《可視化建模與UML》實驗15指導教案要點

1、可視化建模與UML實驗指導井大電信學院2015.03目 錄實驗一 常用建模軟件3實驗二 需求定義與陳述4實驗三 用例建模8實驗四 類圖（與對象圖）建模10實驗五 UML靜態(tài)模型分析11實驗六 交互建模（順序圖與協(xié)作圖）14實驗七 行為建模（狀態(tài)圖和活動圖）16實驗八* 構(gòu)件圖和部署圖建模20實驗九* 交互概述圖22實驗十* 設計建模實例與分析27實驗十一* 數(shù)據(jù)庫建模實例與分析29實驗一 常用建模軟件的使用【實驗目的】1.熟悉常用UML建模工具。2.熟練掌握Rational Rose的基本操作3.掌握UML規(guī)則和相關(guān)機制。4.掌握UML的可見性規(guī)則和構(gòu)造型的作用?！緦嶒炐再|(zhì)】驗證性實驗【實驗環(huán)

2、境要求】Pentium II以上微機，Windows2000以上操作系統(tǒng)，Rational Rose2003，Microsoft Visio,網(wǎng)絡。【實驗內(nèi)容和步驟】一、 安裝Rational Rose2003或其它任意一種UML建模工具。本項內(nèi)容實驗者根據(jù)情況選擇并在實驗課外完成。二、練習使用建模工具建立各種UML圖形，并對圖形進行相應編輯和修改。認識各種UML關(guān)系及可見性符號，并用工具表示出來?！痉治雠c討論】1.總結(jié)UML在軟件工程中的作用以及使用UML建模的必要性。2.比較不同建模工具?！緦嶒瀸ёx】關(guān)于Rational Rose2003的安裝。Rational Rose的安裝比較麻煩，通

3、過安裝Rational Rose2003，并在安裝過程中，發(fā)現(xiàn)一些問題，解決和理解它。Rational Rose的建模環(huán)境：Rose是個菜單驅(qū)動應用程序，用工具欄幫助使用常用特性。Rose支持九種不同類型的UML圖：User Case圖，CLASS圖，Activity圖，Sequence圖，Collaboration圖，Class圖，Statechart圖.Component圖和Deployment圖。Rose界面的五大部分是瀏覽器.文檔窗口.工具欄.框圖窗口和日志，如圖1-1所示。瀏覽器：用于在模型中迅速漫游；文檔窗口：用于查看或更新模型元素的文檔；工具欄：用于迅速訪問常用命令；框圖窗口：

4、用于顯示和編輯一個或多個UML框圖；日志： 用于查看錯誤消息和報告各個命令的結(jié)果。 若要了解更詳細的知識，請看教材。Rose模型的四個視圖Rose模型的四個視圖是：Use Case視圖.Logical視圖.Component視圖和Deployment視圖。各個視圖的具體功能請參見教材。圖1-1 Rational Rose界面實驗二 需求定義與陳述【實驗目的】1.了解軟件工程的開發(fā)過程2.掌握需求和需求分析的概念3.掌握需求分析的過程和常用方法4.掌握需求分析的要點和誤區(qū)5.學習如何做需求陳述【實驗性質(zhì)】探索型實驗【實驗環(huán)境要求】Pentium II以上微機，Windows2000以上操作系統(tǒng)，

5、 Microsoft Visio, Microsoft office2003以上，網(wǎng)絡?！緦嶒瀮?nèi)容和步驟】1.軟件工程的開發(fā)過程分為哪幾部分？2.什么是需求？需求包括哪幾個方面？3.什么是需求分析?需求分析有何重要意義？需求分析可以分為哪幾個步驟？4.進行需求分析的時候要注意哪些要點和誤區(qū)？5. 在對現(xiàn)行系統(tǒng)的業(yè)務流程建模的基礎上，確定目標系統(tǒng)的需求，并按照分層的邏輯陳述?！痉治雠c討論】各小組協(xié)作討論修改選定系統(tǒng)的需求陳述。實驗三 用例建?！緦嶒災康摹?.掌握用例與場景的概念。2.掌握UML用例圖的組成.作用以及使用場合。3.掌握用例與用例之間的各種關(guān)系。4.學習針對具體場景使用用例圖進行分析

