《軟件體系結(jié)構(gòu)》實驗指導(dǎo)書解讀

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1、前言 軟件體系結(jié)構(gòu)課程是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的一門重要的專業(yè)課.通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在已有的計算機(jī)軟硬件基礎(chǔ)知識、程序設(shè)計知識、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通信知識的基礎(chǔ)上系統(tǒng)掌握面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析與設(shè)計的基本方法和技術(shù)，并具有針對特定環(huán)境下的應(yīng)用問題進(jìn)行信息系統(tǒng)開發(fā)(包括系統(tǒng)分析，設(shè)計與實現(xiàn))的能力。通過學(xué)習(xí)本課程學(xué)生可以理解和掌握軟件體系結(jié)構(gòu)的分析和設(shè)計方法，掌握面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析和設(shè)計的建模標(biāo)準(zhǔn)UML語言，能夠利用Rational Rose（或Microsoft Viso）軟件以某一信息系統(tǒng)為例進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計。 本課程主要介紹系統(tǒng)原理的基本概念、系統(tǒng)開發(fā)過程RUP、對面向?qū)ο蠓治龊兔嫦?/p>

2、對象設(shè)計的方法、對面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計的建模標(biāo)準(zhǔn)UML等內(nèi)容。 通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握的知識、內(nèi)容及掌握的程度要求為： 1. 使學(xué)生理解面向?qū)ο蟮男畔⑾到y(tǒng)的開發(fā)過程、系統(tǒng)分析和設(shè)計的原則和方法； 2. 使學(xué)生掌握UML語言的基礎(chǔ)知識，以及UML在面向?qū)ο蟮能浖到y(tǒng)分析和設(shè)計中的應(yīng)用，并能使用UML工具建立系統(tǒng)模型； 3. 使學(xué)生掌握在UML系統(tǒng)模型下應(yīng)用高級語言建立應(yīng)用系統(tǒng)的方法； 4. 通過案例教學(xué)和實驗，提高學(xué)生在應(yīng)用面向?qū)ο蠹夹g(shù)開發(fā)軟件方面的動手能力和解決問題的能力，并鼓勵創(chuàng)新。 本實驗所要求的建模工具為Rational Rose 2003。

3、 目 錄 實驗一 用例圖及進(jìn)度安排 5 實驗二 活動圖 10 實驗三 狀態(tài)圖 18 實驗四 類 24 實驗五 類的關(guān)系 31 實驗六 交互圖 35 實驗七 對象圖和包 43 實驗八 組件圖和配置圖 45 實驗九 正向工程 52  實驗一 用例圖及進(jìn)度安排 一、實驗?zāi)康? 1．熟悉用例圖的基本功能和使用方法。 2．掌握如何使用建模工具繪制用例圖方法。 3．學(xué)習(xí)使用Microsoft Project對題目進(jìn)行進(jìn)度安排。 二、實驗器材 1．計算機(jī)一臺。 2．Rational Rose 工具軟件。 三、實驗內(nèi)容 根據(jù)實例，如“圖書館管理系統(tǒng)

4、”開發(fā)進(jìn)度，在完成對系統(tǒng)的需求建模，得到用例模型后，應(yīng)針對每個用例進(jìn)行業(yè)務(wù)分析，說明其具體的業(yè)務(wù)流程，現(xiàn)系統(tǒng)分析部指派您完成該項任務(wù)。要求： 對其中主要功能的用例書寫書面用例。 四、實驗步驟 書寫“刪除讀者信息”用例的書面用例。一般應(yīng)包含以下信息： （1）管理員在錄入界面，輸入待刪除的讀者名； （2）“業(yè)務(wù)邏輯”組件在數(shù)據(jù)庫中，查找待刪除的讀者名； （3）如果不存在，則顯示出錯信息，返回步驟（1），如果存在則繼續(xù)； （4）“業(yè)務(wù)邏輯”組件判斷“待刪除的讀者”是否可以刪除； （5）如果不可以，則顯示出錯信息，返回步驟（8），如果可以則繼續(xù)； （6）在數(shù)據(jù)庫中，刪除相關(guān)信息；

