《軟件工程導論》實驗指導書課案

1、軟件工程導論實驗指導書實驗類別： 實驗課程名稱： 軟件工程導論實驗室名稱： 實驗課程編號：總學時： 48學 分： 3適用專業(yè)：軟件工程先修課程：程序設計語言實驗在教學培養(yǎng)計劃中地位、作用 ；軟件工程導論是理論與實踐并重的課程。這門實驗課為配合軟件工程的課堂教學而編寫。 通過本實驗課程培養(yǎng)學生的實際分析問題、 編程和動手能力， 最終使學生系統(tǒng)的掌握該門課程的主要內(nèi)容，更好的完成教學任務。實驗一 面向?qū)ο蠓治? 用例圖的繪制( 2 學時)1、實驗目的：通過實驗，熟悉并掌握面向?qū)ο蠓治龅囊环N工具rational rose 2003 ，掌握面向?qū)ο筌浖_發(fā)中用例圖的繪制。2、實驗內(nèi)容：設計和實現(xiàn)某學校

2、的網(wǎng)上選課系統(tǒng)的用例圖。3、實驗要求：( 1 ) 給出本系統(tǒng)的功能描述：某學校的網(wǎng)上選課系統(tǒng)主要包括如下功能：管理員通過系統(tǒng)管理界面進入，建立本學期要開的各種課程、將課程信息保存在數(shù)據(jù)庫中并可以對課程進行修改和刪除。學生通過客戶機瀏覽器根據(jù)學號和密碼進入選課界面，在這里學生可以進行三種操作：查詢已選課程、選課以及付費，并將這些操作結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫中。( 2 )對本系統(tǒng)的用例、活動者進行分析：本系統(tǒng)擬使用java語言通過三層模型實現(xiàn)：數(shù)據(jù)核心層、業(yè)務邏輯層和接入層。數(shù)據(jù)核心層包括對于數(shù)據(jù)庫的操作；業(yè)務邏輯層作為中間層對用戶輸入進行邏輯處理，再映射到相應的數(shù)據(jù)層操作；接入層包括用戶界面、系統(tǒng)登錄界面

3、、管理界面、用戶選課界面等。本系統(tǒng)涉及的用戶包括管理員和學生，他們是用例圖中的活動者，他們的主要特征相似， 都具有學號和姓名等信息， 可抽象出 “基” 活動者 people， 而 registrar 和 student 則從 people 繼承誕生，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是另外一個活動者。( 3 )寫出系統(tǒng)中出現(xiàn)的一些事件流，如添加課程事件流、刪除課程事件流、修改課程事件流、選課事件流。下面是系統(tǒng)中出現(xiàn)的一些事件流。添加課程事件流：a) 管理員選擇進入管理界面，用例開始。b) 系統(tǒng)提示輸入管理員密碼。c) 管理員輸入密碼。d) 系統(tǒng)驗證密碼。a1 ：密碼正確e) 進入管理界面，系統(tǒng)顯示目前所建立的全部

4、課程信息。f) 管理員選擇添加課程。g) 系統(tǒng)提示輸入新課程信息。h) 管理員輸入信息。i) 系統(tǒng)驗證是否和已有課程沖突。a2 ：沒有沖突j) 系統(tǒng)添加新課程，提示課程添加成功。k) 系統(tǒng)重新進入管理主界面，顯示所有課程。l) 用例結(jié)束。其他事件流：a1 ：密碼錯誤a) 系統(tǒng)提示再次輸入密碼b) 用戶確認。c) 三次錯誤，拒絕再次訪問。d)否則進入添加課程事件流第e)步。a2 ：有沖突a) 系統(tǒng)提示有沖突，顯示沖突課程信息b) 用戶重新輸入c) 繼續(xù)驗證知道無沖突d)進入添加課程事件流第j)步刪除課程事件流和修改課程事件流與此類似。選課事件流：a) 學生進入選課登陸界面，用例開始。b) 系統(tǒng)提

