信息系统开发方法与工具实验报告讲义.docx
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信息系统开发方法与工具实验报告讲义
实验报告
实验名称：
UML建模
管理学院信息管理专业上机实践报告
1、实验目的
（1）熟悉UML建模实验环境。
本书推荐实验环境为RationalRose，使用方法详见实验准备。
（2）掌握识别参与者和用例的方法。
（3）掌握定义参与者之间、用例之间关系的方法。
（4）学会对用例进行描述。
（5）学会绘制用例图。
二、实验内容
（1）图书管理系统是一个面向学校图书馆用来进行图书管理的管理信息系统（MIS）。
该信息系统能够方便的为借阅者提供各种借阅服务，也能够为图书管理员和系统管理员提供方便的管理服务。
（2）超市信息管理系统是一个面向超市用来进行超市日常信息处理的管理信息系统。
该信息系统能够方便地为超市的售货员提供各种日常售货功能，也能够为超市的管理者提供各种管理功能，如进货、统计商品等。
根据管理信息系统和超市管理信息系统进行需求分析、用例识别和用例图绘制。
三、实验成果
（一）图书管理系统的功能性需求包括以下内容：
（1）图书管理系统能够为一定数量的借阅者提供服务。
每个借阅者能够拥有唯一标识其存在的编号。
图书馆向每一个借阅者发放图书证，图书证中包含每一个借阅者的编号和个人信息。
系统通过一个单独的程序为借阅者提供服务，不需要管理人员的干预，这些服务包括提供查询图书信息、查询个人信息服务和预定图书服务等。
（2）当借阅者需要借阅书籍、归还书籍时需要通过图书管理员进行，也就是说借阅者不直接与系统交互，而是图书管理员充当借阅者的代理与系统交互。
当借阅者借阅的图书数量超过限制时，不运行借阅者再进行借阅。
当借阅者借阅的图书超过一定的期限时，需要对其进行处罚。
借阅图书时需要图书证作为凭据，归还时不需要。
（3）系统管理员负责系统的管理维护工作，维护工作包括图书的添加、删除和修改，书目的添加和删除，借阅者的添加、删除和修改，并且系统管理员能够查询借阅者、图书和图书管理员的信息。
（4）查询图书可以通过图书的名称或图书的ISBN/ISSN号进行查找。
（二）超市信息管理系统是一个面向超市用来进行超市日常信息处理的管理信息系统（MIS）。
该信息系统能够方便的为超市的售货员提供各种日常售货功能，也能够为超市的管理者提供各种管理功能，如进货、统计商品等。
（1）超市信息管理系统能够支持售货员日常售货功能。
每一个售货员通过自己的用户名称和密码登录到售货系统中，为顾客提供服务。
在售货员为顾客提供售货服务时，售货员接收顾客购买商品，根据系统的定价计算出商品的总价，顾客付款并接受售货员打印的货物清单，系统自动保存顾客购买商品记录。
（2）超市信息管理系统能够为超市的管理者提供管理功能。
超市的管理包括库存管理、订货管理、报表管理和售货人员管理和系统维护等。
库存管理员负责超市的库存管理；订货员负责超市的订货管理；统计分析员负责超市的统计分析管理；系统管理员负责超市的售货人员管理和系统维护。
每种管理者都通过自己的用户名称和密码登录到各自的管理系统中。
（3）库存管理包括商品入库管理、处理盘点信息、处理报销商品信息和一些信息的管理设置信息。
这些设置信息包括供应商信息、商品信息和特殊商品信息。
库存管理员每天对商品进行一次盘点，当发现库存商品有损坏时，及时处理报损信息。
当商品到货时，库存管理员检查商品是否合格后并将合格的商品进行入库。
当商品进入卖场时，商品进行出库处理。
（4）订货管理是对超市所缺货物进行的订货处理，包括统计订货商品和制作订单等步骤。
当订货员发现库存商品低于库存下限时，根据系统供应商信息，制作订单进行商品订货处理。