5、（7）顯示刪除成功信息； （8）結(jié)束。 分析: 在圖書管理系統(tǒng)中,管理員首先登錄系統(tǒng),系統(tǒng)驗證通過后,管理方可向系統(tǒng)查詢數(shù)據(jù),在查詢后,系統(tǒng)會給出提示,有沒有找到相關(guān)的數(shù)據(jù),管理員根據(jù)系統(tǒng)查詢的返回結(jié)果,進(jìn)行下一步的操作,就是刪除讀者,在刪除的過程中,系統(tǒng)會對查詢得到的結(jié)果判斷該記錄是否可以刪除,若可以刪除,則給刪除提示,若不能刪除,也給相關(guān)的提示信息。 繪圖步驟: (1)在用例圖上雙擊main,出現(xiàn)如圖1.1所示,為繪制用例圖做好準(zhǔn)備。 圖1.1 (2)在圖中的工具欄選取Actor圖標(biāo)，在右邊的圖中添加一個Actor，并輸入名稱:administrator,如圖1.2所

6、示。 (3)在左邊的工具欄中，選取用例的圖標(biāo)，在右邊的圖中畫出一個用例，并輸入用例的名稱：login 。 圖1.2 （4）按照步驟（3），繪制出如圖1.4和圖1.5的兩個用例。 圖1.3 圖1.4 圖1.5 （5）在繪出了用例后，接下來的是繪制參與者與用例實現(xiàn)，如圖1.6所示。 圖1.6 （6）根據(jù)步驟（5），同時完成如圖1.7和圖1.8。此

7、時，刪除讀者用例圖就到此完成。其系統(tǒng)查詢讀者信息等其他的功能會在時序圖和活動圖中描繪。 （7）根據(jù)分析情況，進(jìn)一步添加或細(xì)化用例圖。 圖1.7 圖1.8 五、實驗報告要求 1． 整理實驗結(jié)果。 2． 小結(jié)實驗心得體會。 實驗二 活動圖 一、實驗?zāi)康? 1．熟悉活動圖的基本功能和使用方法。 2．掌握如何使用建模工具繪制活動圖方法。 二、實驗器材 1．計算機(jī)一臺。 2．Rational Rose 工具軟件。 三、實驗內(nèi)容 根據(jù)實例，如“圖書館管理系統(tǒng)”開發(fā)進(jìn)度，在完成對系統(tǒng)的需求建模，得到用例模型后，應(yīng)針對每個用例進(jìn)行業(yè)務(wù)分析

8、，說明其具體的業(yè)務(wù)流程，現(xiàn)系統(tǒng)分析部指派您完成該項任務(wù)。要求： 用活動圖來描述系統(tǒng)中已知用例的業(yè)務(wù)過程： 1．描述刪除讀者用例。 四、實驗步驟 繪制“刪除讀者信息”用例的活動圖。刪除讀者信息一般按照以下步驟進(jìn)行： （1）管理員在錄入界面，輸入待刪除的讀者名； （2）“業(yè)務(wù)邏輯”組件在數(shù)據(jù)庫中，查找待刪除的讀者名； （3）如果不存在，則顯示出錯信息，返回步驟（1），如果存在則繼續(xù)； （4）“業(yè)務(wù)邏輯”組件判斷“待刪除的讀者”是否可以刪除； （5）如果不可以，則顯示出錯信息，返回步驟（8），如果可以則繼續(xù)； （6）在數(shù)據(jù)庫中，刪除相關(guān)信息； （7）顯示刪除成功信息； （8）

9、結(jié)束。 繪圖步驟： （1）在用例圖中，找到刪除的用例，如圖2.1所示，在刪除用例上單擊右鍵，在彈出的快捷菜單中選“New”，Rose工具也會彈出一個菜單，選”Activity Diagram”，選中后單擊，便可以新建好一個活動圖。如圖2.2所示。 圖 2.1 圖2.2 (2)新建好活動圖后，雙擊刪除的活動圖，得到如圖2.3所示，然后把在左邊的工具欄內(nèi)點擊“Swinlane“，在右邊的圖添加一個泳道，如圖2.4所示，并命名為administrator.按照此步驟，再添加另一個泳道，并命名為SystemTool，得到圖2.5。 圖2.3 （3）接著在左邊的工具上選取開始點

10、，并在administrator的泳道上添加，如圖2.6所示；添加完開始結(jié)點后，再來為此活動圖添加活動，圖2.7所示，在左邊的工具欄上選中Activity這個圖標(biāo)，在administrator這邊的泳道上添加一個活動，命名為登錄（login），再在開始結(jié)點和活動登錄（login）之間添加活動關(guān)系，如圖2.8所示。 圖2.4 圖2.5 圖2.6 圖2.7 圖2.8

