uml实验报告19.docx

uml实验报告19.docx

《uml实验报告19.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《uml实验报告19.docx（55页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

uml实验报告实验报告19实验一UML建模基础一、实验目的1.熟悉UML建模工具Rationalrose的可视化环境。

2.掌握利用Rationalrose进行建模的步骤。

二、实验内容1.熟悉Rationalrose建模环境

（1）单击“开始所有程序IBMRationalRationalRoseEnterpriseEdition”，启动RationalRose建模环境，软件启动后产生如图1.1所示的建模模型窗口。

图1.1Rationalrose启动提示界面

（2）选项卡【new】用来选择新建模型时采用的模板。

单机【Details】按钮可以查看选中模板的描述。

【Existing】选项卡用于打开一个已经存在的模型。

【Recent】选项卡可以打开一个最近打开的模型文件。

如暂时不需要任何模板，只需要建立一个新的空白模型文件，单击【Cancel】按钮，显示Rationalrose主界面，如图1.2所示。

图1.1Rationalrose主界面（3）主界面包含五大部分：

导航窗口、绘图窗口、工具栏、文档窗口和日志窗口。

导航窗口：

用于在模型中迅速漫游。

导航窗口类似于windows操作系统的资源管理器，它以树形结构显示了模型中的所有元素，包括参与者、用例、类、组件等。

利用导航窗口可以：

a）增加模型元素参与者、用例、类、组件、框图。

b）浏览现有模型元素。

c）浏览现有模型元素间的关系。

d）移动模型元素。

e）更名模型元素。

f）将模型元素加进框图。

g）将文件或UML链接到元素。

h）将元素组成包。

i）访问元素的详细规范。

j）图1.3导航窗口打开图形。

导航窗口四个视图根结点。

a）用例视图（UseCaseView）：

用于管理需求分析获取的所有用例、参与者和用例图。

b）逻辑视图（LogicView）：

分析和设计完成的所有制品（如类图、对象图、顺序图、活动图、状态图等）放置在逻辑视图中。

c）组件视图（ComponentView）：

逻辑视图中的类实现后成为软件的组件，可以放在组件视图中创建这些组件，并绘制组件图描述它们之间的依赖关系。

d）部署视图（DeploymentView）:

系统最终要实现物理部署，在部署视图中创建物理系统中的节点和节点的连接，并描述软件组件在物理节点中的分布。

绘图窗口：

当在导航窗口中选中某个图双击后，就会打开一个绘图窗口并显示该图，可以使用左边工具栏进行绘图。

根据图型的不同，工具栏提供与之相应的图形符号。

工具栏：

提供了所有UML中的图示符号，包括用例、参与者、类、关系、注释等等，按下任意一个图形元素，就可以在绘图窗口中绘制出来。

文档窗口：

图形符号提供的信息经过了抽象和压缩，提供的信息量有限，每张图或每个图形元素的详细信息可以补充在文档窗口中。

比如书写用例规约时，只要在绘图窗口中点击选中某个用例，然后在文档窗口中输入规约内容，系统就会自动保存文档内容，并与该用例关联起来。

日志窗口：

使用Rose工具时，有些信息会在日志窗口中显示出来，比如在生成代码时可能发生的任何错误。

2.建模基本步骤

（1）启动Rationalrose软件，建立空白模型文件。

（2）双击UseCaseView节点下的main，出现如图1.4所示，为绘制用例图做好准备。

图1.4绘制用例图（3）添加参与者：

在图1.4中的工具栏选取Actor图标，在右边的图中添加一个Actor，选中新添加的Actor，单击鼠标右键，出现如图1.5所示的快捷菜单，选择“OpenSpecification”（4）项，打开该Actor的设置对话框，如图1.6所示。

