面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、實(shí)驗(yàn)一 類圖一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?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StarUml中繪制類圖的操作方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容畫出課本3.13中的類圖：要求給出類的屬性和一些操作，以及類之間的各種關(guān)系。三、實(shí)驗(yàn)器材1計(jì)算機(jī)一臺(tái)。2StarUml 工具軟件。四、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)1類圖的簡(jiǎn)介類圖可以用來展示一切面向?qū)ο笙到y(tǒng)的構(gòu)造塊。類圖是靜態(tài)視圖，描述了模型或模型的一部分以及這些模型具有的屬性和行為而不是實(shí)現(xiàn)這些操作的詳細(xì)方法。類圖常常用來表達(dá)類和接口之間的關(guān)系。關(guān)系包括：實(shí)現(xiàn)、泛化、關(guān)聯(lián)和依賴。類是這樣一種元素，它定義了一個(gè)對(duì)象能夠產(chǎn)生的屬性和行為。行為用類能夠理解的可能的消息以及每個(gè)消息對(duì)

2、應(yīng)的操作的描述。類也可以使用標(biāo)簽值和原型定義約束。類符號(hào)是用一個(gè)帶有類名和可選操作和屬性名的矩形表示。分隔線用來分離類名、屬性和方法。一般情況下，類名在矩形的最上方，其次是屬性，然后是方法。其中屬性和方法是具有可見性的，通常”-“表示private，”+”表示pubic，”#”表示protected，”表示package的可見性。見圖1所示。圖1類示例接口是一個(gè)約定，它定義了實(shí)現(xiàn)它的行為規(guī)范。要實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口，類要求提供一個(gè)必須的行為，這個(gè)行為允許系統(tǒng)用同一個(gè)方法對(duì)待不相關(guān)的元素，這些是通過接口實(shí)現(xiàn)的。接口的符號(hào)和類的符號(hào)相似，但接口還可以用一個(gè)圓表示。見圖2.實(shí)現(xiàn)被用來表達(dá)模型中的實(shí)現(xiàn)事務(wù)處理

3、或者需求被一個(gè)或者多個(gè)用例實(shí)現(xiàn)，這些模型再被一個(gè)或者多個(gè)類實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，在模型的抽象層次上保證系統(tǒng)元素的大的藍(lán)圖并同時(shí)反映出小圖的約束和定義細(xì)節(jié)。實(shí)現(xiàn)用虛線加實(shí)心箭頭表示。圖2接口及實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)意味著兩個(gè)元素之間有關(guān)系，通常是在一個(gè)類中實(shí)現(xiàn)了另一個(gè)的一個(gè)實(shí)例。關(guān)聯(lián)可以包括每個(gè)的角色名、數(shù)目、方向和約束。還有兩種特殊的關(guān)聯(lián)，聚合和組合。聚合用來描述一個(gè)元素是另一個(gè)元素的組成部分，用空心菱形表示。組合是用來描述一種更強(qiáng)的包含關(guān)系，主體消失客體也跟著消失，客體消失主體還可以繼續(xù)存在。圖3關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)類是這樣一種構(gòu)造，它允許關(guān)聯(lián)具有方法和屬性。見圖4.圖4 關(guān)聯(lián)類泛化通常用來指出層次結(jié)構(gòu)。繪制時(shí)從父類

4、到子類。實(shí)現(xiàn)是子類繼承父類。圖5 泛化示例依賴用來在模型元素之間更廣泛的依賴關(guān)系的建模。它通常被用在設(shè)計(jì)處理的早期來表達(dá)兩個(gè)元素之間有某種關(guān)系，但這時(shí)還不知道它們之間的具體的關(guān)系。到設(shè)計(jì)后期，依賴會(huì)被原型化或者被更具體的關(guān)系來代替。用虛線箭頭表示。1. 類圖示例下面是一個(gè)學(xué)校中的類圖。語義如下：學(xué)校有多個(gè)系，每個(gè)系有多個(gè)老師，一個(gè)老師可以講多門課，一門課也可以有多個(gè)老師來講，一個(gè)學(xué)生只能在一個(gè)學(xué)校上課，一個(gè)學(xué)校至少有一名學(xué)生，每個(gè)學(xué)生可以選多門課。類圖示例見圖6：圖6 學(xué)校的類圖實(shí)驗(yàn)二 用例圖一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握用例圖的涵義和內(nèi)容2. 熟悉用例圖的基本功能和使用方法。3掌握如何使用建模工具繪制用