11、（3）完成步驟（2）后，登錄輸入需要對輸入的信息進(jìn)行驗證，則在圖中添加一個驗證框，如圖2.9所示：添加驗證框后，驗證的內(nèi)容，如果通過，則允許管理員進(jìn)行查詢操作，如圖2.10所示；如不能通過，則結(jié)束，如圖2.11所示。 圖2.9 圖2.10 圖2.11 （4）驗證后，下一步的操作是查詢需要刪除的記錄，添加一個活動，命名為delete，如圖2.12和圖2.13所示。 圖2.12 圖2.13 （5）最后，在刪除后，系統(tǒng)會返回操作結(jié)果給操作者，圖2.14所示；刪除成功或刪除失敗系統(tǒng)都會有信息返回給操作者。 （7）根據(jù)分析設(shè)計情況，進(jìn)一步添加或細(xì)化活動圖。

12、圖2.14 五、實驗報告要求 1． 整理實驗結(jié)果。 2． 小結(jié)實驗心得體會。 實驗三 狀態(tài)圖 一、實驗?zāi)康? 1．熟悉狀態(tài)圖的基本功能和使用方法。 2．掌握如何使用建模工具繪制狀態(tài)圖方法。 二、實驗器材 1．計算機(jī)一臺。 2．Rational Rose 工具軟件。 三、實驗內(nèi)容 通過前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)，完成了對“圖書館管理系統(tǒng)”的需求的初步分析，得出系統(tǒng)的用例圖和相應(yīng)的活動態(tài)。通過這兩類圖我們可以初步了解系統(tǒng)的業(yè)務(wù)處理過程，但對業(yè)務(wù)處理過程的處理狀態(tài)間轉(zhuǎn)換了解仍不夠，這不利于設(shè)計人員對系統(tǒng)業(yè)務(wù)的進(jìn)一步理解，而狀態(tài)圖能從對象的動態(tài)行為的角度去描述系統(tǒng)的業(yè)務(wù)活動。因此

13、，指派你運(yùn)用本節(jié)所學(xué)的狀態(tài)圖，完成如下任務(wù)： 1. 完成圖書業(yè)務(wù)模塊中還書用例的狀態(tài)圖。 四、實驗步驟 1．業(yè)務(wù)分析：由前面章節(jié)對圖書館管理系統(tǒng)中的還書主要業(yè)務(wù)的描述和分析可知，還書業(yè)務(wù)的動態(tài)行為是由：空閑（idle）、圖書查找（finding）、還書（reversion）、失?。‵ailure）、歸還成功（Success）5種狀態(tài)及激活相互轉(zhuǎn)換的事件。 2．繪制狀態(tài)圖：請您根據(jù)分析運(yùn)用UML繪制還書用例的狀態(tài)圖。 分析： 還書的狀態(tài)圖，還書的主要業(yè)務(wù)都是由管理員來完成，首先管理員必須先登錄系統(tǒng)，并通過驗證后，便可以進(jìn)行下一步的操作，查找該書的相關(guān)信息，如存在，則進(jìn)行還書操作，如不

14、存在該信息，則給出提示信息； 繪圖步驟： （1）在用例圖中的還書（revesion）用例，單擊右鍵，如圖3.1所示，新建一個狀態(tài)圖，命名為revesion狀態(tài)圖，圖3.2所示。 圖3.1 圖3.2 （2）雙擊“receivesion”狀態(tài)圖，展開后，在左邊的工具欄上選取一個實心圓點，此結(jié)點為開始結(jié)點，圖3.3所示；當(dāng)還書的時候，操作者先要詢問系統(tǒng)的狀態(tài)，如果系統(tǒng)忙，操作者則必需等待，因此，得到系統(tǒng)的兩種狀態(tài)，如圖3.5所示。 圖3.3 圖3.4 圖3.5 （3）操作者在詢問系統(tǒng)和狀態(tài)后，得到的圖3.6所示兩種狀態(tài)，如果系統(tǒng)忙，操作者必需要等待、結(jié)束，如圖3

15、.7和圖3.8所示，重返步驟（1）。 圖3.6 圖3.7 圖3.8 （4）如系統(tǒng)空閑，則進(jìn)行對還書的信息進(jìn)行查詢操作，圖3.9所示；查詢也有兩種結(jié)果，一是查詢得到該書的相關(guān)信息，二查詢不到該書的相關(guān)信息；則此時有兩種狀態(tài)，需要建立兩種狀態(tài)，如圖3.10所示。 圖3.9 圖3.10 （5）最后，操作者進(jìn)行了操作后，系統(tǒng)會給出操作的結(jié)果給操作者；操作成功或失敗，都會有提示信息給出。整個的還書的過程便完成；圖3.11所示。 （7）根據(jù)分析設(shè)計情況，進(jìn)一步添加或細(xì)化狀態(tài)圖。 圖3.11 五、實驗報告要求 1．整理實驗結(jié)果。 2．小結(jié)實驗心得體會。