（5）统计分析管理包括查询商品信息、查询销售信息、查询供应商信息、查询缺货信息、查询报表信息和查询特殊商品信息，并制作报表。
统计分析员使用系统的统计分析功能，了解商品信息、销售信息、供应商信息、库存信息和特殊商品信息，以便能够制定出合理的销售计划。
（6）系统管理包括维护员工信息、维护会员信息和系统维护。
系统管理员通过系统管理功能，能够了解公司员工信息、会员信息，还能够对系统进行维护工作。
（三）创建系统用例模型
图书管理系统的参与者包含以下几种。
·借阅者：
图书借阅者能够通过该系统进行借阅图书、查询书籍信息、预定图书和归还图书等操作。
·图书管理员：
对于系统来说，借阅者借阅和归还图书都需要图书管理员来进行处理。
·系统管理员：
系统管理员负责图书、借阅者、书目等信息的维护，并且系统管理员还需要对数据库进行维护操作。
图3-1建立单独的包保存用例图
图书管理员能够通过该系统进行如下活动
·处理借阅：
借阅者可以通过图书管理员借阅书籍。
当图书管理员处理节约时，需要检查用户的合法性，如果不合法，不允许借阅书籍。
如果之前该图书已经被借阅者预订，需要删除该图书预订信息。
·处理归还：
借阅者可以通过图书管理员归还图书。
当借阅者借阅的书籍超过一定期限时，图书管理员需要收取罚金。
图3-2图书管理员用例图
借阅者用例图能够通过该系统进行如下活动
·查找图书：
借阅者可以通过图书名称或者ISBN/ISSN号查找图书的详细信息。
·登录系统：
借阅者能够根据图书证编号和相关密码登录
图3-3借阅者用例图
图3-4系统管理员用例图
超市信息管理系统的参与者包含以下几种：
·售货员：
售货员为顾客提供售货服务
·顾客：
购买超市商品的人员
·库存管理员：
库存管理员负责超市的库存管理活动
·订货员：
订货员负责超市的统计分析管理
·统计分析员：
统计分析员负责超市的统计分析管理
·系统管理员：
系统管理员负责超市的员工信息、会员信息管理以及系统维护等
图3-5系统参与者用例图
图3-6顶层用例图
图3-7售货员用例图
图3-8库存管理员用例图
图3-9订货员用例图
图3-10统计分析员用例图
图3-11系统管理员用例图
四、操作过程出现的问题及解决方法
在实践的过程中遇到的主要问题是：
确定系统的参与者。
在确定参与者时要使用一些辅助问题，比如系统开发出来后，使用系统主要功能的是谁等问题，对系统进行全面彻底的分析，将其带入到功能中进行认真分析。
五、总结
用例图主要用于为系统的功能需求建模，它主要描述系统功能，也就是从外部用户的角度观察，系统应该完成哪些功能，有利于开发人员以一种可视化的方式理解系统的功能需求。
在进行用例图建模时，首先要进行需求分析，要对系统有清晰的概念才行。
管理学院信息管理专业上机实践报告
1、目的
（1）掌握识别和定义类的方法。
（2）掌握定义类间关系的方法。
（3）学会绘制类图。
二、实验内容
（1）写出类图建模的完整过程。
（2）结合所分析系统说明识别和定义类的方法。
（3）结合所分析系统说明如何定义类与类之间的关系。
（4）保存类图模型，并输出系统类图。
（5）按要求撰写实验报告。
分析该系统的总体要求，创建其类图模型。
创建类图模型应遵循以下步骤：
（1）识别系统对象。
（2）识别和定义类。
（3）定义类间的关系。
（4）建立类图，构造静态模型。
3、实验成果
图书管理系统：
（1）识别系统类图
首先，确定系统参与者的属性。
系统管理员通过提供唯一的用户名和密码属性来登录系统，命名为administratorName和passwords，同样的图书管理员命名为librarianName和passwords。
