基于UML公共自行車服務系統(tǒng)的分析設計

1、 基于uml公共自行車服務系統(tǒng)的分析設計 摘要: 本文介紹了使用面向對象的開發(fā)方法及uml，并對公共自行車服務系統(tǒng)進行建模,形成一個完整的建模系統(tǒng)實例，分析了該系統(tǒng)的需求分析過程，并詳細介紹了該系統(tǒng)的設計過程。關鍵字：uml 面向對象 公共自行車服務系統(tǒng)一：定義 uml，即統(tǒng)一建模語言，是一種概念清晰，表達能力豐富，適用范圍廣泛的面向對象建模語言，它主要以booch方法，omt方法和oose方法為基礎，同時也吸收了其他面向對象建模方法的優(yōu)點。它可以對任何具有靜態(tài)結構和動態(tài)行為的系統(tǒng)進行建模，主要作用就是幫助用戶進行面向的描述和建模，它可以描述軟件從需求分析到軟件實現(xiàn)和測試的全過程。uml通過圖

2、形化的表示機制從多個側面對系統(tǒng)的分析和設計模型進行刻畫。它共定義了十種試圖，如圖1：序號模型種類圖形建模機制1用例模型用例圖靜態(tài)建模2靜態(tài)模型類圖，對象圖，包圖靜態(tài)建模3行為模型狀態(tài)圖，活動圖動態(tài)建模4交互模型順序圖，協(xié)作圖動態(tài)建模5實現(xiàn)模型構件圖，配置圖靜態(tài)建模 圖 1二：需求分析 目前，國外很多城市諸如巴黎，馬賽，里昂等都實施了公共自行車項目，取得了非常好的環(huán)保和社會效應。自行車是最好的短途交通工具，具有方便、健康、低碳環(huán)保等諸多優(yōu)點。公共自行車系統(tǒng)是將自行車納入到公共交通系統(tǒng)，基于“隨用隨借，公眾使用”的開發(fā)理念，解決城市“最后1-3公里”的交通問題。既可以提到道路資源利用率，緩解道路擁

3、堵，促進節(jié)能減排，減少尾氣污染，還能強身健體，提高城市品位。 2.1 系統(tǒng)總體功能需求 公共自行車系統(tǒng)是利用計算機實現(xiàn)大量租車信息處理的電子檔案管理系統(tǒng)，本系統(tǒng)主要滿足市民和系統(tǒng)管理員，以及管理柱方面的需求。不但要讓市民通過這個系統(tǒng)可以方便的借到自行車，而且這個系統(tǒng)更易于管理。其分析如圖2： 圖 22.2 系統(tǒng)詳細功能需求 2.2.1 借車模塊 將具有租車功能的ic卡放在有公共自行車的鎖止器的刷卡區(qū)刷卡，此時，鎖止器界面上的綠燈閃一下變常亮，聽到蜂鳴器發(fā)出“嘀”響聲，表示鎖止器已打開，租 車人應及時（30秒內(nèi)）將車取出，則完成租車。租車流程如下圖3所示： 圖 3 2.2.2 還車模塊 將所租的

4、自行車推入鎖止器，當綠燈閃亮時，及時將租車時的ic卡在鎖止裝置的刷卡區(qū)進行刷卡，當綠燈停止閃亮，聽到蜂鳴器發(fā)出“嘀”響聲，表示車輛已鎖 止，還車成功。同時還車刷卡時，系統(tǒng)已停止計時并完成計時收費結算。流程如下圖4所示： 圖 4 2.2.3 繳費模塊 當還車時，系統(tǒng)會按照圖5所示1小時之內(nèi) 免費1小時以上2小時以內(nèi)：1元2小時以上3小時以內(nèi)：2元3小時以上：每小時3元 圖 5對所持的ic卡進行扣款。 若要歸信用保證金的，可直接在自助服務機上按以下流程操作，如圖6所示： 圖 6 2.2.4 信息查詢模塊 若租用者需要查詢本次租還車消費情況，按以下流程操作，如圖7所示： 圖 72.3 數(shù)據(jù)庫模塊 數(shù)

5、據(jù)庫模塊主要是對各種信息進行管理，主要是對用戶的收費情況和個人信息進行管理，如圖8：三：系統(tǒng)的uml基本模型3.1 系統(tǒng)的用例圖 3.1.1 定義參與者 用例圖在需求分析階段有很重要的作用,它是作為參與者的外部用戶所能觀察到的系統(tǒng)功能的模型圖。整個開發(fā)過程都是圍繞需求階段的用例進行的。 公共自行車系統(tǒng)是使用計算機實現(xiàn)自行車大量信息處理的電子檔案管理系統(tǒng)，在本系統(tǒng)中主要滿足借車者（市民）、管理柱和系統(tǒng)管理員3 方面的需求。對借車者來說主要是查詢個人信息、查詢自行車信息、借自行車和返還自行車等；管理柱是負責借車處理和還車處理，對ic卡進行扣費，其自助服務機可對自己的租車信息進行查詢和退款；系統(tǒng)管理