5、示輸入學號和密碼。c) 學生輸入學號和密碼。d) 系統(tǒng)驗證課程是否可選。a1 ：驗證通過e) 進入選課主界面。f) 學生點擊選擇課程。g) 系統(tǒng)顯示所有課程信息。h) 學生選擇課程。i) 系統(tǒng)驗證課程是否可選。a2 ：課程可選j) 系統(tǒng)提示課程選擇成功，提示學生交費。k) 用例結(jié)束。錯誤流：a1 ：驗證失敗a) 系統(tǒng)提示驗證失敗，提示重新輸入b) 三次錯誤，拒絕再次訪問。c)成功，轉(zhuǎn)選課事件流第e)步a2 ：課程不可選a) 系統(tǒng)提示課程不可選以及原因。b) 學生重新選課。c) 重新驗證直至成功。d) 轉(zhuǎn)選課事件流第 j) 步。因為付費方式多樣，所以此處不必討論費用例。查詢事件流比較簡單，這里也

6、不用詳細描述。4 ) 根據(jù)以上的分析，可以繪出如下圖所示的系統(tǒng)用例圖。delete course(5) 在rose 2003中繪制系統(tǒng)用例圖，具體步驟如下:a)點擊瀏覽器中的 use case view中的main ,彈出用例圖窗口。b)將光標置于工具欄的actor圖標上，按下左鍵并將光標拖拽到用例圖窗口上，放開左右鍵，用例窗口內(nèi)出現(xiàn)一個活動者的圖標，將其命名為“people”c) 采用同樣的方法，在用例圖中添加 registrar和student圖標。d)點擊用例窗口工具欄中的圖標“generalization”,在用例圖窗口中，將光標 從student移動到 people之間添加泛化(ge

7、neralization)關系。e)同樣在registrar和people之間添加泛化關系。f) 點擊工具欄中use case但圖標，將光標移到用例圖窗口，窗口內(nèi)顯示用例的橢圓圖標，將其命名為" select course"。g) 點擊工具欄中的 undirectional relation 圖標，將光標從 student指向selectcourse,在student和select course之間添加關聯(lián)關系。h)重復以上步驟，完成(4)中所示的用例圖。i) 然后再指定活動者和用例的屬性。在瀏覽器中選擇活動者people,按下鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇" op

8、en specification ",可以看到 people的 版型(stereotypes)是 actorj) 雙擊 select course 用例，彈出 use case specification 對話框。k) 在documentation文本框中書寫該用例的事件流。l) 在完成以上步驟，可以看到rose在瀏覽器中自動標出了各種關系。實驗二 面向?qū)ο蠓治? 類圖和對象圖的繪制( 2 學時)1、實驗目的：通過實驗，熟悉并掌握面向?qū)ο筌浖_發(fā)中類圖和對象圖的繪制。2、實驗內(nèi)容：設計繪制選課系統(tǒng)中的類圖和對象圖。3、實驗要求( 1) 分析實驗一中，有以下名詞：課程、界面和控制對象。

9、從而抽象出三個類：課程類、界面類和控制對象類。( 2) 課程類應具有的屬性有：課程名稱、開課教室、授課教師、選課的學生、開課起始時間、允許選課的學生人數(shù)。方法有：設置課程名稱、設置開課教師、設置課程號、設置授課教師信息、設置開課起始時間、設置允許選課的學生人數(shù)、查詢課程名稱、查詢開課教師、查詢授課教師信息、查詢開課起始時間、查詢允許選課的學生人數(shù)。( 3) 在 rose 中創(chuàng)建 course 類的類圖，具體步驟如下：a) 選擇瀏覽器中的“ logical view ” ，按下鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇“new” ，再在下一級菜單中選擇“class” ，創(chuàng)建一個新的course 類。b) 添加