16、 實驗四 類 一、實驗?zāi)康? 1．理解類的基本概念。 2．掌握如何從需求分析中抽象出類的方法。 3．掌握在Rational Rose中繪制類的操作方法。 二、實驗器材 1．計算機(jī)一臺。 2．Rational Rose 工具軟件。 三、實驗內(nèi)容 通過前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)，完成了對“圖書館管理系統(tǒng)”的需求的初步分析，得出系統(tǒng)的用例圖和相應(yīng)的活動態(tài)和狀態(tài)圖。通過這兩類圖我們可以初步了解系統(tǒng)的業(yè)務(wù)處理流程?，F(xiàn)在需要對系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)建模，這就需要從系統(tǒng)的用例圖、活動圖和狀態(tài)圖去尋找和發(fā)現(xiàn)類。因此，指派你運(yùn)用本節(jié)所學(xué)的有關(guān)如何抽象出類的知識，完成如下任務(wù)： 1． 尋找和抽象出書籍管理功

17、能中的類。 四、實驗步驟 1．分析：由前面章節(jié)對圖書館管理系統(tǒng)中的書籍管理功能可知，該模塊是由書籍信息類、書目類、新增書籍界面類、修改書籍界面類、刪除書籍界面類和書籍管理類6個類組成。 2．繪制類的步驟： （1）打開前面初步構(gòu)建的UML模型文件; （2）打開Rose中的邏輯視圖（Logical View），選擇分析模型（analysis model）目錄。并在其下創(chuàng)建一個子目錄并命名為：“圖書館業(yè)務(wù)功能”。 （3）用鼠標(biāo)右擊“圖書館業(yè)務(wù)功能”在彈出來的菜單中選擇“New→Class diagram”項，創(chuàng)建類圖，如圖4.1所示。 （4）雙擊新建的類圖，并點右邊控件集中選中的類的圖

18、標(biāo)，并用鼠標(biāo)在圖中分別拖出一個類圖，并命名為Book，如圖4.2所示。 圖4.1 圖4.2 （5）接下來的一步為設(shè)置類的屬性，在新的類中雙擊該類，在打開屬性面板中，可以看到在此可以設(shè)置類的屬性和方法等其他的信息，圖4.3所示；后撞擊Attributes這個欄目，此欄目為設(shè)置類的屬性的選項，在圖中間的單擊右鍵，可以看到有一個“Insert”的選項，選中這個選項，圖4.4所示，后在出現(xiàn)的對話框中輸入相關(guān)信息如圖4.5所示；如書本的ISBN號，在Type這個方框內(nèi)輸入此屬性的類型值，同時可以看到一欄可以設(shè)置此屬性的訪問權(quán)限，一般這些屬性都設(shè)置Private這個權(quán)限，如圖4.6所示。

19、這個類的其他屬性也可以按照以上的做法設(shè)置，最后得到的結(jié)果是圖4.7所示。 圖4.3 圖4.4 圖4.5 圖4.6 （6）設(shè)置好類的屬性，現(xiàn)在來設(shè)置類的方法（也是操作），雙擊類后在彈出的菜單上選operations這個選項，可以看到圖4.8所示，在圖中的空白地方，單擊右鍵，在彈出的菜單中選insert這個選項，也就只有這個選項可用，見圖4.9

20、，接著輸入方法名，同時可以設(shè)置該方法的返回類型，也可以在Documentations的方框內(nèi)填寫一些相關(guān)的方法說明，如圖4.12所示，設(shè)置好該方法的訪問權(quán)限，見圖4.13。類的其他方法也可以按上面來設(shè)置好，最后，得到該類的其他方法見類4.14。 圖4.7 圖4.8 圖4.9 圖4.10 圖4.11

21、 圖4.12 圖4.13 圖4.14 （7）至此，類的方法和屬性都設(shè)置好了，如圖4.15所示。 圖4.15 （8）接下來為書目類設(shè)置，按照上面的步驟可以設(shè)置好該類的屬性和方法，如圖4.16和圖4.17所示。 圖4.16 圖4.17 （9）最后，繪制出由分析得出的各個類，如圖4.18所示，此時