在name框中为该参与者命名为学生，单击【OK】按钮。

图1.5Actor设置图1.6Actor命名（5）添加用例：

如图1.7在左边的用例工具栏选取用例图标，在右边的图中添加一个UseCase，选中新添加的“UseCase”，单击鼠标右键，选择“OpenSpecification”项，打开该UseCase的设置对话框，如图1.8所示。

在name框中为该用例命名为“登陆系统”，在Documentation框中键入“登陆”的用例规格说明，单击【OK】按钮。

从此以后只要选中“登陆系统”用例，则界面上的文档窗口就会显示其对应的用例规格说明。

图1.7添加用例图1.8用例命名（5）按照（4）反复操作，分别加入“成绩查询”、“退出系统”、“输入系统密码”、“找回系统密码”用例，如图1.9所示。

图1.9用例添加（6）用例的实现：

在绘出了参与者和用例后，接下来的是绘制参与者与用例实现，如图1.10所示。

图1.10用例实现（7）绘制用例间的关系：

根据需求分析可得出“找回系统密码”是“登陆系统”的扩展，用例“登陆系统”包含用例“输入密码”。

如图1.11，利用工具栏依赖关系图标绘制相应关系。

同时右键在OpenSpecification按钮（如图1.12），在相应对话框中设计依赖关系的类型，设置结果如图1.13所示。

图1.11用例间关系1.12类型设置1.13图形结果（8）保存模型：

选择菜单栏【File-Save】或者标准工具栏的【Save】按钮，可以保存已建立好的系统模型，UML中模型文件扩展名为.mdl。

3.结合日常生活中实际使用的系统，模仿2中的用例模型绘制用例图，并保存模型，熟悉利用Rationalrose的建模过程，要求绘制的用例图中用例与2中的用例图不相同。

实验二用例图一、实验目的1.熟悉UML用例图的基本图形元素。

2.掌握用例与用例之间的各种关系。

3.熟悉针对具体场景使用例图进行软件建模的方法。

4.掌握用例规格说明的概念和基本结构，以及用例规格说明的作用。

二、实验内容1.根据实验一建模实例，熟悉利用Raionalrose软件绘制用例图的基本方法。

2.通过对“学生信息管理系统”的需求描述，确定系统用例图：

“学生信息管理系统”的需求描述如下：

在每个新学年开始都会有新生入学，这时系统的管理人员可以通过系统将这些新生的学籍、年龄、家庭住址、性别、身高、学生证号、身份证号等基本信息存入数据库，每个新生都对应一个唯一的编号，此编号可以是学生，在日程管理中，系统管理员还可以对所有学生的基本信息进行查询、修改和删除等操作；同时校领导可以查询、修改全校所有学生的基本信息。

学校领导可以通过本系统了解每个班的任课教师、辅导员、学生姓名、学生人数、专业等班级基本信息。

系统管理员可以进行查询班级基本信息、添加班级、修改班级基本信息、删除班级等操作。

在考试结束以后，教师可以将学生的考试成绩录入系统，还可以对学生的成绩进行查询和修改。

学生可以通过本系统进行成绩的查询。

学生还可以在网上选择自己选修的课程（必修课必须上，所以不用选），学生通过本系统可以看到有哪些课程可以选以及课程的基本信息。

课程的基本信息包括：

课程号、所属专业、课程名称、开课学期、学时数、学分、任课教师等。

每个学生每学期的选修课程数不得大于6门，如果已经选择了6门课程则不能再选择其他课程。

只有将已选择的课程删除掉才能再选择新课程。

系统管理员负责修改、增加、删除选修课程。

系统管理员可以对系统的账号进行添加、设置、删除、查询等操作，同时可以设置每个账号的权限以及对应的个人信息。

a）请根据上述描述，确定系统的参与者b）确定系统的用例并绘制完整的用例图。

3.根据2中所绘制的“学生信息管理系统”用例图，写出学生“选择课程”用例的用例规格说明。

“选择课程”用例规格说明用例编号：

UC21用例名称：

选择课程简要说明：

用户选择课程并保存参与者：

学生、教师、校领导、管理员前置条件：

用户正确登录系统后置条件：

成功完成选课并保存基本事件流1.用户向系统发送选课请求2.用户选择欲选课程3.系统核对用户身份条件4.选课成功并且自动保存扩展事件流：

3a身份条件验证失败，显示选择所需条件并提示重新选择或者放弃选课3a1）用户重新选择课程，跳转到23a2）放弃选课，终止操作4.考虑一个网络订餐系统的需求，并绘制出完整的用例图。