10、屬性。 在瀏覽器中選擇“course” ，按下鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇“new” ，再選擇“attribute ” ，則一個新的屬性被添加，將屬性名字改成“ name” 。c) 選擇"name",按下鼠標右鍵，選擇"open specification"，則彈出"classattribute specification "對話框。在這個對話框中有兩個選項卡，一個 用來設置屬性的固有特性，比如類型( type ) 、版型(stereotype) 、初始值( initial ) 、存取控制( export control )等，一個用

11、來進一步指定屬性是靜態(tài)(static)的還是繼承(derived )的等。d) 如果要刪除屬性，右鍵選擇屬性，在彈出的菜單中選擇“ delete ”即可。e) 添加操作。 選擇瀏覽器中的“course” ，按下鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇“ new ”，再在下一級菜單中選擇“ operation ”，則添加一個新的操作。將添加操作的名字命名為“ getname” 。f) 選才g getname,按下鼠標右鍵，選擇"open specification ",在彈出的對話框中可以設置操作的固有特性。g) 在 specification 對話框中，操作或者屬性都有存取控制的選項默

12、認值是公有的，屬性的存取控制的選項默認值是私有的。不同的存取控制采取控制不同的標記表示。h) 重復以上步驟，完成course 類的設計。( 4) 類似的，自己分析建立界面類( fromobject)和控制對象類(controlobject ),如后圖所示。( 5) 在選課系統(tǒng)中，涉及到的用戶包括student (學生)和registrar (管理員)，其主要特征相似，所以可以建立統(tǒng)一基類people,而student和registrar由people派生。如下圖所示：pegislrarstudent(tram lift cueoee un c*it uif(6)在rose中實現(xiàn)(5)所述繼承關

13、系。具體步驟如下:a) 右鍵單擊瀏覽器中 logical view ,選擇 new,新建一個 class diagram,取 名為main ,雙擊logical view 下的main圖標，彈出類圖窗口，從use case view 下將 people、register 和 student拖到窗口中。b)選擇類圖工具欄的“generalization”圖標，在類圖窗口中，按下鼠標左鍵， 將光標從角色student移動到people,在二者之間出現(xiàn)一個表示繼承關系 的箭頭標志。c) 同理添加register與people之間的繼承關系。d) 這日register和student都沒有設置屬性，給

14、people增加一私有屬性 name。 在類圖窗口中雙擊 student的圖標，彈出"class specification "對話框，點 擊attributes選項卡，注意這時show inherite 被選擇，而attributes列表中 沒有任何屬性?？梢钥吹剑割愔械乃接袑傩詻]有被繼承。e) 將people的name屬性設置成保護屬性，操作同d),可以看到show inherite 被選擇時，attributes列表中有一個屬性 name,父類中的保護屬性被子類 繼承。f) 將people的name屬性設置成公有屬性，操作同d),可以看到show inherite

15、被選擇時，attributes列表中有一個屬性 name,父類中的公有屬性被子類 繼承。(7) 在選課系統(tǒng)中，涉及到的角色包括學生student、管理員registrar學生和管理員的父類people、數(shù)據(jù)庫database。角色和類之間的關系如下所述： 角色 student、registrar 從 people 派生。 學生、管理員與系統(tǒng)交互時，都有一個界面與之對應。一個界面可能和課程相關(0-多門)?？刂茖ο筘撠熣n程的處理，處理結(jié)果在界面上顯示?？刂茖ο笸瓿蓪?shù)據(jù)庫的操作。 界面請求控制對象的服務。進一步分析如下：一個用戶界面對象和 0個或多個學生相關。一個用戶界面對象和 0個或多個管理員

16、相關。一個用戶界面對象和 0個或多個課程信息相關。一個控制對象和0個或多個課程信息相關。一個用戶界面對象和一個控制對象相關。一個控制對象和一個用戶界面對象相關。(8) 利用rose繪制完整的類圖。具體步驟如下 ：a)在"課程設計"模型的 logical view中，選擇"main”類圖，將定義的類 或角色從瀏覽器中拖至“main”類窗口。b) 在類圖的工具欄中選擇"unidirectional association "圖標，在類圖窗口中， 按下鼠標左鍵， 從student指向fromobject類，貝u在student和fromobject之