22、，類圖便完成。 （10）根據(jù)分析情況，進(jìn)一步細(xì)化添加相關(guān)的類。 圖4.18 五、實驗報告要求 1．整理實驗結(jié)果。 2．小結(jié)實驗心得體會。 實驗五 類的關(guān)系 一、實驗?zāi)康? 1．理解類間關(guān)系的基本概念。 2．掌握描繪類間關(guān)系的方法。 3．掌握在Rational Rose中繪制類關(guān)系的操作方法。 二、實驗器材 1．計算機(jī)一臺。 2．Rational Rose 工具軟件。 三、實驗內(nèi)容 通過對前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使我們完成了“圖書館管理系統(tǒng)”的需求分析，并從業(yè)務(wù)對象中抽象出了類。我們知道類通常是不會單獨(dú)存在，而是由關(guān)聯(lián)、泛化、依賴等關(guān)系相互協(xié)作來靜態(tài)描述業(yè)務(wù)系

23、的。因此，我們在找出系統(tǒng)中所存在的類的前提下，需要進(jìn)一步對業(yè)務(wù)對象間如何聯(lián)系進(jìn)行建?！，F(xiàn)指派你運(yùn)用本節(jié)所學(xué)的相關(guān)知識，完成如下任務(wù)： 1．對書籍管理功能中的類的關(guān)系建模。 四、實驗步驟 1．分析：由前面章節(jié)對圖書館管理系統(tǒng)中的書籍管理業(yè)務(wù)分析和對該業(yè)務(wù)的抽象出來的類可知，圖書館的主要靜態(tài)模型類圖是由書籍管理類、書類、書目類、管理員類、用戶類和各種界面操作類組成。其中用戶類與管理員類是泛化的關(guān)系，而其它類之間均是關(guān)聯(lián)關(guān)系。 2．請根據(jù)教材中示例部分在Rational Rose中繪制類間的關(guān)系。 繪圖步驟： （1）打開上面做好的類圖，添加管理員類，用戶類，界面類。首先，添加一人管理

24、員類，圖5.1，并按照上面所說方法添加類的各種屬性和方法，見圖5.2、圖5.3。 （2）可以依照上面的操作來添加其他的類，如：用戶類（Reader類）、界面類(ActionForm),添加完后結(jié)果如圖5.4 和圖5.5所示； （3）其他的類添加完后，就可以為各個類添加關(guān)系了，由關(guān)聯(lián)、泛化、依賴等關(guān)系相互協(xié)作來靜態(tài)描述業(yè)務(wù)系，所以，各個類的關(guān)系也由這幾個關(guān)系來完成。如圖5.6所示：Person類是administrator類和reader類兩個類的父類，他們之間為泛化關(guān)系。administrator類和reader類是繼承Person類。BoobItem類是繼承Book類的，其他的類為一般的

25、依賴關(guān)系，最后，連接完線條便得到圖5.6。 （4）根據(jù)分析設(shè)計情況，進(jìn)一步細(xì)化各類之間的關(guān)系。 圖5.1 圖5.2 圖5.3 圖.5.4 圖5.5 圖5.6 五、實驗報告要求 1．整理實驗結(jié)果。 2．小結(jié)實驗心得體會。 實驗六 交互圖 一、實驗?zāi)康? 1．理解時序圖的基本概念。 2．理解協(xié)作圖的基本概念。 3．掌握在Rational Rose中繪制交互圖的操作方法。 二、實驗器材 1．計算機(jī)一臺。 2．Rational Rose 工具軟件。 三、實驗內(nèi)容 通過對教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使我們完成了“圖書館管理系統(tǒng)”的需求分析，

26、并從業(yè)務(wù)對象中抽象出了類?，F(xiàn)在需要對前面所給出的用例進(jìn)行實現(xiàn)，而用例的實現(xiàn)主要由交互圖來指定和描述系統(tǒng)的動態(tài)特性?，F(xiàn)指派你運(yùn)用本節(jié)所學(xué)的相關(guān)知識，完成如下任務(wù)： 1．對書籍管理功能中的用例進(jìn)行動態(tài)建模。 四、實驗步驟 1．分析：根據(jù)演示部分對圖書業(yè)務(wù)功能模塊中的交互操作進(jìn)行動態(tài)建模的操作步驟和方法，請你對書籍管理模塊中的交互操作進(jìn)行動態(tài)建模。該模塊中主要存在新增書籍、修改書籍信息和刪除書籍三種交互操作。 2．請根據(jù)教材中示例部分在Rational Rose中繪制上述的交互圖。 繪圖步驟： （1）在Rose軟件的左邊欄目上的Logicl View單擊右鍵，新建一個時序圖，時序圖是交互