对于借阅者而言，借阅者通过输入密码登录系统，借阅不同数目的图书，并且不同借阅者允许借阅和预订天数也是不一样的。
，因此需要一下属性：
借阅者编号useid、借阅者名称name、借阅者地址address、最大允许借阅书籍数目maxBooks、最长节约日期maxBorrowDays、密码passwords和最大预订天数maxReserveDays。
图3-1参与者基本类图
（2）识别和定义类
储存图书信息，需要一个图书类，同样预定信息可以确定预定类；借阅信息可以确定借阅类；对于书目信息的存储同样需要一个书目类。
图3-2业务实体类
（3）定义类间关系，建立类图。
图3-3类之间的关系示例
超市信息管理系统：
（1）识别和定义类
首先，确定系统的参与者属性。
员工属性中包括登录的用户名和密码、员工编号、员工年龄等信息。
顾客属性包括顾客名称、顾客编号、顾客地址、顾客级别和顾客总消费金额等。
图3-4参与者初步类图模型
（2）定义类间关系，建立类图。
其次，确定系统中的主要业务实体类。
商品的信息主要包括商品的编号、商品的名称商品的类别、计量单位、供应商、保质期、进价、售价、会员价等。
供应商信息主要包括商家编号、商家姓名、联系方式、邮编、电话、email、联系人、法人代表、开户账号、开户银行、付款方式等。
图3-5商品和供应商类图
四、操作过程出现的问题及解决方法
在操作过程中对一些类之间的关系认识不是很清楚，要理论联系实际，多加练习。
五、总结
类图是从抽象的角度描述系统的静态结构，特别是模型中存在的类、类的内部结构以及它们和其它类之间的相互联系。
在类的抽象过程中，我们要从系统的问题域出发，根据相关场景和用例得到不同的实体。
管理学院信息管理专业上机实践报告
一、目的
（1）能够准确识别序列图建模的系统元素。
（2）掌握序列图设计中对象建模及激活等的建模方法，能够确定消息。
（3）掌握不断细化、完善序列图的方法。
（4）学会绘制序列图。
二、实验内容
使用下列步骤创建序列图：
（1）根据系统的用例或具体的场景确定角色的工作流程。
（2）确定工作流程中涉及的对象，从左到右将这些对象顺序的放置在序列图的上方，其中重要的角色放置在左边。
（3）为某一个工作流程进行建模，使用各种消息将这些对象连接起来，从系统的各个角色开始，在各个对象的生命线之间自顶向下依次将消息画出。
如果需要约束条件，可以在合适的地方附上条件。
（4）如果需要将这些为单个工作流程建模的序列图放到一张序列图中，可以通过相关脚本说明绘制出该用例的总图。
通常一个完整的用例的序列图是复杂的，这时候不必将单个的工作流程集成到总图中，甚至还需要将一张复杂的序列图进行分解，分解成一些简单的序列图。
三、实验成果
图3-1借阅者查找图书序列图
图3-2借阅者查询个人信息序列图
图3-3借阅者预订图书序列图
图3-4图书管理员处理借阅序列图
图3-5图书管理员处理还书序列图
图3-6系统管理员查询书籍信息序列图
图3-7系统管理员添加书籍序列图
图3-8系统管理员删除书籍序列图
图3-9系统管理员修改书籍序列图
图3-10系统管理员查询借阅者信息序列图
图3-11系统管理员添加借阅者序列图
图3-12系统管理员删除借阅者序列图
图3-13系统管理员修改借阅者信息序列图
图3-14系统管理员添加书目序列图
图3-15系统管理员删除书目序列图
超市管理信息系统：
图3-16售货员销售商品序列图
图3-17统计分析员查询商品信息序列图
图3-18库存管理员处理商品入库序列图
图3-19订货员进行订货管理序列图
四、操作过程出现的问题及解决方法
在操作工程中遇到的主要问题有：
消息顺序的确定、对象的创建时间与位置。
消息的序号表示相对关系，如果多条消息并行，则他们之间的顺序不重要。