6、說明的方法。5.掌握用例描述的概念和基本結(jié)構(gòu)，以及用例描述的作用?！緦嶒炐再|(zhì)】設計型實驗【實驗環(huán)境要求】Pentium II以上微機，Windows2000以上操作系統(tǒng)， Rational Rose， Microsoft Visio, Microsoft office2003以上，網(wǎng)絡?！緦嶒瀮?nèi)容和步驟】一.想一想1.為了滿足物業(yè)中介行業(yè)的信息化要求，甲公司基于詳盡的需求調(diào)研與分析，準備研發(fā)一套符合市場需要的、實用的信息管理系統(tǒng)。主要將實現(xiàn)客戶資料信息管理、客戶委托（出租、出售、租賃、購買）信息管理、業(yè)務線索生成與管理、房源狀態(tài)自動更新、權(quán)限管理、到期用戶管理、房源組合查詢等功能。該公司小王，

7、通過多次的與潛在客戶的交流與溝通，完成了最初的用例模型的開發(fā)，下圖是一個用例模型的局部：圖3-1 物業(yè)管理信息系統(tǒng)用例圖小李認為該模型不符合“用例建模”的思想，存在明顯的錯誤。用200字以內(nèi)說明錯誤所在，并說明應該如何修改。2. 圖3-2是一個描述保險商務系統(tǒng)的簡單用例圖。根據(jù)該用例圖回答問題。a) “簽訂保險單”用例可能涉及到哪幾個實體類？ b) 現(xiàn)實生活中簽訂保單的基本流程如下：客戶提出購買需求，保險員根據(jù)客戶需求選擇相應的保險服務，客戶閱讀保險條款，同意后打印保單樣據(jù)，客戶簽字并支付保金，保單開始生效，保險員做相關(guān)系統(tǒng)紀錄。如需要根據(jù)以上信息，請列舉這個用例描述中可能存在擴展事件流。 c

8、) 保單管理用例在實際開發(fā)過程中可以泛化出若干小用例，列出可能存在的子用例，并且說明這些用例和“保單管理”用例之間關(guān)系。圖3-2 保險商務系統(tǒng)用例分析圖二.練一練3.在一個TelephoneSystem（電話系統(tǒng)）中，用戶可以使用電話卡或?qū)Ψ礁犊顑煞N辦法來打電話。1）請畫出表示該場景的用例圖。2）在前圖的基礎上，繼續(xù)畫出可能存在的包含用例和擴展用例。4.為目標系統(tǒng)建立用例模型。【分析與討論】1.總結(jié)用例圖的重要作用，討論并指出哪些場合下可以使用用例圖。2.討論用例分析技術(shù)和結(jié)構(gòu)化分析之間的關(guān)系和區(qū)別。3.在使用用例圖的時候應該如何劃分用例，應注意哪些問題？4.用例圖能表達的信息依然是有限的，如

9、何對每個用例做簡單描述？【擴展導讀】用例圖和用例描述共同構(gòu)成用例模型，以下是有關(guān)用例描述的材料閱讀，通過閱讀學會為選定系統(tǒng)做用例描述。用例的描述格式（參考模板）描述項說明用例名稱表明用戶的意圖或用例的用途，如“預訂圖書”標識符可選惟一標識符，如“UC1701”，在文檔其他地方可用標識符來引用這個用例用例描述概述用例的幾句話參與者與此用例相關(guān)的參與者列表優(yōu)先級一個有序的排列，1代表優(yōu)先級最高狀態(tài)可選用例的狀態(tài)，通常為以下幾種之一：進行中.等待審查.通過審查或未通過審查前置條件訪問用例前必須滿足的條件列表后置條件用例完成以后得到滿足的條件列表基本操作流程描述用例中各項工作都正常進行時用例的工作方式

10、可選操作流程描述變更工作方式.出現(xiàn)異?；虬l(fā)生錯誤的情況下所遵循的路徑被泛化的用例此用例所泛化的用例列表被包含的用例此用例所包含的用例列表被擴展的用例此用例所擴展的用例列表修改歷史記錄可選關(guān)于用例的修改時間.修改原因和修改人的詳細信息問題可選與此用例的開發(fā)相關(guān)的問題列表決策可選關(guān)鍵決策的列表，將這些決策記錄下來以便維護時使用頻率可選參與者訪問此用例的頻率，如用戶是每日訪問一次還是每月訪問一次如：用例“添加圖書”的描述用例名稱添加圖書標識符UC0001 用例描述圖書管理員在收到新采購的圖書后對之進行入庫。參與者圖書管理員優(yōu)先級1狀態(tài)通過審查前置條件圖書管理員登錄進入系統(tǒng)后置條件在庫圖書數(shù)目增加基本

