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1、CS应用系统建模ok资料单元7C/S应用系统建模本单元主要分析图书管理系统的建模，重点对图书管理系统的业务需求、功能模块、操作流程、参与者、用例和类进行了详细的分析，构建了图书管理系统的用例图、类图、顺序图、活动图、包图、组件图和部署图。本单元还介绍了数据查询模块和条码编制与图书入库模块的建模。本单元重点介绍的图有包图、组件图和部署图。如果系统中的类很多，则对这些类按相关性进行打包十分有用，对类进行打包有助于减少模型的复杂性。组件图提供当前模型的物理视图，对系统静态实现视图进行建模。一个组件图可以表示一个系统全部或者部分的组件体系。部署图描述系统运行时节点、组件及其对象的配置，每一个模型都包含

2、一个独立的部署图，显示模型的处理器及其设备之间的连接，以及处理器到处理器的布置。【教学导航】教学目标（1）熟悉管理信息系统的业务需求、功能模型、操作流程的分析方法（2）学会识别管理信息系统的参与者、用例和类（3）学会构建管理信息系统的用例图、类图、顺序图、活动图（4）熟悉UML包图、组件图和部署图的组成（5）学会在Rational Rose 2003绘制包图、组件图和部署图（6）学会导入与导出Rational Rose 2003的模型（7）学会在Rational Rose 2003中发布系统模型教学重点（1）识别系统的参与者、用例和类（2）构建系统的用例图、类图、顺序图和活动图（3）在Rati

3、onal Rose 2003绘制包图、组件图和部署图教学方法任务驱动教学法、分组讨论法、自主学习法、探究式训练法课时建议10课时【前导训练】【任务7-1】绘制“数据查询”子模块的用例图【任务描述】（1）创建一个Rose模型，将其命名为“07图书管理系统模型”，且保存在本单元对应的文件夹中。（2）分析“数据查询”子模块的功能需求、参与者和用例，使用Rational Rose 2003绘制“数据查询”子模块的用例图。【任务7-2】绘制“图书借阅查询类”的类图【任务描述】设计图书管理系统“图书借阅查询类”，且使用Rational Rose 2003绘制“图书借阅查询类”的类图。【任务7-3】绘制“图

4、书借阅数据查询界面类”的类图【任务描述】设计图书管理系统“图书借阅数据查询界面类”，且使用Rational Rose 2003绘制“图书借阅数据查询界面类”的类图。【任务7-4】绘制“图书借阅数据查询”的顺序图【任务描述】分析图书管理系统“图书借阅数据查询”所涉及的类、方法及其实现过程，使用Rational Rose 2003绘制图书管理员查询图书借阅数据的顺序图。【任务7-5】绘制“图书借阅数据查询”的活动图【任务描述】分析图书管理系统中“图书借阅数据查询”的动作状态或活动状态、决策以及各个状态的转换，使用Rational Rose 2003绘制图书借阅数据查询的活动图。【引例探析】为了准确

5、说明汽车的外观形状与结构，我们可以从不同方向进行刻画，汽车的多方位视图如图7-6所示。图7-6汽车外观的多方位视图为了准确说明手机的外观形状与结构，我们可以从不同方向进行刻画，手机的六方位视图如图7-7所示。图7-7手机的六方位视图【知识疏理】1包图概述包图由包和包之间的关系组成的，包图模型如图7-8所示。图7-8包图示意图在UML中，包的绘制是用两个矩形表示的，一个小矩形和一个大矩形，小矩形紧贴在大矩形的左上角。同其他的建模元素一样，每个包都必须有一个与其他包相区别的名称，包的名称是一个字符串，它有两种形式：简单名和路径名。其中简单名仅包含一个简单的名称，路径名是以包处于的外围包的名字作为前

