Rational Rose UML建立系统模型.docx

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RationalRoseUML建立系统模型

毕业设计任务书

一．题目：

1.课题：

使用UML和RationalRose设计一个应用系统（图书馆管理系统）模型

二．课题来源及选题依据：

本课题来自于导师孙荣胜。

UML是面向对象技术领域内占主导地位的标准建模语言。

UML是信息技术行业的蓝图，是详细描述系统结构的方法。

利用这个蓝图，我们建立和维护系统就越来越容易，保证系统能适应需求的改变。

RationalRose是分析和设计面向对象软件系统的强大的可视化工具，可以用来先建模系统在编写代码，从而一开始就保证系统结构合理。

三．本设计（论文及其它）应达到的要求：

本课题要求用统一建模语言（UML）和RationalRose设计面向对象应用程序的模型

主要任务为：

1．对图书管理系统用UML和Rose进行项目需求分析、结构规划，用Rose创建活动框图，演示事件流程，处理流程时要利用Sequence和Collaboration框图，此外还要创建组件框图。

2．用Rose创建Sequence，Collaboration，Class，Component与Deployment框图，产生框架代码，创建代码后，通过逆向转出工程代码让软件与模型同步。

3．撰写毕业设计说明书。

4．英文文献的阅读和翻译。

四．接受任务学生：

五．开始及完成日期：

六．指导老师：

摘要

UML是由一组不同框图构成的，分别提供系统设计的不同角度。

有些较高级，提供系统功能的信息；有些较详细，包括实现系统时要建立的特定类和组件；还有一些介于中间，从高层角度提供设计细节。

UML（统一建模语言）事实上是面向对象建模语言的工业标准。

他包含了许多和软件系统模型结构相匹配的子语言。

UML语言被作为一种综合性并有内在特色的语言在发展，延伸到许多特色领域中。

可视化建模和RationalRose在软件开发过程的几个阶段很有用。

在项目开始阶段，Rose可以产生业务模型使用案例模型。

在细化与构造阶段，Rose可以开发活动框图，显示事件流程。

Sequence框图和Collaboration框图显示要开发的对象，及其相互间的交互。

Rose开发的类框图显示对象间的相互关系。

组件框图显示系统组件间的相关性，并可以产生系统的框架代码。

本论文介绍了一部分UML语言的特色,并系统的分析了如何用RationalRose和UML建立一个图书馆管理系统的Rose模型。

关键字：

面向对象建模，UML，RationalRose，类框图，对象交互框图

Abstract

UMLiscomposedofagroupofdifferentdiagrams，theyprovidethedifferentpointofviewtothesystemdesign.Somearesuperior,providetheinformationofsystemfunctional;othersareparticular,consistsofspecialclassesandmodulewhichareestablishedwhenimplementthesystem.Alsosomearebetweenthetwo,theyprovidethedesignspecificfromthesuperiorpointofview.

TheUnifiedModelingLanguage（UML）isthedefactoindustrialstandardofanobject-orientedmodelinglanguage.Itconsistsofseveralsublanguageswhicharesuitedtomodelstructuralandbehavioralaspectsofasoftwaresystem.TheUMLwasdevelopedasageneral-purposelanguagetogetherwithintrinsicfeaturestoextendtheUMLtowardsproblemdomain-specificprofiles.

VisualmodelingandRationalRoseisveryusefulinthesoftwareexploitationprocess.Inthebeginning,RosecanproduceUseCasemodel.Inconformation,Rosecanempolderactivitydiagram.SequenceandCollaborationdiagramshowtheobjectstobeempolderedandthealternationbetweenthem.Theclassdiagramsshowcorrelationbetweenobjects.Themodulediagramsshowtherelativitybetweenthemodulesinsystem,anditcanproducesomesystemcodefrommodel.

ThepaperillustratesthelanguagefeaturesoftheUMLanditsadaptationmechanisms.ItsystemicanalyzeshowtobuildaRosemodeloflibrarysystembyRationalRoseandUML.

