《软件工程》实验指导书.docx
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《软件工程》实验指导书
实验1熟悉StarUML建模环境
[实验目的]
1．掌握StarUML的安装
2.熟悉StarUML的功能与特点
3．掌握StarUML的基本操作
[实验预备知识]
了解StarUML的背景
[实验内容]
1．安装StarUML
2．系统主菜单
3．建立UML模型初步
[实验提示]
StarUML安装指南和运行指南见StarUML使用手册。
实验2用例图与活动图设计与实现
[实验目的]
1．熟悉UML建模
2．掌握用例图的设计与实现
4．掌握使用活动图细化用例的方法
[实验预备知识]
掌握StarUML环境下UML全局模型的创建
[实验内容]
1．了解网上选课系统的需求
2．熟悉用例的事件流
（1）添加课程
（2）选课
3．网上选课系统用例图
操作提示：
（1）创建并设置执行者
（2）设计并实现执行者之间关联
（3）创建并设置用例属性
（4）设计并实现执行者与用例间关联
4．使用活动图细化用例
完成“添加课程”和“选课”两个用例的活动图。
操作提示：
（1）添加一个空的活动图
（2）新建泳道
（3）添加初始状态和最终状态
（4）添加动作状态
（5）添加转换
[实验提示]
参考StarUML使用手册。
附录1：
网上选课系统用例图与活动图设计与实现
1.简单需求分析
选课系统包括如下功能：
（1）管理员通过系统管理界面进入系统，建立学期要开的各种课程，将课程信息保存在数据库中并对课程进行改动和删除
（2）学生通过客户端浏览器根据学号和密码进入系统，可以选课，也可以查询已选课程
本系统涉及的用户包括管理员和学生，他们是用例图中的执行者，他们的主要特征相似，都具有姓名和注册号（学生为学号）等信息，所以可以抽象出高层执行者“人”，而管理员和学生都从人统一派生。
数据库管理系统是另外一个执行者。
2.事件流
下面是系统中一些用例的事件流。
添加课程事件流
（1）管理员选择进入管理界面，用例开始
（2）系统提示输入管理员密码
（3）管理员输入密码
（4）系统验证密码
A1:
密码错误
（5）进入管理界面，系统显示目前所建立的全部课程信息
（6）管理员选择添加课程
（7）系统提示输入新课程信息
（8）管理员输入信息
（9）系统验证是否和已有课程冲突
A2:
有冲突
（10）系统添加新课程，提示课程添加成功
（11）系统重新进入管理主界面，显示所有课程
（12）用例结束
其他事件流:
A1:
密码错误
（1）系统提示再次输入
（2）用户确认
（3）三次错误，拒绝再次访问
（4）否则进入添加课程事件流第（5）步
A2:
有冲突
（1）系统提示冲突，显示冲突课程信息
（2）用户重新输入
（3）继续验证直到无冲突
（4）进入添加课程事件流第（10）步
删除课程事件流和修改课程事件流与此类似
选课事件流:
（1）学生进入选课登录界面，用例开始
（2）系统提示输入学号和密码
（3）学生输入学号和密码
（4）系统验证
A1:
验证失败
（5）进入选课主界面
（6）学生点击选课。
（7）系统显示所有课程信息
（8）学生选择课程
（9）系统验证课程是否可选
A2:
课程不可选
（10）系统提示课程选择成功
（11）用例结束
错误流:
A1:
验证失败
（1）系统提示验证失败，提示重新输入
（2）三次失败，拒绝访问
（3）成功，转选课事件流第（5）步
A2:
课程不可选
（1）系统提示课程不可选及原因
（2）学生重新选课
（3）重新验证直至成功
（4）转选课事件流第（10）步
3.选课系统活动图效果示例
实验3教学管理系统的分析与设计
[实验目的]
1．通过教学管理系统的分析与设计，掌握面向对象的分析与设计方法以及UML在软件项目和开发过程中的应用
2．掌握软件系统的静态建模方法
3．掌握软件系统的动态建模方法
4．综合系统建模中的用例图、序列图、状态图、类图等来实现教学管理系统的分析与设计
[实验预备知识]
教学管理系统的需求分析，见附录2
[实验内容]
1．分析问题域
（1）确定系统范围与系统边界
（2）定义执行者
2．用例分析与设计
（1）顶层用例（选课管理、成绩管理）
（2）顶层用例的分解
（3）绘制用例图
3．静态结构模型
（1）对象类图
（2）数据库模型
4．动态结构模型
（1）顺序图
（2）状态图
[实验提示]
附录2：
教学管理系统JXGL需求
附录3：
教学管理系统JXGL分析与设计
附录2：
教学管理系统JXGL需求
高等学校的教学管理内容十分丰富，工作繁多。
作为简单的示例，规定所开发的教学学管理系统JXGL能处理每学期的课程选修注册和学生的成绩管理。
教学管理系统JXGL的用户是学校的学生、教师和教学管理员。