6、員主要負責系統(tǒng)的維護工作，涉及到市民信息管理，自行車信息管理，系統(tǒng)狀態(tài)維護等。系統(tǒng)的功能分析如圖9 所示。 圖 93.1.2 用例圖設計 用例是系統(tǒng)的一個功能單元，可以被描述為參與系統(tǒng)之間的一次交互作用。用例圖的用途是列出系統(tǒng)的用例和參與者，并且顯示那個事用例的執(zhí)行，根據(jù)以上的系統(tǒng)分析，用例圖如下圖10, 11, 12所示： 圖10 圖11 圖 123.2 領域概念模型 領域概念模型是描述業(yè)務用例實現(xiàn)的對象模型。它是對領域角色和領域實體之間應該如何聯(lián)系和協(xié)作以執(zhí)行業(yè)務的一種抽象。 領域對象模型從領域角色內(nèi)部的觀點定義了領域用例。本系統(tǒng)的領域概念模型如圖13所示： 圖 133.3 系統(tǒng)的交互圖

7、3.3.1分析類 有三種分析類:邊界類、實體類和控制類。每一種在精化的系統(tǒng)模型中執(zhí)行一種特定的作用。 （1）邊界類：用于描述目標軟件系統(tǒng)與外部環(huán)境之間的交互，并負責實現(xiàn)如下功能：界面控制，外部接口，環(huán)境隔離。在此系統(tǒng)中，控制柱上的傳感器，以及自動服務機上的顯示面板都是邊界類。 (2) 實體類：表示目標軟件系統(tǒng)中具有持久意義的信息項及其操作。實體類的操作具有“內(nèi)向收斂”特征，他們僅向目標軟件系統(tǒng)的其余部分提供讀，寫信息項內(nèi)容的必要的操作接口，并不涉及業(yè)務邏輯處理。在本系統(tǒng)中，“讀卡異?！奔礊閷嶓w類。 （3） 控制類：作為完成用例任務的責任承擔者，協(xié)調(diào)，控制其他類共同完成用例規(guī)定的功能或行為。對于

8、比較復雜的用例，控制類通常并不處理具體的任務細節(jié)，但是它應知道如何分解任務，如何將子任務分派給適當?shù)妮o助類，以及如何在輔助類之間進行信息傳遞和協(xié)調(diào)。在公共自行車系統(tǒng)中定義的控制類如表14所示:控制類名控制類職責 自行車租賃中心對用戶的刷卡情況和命令分析時間檢測核算用戶的租車時間ic卡資金管理對用戶租賃自行車的費用進行扣款用戶信息管理對用戶的信息儲存并提供給用戶用戶命令處理器對用戶的命令傳遞給服務中心并接收信息自動鎖控制器控制管理柱上鎖的開關 圖 143.3.2 交互圖設計 3.3.2.1 公共自行車系統(tǒng)的順序圖和協(xié)作圖 順序圖：建模過程中，用力定義后應為一些重要的用例建立簡單的行為模型，從而使

9、該用例更為清晰，也為在建立結構模型時更容易把握這些類構件，通常用順序圖描述對象間動態(tài)的交互關系，著重體現(xiàn)對象間消息傳遞的時間順序. 圖15既是“公共自行車租賃”用例的交互順序圖： 圖 15協(xié)作圖：協(xié)作圖展現(xiàn)了一組對象間的連接以及這組對象收發(fā)的消息。它強調(diào)收發(fā)信息的組織結構，安組織結構對控制就建模， 圖16即“公共自行車服務”用例的協(xié)作圖： 圖 163.4 系統(tǒng)的精化的類圖 類圖是面向對象系統(tǒng)建模中最常見也是最重要的圖。一個類圖主要包括三部分: 類名、屬性和操作。并且，類與類之間還存在著各種各樣的關系，包括: 依賴、關聯(lián)、聚合、組合以及繼承 ，這些類之間的關系依照順序依次增強的。兩個類之間的依賴

10、，說明一個類的對象暫時使用另一個類的對象。關聯(lián)則意味著一個類的對象在一段時間內(nèi)使用另一個類的對象。關聯(lián)關系包括關系的方向性、角色以及基數(shù)等三個要素。方向性指關聯(lián)關系是從源類指向目的類，在不同的關系中源類和目的類具有不同的角色，并具有1 對1 或1 對n 的數(shù)量關系。關聯(lián)關系的語義為源類對象中包含目的類對象或對象引用，因此只有當兩個對象的類之間存在關聯(lián)關系時，這兩個對象之間才可能會發(fā)消息。聚合是整體部分關系，聚合關系可以看作特殊的關聯(lián)關系。組合是比聚合還強的關系，盡管它們的工作方式非常相近 。繼承是一種更一般描述和更具體描述之間的分類關系。通過對系統(tǒng)交互圖的設計分析設計出系統(tǒng)精化的類圖如圖17所示： 圖 17 四結語主要介紹了采用uml語言，使用rational rose建模工具對公共自行車租賃系統(tǒng)進行建模的過程。以公共自行車系統(tǒng)為例，通過對其進行需求捕獲和分析，給出了整個系統(tǒng)的分析與設計模型。參考文獻【1】 軟件工程（第二版） 著者：齊治昌 譚慶平 寧洪 高等教育出版社 1997【2】 碟片租賃管理系統(tǒng)的uml建模分析與設計 著者：陳劍洪 江蘇淮陰學院 2006.7【3】 用uml進行圖書管理系統(tǒng)分析與設計 著者：金安琳 宋軍 北京建筑工程學院 2009.11【4】圖書管理