17、間添加了關聯(lián)，然后調(diào)整一下類的位置。為了顯示方便，將類的屬性和操作的"show all attributes "和"show all operations ”設置為不選，將類 的屬性和操作隱藏起來。c) 可以給新添加的關聯(lián)命名。在類圖窗口中，選擇 student和fromobject之 間的關聯(lián)，按下鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇" open specification”,則 彈出一個對話框。d)在該對話框中可以設置關聯(lián)的屬性。關聯(lián)兩端的對象，箭頭指向的稱為“role a”，另一端稱為 “ role b”。e) 在“association specific

18、ation for ” 對話框中點擊“role b detai在 選項 卡，將 multiplic 設置成1,再點擊“ role a detail” 選項卡，將 multiplic 設置成0.n。f)使用類似的方法，完成選課系統(tǒng)的完整類圖，如下圖所示。i-sssmsj 口 n 柚肝心 即 forrnolyectvf'artrt*getcotrselnfco *shcwsuccesslnfco getcoirseldo showconfirmpageo confinroeieteoj selectcommandq oisplaycourselsto orspjaycourselisto

19、que7select edcoursef) foimobjectp實驗三 面向?qū)ο蠓治?順序圖的繪制(2學時)1、實驗目的：通過實驗，熟悉并掌握面向?qū)ο筌浖_發(fā)中順序圖的繪制。2、實驗內(nèi)容：以選課系統(tǒng)中的選課用例(select course)為例，設計和實現(xiàn)順序圖。3、實驗要求(1) 假設學生已經(jīng)成功登錄系統(tǒng)，分析選課的事件流。a)學生進入選課主界面。b)學生點擊選課。c) 系統(tǒng)顯示所有課程信息。d) 學生選擇課程。e) 系統(tǒng)驗證課程是否可選。a1 ：課程可選f) 系統(tǒng)提示課程選擇成功，提示學生交費。g) 用例結(jié)束。a1 ：課程不可選a) 系統(tǒng)提示課程不可選及原因。b) 學生重新選課。c) 重

20、新驗證直至成功。d) 轉(zhuǎn)選課事件流第f) 步。序列圖描述的是對象與對象的交互，創(chuàng)建序列圖的步驟如下：a) 尋找對象。b) 尋找角色。c) 將消息加進圖中。首先，查找select course 用例的對象。從實踐流中發(fā)現(xiàn)涉及以下對象：a) 界面。b) 課程。c) 對于業(yè)務層的操作，也應該有對象進行處理。d) 實踐流中設計的角色有：學生、數(shù)據(jù)庫。2 )然后，分析對象、交色之間交互的消息。本用例主要有以下交互：a) 學生通過界面發(fā)送選課命令。b) 界面向控制對象請求課程信息。c) 控制對象向數(shù)據(jù)庫發(fā)送查詢數(shù)據(jù)消息。d) 控制對象暫存數(shù)據(jù)庫的查詢結(jié)果。e) 界面對象從控制對象中取得所有的課程信息。f)

21、 在界面上顯示所有的課程信息。g) 界面對象發(fā)送命令要求控制對象刪除課程信息。h) 學生選擇課程。i) 界面對象要求學生輸入學號。j) 界面對象向控制對象發(fā)送信息，查詢該生是否可以選擇選定的課程。k) 控制對象從數(shù)據(jù)庫查詢關聯(lián)信息。l) 控制對象判斷是否可以選課。m) 如果可以選課，則向數(shù)據(jù)庫中添加關聯(lián)信息。n) 向界面對象返回信息。3 )根據(jù)以上分析，整理得出最終select course 的順序圖。sl,u _ sludbjllubufms ;£fijjis£i sfrleclccimiando ：-*f節(jié)4 cr»9ta(stringjnt fslfing,