11、操作流程1 圖書管理員錄入圖書書目；2 系統(tǒng)檢查圖書書目是否已存在；3 系統(tǒng)為這本圖書生成唯一書號（條形碼）；4 系統(tǒng)添加新的圖書書號?？蛇x操作流程系統(tǒng)檢查圖書書目不存在，系統(tǒng)添加新的圖書書目；被泛化的用例無被包含的用例無被擴展的用例無修改歷史記錄張三，定義基本操作流程，2009年3月20日張三，定義可選操作流程，2009年3月20日實驗四 類圖和對象圖建?！緦嶒災康摹?.掌握類的定義，類的3要素，UML中類的表示方法。2.掌握類與類之間的各種關(guān)系代表的含義及表示方法。3.實體類，邊界類，控制類，關(guān)聯(lián)類的概念和表示方法。4.了解對象圖。5.學會對一個系統(tǒng)建立類和對象圖并進行相關(guān)的描述。6.掌握

12、類和包圖的關(guān)系并學會用包來對類分組?！緦嶒炐再|(zhì)】設計型實驗【實驗環(huán)境要求】Pentium II以上微機，Windows2000以上操作系統(tǒng)， Rational Rose， Microsoft Visio, Microsoft office2003以上，網(wǎng)絡?！緦嶒瀮?nèi)容和步驟】一、想一想：1.簡述類的屬性和方法的可見性有哪些？UML中如何表示？2.分析類模型和設計類模型的區(qū)別和聯(lián)系？二、練一練：3.已知三個類A.B和C.其中類A由類B的一個實類和類C的1個或多個實類構(gòu)成.請畫出能夠正確表示類A,B和C之間關(guān)系的UML類圖.4.根據(jù)以下描述畫出類圖，并注明多重性關(guān)系：一個學生可以選修多門課程，也可

13、能沒有任何課程；一門課程可以被多個學生選修；一個老師可以教多門課程或者不教課；每門課程至少有一個老師，也可以有多個老師任教；每門課程可以有0或1本教材，每本教材只能用于一門課程。5.現(xiàn)有一系統(tǒng)需要對商品進行管理，包括添加，刪除商品，修改商品信息三項功能，畫出系統(tǒng)類圖。（商品信息包括商品編號，商品名稱，價格，生產(chǎn)廠商等）1）如果現(xiàn)在系統(tǒng)需求發(fā)生變化，需要能夠?qū)p壞商品進行打折，以及可以按照商品的顏色和外形進行查詢，則系統(tǒng)類圖應該如何修改？2）根據(jù)下面的代碼畫出Invoice類的類圖，要求標明各屬性的類型和可見性以及類方法。public class Invoicepublic double amo

14、unt;public Date date = new Date();public string customer;public string specification;public string administrator = “unspecified”;static private int number_of_invoices()=0;public invoice（）；number_of_invoices+；public void print（） System.out.println("The number of invoices is”+ int number_of_invoi

15、ces);6.下圖4-1是一個倉庫管理系統(tǒng)的類模型局部，其中IncomeOrder是指入庫單，OrderItem是指入庫中的每一項，Product則是產(chǎn)品信息。請指出模型中的錯誤，說明原因并改正類圖。圖4-1 倉庫管理系統(tǒng)的局部類模型【分析與討論】 1.討論類圖在建模過程中的重要作用。2.總結(jié)在設計繪制類圖的過程中應注意哪些問題。3.在下圖4-2中最上面的對象的名稱是什么？該圖表示的意思是什么？請繪制出與其相應的類圖。圖4-2 示例圖4說明對象圖的適用場景以及它的優(yōu)缺點【實驗導讀】1注意：在邏輯視圖中創(chuàng)建類，創(chuàng)建的類須指定相應的類的版型，即是邊界類.實體類或控制類；類的取名一定要簡潔.明了，當

16、類的名字由多個單詞構(gòu)成時，可以由每個單詞的首字母構(gòu)成類名。2在分析類模型中要定義類的職責，那么，如何定義類的職責？例：已定義的類PersonalPlannerForm有三個職責：/maintain profile/prompt to create new profile/submit profile information具體操作步驟：1）雙擊PersonalPlannerForm類，打開Specification窗口；2）選擇Operation標簽，在空白窗口中，鼠標右鍵點擊，選擇Insert，輸入該類的第一個職責，得到圖4-3；3）重復步驟2，為該類添加完所有的操作；4）重復13直到所有類