Keywords:

object-orientedmodel,UML,RationalRose,classdiagram,interactiondiagram

目录

一．题目------------------------------------------------------------------1

二．摘要------------------------------------------------------------------2

三．目录------------------------------------------------------------------4

四．内容------------------------------------------------------------------6

第一章综述

§1.1UML背景-------------------------------------------------------6

§1.2系统模型设计概要------------------------------------------------6

第二章统一建模语言UML概述

§2.1UML简介-------------------------------------------------------7

§2.1.1UML的架构-----------------------------------------------7

§2.1.2UML的模型、视图、图与系统架构建模-----------------------8

§2.1.3标准建模语言UML的主要特点-------------------------------8

§2.2UML与面向对象的软件分析与设计（OOA&D）------------------------9

§2.3标准建模语言UML的应用领域------------------------------------10

第三章RationalRose概述

§3.1RationalRose的基本内容-----------------------------------------10

§3.2什么是建模-----------------------------------------------------11

§3.2.1用RationalRose如何实现建模-------------------------------11

§3.2.2RationalRose的解决方案------------------------------------11

§3.3RationalRose的界面及Rose模型的四个视图------------------------11

第四章图书管理系统Rose模型设计过程

§4.1系统设置---平台和开发工具的选择--------------------------------13

§4.2模型总体设计---------------------------------------------------14

§4.2.1创建系统的UseCase视图-----------------------------------14

§4.2.2创建系统的Logical视图------------------------------------15

§4.2.3在Logical视图中创建类、包和Class框图----------------------26

§4.2.4创建系统的Component视图----------------------------------30

§4.2.5创建系统的Deployment视图---------------------------------32

第五章用RationalRose生成系统框架代码

§5.1生成框架代码的基本步骤-----------------------------------------33

§5.2生成什么-------------------------------------------------------34

§5.3由RationalRose生成的部分框架代码-------------------------------34

§5.4用RationalRose逆向转出工程代码简介-----------------------------42

第六章结束语----------------------------------------------------------43

五.致谢------------------------------------------------------------------44

六.英文翻译--------------------------------------------------------------45

七.参考文献--------------------------------------------------------------52

第一章综述

1.1UML背景

在这个面向对象应用程序开发不断变化的时代，在合理时间内开发和管理高质量应用程序变得越来越困难。

业务发展越来越快，更加要求企业在市场中具有竞争力和维持力，“传统”系统开发方法已经力不从心。

系统应以“Internet速度”开发。

速度的加快也要求有更加灵活的系统。

过去，用户可以向数据处理中心发送请求，两年之后才进行改变。

现在，用户向IT部门发送改变请求，要求两周内就完成。

为了面对这种挑战，制定出每个公司都能使用的通用对象模型语言，统一建模语言（UML）被及时推出。

UML是信息技术行业的蓝图，是详细描述系统结构的方法。

利用这个蓝图，我们建立和维护系统就越来越容易，保证系统能适应需求的改变。

在世界范围内,至少在近10年内，UML将是面向对象技术领域内占主导地位的标准建模语言。

采用UML作为统一的建模语言是完全必要的：

首先，过去数十种面向对象的建模语言都是相互独立的，而UML可以消除一些潜在的不必要的差异,以免用户混淆；其次，通过统一语义和符号表示,能够稳定面向对象技术市场，使项目根植于一个成熟的标准建模语言，从而可以大大拓宽所研制与开发的软件系统的适用范围，并大大提高其灵活程度。

1.2系统模型设计概要

本毕业设计是使用UML和RationalRose2001对一个图书馆管理系统进行系统设计，Rose软件是用UML快速开发应用程序的工具之一。

它支持UseCase（用例）框图、Activity（）框图、Sequence框图、Collaboration框图、Statechart框图、Component框图和Deployment框图。

通过正向和逆向转出工程代码的特性，可以支持C++、Java、VisualBasic和XMLDTD的代码生成和逆向转出工程代码。

论文讲述了用UML和Rose对图书馆管理系统如何进行项目需求分析、结构规划和生成部分框架代码，生成Rose模型，并简单介绍了如何用RationalRose逆向转出工程代码。