22、strinq)5 getcoureelnfcort >0 gfftcouroolof )i osplayc«jr¥elj8()一匕 f desiroycoursffq j也p9 qcpryassociauon(inlcanselectq3 querycourtqq10 qj-jtyassok iatiti(i(ini ,icontrcil- ccmlrplobjicl u13 showsuccesnfu(slring)12: addas與箕閭4mlit“ g悶皿rwq4 4） 在rose 2003中繪制系統(tǒng)順序圖。a）在瀏覽器中右鍵點擊“ use case view”

23、，在彈出的菜單中選擇“ new”，再 在下一級菜單中選擇"sequence diagram”,則use case view中顯示一個 新創(chuàng)建的順序圖圖標，將其命名為select course。b）在瀏覽器中選擇角色，將其從瀏覽器中拖到順序圖中，圖窗口中顯示角色：student, student對象下有虛線條。c） 選才c create a object工具欄按鈕，光標變成十字形狀，將光標移到圖窗口 中，按下鼠標左鍵，則順序圖窗口中添加了一個無名對象，窗口的頂部也 出現(xiàn)了一個無名泳道。d）選擇新創(chuàng)建的對象，按下鼠標右健，在彈出的菜單種選擇“open specification &quo

24、t;,彈出"object specification ”對話框，選擇對象的類，這是 個界面對象，這里選擇fromobject。并將其命名為 form。e）選擇對象類且輸入對象名稱后，按下“ ok”按鈕。此時，順序圖窗口中 顯示已經(jīng)命名的標有類（型）的對象。f）用同樣的方法在順序圖中添加對象courses和control ,添加活動者database。g）下面在順序圖中增加消息。選擇工具欄中的"object message”圖標，在順序圖中將光標從 stu指向from,釋放鼠標右鍵，則 stu和from之間添加 了一個消息，標有序號1,在其后添加消息名稱：selectcomm

25、and（）。h）重復以上過程，完成整個順序圖。實驗四 面向?qū)ο筌浖_發(fā)一狀態(tài)圖、活動圖的繪制（2學時）1、實驗目的：通過實驗，熟悉并掌握面向?qū)ο筌浖_發(fā)中狀態(tài)圖、活動圖的繪制。2、實驗內(nèi)容：設計和制作選課系統(tǒng)中課程類（對象）（course）的狀態(tài)圖、add course （添加課程）活動圖。3、實驗要求（1） 考察課程類（對象）（course）的狀態(tài)變化過程。課程對象被創(chuàng)建，添加到數(shù)據(jù)庫中，管理員可以刪除、修改課程信息，在某個 學期，開設該課程，如果選修人數(shù)超過指定人數(shù)，就不再允許學生選這門課。學期結(jié)束，課程的狀態(tài)終止。課程對象的狀態(tài)圖如下圖所示：（2） 在rose 2003中創(chuàng)建此課程對象的

26、狀態(tài)圖。具體步驟如下：a）在瀏覽器中選擇"logical view”,按下鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇 "new",再選擇"statechart diagram”,創(chuàng)建一個新的狀態(tài)圖，命名為 “course”。b）在工具欄中選擇起始狀態(tài)圖標（ start state）,放到狀態(tài)圖窗口中，在選擇 一個狀態(tài)木i圖標（state）,放到狀態(tài)圖中，將其命名為“created”。c） 使用同樣的方法，添加“in database"狀態(tài)和"in schedule"狀態(tài)。d） 選擇"created'狀態(tài)，雙擊，探出對話框

27、，在其 documentation文本框中 鍵入“創(chuàng)建課程對象”。e）在工具欄中選擇"state transition”圖標，在狀態(tài)圖中從起始狀態(tài)指向 “created”狀態(tài)，在二者之間建立一個轉(zhuǎn)移。f） 雙擊轉(zhuǎn)移，彈出"state transition specification ”對話框中，點擊 detail 選項卡，可以在其中輸入轉(zhuǎn)移的其他信息。g）按下“ ok”，返回到狀態(tài)圖窗口。h）用鼠標雙擊"created”狀態(tài)，彈出"state specification "對話框中，點擊 actions選項卡，設置這個狀態(tài)下的activity