17、的操作均添加完畢。圖4-3 輸入類的屬性3.如何創(chuàng)建包，并將類組成包？創(chuàng)建包的具體操作：A.右鍵單擊瀏覽器中的Logical 視圖；B.選擇New/Package；C.新包取名如Entities；D.重復前述步驟AD，創(chuàng)建Boundaries 和 Control包。將類組成包A.在瀏覽器中，將邊界類如PersonalPlannerForm類拖動到Boundaries包；B.重復上述步驟，把已定義的實體類和控制類分別拖入所屬包。實驗五 UML靜態(tài)模型分析（含包圖）【實驗目的】1.完善系統(tǒng)靜態(tài)模型，在分析類中增加屬性和操作。2.進一步掌握類和包圖的關(guān)系并學會用包來對類分組?！緦嶒炐再|(zhì)】設計型實驗【

18、實驗環(huán)境要求】Pentium II以上微機，Windows2000以上操作系統(tǒng)， Rational Rose， Microsoft Visio, Microsoft office2003以上，網(wǎng)絡。【實驗內(nèi)容和步驟】1.根據(jù)下圖判斷下面哪句話正確的說明了包之間的依賴關(guān)系。A） 對Package1包中的元素做了修改后，需檢查Package2包中的元素和Package3包中的元素是否要做相應修改。B） 對Package1包中的元素做了修改后，需檢查Package2包中的元素是否需要做相應修改，如果是，則需繼續(xù)檢查是否Package3包中元素也要做相應修改。C） 對Package3包中的元素做了修改

19、后，需檢查Package2包中的元素是否需要做相應修改，如果是，則需繼續(xù)檢查是否Package1包中元素是否也要做相應修改。D） 對Package3包中的元素做了修改后，需檢查Package2包中的元素和Package1包中的元素是否要做相應修改。2.下面包圖設計中是否存在問題？應如何改進。 A) B）【實驗導讀】任務1：創(chuàng)建一個新的Rational Rose模型。任務2：設置選擇Tools/OptionsDiagram標簽選擇 Show Stereotypes 復選框選擇 Show All Attributes 和 Show All Operations 復選框取消Suppress Attr

20、ibutes 和 Suppress Operations 復選框。任務3：創(chuàng)建包右鍵單擊瀏覽器中的Logical 視圖選擇New/Package新包取名如“Entities”重復前面步驟，創(chuàng)建Boundaries 和 Control包。任務4：創(chuàng)建Main Class框圖雙擊瀏覽器中Logical視圖內(nèi)的Main Class 框圖將Entities包從瀏覽器中拖到框圖上將Boundaries 和 Control 包從瀏覽器中拖到框圖上。任務5：創(chuàng)建class 圖，“Add Item to Shopping Cart”使用案例中所有類的Class框圖Logical視圖New/Class Diag

21、ram取名如“Add Item to Shopping Cart”雙擊打開“Add Item to Shopping Cart” Class圖選擇類工具欄按鈕，并將每個類加到類圖中。任務6：將版型加進類中右鍵單擊類圖中的一個類選擇Open Specification在版型（Stereotype）字段中選擇或輸入BoundaryOK右鍵單擊框圖中的CartMgr類重復前面步驟，可將所有類指定版型分別為Control、Entity版型。任務7：將類組成包在瀏覽器中，將所有版型為Boundary的類拖動到Boundaries包；將所有版型為Control的類拖動到 Control 包；將實體類均拖動

22、到Entities包。任務8：將Class圖加進每個包在瀏覽器中，右鍵單擊Boundaries（Control，Entities）包New/Class Diagram取名如Main雙擊打開新類圖將邊界類（控制類、實體類）從瀏覽器拖到框圖中關(guān)閉類圖下面的實驗是要求掌握如何尋找類屬性和操作，再增加類屬性和操作的細節(jié)，接著要在Class框圖中顯示屬性和操作。最后要求在Interaction框圖中將操作映射到消息。屬性屬性是與類相關(guān)聯(lián)的信息。例如Company類可能有屬性Name、Address和Number of Employees。Rose中可以對模型中的每個類加進一個或幾個屬性。尋找屬性屬性的來源有許多。首先可以查閱使用案例文檔，尋找事件流中的名詞。有些名詞是對象或類；有些是角色；有些則是屬性。例如，從下列事件流：“The user enters the employees name, address, social security number, and phone number”可以看出，Employee類有屬性Name、Address、SSN、Phone。另一個來源是查看需求文檔。需求中可能會介紹系統(tǒng)要收集哪些信息。收集的信息就是類的屬性。最后，可以檢查