6、缀。2组件图概述组件图（Component Diagram）也叫构件图，用于描述软件的各种组件和它们之间的依赖关系。组件视图包含模型代码库、可执行文件、运行库及其他组件的信息。组件是代码的实际物理模块，系统的组件图用来显示代码模块间的关系。3组件图的组成组件图中通常包含3种元素：组件（Component）、接口（Interface）和组件之间的依赖关系（Dependency）。每个组件实现一些接口，并使用另一些接口。如果组件之间的依赖关系与接口有关，那么可以被具有同样接口的其他组件所替代。组件图示意图如图7-9所示。组件由一个左边嵌两个小矩形的大矩形表示，大矩形中填写组件的名字。接口由一个空心

7、圆表示。组件之间的依赖用一个带箭头的虚线表示。图7-9组件图示意图4组件图的应用（1）为源代码建模（2）为可执行文件建模（3）为数据库建模5部署图概述部署图（Deployment Diagram）也叫配置图，表示系统的实际部署，与系统的逻辑结构不同，它描述系统在网络上的物理部署。部署图（Deployment Diagram）用来对部署系统时涉及到的硬件进行建模。可以帮助系统的有关人员了解软件中各个组件驻留在什么硬件上，以及这些硬件之间的相互关系，另外，部署图还可以用来描述哪一个软件应该安装在哪一个硬件上。一个系统最多可以有一个部署图。6部署图的组成部署图主要由节点和关联关系组成，在构造部署图时

8、，可以描述实际的计算机和设备以及它们之间的连接关系，也可以描述部署和部署之间的依赖关系。在部署图中，节点表示一个物理设备以及在其上运行的软件系统，例如数据库服务器、应用服务器、PC终端、打印机等。节点之间的连线表示系统之间的通信路径，在UML中称为连接。通信类型则放在连接旁边的“”之间，表示所用的通信协议或网络类型。两个节点之间的通信路径仅仅表明节点之间存在着联系，该连接可以采用不同的通信协议。在UML部署图中，不同节点之间的通信路径是通过关联关系表示的。配置图中的关联关系的表示方法与类图中关联关系相同，都是一条实线，一般关联关系不使用名称，而是使用构造型，例如、等。【方法指导】1创建包图的主

9、要步骤（1）创建包在Rational Rose 2003【模型浏览】窗口中“Logic View”处单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中单击选择【NewPackage】，如图7-11所示。（2）创建包图（3）在类图中添加包（4）修改包的属性（5）在包之间添加依赖关系（6）保存绘制的包图单击菜单【File】【Save】，或者单击工具栏中的【Save】按钮保存所绘制的包图。2删除包的常见方法可以从图形绘制区域或者整个模型中删除包，如果从整个模型中删除包，则该包所包含的内容也都被删除。（1）从图形绘制区域删除包。首先单击选中所要删除的包图标，然后按下键盘上的Delete键即可。也可以在图形绘制区域右键单

10、击所要删除的包图标，在弹出的快捷菜单中单击菜单项【EditDelete】即可，如图7-12所示。（2）从整个模型中删除包。要从整个模型中删除包，需要在左边【模型浏览】窗口右键单击所要的删除的包名，从弹出的快捷菜单中单击选择【Delete】菜单项即可删除。3创建组件图的主要步骤（1）建立新的组件图在Rational Rose 2003【模型浏览】窗口【Component View】对应的行单击右键，在弹出的快捷菜单中选择【New】选项，然后单击下一级菜单项【Component Diagram】，如图7-13所示。（2）显示组件图【编辑】窗口和编辑工具栏（3）添加组件（4）添加组件之间的依赖关系（

11、5）保存绘制的组件图单击菜单【File】【Save】，或者单击工具栏中的【Save】按钮保存所绘制的组件图。4创建部署图的主要步骤一个系统模型只有一个配置图，在【模型浏览】窗口只有一个配置图节点“Deployment View”。（1）显示配置图【编辑】窗口和编辑工具栏在【模型浏览】窗口双击配置图节点“Deployment View”，显示配置图【编辑】窗口和编辑工具栏。（2）添加处理器（3）添加设备（4）添加关联关系（5）保存绘制的部署图单击菜单【File】【Save】，或者单击工具栏中的【Save】按钮保存所绘制的部署图。5导入与导出Rational Rose 2003的模型的方法利用Ra