5、例圖方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容畫出下列描述的用例圖：某零食廠家使用購物預(yù)約管理系統(tǒng)。 預(yù)約管理人責(zé)任客戶預(yù)約商品的登錄、瀏覽、更改和刪除。 員工查看已預(yù)約的商品，確定當(dāng)天的工作。 該預(yù)約管理系統(tǒng)與客戶信息管理系統(tǒng)連動(dòng)，在進(jìn)行預(yù)約商品登錄的同時(shí)可以瀏覽預(yù)約訂貨客戶的信息?？蛻簟⒐芾韱T和員工進(jìn)行操作時(shí)要先登錄。三、實(shí)驗(yàn)條件1計(jì)算機(jī)一臺(tái)。2StarUml 工具軟件。四、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)2. 用例圖的簡(jiǎn)介用例模型用來獲得系統(tǒng)的需求。用例意味著和用戶和相關(guān)人員通信得到系統(tǒng)打算做什么。一個(gè)用例圖展示了系統(tǒng)和系統(tǒng)外部的實(shí)體之間的交互。這些外部實(shí)體就是actors。Actors既包括人類用戶，也包括硬件或者其他系統(tǒng)。一個(gè)ac

6、tor經(jīng)常用一個(gè)人的符號(hào)表示，或者用類框加上actor原型表示。Actor可以泛化出其他更詳細(xì)的actor。見圖1.圖1 actor用例意味著一件唯一的工作。它提供了一個(gè)高級(jí)別的在系統(tǒng)外部可觀察到的人或事的行為。用橢圓表示。Actor和用例之間用一個(gè)帶箭頭的實(shí)線表示屬于這個(gè)actor的用例。如圖2，客戶取款的用例。圖2 客戶取款的用例一個(gè)用例的定義通常包括以下部分：名字和描述、需求、約束等。l 名字和描述：一個(gè)用例通常用一個(gè)動(dòng)詞短語命名，并給出一個(gè)簡(jiǎn)短的非正式的文本描述。l 需求：指的是一個(gè)用例必須提供給最終用戶的正式的功能性需求。需求是一個(gè)用例必須執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作或者向系統(tǒng)提供某個(gè)值的協(xié)約或者約

7、定。l 約束：指的是用例操作在前置條件、后置條件和常量條件下的約束。前置條件指用例進(jìn)行前必須具有的狀態(tài)。后置條件指用例執(zhí)行后必須為真的狀態(tài)。常量狀態(tài)指用例執(zhí)行過程中始終為真的狀態(tài)。l 用例場(chǎng)景：指用例在實(shí)際執(zhí)行的時(shí)候會(huì)有很多的不同情況發(fā)生，是用例的實(shí)例。我們?cè)诿枋鲇美臅r(shí)候要覆蓋所有的用例場(chǎng)景，否則就有可能導(dǎo)致需求的遺漏。在用例規(guī)約中，場(chǎng)景的描述可以由基本流和備選流的組合來表示。l 特殊需求：通常指非功能性需求，它為一個(gè)用例所專有，但不適合在用例的事件流文本中進(jìn)行說明。特殊需求的例子包括法律或法規(guī)方面的需求、應(yīng)用程序標(biāo)準(zhǔn)和所構(gòu)建系統(tǒng)的質(zhì)量屬性（包括可用性、可靠性、性能或支持性需求等）。此外，其