实验三类图一、实验目的1.熟悉UML中类的定义和图形符号。

2.掌握类与类之间的各种关系代表的含义及表示方法。

3.掌握类图的绘制方法。

4.了解对象图的绘制方法。

二、实验内容1.按照如下操作要求，绘制图书管理系统各类图，掌握绘制类图的步骤：

（1）新建模型文件，打开模型文件中的逻辑视图（LogicalView），用鼠标右击逻辑视图，在弹出来的菜单中选择“NewClassdiagram”项，创建“图书馆业务功能”类图，如图3.1所示。

图3.1新建类图

（2）双击新建的“图书馆业务功能”类图，并点右边控件集中选中的“Class”图标，并用鼠标在图中拖出一个类图，并命名为Book，如图3.2所示。

图3.2新建类（3）下一步为设置Book类的属性，在类图中双击Book类，可以在打开的“ClassSpecification”对话框中设置Book类的属性和方法等其他的信息；点击“Attributes”选项卡，此选项卡可以设置类的属性，在图中间单击右键，可以看到有一个“Insert”的选项，选中这个选项，然后在出现的对话框中输入相关信息，即书本的ISBN号属性，在“Type”方框内输入此属性的类型值，同时可以看到一栏可以设置此属性的访问权限，一般将属性设置为“private”。

Book类的其他属性也可以按照以上的做法设置，具体操作过程如图3.3所示。

图3.3类的属性设置（4）设置好Book类的属性，即可以设置Book类的方法（操作）。

双击Book类后在“ClassSpecification”对话框中选“operations”选项卡，在图中的空白地方，单击右键，在弹出的菜单中选“insert”选项，输入方法名，同时可以设置该方法的返回类型以及可见性，并可以在Documentation的方框内填写一些相关的方法说明，具体设置方法见图3.4。

图3.4类的方法设置（5）完成上述操作即可完成类的设置，如图3.5所示。

图3.5类2.根据以下描述画出类图，并注明多重性关系（省略类的属性和关系）：

一个学生可以选修多门课程，也可能没有任何课程；一门课程可以被多个学生选修；一个老师可以教多门课程或者不教课；每门课程至少有一个老师，也可以有多个老师任教；每门课程可以有0或1本教材，每本教材只能用于一门课程。

3.classCourseprivate：

stringcourseName;stringteacher;stringstudent100;constintcourseNum;staticdoublecourseAverScore;public:

Course（）;voidSetCourseTeacher（stringteacher）;doubleCaculateScore（intstudentNum=1）;doubleCourse:

courseAverScore=0.0;根据下面的代码画出Course类的类图，要求标明各属性的类型和可见性以及类方法。

4.根据以下描述，画出相应的UML类图：

（1）神舟六号飞船是神州飞船系列的一种，它由轨道舱、返回舱、推进舱和逃逸救生塔等组成。

（2）航天员可以在返回舱内驾驶飞船，轨道舱是航天员工作和休息的场所。

在紧急的情况下，颗粒利用逃逸救生塔逃生。

（3）在飞船两侧有多个太阳能电池翼，可以为飞船提供电能。

5.在下图中最上面的对象的名称是什么？

该图表示的意思是什么？

图3.6对象图6.针对实验二中的“学生信息管理系统”绘制类图，要求注明类间的关系以及每个类应有的属性和方法（省略属性的类型以及方法的返回值、参数）。

实验四状态图一、实验目的1.掌握状态的定义和组成部分。

2.掌握UML中状态的表示方法。

3.掌握转换的定义及转换的5要素。

4.解触发事件、监护条件、动作的定义。

5.掌握阅读和绘制状态图的方法。

二、实验内容1.阅读计算机线程的状态图，完成下列问题。

图1状态图

（1）该图中线程有几种状态？

分别是什么？

初态、就绪、运行、阻塞、终态

（2）请使用文字描述线程的基本运行过程。

线程开始进入就绪态，当获得cpu时间片进入运行态，如果运行结束进入终态，但是如果时间片用完就回到就绪态，运行期间如果不满足所需资源进入阻塞态，处于阻塞态的如果资源满足又会重新进入就绪态。

2.根据问题描述，完成电梯状态图绘制。

电梯开始处于空闲状态（idle），当有人按下按钮要求使用电梯时（事件isrequired发生），电梯进入运行状态（run）。

如果电梯的当前楼层比想要的楼层高时（监护条件currentFloordesiredFloor成立），电梯进入下降状态（movingdown）；反之，如果电梯的当前楼层比想要的楼层低时（监护条件currentFloordesiredFloor成立），电梯进入上升状态（movingup）；如果电梯的当前楼层与想要的楼层相同时（监护条件else成立），电梯门打开（dooropen）。

在电梯上升或下降期间，每经过一个楼层就判断监护条件（currentFloor=desiredFloor）是否成立，若不成立，继续移动，若成立，就进入停止状态（stop），15秒后，电梯门自动打开（dooropen），2分钟后，电梯门自动关上（doorclose），如果有更多的电梯使用请求，进入运行状态（run），反之，则进入空闲状态（idle）。

3.根据问题描述，完成手机状态图绘制。

当手机开机时，它处于空闲状态（idle），当用户使用电话呼叫某人（callsomeone）时，手机进入拨号状态（dialing）。

如果呼叫成功，即电话接通（connected），手机就处于通话状态（working）;如果呼叫不成功（cantconnect），例如对方线路有问题，关机、拒绝接听。

这时手机停止呼叫，重新进入空闲状态，手机进入空闲状态下被呼叫（becalled），手机进入响铃状态（ringing），如果用户接听电话（pick），手机处于通话状态，当手机进入通话状态时自动进行计时，通话结束手机自动停止计时，通话过程中手机可以实时显示通话时间；如果用户未做出任何反应（haventacts），可能他没有听见铃声，手机一直处于响铃状态，如果用户拒绝来电（refused），手机回到空闲状态（idle）。

实验五活动图一、实验目的1.掌握活动的概念以及表示方法。

2.掌握活动图中个元素表示的意义和表示方法。

3.掌握分支、监护条件、分岔、汇合和泳道的概念。

4.掌握阅读和绘制活动图的方法。

二、实验内容1.依据下列要求绘制活动图：

绘制“删除读者信息”用例的活动图（原始用例图自行绘制）。

删除读者信息一般按照以下步骤进行：

（1）管理员在录入界面，输入待删除的读者名；

（2）“业务逻辑”组件在数据库中查找待删除的读者名；（3）如果不存在，则显示出错信息，返回步骤

（1），如果存在则继续；（4）“业务逻辑”组件判断“待删除的读者”是否可以删除；（5）如果不可以，则显示出错信息，返回步骤（8），如果可以则继续；（6）在数据库中，删除相关信息；（7）显示删除成功信息；（8）结束。

（1）在用例图中，找到“删除读者信息”的用例，如图1所示，在“删除读者信息”用例上单击右键，在弹出的快捷菜单中选“New”，Rose工具也会弹出一个菜单，选”ActivityDiagram”，选中后单击，便可以新建好一个活动图。