学生使用JXGL系统查询新学期将开设的课程和授课教师的情况，选择自己要学习的课程，并进行登记注册，还可以使用JXGL系统查询自己的课程成绩。
教师使用JXGL系统查询新学期将开设的课程、参加听课的学生情况以及学生的考试成绩。
教学管理员使用JXGL系统进行教学管理，包括新学期的课程选课注册管理和学生成绩管理。
JXGL系统要求提供两个方面的服务：
（1）选课管理，负责新学期的课程选课注册工作；
（2）成绩管理，负责学生成绩管理。
在选课管理方面应提供的服务功能如下：
1．录入与生成新学期课程表
教学管理员在新学期开始前录入新学期课程，打印将开设的课程目录表，供师生参考选择。
若某课程的实际选课学生少于10人，则停开该课程，把该课程从课程目录表中删除；若某课程的选课学生多于30人，则停止选课。
2．学生选课注册
新学期开始前一周为选课注册时间，在此期间学生可以选课注册，并且允许改变或取消注册申请。
每个学生选课不超过4门课程。
每门课程最多允许30名学生选课注册。
学生可以在图书馆、各系资料室、学生宿舍等处的计算机上连网进行选课注册。
在选课注册结束后，教学管理员打印学生选课注册名单和开课通知书，送交有关部门和授课教师。
3．查询
可以查询课程信息、学生选课信息和学生、教师信息。
学生、教师和教学管理员可以查询课程表，获得课程信息。
查询的关键词可以是:
课程名、授课教师名和学分。
教师、教学管理员可以查询学生选课情况。
查询的关键词可以是:
学生名、课程名、授课教师名和学分。
学生只允许查询自己的选课信息，不允许查询别人的选课信息。
学生、教师和教学管理员可以查询学生或教师的信息。
查询的关键词可以是：
学生名、教师名、性别、班级和职称。
4．选课注册信息的统计与报表生成
教学管理员对学生的选课注册信息进行统计（按课程、学生和班级），打印汇总统计报表。
5．把学生选课注册信息传送给财务系统
便于计算学生应交纳的费用。
在成绩管理方面应提供的服务功能如下：
1．成绩录入
教学管理员录入学生考试成绩。
2．成绩查询
教师、教学管理员可以查询学生考试成绩。
查询的关键词可以是:
学生名、课程名、授课教师名和学分。
学生只允许查询自己的考试成绩，不允许查询别人的考试成绩。
3．成绩统计与报表生成
教学管理员进行成绩统计（按课程、学生和班级），打印成绩汇总统计报表。
为保存数据，需建立教学管理数据库。
可以采用关系数据库，建立下列数据库表:
学生表、教师表、课程表、选课表、任课表和成绩表。
JXGL系统的直接用户有学生、教师和教学管理员。
教学管理员有权操纵数据库的数据，进行添加、更新、删除等操作。
学生和教师一般只查询信息，只允许对自己有关的数据进行添加、更新、删除等操作。
JXGL系统的相关系统有财务系统。
JXGL系统需要把学生选课注册信息传送给财务系统，以供财务系统计算学生应交纳的费用，但是不要求财务系统回馈学生应交纳的费用信息。
假定在学校的计算中心有功能强大的工作站机器，在各系、各部门、图书馆、学生宿舍都有台式PC，学校的全部计算机己经连网。
JXGL系统将采用客户机/服务器结构建立，JXGL系统的应用服务器和数据库服务器设置在学校计算中心的工作站。
学生、教师和教学管理员可以在各系、各部门、图书馆、学生宿舍的台式PC上使用JXGL系统。
附录3：
教学管理系统JXGL分析与设计
1．分析问题域
分析问题领域是软件系统开发的一项基本工作，是项目开发之初必须首先进行的重要工作。
分析问题领域的结果是对问题领域的清晰、精确的定义，明确目标系统将做些什么。
分析问题领域的主要任务：
对问题领域进行抽象，提出解决方案；对未来的系统进行需求分析，确定系统的职责范围、功能需求、性能需求、应用环境及假设条件等。
（1）确定系统范围和系统边界
JXGL系统用于新学期课程的选课注册管理和学生的成绩管理，凡是这两方面的教学管理内容都是JXGL的职责范围，其它的教学管理内容，如安排教学计划、排课、实习、实验、考试等都不属于JXGL系统的职责范围。
至于学校的其他管理工作，如科研、人事、财务、资产等管理也不属于JXGL系统的职责范围。
教学管理系统JXGL与财务系统存在系统边界，财务系统将从JXGL系统得到学生选课注册信息。
JXGL系统与学校的其他信息管理系统没有直接的联系，但是可以从学校的全局数据库中共享学生、教师、教学计划等必要的数据。
（2）定义执行者
根据JXGL系统的职责范围和需求可以确定4个执行者：
学生、老师、教学管理员和财务系统。
对于每一个执行者，应当明确其业务活动的内容、对系统的服务要求。
“学生”执行者使用JXGL系统查询新学期开设的课程信息和教师开课信息，选课并莹，二注册课程，查询自己的课程成绩信息。
“老师”执行者使用JXGL系统查询新学期开设的课程信息、学生选课信息和学生成信息。