12、tional Rose进行面向对象的可视化建模时，经常要导出模型或模型的某一部分，也经常要将模型元素导入到模型中。（1）导出模型在Rational Rose 2003中打开模型文件，单击菜单【File】【Export Model】，弹出【Export Model】对话框，在该对话框中选择合适的位置，输入导出模型的文件名，如图7-14所示。以Petal文件格式导出完整模型，单击【保存】按钮即可。当然，也可以导出模型的部分元素。（2）导入模型在Rational Rose 2003中单击菜单【File】【Import】，弹出【Import Petal From】对话框，在该对话框中指定要导入的Pet

13、al格式的文件，如图7-15所示，然后单击【打开】按钮即可。导入模型后，Rose会更新当前模型中的所有模型图。【引导训练】【任务7-6】分析与构建图书管理系统的UML模型【任务描述】（1）分析图书管理系统的业务需求、功能模块和操作流程。（2）分析图书管理系统的参与者、用例和类。（3）绘制图书管理系统的用例图、类图、顺序图和活动图。（4）绘制图书管理系统的包图、组件图和部署图。（5）发布图书管理系统模型。【任务实施】1图书管理系统使用对象的功能划分（1）图书借阅员主要使用图书管理系统借出图书、归还图书、续借图书、查询信息等，也可以修改密码，以合法身分登录系统。（2）图书管理员主要管理图书类型、借

14、阅者类型、出版社数据、藏书地点、部门数据等基础数据，编制图书条码、打印书标、图书入库、管理书目信息、维护借阅者信息、办理借书证等。（3）系统管理员主要是管理用户、为用户分配权限、设置系统参数、备份数据、保证数据完整、保证网络畅通和清除计算机病毒等。（4）图书借阅者可以查询书目信息、借阅信息和罚款信息。2图书管理系统的业务需求描述通过对图书管理系统业务需求的整合、归纳，可以获得如下的功能需求：（1）借阅者持有借书证借书。（2）图书借阅员作为借阅者的代理完成借出图书、归还图书工作。（3）图书管理员管理图书类型、借阅者类型、出版社、部门、馆藏地点等数据，添加、修改和删除借阅者数据、办理借书证，添加、

15、修改和删除书目数据，编制图书条码，完成图书入库操作等。（4）系统管理员添加、修改和删除用户，设置用户权限，设置、修改系统参数等。（5）图书管理员、图书借阅员和借阅者本人都允许查询书目信息、借阅信息和罚款信息。本系统暂不考虑“预留图书”和“图书征订”等操作。3分析图书管理系统主要模块的功能为了实现图书系统管理的业务需求，便于团队合作开发系统，将图书管理系统划分为12个模块（用户登录模块、用户管理模块、基础数据管理模块、类型管理模块、业务数据管理模块、数据查询模块、报表打印模块、条码编制与图书入库模块、图书借出与归还模块、罚款管理模块、系统整合模块、系统部署与发布模块），功能结构图如图7-16所示

16、。图7-16图书管理系统的功能结构图4分析图书管理系统的操作流程在图书管理系统中，每个用例都可以建立顺序图和活动图，将用例执行中各个参与的对象之间的消息传递过程表现出来，反映系统的操作流程。本节主要分析图书管理系统的几个主要的操作流程。（1）用户登录的流程当用户进行登录时，首先打开【用户登录】界面，然后开始输入“用户名”和“密码”；“用户名”和“密码”输入完毕，并提交到系统，然后系统开始检查判断“用户名”和“密码”是否合法。如果检查通过则成功登录，否则显示【错误提示信息】对话框；在【错误提示信息】对话框中选择需要进行何种操作，如果选择“重新输入”则返回【用户登录】界面再一次输入“用户名”和“密