如果对象的开始位置置于序列图的顶部，那就意味着序列图在开始交互的时候该对象就已经存在了。
五、总结
俗话说良好的开端是成功的一半，所以对于序列图来说，第一步的根据系统的用例或具体的场景确定角色的工作流程就很重要。
在一个工作流程中可能还存在分支或者从属，这就需要我们进行认真分析。
序列图从一定程度上更加详细地描述了用例表达的需求。
管理学院信息管理专业上机实践报告
一、目的
（1）能够准确识别状态图及活动图建模的系统元素。
（2）掌握状态图设计中事件建模及动作建模方法，能够确定引起对象状态转移的事件以及转移激活时被执行的动作。
（3）掌握控制流及对象流建模方法，能够定义活动图中的控制流和对象流；并学会在活动图中添加泳道。
（4）掌握不断细化、完善活动图的方法。
（5）学会绘制状态图及活动图。
二、实验内容
1）状态图建模
状态图建模部分进行待开发系统中对象或子系统的状态机模型
在使用状态图进行动态建模时，可以参照以下步骤进行：
·识别一个需要继续建模的实体。
·对状态建模，即确定对象可能存在的状态。
·对事件建模，即确定能引起状态转移的事件。
·对动作建模，即确定转移激活时被执行的动作。
·对建模结果进行精化和细化。
·在绘制状态图时，基本的操作步骤如下：
·创建状态图。
·添加初始状态和终止状态。
·添加状态，并完成状态相关设置。
·完成组合状态。
·添加历史指示器。
·添加转移，并完成相关设置。
·检查状态图，并进行细化整理。
2）活动图建模
本实验内容为：
在完成代开发系统用例图建模基础上，使用活动图对于待开发系统中各主要用例进行动态行为建模。
在使用活动图进行动态建模时，可以参照以下步骤进行：
·识别要对其工作流进行描述的用例。
·进行主路径建模。
·对细化主路径，进行从路径建模。
·添加泳道来标识活动的事务分区。
·改进高层活动并添加到更多活动图。
·在绘制活动图时，基本的操作步骤如下：
·创建活动图。
·添加动作，完成动作建模。
·添加其他结点及控制流，完成控制流建模。
·添加对象及对象流，完成对象流建模。
·添加泳道。
·检查活动图，并进行细化整理。
三、实验成果
图书管理系统：
借阅者进入自助服务系统并选择直接搜索图书或者登录。
搜索图书后可以查看图书详细信息，也可以预定图书。
预定图书需要借阅者登录系统，如果没有登录要进行登录，如果登录则直接预定该图书。
离开时，登录的借阅者需要进行退出操作。
图3-1借阅者活动图
图书管理员在处理前需要登录系统，在处理借阅书时检查借阅者借阅书籍数目是否超过允许借阅数目，超过数目不能借阅。
否则，将更新数据库记录，借阅者借阅成功。
处理归还图书时，检查借阅者归还图书是否超期，如果超期，则进行罚款；否则归还图书成功。
图3-2图书管理员活动图
系统管理员首先登录到系统中，在管理借阅者界面中可以添加、查询、删除和修改借阅者信息。
系统管理员在删除和修改借阅者时，需要首先查找该借阅者。
活动完毕后需要退出管理界面。
图3-3系统管理员管理借阅者信息活动图
系统管理员登录到管理系统，在维护图书信息界面中可以添加、查询、删除和修改图书信息。
活动完毕之后退出系统管理界面。
图3-4系统管理员维护图书信息活动图
系统管理员在维护图书信息界面中可以添加、删除、修改图书书目信息，活动完毕后需要退出系统管理界面。
图3-5系统管理员维护图书目录信息活动图
借阅者包含以下状态：
创建借阅者账户、借阅者能够借阅图书、借阅者不能够借阅图书、借阅者被管理员删除。
图3-6借阅者状态图
图书包含以下的状态：
刚被购买后的新书、被添加能够借阅时的图书、图书被预定、图书被借阅、图书被管理员删除。
图3-7图书状态图
超市管理信息系统：
员工进入初始化登录界面，输入自己的用户名和密码。