27、圖一種表示，可以用時序來表示，如圖6.1；在此，先簡單介紹一下其用法：圖中的直線箭頭是發(fā)送消息；虛線箭頭是返回消息；曲折線是對象自己給自己發(fā)送消息并調(diào)用。 （2）接下來的是添加類，系統(tǒng)中的類是其他的方法的邊界，在上面做好的類找到可以直接拖拉來圖中，見圖6.2 和圖6.3所示。 圖6.1 圖6.2 圖6.3 （3）添加類后，便可以添加方法了，開始是必需是外面的實體向系統(tǒng)發(fā)送消息，如圖6.4所示，是管理員登錄時向系統(tǒng)發(fā)送的消息； 圖6.4 （5）可以按上一步的方法來完成其他的方法，如viladate（驗證）,返回驗證結(jié)果，當(dāng)用戶收到結(jié)果后，可以正常登錄后便能進(jìn)行增

28、加圖書，見圖6.5到圖6.9。最后得到的時序圖如圖6.10所示。 圖6.5 圖6.6 圖6.7 圖6.8 圖6.9 圖6.10 (6)完成了時序圖后，可以按F5鍵便得到增加圖書的協(xié)作圖，見圖6.11所示。 圖6.11 （7）剩下的更新圖書信息和刪除圖書信息的交互圖在此不再一一詳細(xì)的介紹，其繪圖方法跟繪制增加圖書的方法一樣，最后得到見圖6.12 到圖6.15 圖6.12 圖6.13 圖6.14 圖6.15 五、實驗報告要求 1．整理實驗結(jié)果。 2．小結(jié)實驗心得體會。 實驗七 對象圖和包 一、實驗?zāi)康? 1

29、．對象圖的基本概念。 2．包的基本概念。 3．掌握在Rational Rose中繪制對象圖和包。 二、實驗器材 1．計算機(jī)一臺。 2．Rational Rose 工具軟件。 三、實驗內(nèi)容 “圖書館管理系統(tǒng)”的分析和設(shè)計已按計劃完成類圖和交互圖的分析與設(shè)計，不過當(dāng)這份文檔提交給圖書館的使用人員審查時，他們認(rèn)為最好能用一個實例來說明系統(tǒng)的運(yùn)作，現(xiàn)系統(tǒng)分析部指派您完成該項任務(wù)，為系統(tǒng)繪制一張對象圖。 1．以借書過程為例繪制對象圖； 四、實驗步驟 為了更好的描述借書過程，根據(jù)圖7.1繪制借書過程中某一時刻的對象圖 1 圖7.1 (1) 確定對象的值 假定管理員在為讀者“S0

30、5001”辦理“UML Guide”的借書手續(xù)，這時首先彈出一個借書窗口“l(fā)fLend”，在其上輸入讀者ID和書名，點擊“借書”按鈕。這里lfLend對象將調(diào)用業(yè)務(wù)管理者類bmMain對象的findBookByName方法去獲取一個書名為“UML Guide”的Book對象bLend，然后bmMain再通過lendBook方法，去調(diào)用bLend對象findFreeItem方法，去查找一本可借閱的圖書，這里假定找到圖書iLend，然后使用setLoanState更改iLend的借閱狀態(tài)為“借出”，完成借書過程。 表7.1描述了在成功設(shè)置iLend對象借閱狀態(tài)為“借出”狀態(tài)時，與借書過程有關(guān)的各

31、對象的值。 表7.1 類名 對象名 屬性值 方法 LendFrame lfLend BookName=”UML Guide” ReaderID=”S05001” lendBook BookManager bmMain findBookByName lendBook Book bLend BookName=”UML Guide” ISBN=”ISBN12315” findFreeItem Item iLend ISBN=”ISBN12315” ItemID=”B05001” getItemID setLoanState (2) 繪圖，根

32、據(jù)（1）中的描述，繪制出當(dāng)iLend狀態(tài)變更時，系統(tǒng)中各對象的狀態(tài)如圖7.2所示。 （3）根據(jù)分析設(shè)計情況，進(jìn)一步設(shè)計對象和包之間的關(guān)系。 圖7.2 五、實驗報告要求 1．整理實驗結(jié)果。 2．小結(jié)實驗心得體會。 實驗八 組件圖和配置圖 一、實驗?zāi)康? 1．理解組件圖的基本概念。 2．理解組件圖的應(yīng)用：邏輯配置。 3．理解配置圖的基本概念。 4．理解配置圖的應(yīng)用：物理配置。 5．掌握組件圖和配置圖繪制的方法。 二、實驗器材 1．計算機(jī)一臺。 2．Rational Rose 工具軟件。 三、實驗內(nèi)容 “圖書館管理系統(tǒng)”的分析和設(shè)計已按計劃完成類圖