17、码”，如果选择取消则退出【用户登录】界面，此时表示登录失败。（2）借出图书的操作流程借出图书的操作流程为：图书借阅员选择菜单项【借出图书】，打开【图书借出】窗口，图书借阅员在该对话框中输入借阅者信息，然后由系统查询数据库，以验证该借阅者的合法性，若借阅者合法，则再由图书借阅员输入所要借阅的图书信息，并将借阅信息提交到系统，系统记录并保存该借阅信息。（3）归还图书的操作流程归还图书的操作流程为：图书借阅员选择菜单项【归还图书】，打开【图书归还】窗口，图书借阅员在该对话框中输入归还图书的条码，并提交到系统，然后由系统查询数据库，以验证该图书是否为本馆藏书，若图书不合法，则提示图书借阅员；若合法，则

18、由系统查找借阅该图书的借阅者信息，然后删除相对应的借阅记录，并更新借阅者信息。（4）超期处理的操作流程超期处理的前提条件为：当发生借书或还书时，首先由系统找到借阅者的信息，然后调用超期处理以检验该借阅者是否有超期的借阅信息。超期处理的操作流程为：获取借阅者的所有借阅信息，查询数据库以获取借阅信息的日期，然后由系统与当前日期比较，以验证图书是否超过了规定的借阅期限，若超过规定的借阅时间，则显示超期的图书信息，以提示图书管理员。5分析图书管理系统的参与者经过实地调查、访谈，我们可以列出图书管理系统的主要业务内容。（1）系统可供图书借阅员完成借书、还书、续借操作。（2）系统可供图书管理员完成图书编目

19、、入库，办理借书证等操作。（3）系统允许系统管理员对系统进行维护、管理系统用户、设置用户权限。（4）系统可供图书管理员、图书借阅员和借阅者本人查询图书信息、借阅信息和罚款信息。通过以上分析，可以确定系统中有四类参与者：图书借阅员、图书管理员、系统管理员和借阅者。从某一个工作人员来看，一个人可以分别完成图书借阅员、图书管理员、系统管理员三种角色，只是这三种岗位职责、权限不同，所以有必要分为三种类型。6分析图书管理系统的用例在确定图书管理系统的参与者后，我们必须确定参与者所使用的用例，用例是参与者与系统交互过程中需要系统完成的任务。识别用例最好的方法是从参与者的角度开始分析，这一过程可通过提出“要

20、系统做什么？”这样的问题来完成。由于系统中存在四种类型的参与者，下面分别从这四种类型的参与者角度出发，列出图书管理系统的基本用例，如表7-2所示。表7-2图书管理系统的基本用例系统参与者基本用例图书借阅员借出图书、归还图书、续借图书、查询信息、修改密码图书管理员管理基础数据、管理书目、管理图书、管理借阅者系统管理员管理用户、管理用户权限、设置系统参数、备份数据借阅者查询信息找出系统的基本用例之后，还需要对每一个用例进行细化描述，以便完全理解创建系统时所涉及的具体任务，发现因疏忽而未意识到的用例。对用例进行细化描述需要经过与相关人员进行一次或多次细谈。在建立用例图后，为了使每个用例更加具体，可以

21、以书面文档的形式对用例进行描述。描述时可以根据其事件流进行，用例的事件流是对完成用例所需要的事件的描述。事件流描述了系统应该做什么，而不是描述系统应该怎样做。通常情况下，事件流的建立是在细化用例阶段进行。开始只对用例的基本流所需的操作步骤进行简单描述。随着分析的深入，可以添加更多的详细信息。最后，将例外情况也添加到用例的描述中。7分析图书管理系统的类进一步分析系统需求，以发现类以及类之间的关系，确定它们的静态结构和动态行为，是面向对象分析的基本任务。系统的静态结构模型主要用类图和对象图描述。在确定系统的功能需求后，下一步就是确定系统的类。由于类是构成类图的基础，所以，在构造类图之前，首先要定义