28、。將光標置于列表框中，按下鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇inserto歹i表中添加了一個activity。i) 雙擊剛才添加的 activity ,彈出action specification 對話框，在name文本框中車入 get course info 。j) 按下“ ok ”按鈕。k) 采用同樣的方法，在"in database"和"in schedule”之間添加轉(zhuǎn)移，雙擊該轉(zhuǎn)移，在彈出的對話框中點擊detail 選項卡，設置守護條件。圖過選修某門課的學生樹梢與最大可選學生數(shù)，則這門課程的狀態(tài)可以從“ indatabase"轉(zhuǎn)移到"in

29、schedule”。l) 按下“ ok ”按鈕，返回到狀態(tài)圖窗口。m) 重復以上過程，既可以作成course 狀態(tài)圖。3 ) 分析 add course 用例的事件流，畫出 add course 用例的活動圖。在用例圖中分析過， add course 用例的事件流為：a) 管理員選擇進入管理界面，用例開始。b) 系統(tǒng)提示輸入管理員密碼。c) 管理員輸入密碼。d) 系統(tǒng)驗證密碼。a1 ：密碼錯誤e) 進入管理界面，系統(tǒng)顯示目前所建立的全部課程信息。f) 管理與那選擇添加課程。g) 系統(tǒng)提示輸入新課程信息。h) 管理員輸入信息。i) 系統(tǒng)驗證是否和已有課程沖突。a2 ：有沖突j) 系統(tǒng)添加新課程，

30、提示添加成功。k) 系統(tǒng)重新進入管理主界面，顯示所有課程。l) 用例結(jié)束。因為管理員密碼驗證過程可以抽取出來，作為通用的流程，所以這里對addcourse 事件流稍作修改，將管理員輸入課程信息作為起始的活動，內(nèi)容如下：a) 管理員輸入信息。b) 系統(tǒng)能夠驗證是否和已有課程沖突。a2 ：有沖突c) 系統(tǒng)添加新課程提示課程添加成功。d) 系統(tǒng)重新進入管理主界面，顯示所有課程。e) 用例結(jié)束。根據(jù)以上描述并進一步細化，畫出下圖所示的 add course 用例的活動圖。(4) 在rose 2003中創(chuàng)建此課程對象的活動圖。具體步驟如下:a)在瀏覽器中，使用鼠標右鍵點擊 use case view,在

31、彈出的菜單中選擇"new "" activity diagram ”,則在 use case view 中添加一項“sate/activity model ”,該項產(chǎn)生一個名為"new diagram”的活動圖，將其命名為"add course”。b)在瀏覽器中選才i活動圖“add course”,雙擊，彈出活動圖窗口。c)點擊工具攔的“swimlane”工具，在右邊活動圖窗口點擊鼠標左鍵，即可 增加一個新的泳道“new swimlane”,同時左邊的活動圖"add course" 之下，也出現(xiàn)一個泳道“new course

32、”標志。d) 雙擊瀏覽器窗口中的"new swimlane"處，彈出"swimlane specification ” 對話框，將泳道名修改為“用戶接口”。e)使用同樣的方法增加“業(yè)務邏輯接口”和“數(shù)據(jù)庫接口”泳道。f)在工具欄中選擇“ start state”圖標，放置到“用戶接口”泳道內(nèi)。g)選擇工具欄中的“ activity ”圖標，在用戶接口泳道內(nèi)增加一個新的活動。h) 在瀏覽器中雙擊“new activity ",彈出"activity specification ”對話框， 將活動的名稱修改為“輸入課程各項信息”。i) 在工具欄中選擇"transition”圖標，在活動窗口中，將光標從起始狀態(tài)指向“輸入課程各項信息”，則從起始狀態(tài)到“輸入課程各項信息”之間添 加了一條帶箭頭的實線，這就是