33、和交互圖的分析與設(shè)計，下一步將完成系統(tǒng)的組件圖和配置圖，現(xiàn)系統(tǒng)分析部指派您完成如下任務(wù)： 1． 完成系統(tǒng)的組件圖。 四、實驗步驟 1. 繪制組件圖 分析： “圖書館管理系統(tǒng)”中，通過分析可以發(fā)現(xiàn)類圖中的類應(yīng)分為4個部分： 1．用戶接口模塊（UI），主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)和用戶的交互，包括Frame類，Dialog類等。 2．業(yè)務(wù)對象模塊（BO），主要負(fù)責(zé)處理系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)計算，如借書，還書等功能的具體操作。 3．?dāng)?shù)據(jù)存儲模塊（DB），主要負(fù)責(zé)處理對數(shù)據(jù)的存儲。 4．通用工具模塊（UTIL），包括系統(tǒng)中通用函數(shù)。 通過一個主程序StartClass來啟動。由于系統(tǒng)中的類較多，這里以業(yè)務(wù)對

34、象模塊（BO）為例來講解如何創(chuàng)建組件圖，BO模塊中包括： Item類：書目類，表示一本實際存在的書籍或雜志； Loan類：借書業(yè)務(wù)類，將借閱者和圖書館關(guān)聯(lián)起來，一個Loan對象表示借出的一本書； BorrowerInfomation類：借閱者信息類，表示一個借閱者； Title類：表示一種書或一種雜志。如《C++編程思想》就是一種書，用1個title表示，如果有2本這樣的書，則需要用2個Item表示。 Reservation類：預(yù)定信息類，表示一個預(yù)定信息。 Item類和Loan類之間互相依賴，Loan類和BorrowerInfomation類之間互相依賴，BorrowerInf

35、omation類和Reservation類之間互相依賴，Reservation類和Title之間互相依賴，Title和Item類之間互相依賴。 繪圖步驟： （1）在組件視圖中雙擊Main圖，出現(xiàn)圖8.1，為編輯組件圖做好準(zhǔn)備，這時繪圖工具欄中的圖標(biāo)如圖中橢圓所示，其中具體含義可參看本節(jié)“補(bǔ)充圖標(biāo)”一段的介紹。 圖8.1 （2）在組件視圖中，從工具欄中選擇MainProgram圖標(biāo)，在右邊的繪圖區(qū)中添加一個新組件，并取名StartClass.java表明新增一個主程序。 圖8.2 （3）選擇新創(chuàng)建的組件，點擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇“Open Sepcification”

36、,彈出圖10.3對話框。 （4）在對話框中，可以修改組件的名稱，設(shè)置組件的類型，指定實現(xiàn)的語言。這里新組件的名稱定為“StartClass.java”，組件構(gòu)型為Main Program（Rose中提供了多種構(gòu)型，大部分在補(bǔ)充圖標(biāo)一段中均有簡單的介紹），實現(xiàn)語言為JAVA（Rose中默認(rèn)的是分析語言Analysis），修改結(jié)果如圖8.4所示。 圖8.3 圖8.4 （5）組件圖描述的是系統(tǒng)的實現(xiàn)視圖，因此要指定實現(xiàn)組件功能的文件。點擊File選項卡，在列表框中點擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇“Insert File”，彈出文件對話框。在對話框中，鍵入StartClass.java

37、，點擊“打開”按鍵，這時對話框如圖8.5所示。 圖8.5 （6）雙擊StartClass.java，彈出是否創(chuàng)建對話框，詢問是否創(chuàng)建文件，選擇“YES”,彈出記事本，這時可輸入相應(yīng)的源程序（注意：如果這里選擇的文件已經(jīng)存在，則不會彈出創(chuàng)建文件對話框，而是直接顯示相應(yīng)文件內(nèi)容）。 （7）創(chuàng)建相應(yīng)的包。選擇包圖標(biāo)，在右圖中創(chuàng)建。這里同樣需要對每個組件打開“Open Specification”對話框，設(shè)置具體的屬性，對“包”組件來說需要在Files選項卡中指明與其對應(yīng)的目錄。創(chuàng)建完畢的組件圖如圖8.6所示。 圖8.6 （8）選擇業(yè)務(wù)對象包（BO），雙擊，打開業(yè)務(wù)對象包的詳細(xì)組件圖