22、类，也就是将系统要的数据抽象为类的属性，将处理数据的方法抽象为类的方法。8绘制图书管理系统的用例图图书管理系统的用例图如图7-28所示。9绘制图书管理系统的类图图书管理系统几个实体类的类图如图7-29所示，图书借出类与图书类、借阅者类的关系如图7-29所示。图书借出类与图书类为一对一的关系，每一本图书（对应一个惟一的条码）在同一时刻只能借出一次。借阅者类与图书借出类为一对多的关系，每个借阅者可以借阅多本图书，也可能没有借阅一本图书。书目类与图书类、图书类型类的关系如图7-29所示，书目类与图书类为一对多的关系，每一种书目至少对应有一本图书，也可能对应有多本图书。图书类型类与书目类对一对多的关系

23、，每种图书类型可以对应有多种不同的书目，也可能没有对应的书目。借阅者类与借阅者类型类的关系如图7-29所示。借阅者类型类与借阅者类为一对多的关系，每个借阅者类型可以对应有多个不同的借阅者。图书管理系统主要界面类的类图如图7-30所示。图书管理系统图书借出界面类与图书类、借阅者类、图书借出类之间的关系如图7-31所示。10绘制图书管理系统的顺序图（1）绘制“用户登录系统到打开子窗口操作过程”的顺序图“用户登录系统到打开子窗口操作过程”的顺序图如图7-32所示。（2）绘制图书类型管理模块的顺序图 绘制“新增图书类型”的顺序图“新增图书类型”的顺序图如图7-33所示。 绘制“浏览与修改图书类型数据”

24、的顺序图“浏览与修改图书类型数据”的顺序图如图7-34所示。图书管理系统其他模块顺序图的绘制已在前面各单元予以介绍，在此不再重复说明。11绘制图书管理系统的活动图（1）绘制“用户登录系统到打开主窗口操作过程”的活动图“用户登录系统到打开主窗口操作过程”的活动图如图7-35所示。（2）绘制“图书类型管理”的活动图“图书类型管理”的活动图如图7-36所示。图书管理系统其他模块活动图的绘制已在前面各单元予以介绍，在此不再重复说明。12绘制图书管理系统的包图在面向对象的系统分析中，通常将系统中的类分为三种：用户界面类、业务处理类和数据访问类。用户界面类由系统中的用户界面组成，例如用户登录界面、用户管理

25、界面、图书借出界面等；业务处理类则负责系统中的业务逻辑处理；数据库访问类则负责保存处理结果。将这三类分别以包的形式进行包装，形成三个类包：用户界面包、业务处理包、数据访问包。13绘制图书管理系统的组件图（1）建立新的组件图在Rational Rose 2003【模型浏览】窗口【Component View】对应的行单击右键，在弹出的快捷菜单中选择【New】选项，然后单击下一级菜单项【Component Diagram】。此时，在【Component View】文件夹中添加了一个默认名称为“NewDiagram”的项，直接输入一个新的组件图名称“图书管理系统组件图”，如图7-42所示。（2）显示

26、组件图【编辑】窗口和编辑工具栏双击【模型浏览】窗口中的【Component View】节点中的项“图书管理系统组件图”，显示组件图【编辑】窗口和编辑工具栏。（3）添加组件单击编辑工具栏中的【Component】按钮，然后在组件图【编辑】窗口绘制组件的位置单击鼠标左键，添加一个组件，其默认名称为“NewComponent”，然后输入组件名称“图书管理系统主界面”即可，如图7-43所示。按照类似的方法，添加其他的组件，如图7-44所示。（4）添加组件之间的依赖关系单击编辑工具栏中的【Dependency】按钮，在组件图【编辑】窗口源组件处按下左键，然后按住左键拖动鼠标到目标组件，松开左手，此时，在