图1用例图

（2）新建好活动图后，双击“删除读者信息”的活动图，得到如图2所示，然后在左边的工具栏内点击“Swimlane”，在右边的图添加一个泳道，如图3所示，并命名为administrator.按照此步骤，再添加另一个泳道，并命名为SystemTool，得到图4。

图2图3图4（3）在左边的工具上选取“StartState”，并在administrator的泳道上添加，如图5所示；添加完开始结点后，再来为此活动图添加活动，图6所示，在左边的工具栏上选中“Activity”这个图标，在administrator这边的泳道上添加一个活动，命名为登录（login），再在开始结点和活动登录（login）之间添加活动关系，如图7所示。

图5图6图7（4）完成步骤（3）后，登录输入需要对输入的信息进行验证，则在图中利用“Decision”图标添加一个验证框，如图8所示：

添加验证框后，验证的内容，如果通过，则允许管理员进行查询操作，如图9所示；如不能通过，则结束，如图10所示。

图8图9图10（5）验证后，下一步的操作是查询需要删除的记录，添加一个活动，命名为delete，如图11和图12所示。

图11图12（6）最后，在删除后，系统会返回操作结果给操作者，图13所示；删除成功或删除失败系统都会有信息返回给操作者。

图13（7）根据分析设计情况，进一步添加或细化活动图。

2.下图中表示某公司的销售过程活动图，请用文字详细说明。

图14【活动图说明】

（1）收到订单：

收到客户的订单。

（2）分叉：

同时进行准备货物（3）和开具发票（6）（3）准备货物：

准备货物。

（4）分支：

判断是否是加急件，是的话发EMS跳到步骤（8）（5）普通包裹：

发普通包裹。

（6）开具发票：

开具发票。

（7）收款：

根据订单收款。

（8）汇合节点：

如果收款和发送都完成，进行下一步。

（9）关闭订单：

关闭订单，交易完成（10）结束3.用活动图表示for（i=0；iCreateCollaborationDiagram）2.根据实验六中题目3的描述绘制协作图。

3.根据下列交互过程描述，绘制协作图。

（1）学生通过界面发送选课命令。

（2）界面向控制对象请求课程信息。

（3）控制对象向数据库发送查询数据消息。

（4）控制对象暂存数据库的查询结果。

（5）界面对象从控制对象中取得所有的课程信息。

（6）在界面上显示所有的课程信息。

（7）界面对象发送命令要求控制对象删除课程信息。

（8）学生选择课程。

（9）界面对象要求学生输入学号。

（10）界面对象向控制对象发送信息，查询该生是否可以选择选定的课程。

（11）控制对象从数据库中查询关联信息。

（12）控制对象判断是否可以选课。

（13）如果可以选课，则向数据库中添加关联信息。

（14）向界面对象返回信息。

4.绘制网络订餐系统中订餐用例交互过程的协作图。

实验八组件图与配置图一、实验目的1.了解组件的概念以及引入组件的原因。

2.掌握组件的要素，组件和类的比较。

3.掌握UML中组件图配置图的图形元素。

4.掌握阅读和绘制组件图和配置图的方法。

5.了解组件图和配置图的应用。

二、实验内容1.根据要求绘制组件图。

分析：

在LSTC的图书馆管理系统中，通过分析可以发现类图中的类应分为4个部分：

（1）用户接口模块（UI），主要负责系统和用户的交互，包括Frame类，Dialog类等。

（2）业务对象模块（BO），主要负责处理系统中的业务计算，如借书，还书等功能的具体操作。

（3）数据存储模块（DB），主要负责处理对数据的存储。

（4）通用工具模块（UTIL），包括系统中通用函数。

通过一个主程序StartClass来启动。

由于系统中的类较多，这里以业务对象模块（BO）为例来讲解如何创建组件图，BO模块中包括：

Item类：

书目类，表示一本（不是一种）实际存在的书籍或杂志；Loan类：

借书业务类，将借阅者和图书馆关联起来，一个Loan对象表示借出的一本书；BorrowerInfomation类：

借阅者信息类，表示一个借阅者；Title类：

表示一种书或一种杂志。

如C+编程思想就是一种书，用1个title对象表示，如果有2本这样的书，则需要用2个Item对象表示；Reservation类：

预定信息类，表示一个预定信息。

Item类和Loan类之间互相依赖，Loan类和BorrowerInfomation类之间互相依赖，BorrowerInfomation类和Reservation类之间互相依赖，Reservation类和Title之间互相依赖，Title和Item类之间互相依赖。