UML的应用贯穿在系统开发的五个阶段，它们是：

1．需求分析。

UML的用例视图可以表示客户的需求。

通过用例建模，可以对外部的角色以及它们所需要的系统功能建模，角色和用例是用它们之间的关系、通信建模的。

每个用例都指定了客户的需求：

他或她需求系统干什么。

不仅要对软件系统，对商业过程也要进行需求分析。

2．分析。

分析阶段主要考虑所要解决的问题，可用UML的逻辑视图和动态视图来描述：

类图描述系统的静态结构，协作图、状态图、序列图、活动图和状态图描述系统的动态特征。

在分析阶段，只为问题领域的类建模——不定义软件系统的解决方案的细节（如用户接口的类、数据库等）。

3．设计。

在设计阶段，把分析阶段的结果扩展成技术解决方案。

加入新的类来提供技术基础结构——用户接口，数据库操作等。

分析阶段的领域问题类被嵌入在这个技术基础结构中。

设计阶段的结果是构造阶段的详细的规格说明。

4．构造。

在构造（或程序设计阶段），把设计阶段的类转换成某种面向对象程序设计语言的代码。

在对UML表示的分析和设计模型进行转换时，最好不要直接把模型转化成代码。

因为在早期阶段，模型是理解系统并对系统进行结构化的手段。

5．测试。

对系统的测试通常分为单元测试、集成测试、系统测试和接受测试几个不同级别。

单元测试是对几个类或一组类的测试，通常由程序员进行：

集成测试集成组件和类，确认它们之间是否恰当地协作；系统测试把系统当作一个“黑箱”，验证系统是否具有用户所要求的所有功能；接受测试由客户完成，与系统测试类似，验证系统是否满足所有的需求。

不同的测试小组使用不同的UML图作为他们工作的基础：

单元测试使用类图和类的规格说明，集成测试典型地使用组件图和协作图，而系统测试实现用例图来确认系统的行为符合这些图中的定义。

第二章统一建模语言UML概述

2.1UML简介

UML（统一建模语言UnifiedModelingLanguage）是一种建模语言，是第三代用来为面向对象开发系统的产品进行说明、可视化和编制文档的方法。

它是由信息系统（IS，InformationSystem）和面向对象领域的三位著名的方法学家：

GradyBooch，JamesRumbaugh和IvarJacobson（称为“三个好朋友”，theThreeAmigos）提出的。

这种建模语言得到了“UML伙伴联盟”的应用与反馈，并得到工业界的广泛支持，由OMG组织（ObjectManagementGroup）采纳作为业界标准。

UML取代目前软件业众多的分析和设计方法（Booch，Coad，Jacobson，Odell，Rumbaugh，Wirfs-Brock等）成为一种标准，这是软件界的第一次有了一个统一的建模语言。

UML是一种标准的图形化建模语言，它是面向对象分析与设计的一种标准表示。

它：

不是一种可视化的程序设计语言，而是一种可视化的建模语言；

不是工具或知识库的规格说明，而是一种建模语言规格说明，是一种表示的标准；

不是过程，也不是方法，但允许任何一种过程和方法使用它。

UML的目标是：

易于使用，表达能力强，进行可视化建模；

与具体的实现无关，可应用于任何语言平台和工具平台；

与具体的过程无关，可应用于任何软件开发的过程；

简单并且可扩展，具有扩展和专有化机制，便于扩展，无需对核心概念进行修改；

为面向对象的设计与开发中涌现出的高级概念（例如协作、框架、模式和组件）；

提供支持，强调在软件开发中，对架构、框架、模式和组件的重用；

与最好的软件工程实践经验集成；

可升级具有广阔的适用性和可用性；

有利于面对对象工具的市场成长。

2.1.1UML的架构

UML是由图和元模型组成的。

图是UML的语法，而元模型则给出的图的意思，是UML的语义。

UML的语义是定义在一个四层（或四个抽象级）建模概念框架中的，这四层分别是：

元元模型（meta-metamodel）层，组成UML最基本的元素“事物（Thing）”，代表要定义的所有事物；

元模型（metamodel）层，组成了UML的基本元素，包括面向对象和面向组件的概念。

这一层的每个概念都是元元模型中“事物”概念的实例（通过版类化）；

模型（model）层，组成了UML的模型，这一层中的每个概念都是元模型层中概念的一个实例（通过版类化），这一层的模型通常叫做类模型（classmodel）或类型模型（typemodel）；

用户模型（usermodel）层，这层中的所有元素都是UML模型的例子。

这一层中的每个概念都是模型层的一个实例（通过分类），也是元模型层的一个实例（通过版类化）。

这一层的模型通常叫做对象模型（objectmodel）或实例模型（instancemodel）。

2.1.2UML的模型、视图、图与系统架构建模

UML是用来描述模型的，它用模型来描述系统的结构或静态特征、以及行为或动态特征。

它从不同的视角为系统的架构建模，形成系统的不同视图（view），包括：

用例视图（usecaseview）强调从用户的角度看到的或需要的系统功能，这种视图也叫做用户模型视图（usermodelview）或想定视图（scenarioview）；