38、，這里根據(jù)分析的結(jié)果分別創(chuàng)建Title.java,Item.java，Loan.java，BorrowerInfomation.java，Reservation.java組件，并設(shè)置好每個組件的構(gòu)型和對應(yīng)的文件。創(chuàng)建好的BO包組件圖如圖8.7。 圖10.7 （9）創(chuàng)建依賴關(guān)系。在本節(jié)“關(guān)系”一段中，已經(jīng)描述過依賴關(guān)系使用虛線表示，因此根據(jù)分析中的結(jié)果，在圖中將相互依賴的組件連接即可。完成后的組件圖如圖8.8。 圖8.8 2. 繪制配置圖 分析： “圖書館管理系統(tǒng)”目前開發(fā)的是一個單機(jī)版系統(tǒng)，其中所有的運(yùn)算均在一臺機(jī)器上完成，但是由于打印報表的需要，系統(tǒng)還應(yīng)配備一臺打印機(jī)。因

39、此得出系統(tǒng)中存在2個節(jié)點： ① 一臺主機(jī)，其類型是Processor。 ② 一臺打印機(jī)，其類型是Device。 繪圖步驟： （1）瀏覽窗口中選擇“Deployment View”,彈出如圖8.9所示窗口。 圖8.9 （2）在圖中添加分別添加一個Processer和Device，并分別命名為“computer　with java support”和“Printer”，添加完畢后，其結(jié)果如圖8.10所示。 圖8.10 （3）為節(jié)點添加連接關(guān)系。全圖如圖8.11。 圖8.11 五、實驗報告要求 1．整理實驗結(jié)果。 2．小結(jié)實驗心得體會。 實驗九 正向工程

40、 一、實驗?zāi)康? 1．理解正向工程的基本概念。 2．利用Rose工具生成代碼框架。 3．在實現(xiàn)過程中使用轉(zhuǎn)換后的代碼。 4．Java編程綜合練習(xí)。 二、實驗器材 1．計算機(jī)一臺。 2．Rational Rose 工具軟件。 三、實驗內(nèi)容 現(xiàn)在，“圖書館管理系統(tǒng)”的分析和設(shè)計工作已經(jīng)基本完成，即將進(jìn)入編碼階段。為了加快編碼進(jìn)度，可以利用建模工具執(zhí)行正向工程，將系統(tǒng)中的模型轉(zhuǎn)換成指定語言類型的代碼框架，現(xiàn)要求您完成該項任務(wù)。 四、實驗步驟 使用Rose工具將設(shè)計的模型通過正向工程生成代碼框架。按照使用Rose工具生成代碼的6步基本步驟可以順利的完成代碼框架的生成工作。 （1）

41、檢查模型， （2）創(chuàng)建組件 （3）將類映射到組件 （4）設(shè)置代碼生成屬性 （5）選擇類，組件和包 （6）生成代碼 步驟： （1） 在上面做好的類圖和組件圖，瀏覽窗口中選擇“Component View”；見圖9.1。 （2） 本例是用實現(xiàn)administrator類為例來講一下怎樣實現(xiàn)正向工程，首先在左邊的工具欄內(nèi)選一個組件，并命名為administrator類，并找到這個類。 （3） 在上面的圖中找到administrator類后，把它拖拉到剛才建好的組件圖里面,見圖9.2所示。 圖9.1 圖9.2 (4)做完上一步后,雙擊該組件,在找開的

42、對話框中,選“Files”這個選項，如圖9.3那樣設(shè)置。 圖9.3 (5)做完一步后，右鍵單擊該組件，便會看到有一項為“Java/J2EE”，如圖9.4所示，當(dāng)鼠標(biāo)移到該項上時會有彈出快捷菜單“Generate Code“，見圖9.5，接下來會一另一個對話框出現(xiàn)，選擇剛才添加的類點擊中間的“Assige”鍵，圖9.6示。到此，正向工程生成代碼做完，不過，生成的代碼沒有具體的代碼，有類的屬性和方法，但沒有方法，這需要程序員編寫。 圖9.4 圖9.5 圖9.6 以下為所生成的administrator.java的部分源代碼 //Source file: D:\\UML

43、\\1\\administrator.java public class administrator extends Person { public String name; public String Id; /** * @roseuid 46F9CE9B01B5 */ public administrator() { } } (6)其他的類的正向工程生成代碼同上面的方法一樣，在此不再一一介紹。 (7)請盡量實現(xiàn)你所作類圖和組件圖所涉及的代碼。 五、實驗報告要求 1．整理實驗結(jié)果。 2．小結(jié)實驗心得體會。 55