8、他一些設(shè)計(jì)約束，如操作系統(tǒng)及環(huán)境、兼容性需求等，也可以在此節(jié)中記錄。l 前置條件和后置條件：前置條件是執(zhí)行用例之前必須存在的系統(tǒng)狀態(tài)，后置條件是用例一執(zhí)行完畢后系統(tǒng)可能處于的一組狀態(tài)。l 包含用例：一個(gè)用例可能包含其他用例的功能并作為自己正式處理的一部分。通常認(rèn)為包含用例在每次經(jīng)過基本路徑時(shí)都會(huì)被調(diào)用。例如：withdraw用例在每次運(yùn)行時(shí)都要調(diào)用<cardIdentification>用例。一個(gè)用例可以包含一個(gè)或多個(gè)用例，通過找出用例被重用多次的常見行為來減少功能復(fù)制的級(jí)別。圖3 包含用例示例l 擴(kuò)展用例：一個(gè)用例可以被擴(kuò)展到另一個(gè)，主要使用在異常環(huán)境中。例如：在修改一個(gè)用戶訂單

9、的特殊值前，一個(gè)用戶必須獲得更高的權(quán)限，圖4中<getApproval>用例擴(kuò)展<modifyOrder>用例。圖4 擴(kuò)展用例示例2 用例圖示例銷售店員結(jié)算一件商品系統(tǒng)的描述如下：顧客到柜臺(tái)前結(jié)算，店員使用UPC讀卡器讀取商品名稱和價(jià)格，管理員可以對(duì)固定種類商品18（18歲以下禁止）結(jié)算，庫存店員通過UPC讀卡器管理庫存。該結(jié)算商品系統(tǒng)的用例圖見圖5：圖5 結(jié)算系統(tǒng)的用例圖實(shí)驗(yàn)三 狀態(tài)機(jī)圖實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握狀態(tài)機(jī)圖的涵義和內(nèi)容2. 掌握狀態(tài)機(jī)圖的繪制方法3. 掌握狀態(tài)機(jī)圖的使用范圍實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：畫出ATM取款過程的完整的ATM機(jī)的狀態(tài)機(jī)圖。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)：3. 狀態(tài)機(jī)圖的簡(jiǎn)介一

10、個(gè)狀態(tài)機(jī)圖是對(duì)一個(gè)單一對(duì)象進(jìn)行建模，指定一個(gè)對(duì)象在它的生命周期中響應(yīng)事件的順序。圖1是一個(gè)門的狀態(tài)機(jī)圖。門具有三個(gè)狀態(tài)：open、closed和locked，響應(yīng)不同的事件得到不同的狀態(tài)。圖1 門的狀態(tài)機(jī)圖狀態(tài)用圓角矩形加狀態(tài)名表示。初始狀態(tài)用一個(gè)黑原點(diǎn)表示，終點(diǎn)用一個(gè)圓和他內(nèi)部的一個(gè)黑實(shí)點(diǎn)表示。初始狀態(tài)和終點(diǎn)分別為狀態(tài)的進(jìn)入點(diǎn)和退出點(diǎn)。一個(gè)狀態(tài)還可以經(jīng)過轉(zhuǎn)換到自己的狀態(tài)。從一個(gè)狀態(tài)向另一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換使用帶箭頭的線表示。狀態(tài)動(dòng)作用來定義這個(gè)狀態(tài)的進(jìn)入動(dòng)作，見圖2.同樣也可以定義事件發(fā)生的動(dòng)作或者經(jīng)常發(fā)生的動(dòng)作。圖2 帶有狀態(tài)動(dòng)作的狀態(tài)示例連接偽狀態(tài)被用來把多個(gè)連接到一起。一個(gè)單一的連接點(diǎn)可以有一個(gè)或多個(gè)輸入和一個(gè)或多個(gè)輸出、轉(zhuǎn)換。連接點(diǎn)可以把一個(gè)輸入轉(zhuǎn)換成多個(gè)輸出轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)一個(gè)靜態(tài)的狀態(tài)分支，如