“教学管理员”执行者使用JXGL系统管理学期开设课程的选课注册和学生的考试成绩管理工作，包括课程与成绩数据的录入、维护、统计、报表打印等，并且负责把学生的选课注册信息发送给财务系统，作为计算学生应付费用的依据。
“教学管理员”要求能够方便地查询课程信息、学生选课信息、学生信息、教师信息和成绩信息。
"财务系统"执行者是外部系统执行者，从JXGL系统接受学生的课程注册信息。
2．用例分析与设计
从JXGL系统的顶层用例抽象，可以确定两个用例，即“选课管理”和“成绩管理”。
用例“选课管理”与4个执行者都存在交互，用例“成绩管理”与执行者“学生”、“老师”和“教学管理员”存在着交互。
依据对需求的分析，可以得到顶层用例图。
用例“选课管理”可以分解为“查询课程信息”、“选课注册”、“管理开设课程”、“管理学生信息”、“管理老师信息”和“管理课程信息”；用例“成绩管理”可以分解为“查询学生成绩”、“查询课程成绩”、“学生成绩管理”和“成绩统计”。
根据执行者与各个分解用例的交互，可以得到细化后的用例图。
3．静态结构模型
（1）对象类图
对于JXGL系统可以抽象出以下一些主要的对象类：
在人事信息处理方面有“学生”类、“教师”类；在选课管理方面有“课程”类、“开设课程”类、“学生登记”类、“课程登记”类、“选课统计”类等；在成绩管理方面有“学生成绩登记”类、“成绩统计”类。
“学生”类负责JXGL系统需要的执行者“学生”的信息处理，它的属性有姓名、年龄、性别、通信地址、联系电话、专业、班级等，对这些信息的服务操作有查询、添加、修改、删除等。
“教师”类负责JXGL系统的执行者“教师”的信息处理，它的属性有姓名、年龄、性别、通信地址、联系电话、职称等，对这些信息的服务操作有查询、添加、修改、删除等。
“课程”类负责学校课程信息的处理，这些课程是教学计划规定开设的全部课程，但是每一个学期实际开设的课程只是其中的一部分。
“课程”类的属性有课程名、描述、学时，操作有加入课程、删除课程等。
“开设课程”类负责新学期开设课程和选课信息的处理，并提供查询功能。
它的属性有授课日期、授课时间、地点、授课老师、注册学生数等。
它的操作有加入选误学生、加入授课老师、学生己满等。
“学生登记”类负责新学期学生的选课登记。
当一个“学生”执行者要求选课注册时登记该学生所选修的课程，并打印所选修的课程清单。
“学生登记”类的属性有学期、课程名等，操作有加入课程、打印等。
“课程登记”类负责新学期课程的选课登记，它根据执行者“教师”和“教学管理员”的要求，汇总学生的选课，对一个课程登记选修该课程的学生，并打印选修课程的学生清皇“课程登记”类的属性有学期、学生名等，操作有加入学生、打印等。
“学生成绩登记表”类负责学生考试成绩处理，它根据执行者“教学管理员”的要求，登记学生的考试成绩，并提供查询功能。
它的属性有学生名、学期、课程名、成绩等，操作有加入成绩、打印等。
“成绩统计”类学生成绩的统计处理，按照学生或课程生成学生成绩统计报表。
它的属性有学期课程名、成绩等，它的操作有按学生统计、按课程统计、打印等。
课程管理对象类图
成绩管理对象类图
执行者对象类图
（2）数据库模型
JXGL系统有4个方面的数据需要管理:
人员数据（学生、教师）、课程数据、选课注册数据和学生成绩数据。
经过分析，JXGL系统至少应有6个数据库表:
学生表、教师表、课程表、开设课程表、选课表和任课表。
这些基本表定义为：
学生（学生号、姓名、出生日期、性别、籍贯、地址、电话、入学时间、专业、班级备注）
教师（教师号、姓名、出生日期、性别、籍贯、地址、电话、职称、专长、备注）
课程（课程号、课程名、描述、学分、学时、性质、备注）
开设课程（课程号、学期、授课日期、授课时间、地点、选修人数、各注）
选课（学生号、课程号、学期、成绩、备注）
任课（教师号、课程号、学期、备注）
4．动态模型图
（1）顺序图
为了绘制顺序图，首先要对一个用例确定参与交互的执行者和对象以及交互事件。
例如，对于用例“管理课程信息”是执行者“教学管理员”和“注册表单”对象、“开设课程表单”对象、“开设课程”对象发生的交互，可以绘制设置开设课程的顺序图，如下所示。
设置开设课程顺序图
（2）状态图
状态图表现一个对象（类）的生命史。
对于一些实现重要行为动作的对象应当绘制状态图。
绘制状态图需要确定一个对象的生命期可能出现的全部状态，哪些事件将引起状态的转移，将会发生哪些动作。
例如，对于JXGL系统中的一个学生选课注册的“学生登记”对象，可能有的状态、事件和动作以及图示如下。
选课学生登记状态图
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