绘图步骤：

（1）在组件视图中双击Main图，出现图1，为编辑组件图做好准备，这时绘图工具栏中的图标如图中椭圆所示。

图1

（2）在组件视图中，从工具栏中选择MainProgram图标，在右边的绘图区中添加一个新组件，并取名StartClass.java表明新增一个主程序。

图2（3）选择新创建的组件点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“OpenSepcification”,如图3。

图3（4）在对话框中，可以修改组件的名称，设置组件的类型，指定实现的语言。

这里新组件的名称定为“StartClass.java”，组件构型为MainProgram（Rose中提供了多种构型），实现语言为JAVA（Rose中默认的是分析语言Analysis），修改结果如图4所示。

图4（5）组件图描述的是系统的实现视图，因此要指定实现组件功能的文件。

点击File选项卡，在列表框中点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“InsertFile”，弹出文件对话框。

在对话框中，键入StartClass.java，点击“打开”按键，这时对话框如图5所示。

图5（6）双击StartClass.java，弹出是否创建对话框，询问是否创建文件，选择“YES”,弹出记事本，这时可输入相应的源程序（注意：

如果这里选择的文件已经存在，则不会弹出创建文件对话框，而是直接显示相应文件内容）。

（7）创建相应的包。

选择包图标，在右图中创建。

这里同样需要对每个组件打开“OpenSpecification”对话框，设置具体的属性，对“包”组件来说需要在Files选项卡中指明与其对应的目录。

创建完毕的组件图如图6所示。

图6（8）选择业务对象包（BO），双击，打开业务对象包的详细组件图，这里根据分析的结果分别创建Title.java，Item.java，Loan.java，BorrowerInfomation.java，Reservation.java组件，并设置好每个组件的构型和对应的文件。

创建好的BO包组件图如图7。

图7（9）创建依赖关系。

在本节前述一段中，已经描述过各个类之间的依赖关系，依赖关系使用虚线表示，因此根据分析中的结果，在图中将相互依赖的组件连接即可。

完成后的组件图如图8。

图82.绘制图书管理系统部署图分析：

图书管理系统中，对于“借书、还书”等基本功能和“书目维护、读者信息维护”等信息维护功能来说，是在图书馆内部发生的，并且客户端的数量有限，由于其使用频率较高，故效率和使用的方便性需要侧重考虑，而客户端软件的维护工作量相对较少，则可以不用考虑，因此这部分业务将采用传统的C/S架构；对于图书的查询和预定功能来说，我们希望在整个校园网内提供这些功能，所以这部分业务我们将会采用B/S架构，这样将会使得读者在校园网的任何地方都能使用，且能简化系统的部署和维护。

基于上述考虑，该系统将由5个节点构成：

应用服务器、数据库、Web应用服务器、基本业务服务器、信息维护服务器。

（1）应用服务器，其类型是Processor，负责整个系统的总体协调工作。

（2）数据库，其类型是Device，负责数据管理。

（3）Web应用服务器，其类型是Processor，负责读者网上查询和预定业务。

（4）基本业务服务器，其类型是Processor，负责处理读者借书和还书等一些基本的（5）业务流程。

（6）信息息维护服务器，其类型是Processor，负责系统基本信息维护的业务流程，如：

（7）书目维护、读者信息维护等。

绘制步骤：

（1）建立图书管理系统模型文件。

（2）导航窗口中双击“DeploymentView”,在绘图窗口中打