出系统功能框图,如学生管理信息系统的功能模块图如下系统模块图如后勤卫生查询功能子系统模块图如下。要求分析其它的子系统模块3建立一个学生管理信息系统的完整的用例图完整的要求，就为每一类用户分配一个用例模型，如一般学生查询功能用例要求分析其它参与者的用例模型（4）建立用例的文字描述（要求学生写出两个）1“基本信息查询”用例用例编号：（共有4层用例图结构，每层用2位数字表示， 采用8位编号。）用例名： 基本信息查询执行

8、者: 学生自己、学生的班主任、辅导员及其它的特权用户。目 的: 查询学生的基本信息，包括姓名、学号、家庭地址等信息。类 型：端点、基本的级 别： 二级l 过程描述：(三） 上传ATM系统的用例图与学生管理信息系统的完整的用例图五、实验报告要求1 整理实验结果。2 小结实验心得体会。实验二 类图一、实验目的1. 理解类及类间关系的基本概念2掌握如何从需求分析中抽象出类的方法。3掌握在Rational Rose 中绘制类的操作方法。二、实验器材1. 计算机一台；2. Rational Rose 工具软件；三、实验内容（1）分析学生宿舍管理信息系统的需求，寻找和抽象出类。（2）对类进行关系建模，并画

9、出详细的系统类图四、实验步骤1. 分析问题域，确定需求2. 寻找类，确定类的含义和职责3. 定义类的属性和操作4. 确定类之间的关系5. 精化类和类间的关系6. 绘制类图参考：（一）. 选课子系统1、选课子系统分析l 分析学生管理系统中的选课子系统，通过分析可抽象出如下几个类：（1）学生类（2）管理员类（3）课程类l 学生类和管理员类的属性较容易分析，这里只列出课程类的属性和方法：（1）课程名称（2）开课教室（3）课程号（4）授课教师（5）选课的学生（6）开课起始时间（7）允许选课的学生人数（8）设置课程号（9）设置课程名称（10）查询课程号（11）查询允许选课的学生人数2绘图步骤： 下面介绍

10、在Rose2003中创建类和它们之间关系的过程：（1）在“Logical View“中双击Main图，或者右击“Logical View“，弹出在快捷菜单中选择“New”“Class Diagram”，双击图标，出现图2.1，为编辑类图做好准备。 图2.1（2）在逻辑视图中，从工具栏中选择class图标，在右边的绘图区中添加一个新元素，并取名Student表明新增一个类，如图2.2所示。 图2.2（3）选择新创建的元素，点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Open Sepcification”,弹出图2.3对话框。（4）在对话框中，可以修改元素的名称，这里新元素的名称定为“Student”，如图

11、2.4所示。图2.3图2.4（5）点击“Attributes”选项卡，添加属性，如图2.5所示。图2.5（6）点击“operations”选项卡，添加方法如图2.6所示。 图2.6（7）同样的方法添加Course类，如图2.7所示。图2.7（8）创建两个类之间的关系，通过分析得出：学生类和课程类之间为单向关联。选择图标栏的“关联”，由学生类指向课程类。如图2.8所示。图2.8（9）创建关联名。右击关联，选择“open specification“，键入关联名（select），如图2.9所示。图2.9（10）分别在“Role A Detail“和“Role B Detail“选项卡中键入名称和多

12、重性，如图2.10所示。图2.10（11）重复（2）（10）中的步骤完成选课系统整个类图的创建。（12）如图2.11转换生成代码，查看所生成的三个的代码。图2.11（二）分析学生管理系统的其它子系统，并画出详细的系统类图一般情况一个子系统至少有一个类，要求建立系统的详细类图，并建立类间的关联五、实验报告要求1 整理实验结果。2 小结实验心得体会。实验三 交互图一、实验目的1理解顺序图的基本概念。2理解协作图的基本概念。3掌握在Rational Rose 中绘制交互图的操作方法。二、实验器材1. 计算机一台；2. Rational Rose 工具软件；三、实验内容（1）分析学生宿舍管理信息系统的

13、需求，确定用例的交互范围 （2）识别参与交互的对象和活动者；（3）设置对象生命线和消息；（4）绘制顺序图四、实验步骤1. 提取边界类、实体类和控制类；2. 构造交互图；3. 根据交互图精化类图。 参考：(一) ATM取款的场景1、ATM取款的场景分析：（1）通过读卡机，用户插入ATM卡；（2）ATM系统从卡上读取银行ID、帐号、加密密码、并用主银行系统验证银行ID和帐号；（3）用户输入密码，ATM系统根据上面读出的卡上加密密码，对密码进行验证；（4）用户输入取款数量；（5）ATM系统通知主银行系统，传递储户帐号和取款数量，并接收返回的确认信息；（6）ATM系统输出先进、ATM卡和显示帐户余额的

14、收据；（7）ATM系统记录事务到日志文件。寻找场景中的对象：ATM、客户和帐户。2、绘图步骤： 下面介绍在Rose2003中创建顺序图的过程：（1）在“Logical View”中新建“Sequence Diagram“，双击图标，出现图4.1，为编辑顺序图做好准备。 图4.1（2）在顺序图编辑窗口中，从工具栏中选择Object图标，在右边的绘图区中添加一个新元素，并取名Customer表明新增一个对象，如图4.2所示。 图4.2 （3）同样的方法，添加ATM对象和Account对象，如图4.3所示。 图4.3（4）根据ATM取款的场景，获得第一条消息为“客户向ATM机提交取款需求”，向图中添加消息，如图4.4所示。 图4.4 （5）同样的方法添加其它消息，如图4.5所示。 图4.5（二）分析学生管理系统，并画出详细的顺序图（1）如学生奖学金评定的顺序图：倒入成绩、操行评定、计算综合评分、奖学金评定（2）用户登入的顺序图：（3）新学期注册顺序图：学生交费-向学院报到-判断是否交费-（是否申请助学金、是否申请缓交）-注册（4）建立党员管理顺序图（5）建立其它的一个以上顺序图五、实验报告要求1 整理实验结果。2 小结实验心得体会。