登录界面对输入的用户名和密码进行判断，如果是合法用户则登录成功；否则，提示错误，登录失败。
图3-8员工验证登录活动图
商品包含以下状态：
刚被购买还未入库的商品、被添加能够出售的商品、商品被出售、商品被回收。
图3-9商品状态图
四、操作过程出现的问题及解决方法
操作过程中出现的主要问题：
对某些事物的状态认识不够完整导致绘制状态图不完整，这个问题是对系统的分析不够完整透彻造成的。
此外，在状态图和活动图中的初始状态和结束状态是同一个，当最开始创建之后，后边要从浏览器中拖入。
五、总结
在画图前，先要对所画内容有清晰的认识，在画图的过程中进行不断的补充和细化。
在以后的建模过程中，一定要重视开始的分析阶段。
管理学院信息管理专业上机实践报告
一、目的
（1）掌握组件建模及结点建模的方法，能够准确识别出组件图及配置图中各类组成元素。
（2）学会定义组件提供的接口，并能确定组件间、组件与接口间以及结点间的关系。
。
（3）掌握配置图与组件图的嵌套。
（4）学会绘制组件图及配置图。
二、实验内容
结合以上系统功能，对待开发系统进行分析，创建相应构件，完成构件图建模；确定系统结点，定义结点间关联关系，扩展各结点上驻留的组件，完成部署图建模。
在构建图的建模过程中，可以参考以下步骤：
（1）对系统中的组件建模。
（2）定义相应的组件提供的接口。
（3）对组件与组件、组件与接口之间的关系建模。
（4）将逻辑设计映射为物理实现，完成组件图。
（5）对建模结果进行精化和细化。
（6）部署图建模可以参照下列步骤：
（7）对系统中的结点建模。
（8）对结点之间的关联关系建模。
（9）对驻留在结点上的组件建模。
（10）对结点上组件间的依赖关系建模。
（11）对建模的结果进行精化和细化。
另外，在建模的基础上绘制配置图的步骤如下：
（1）添加结点。
（2）完成结点上的配置及内嵌组件图的建模。
（3）添加结点间的关系。
（4）精化、细化、整理配置图。
三、实验成果
图书管理系统：
在图书管理系统中，可以对系统的主要参与者和主要业务实体类分别创建对应的构建进行映射，如创建Borrower、Loan、Book、Reserve、Title、Administrator和Librarian构件并且Borrower构件使用Loan和Reserve构件，Loan和Reserve构件使用Book构件，Book构件使用Title构件。
图3-1基本业务构件图
在图书管理系统中，系统包括4种节点，分别是：
数据库节点、后台系统维护节点、借阅者自助系统节点、图书管理员业务处理节点。
图3-2系统部署图
超市管理信息系统：
图3-3商品和供应商构件图
在超市信息管理系统中，系统包括4种节点，分别是：
库存管理节点、订货管理节点、统计分析节点、系统管理节点。
图3-4超市信息管理系统部署图
四、操作过程出现的问题及解决方法
构件图是用来表示系统中构件与构件之间、类与接口或与构件之间的关系图。
部署图描述了一个系统运行时的硬件节点。
在这些节点上运行的软件构件将在何处物理运行以及它们将如何彼此通信的静态视图。
五、总结
系统模型的大部分图是反应系统的逻辑和设计方面的信息，他们独立于系统的最终实现单元。
为了描述系统实现方面的信息，使系统具有可重用性和可操作性的目的，在UML中通过构件图和部署图来表示实现单元。
实现图是整个建模过程的最后一步，在整个建模过程中，我们通过ROSE进行UML建模。
熟悉了ROSE工具的使用和UML建模语言的建模过程。
理论是实践的基础，实践是理论的应用，只有多加练习才能夯实理论基础。
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