27、源组件与目标组件之间出现一条直线，如图7-45所示。源组件是指依赖于其他组件的组件，目标组件是某一组件所依赖的组件。按照类似的方法添加组件之间的依赖关系，最后得到如图7-45所示的图书管理系统的主要业务组件图。（5）保存绘制的组件图单击菜单【File】【Save】，或者单击工具栏中的【Save】按钮保存所绘制的组件图。【模型浏览】窗口中新增加的组件如图7-46所示。14绘制图书管理系统的部署图一个系统模型只有一个配置图，在【模型浏览】窗口只有一个配置图节点“Deployment View”。（1）显示配置图【编辑】窗口和编辑工具栏在【模型浏览】窗口双击配置图节点“Deployment View

28、”，显示配置图【编辑】窗口和编辑工具栏。（2）添加处理器单击编辑工具栏【Processor】按钮，然后在配置图【编辑】窗口要绘制处理器的位置单击鼠标左键，输入处理器的名称即可，新添加的处理器如图7-47所示。（3）添加设备单击编辑工具栏【Device】按钮，然后在配置图【编辑】窗口要绘制设置的位置单击鼠标左键，输入设备的名称即可，新添加的设备如图7-49所示。也可以为设备添加说明文档。（4）添加关联关系配置图用关联关系表示各节点之间的通信，它可以连接两台处理器、两台设备或者设备与服务器。单击编辑工具栏【Connection】按钮，然后在配置图【编辑】窗口从源节点向目标节点拖动鼠标绘制一条直线，

29、如图7-49所示。（5）保存绘制的部署图单击菜单【File】【Save】，或者单击工具栏中的【Save】按钮保存所绘制的部署图。图书管理系统的系统配置图如图7-49所示。15在Rational Rose 2003中发布系统模型（1）单击主菜单【Tools】的二级菜单【Web Publisher】，在弹出的对话框中选择要发布的模型视图和包，如图7-50所示。（2）在【Level of Detail】区域设置细节内容，如图7-50所示。（3）在【Notation】区域选择发布模型的符号，有三个供选择项：【Booch】、【OMT】、【UML】，可以根据需要进行选择。（4）通过四个复选框选择是否发布属

30、性、关联等内容。（5）在【HTML Root File Name】文本框中输入发布模型的根文件名。（6）如果要选择图的图形文件格式，可以在图7-50中单击【Diagrams】按钮，弹出如图7-51所示的【Diagram Options】对话框，在该对话框中选择一种图的文件格式，也可以选择不发布任何图，然后单击【OK】按钮即可。（7）完成上述步骤后，单击【Publish】按钮，就会发布模型。如果需要，可以单击【Preview】按钮浏览发布的模型。【同步训练】【任务7-7】绘制“条码编制与图书入库”子模块的用例图【任务描述】分析“条码编制与图书入库”业务处理子模块的功能需求、参与者和用例，使用Ra

31、tional Rose 2003绘制“条码编制与图书入库”子模块的用例图。【任务7-8】绘制“图书类”的类图【任务描述】设计图书管理系统的“图书类”，且使用Rational Rose 2003绘制“图书类”的类图。【任务7-9】绘制“条码编制与图书入库界面类”的类图【任务描述】设计图书管理系统的“条码编制与图书入库界面类”，且使用Rational Rose 2003绘制“条码编制与图书入库界面类”的类图。【任务7-10】绘制“条码编制与图书入库”的顺序图【任务描述】分析图书管理系统“条码编制与图书入库”所涉及的类、方法及其实现过程，使用Rational Rose 2003绘制条码编制与图书入库的顺序图。【任务7-11】绘制“条码编制与图书入库”的活动图【任务描述】分析图书管理系统中“条码编制与图书入库”的动作状态或活动状态、决策以及各个状态的转换，使用Rationa