逻辑视图（logicalview）展现系统的静态或结构组成及特征，也称为结构模型视图（structuralmodelview）或静态视图（staticview）；

并发视图（concurrentview）体现了系统的动态或行为特征，也称为行为模型视图（behavioralmodelview）、过程视图（processview）协作视图（collaborative）动态视图（dynamicview）；

组件视图（componentview）体现了系统实现的结构和行为特征，也称为实现模型视图（implementationmodelview）和开发视图（developmentview）；

展开视图（deploymentview）体现了系统实现环境的结构和行为特征，也称为环境模型视图（implementationmodelview）或物理视图（physicalview）；

在必要的时候还可以定义其它架构视图。

每一种UML的视图都是由一个或多个图（diagram）组成的，一个图就是系统架构在某个侧面的表示，它与其它图是一致的，所有的图一起组成了系统的完整视图UML提供了九种不同的图，可以分成两大类，一类是静态图，包括用例图、类图、对象图、组件图、配置图；另一类是动态图，包括序列图，协作图，状态图和活动图。

也可以根据它们在不同架构视图的应用，把它们分成：

在用户模型视图：

用例图（Usecasediagram）描述系统的功能；

在结构模型视图：

类图（Classdiagram）描述系统的静态结构，对象图（Objectdiagram）描述系统在某个时刻的静态结构；

在行为模型视图：

序列图（Sequencediagram）按时间顺序描述系统元素间的交互；协作图（Collaborationdiagram）按照时间和空间的顺序描述系统元素间的交互和它们之间的关系；状态图（Statediagram）描述了系统元素的状态条件和响应；活动图（Activitydiagram）描述了了系统元素的活动；

在实现模型视图：

组件图（Componentdiagram），描述了实现系统的元素的组织；

在环境模型视图：

展开图（Deploymentdiagram），描述了环境元素的配置，并把实现系统的元素映射到配置上。

2.1.3标准建模语言UML的主要特点

标准建模语言UML的主要特点可以归结为三点:

（1）UML统一了Booch、OMT和OOSE等方法中的基本概念。

（2）UML还吸取了面向对象技术领域中其他流派的长处,其中也包括非OO方法的影响。

UML符号表示考虑了各种方法的图形表示，删掉了大量易引起混乱的、多余的和极少使用的符号，也添加了一些新符号。

因此，在UML中汇入了面向对象领域中很多人的思想。

这些思想并不是UML的开发者们发明的，而是开发者们依据最优秀的OO方法和丰富的计算机科学实践经验综合提炼而成的。

（3）UML在演变过程中还提出了一些新的概念。

在UML标准中新加了模板（Stereotypes）、职责（Responsibilities）、扩展机制（Extensibilitymechanisms）、线程（Threads）、过程（Processes）、分布式（Distribution）、并发（Concurrency）、模式（Patterns）、合作（Collaborations）、活动图（Activitydiagram）等新概念,并清晰地区分类型（Type）、类（Class）和实例（Instance）、细化（Refinement）、接口（Interfaces）和组件（Components）等概念。

2.2UML与面向对象的软件分析与设计（OOA&D）

每一位软件设计方法学家都有许多有关软件质量的理论,他们会讨论软件危机、软件质量低下、以及良好的设计的重要性。

那么UML对提高软件的质量有什么帮助吗？

2.2.1标准的表示方法

UML是一种建模语言,是一种标准的表示,而不是一种方法（或方法学）。

方法是一种把人的思考和行动结构化的明确方式，方法需要定义软件开发的步骤、告诉人们做什么如何做，什么时候做，以及为什么要这么做。

而UML只定义了一些图以及它们的意义，它的思想是与方法无关。

因此，我们会看到人们将用各种方法来使用UML，而无论方法如何变化，它们的基础是UML的图，这就是UML的最终用途——为不同领域的人们提供统一的交流标准。

我们知道软件开发的难点在于一个项目的参与包括领域专家，软件设计开发人员、客户以及用户，他们之间交流的难题成为软件开发的最大难题。

UML的重要性在于，表示方法的标准化有效地促进了不同背景人们的交流，有效地促进软件设计、开发和测试人员的相互理解，