圖書管理系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計

1、學生學號 實驗課成績學 生 實 驗 報 告 書實驗課程名稱軟件設(shè)計與體系結(jié)構(gòu)開 課 學 院計算機科學與技術(shù)學院指導教師姓名陳明俊學 生 姓 名學生專業(yè)班級軟件14022016-2017學年第一學期實驗課程名稱：_軟件設(shè)計與體系結(jié)構(gòu)_ 實驗項目名稱 圖書管理系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計實驗成績實 驗 者專業(yè)班級軟件1402組 別同 組 者實驗日期 年 月 日一部分：實驗預習報告（包括實驗目的、意義，實驗基本原理與方法，主要儀器設(shè)備及耗材，實驗方案與技術(shù)路線等）一 實驗目的1、以圖書管理系統(tǒng)為例，完成系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計，了解架構(gòu)設(shè)計的過程和方法，并用UML建模工具正確的表達架構(gòu)結(jié)果。2、以圖書管理系統(tǒng)為例，完成系統(tǒng)

2、的詳細設(shè)計，了解詳細設(shè)計的過程和方法，程序運行流程的細節(jié)，檢驗設(shè)計的合理性。二 實驗內(nèi)容第一部分圖書管理系統(tǒng)需求信息如下: 我們曾經(jīng)在UML建模技術(shù)中對圖書管理系統(tǒng)建模，本課程的實驗是在此基礎(chǔ)上對該系統(tǒng)提出更多的要求，并進行架構(gòu)和詳細設(shè)計。 在圖書館的圖書管理系統(tǒng)中，學生要想借閱圖書，必須先在系統(tǒng)中注冊一個賬號，然后系統(tǒng)為其生成一個借閱證，借閱證可以提供學生的姓名，系別和借閱證號。持有借閱證的借閱者可以借閱圖書，歸還圖書和查詢借閱信息，但這些操作都是通過圖書管理員代理與系統(tǒng)交互。在借閱圖書時，學生進入圖書館內(nèi)首先找到自己要借閱的圖書，然后到借書處將借書證和圖書交給圖書管理員辦理借閱手續(xù)。圖書管

3、理員進行借書操作時，首先需要輸入學生的借書證號，系統(tǒng)驗證借閱證是否有效（根據(jù)系統(tǒng)是否存在借閱證號所對應的賬戶），若有效，則系統(tǒng)還需要檢驗該賬戶中的借閱信息，以驗證借書者借閱的圖書是否超過了規(guī)定的數(shù)量，或者借閱者是否有超過規(guī)定借閱期限而未歸還的圖書；如果通過了系統(tǒng)的驗證，則系統(tǒng)會顯示借閱者的信息以提示圖書管理員輸入要借閱的圖書信息，然后圖書管理員輸入要借閱的圖書信息，系統(tǒng)記錄一個借閱信息，并更新該學生賬戶完成借閱圖書操作。 學生還書時只需要將所借的圖書交給圖書管理員，由圖書管理員負責輸入圖書信息，然后由系統(tǒng)驗證該圖書是否為本館藏書，若是則系統(tǒng)刪除相應的借閱信息，并更新相應的學生賬戶。在還書時也會

4、檢驗該學生是否有超期未歸還的圖書，學生也可以查詢自己的借閱信息。為了系統(tǒng)能夠正常運行和系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)還需要系統(tǒng)管理員進行系統(tǒng)的維護。通過對上述圖書管理系統(tǒng)的分析，可以獲得如下的功能性需求： 1 學生持有借書證 2 圖書管理員作為借閱者的代理完成借閱圖書，歸還圖書和查詢借閱信息工作3 系統(tǒng)管理員完成對系統(tǒng)的維護，對系統(tǒng)的維護主要包括辦理借閱證，刪除借閱證，添加管理員，刪除管理員，添加圖書，刪除圖書，添加標題信息，刪除標題信息4 圖書館服務(wù)的對象擴充到老師和學生，學生又分為博士生，研究生，本科生，?？粕?，不同類型的對象可以借閱的圖書數(shù)量和期限都是不同的。 5 圖書的種類擴充到中外文圖書，中外

5、文雜志，論文等。 6 學生和老師可以通過網(wǎng)絡(luò)進行預約，查詢7 超期罰款，各種類型的借出物罰款規(guī)則不同（超期時間的規(guī)定和罰金都不同）第二部分 1以實驗一的結(jié)果為基礎(chǔ)，設(shè)計每個具體類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，算法和程序運行流程。 2 界面元素的設(shè)計。 3 用代碼實現(xiàn)設(shè)計結(jié)果界面設(shè)計原則： 1.簡易性：界面的簡潔是要讓用戶便于使用、便于了解、并能減少用戶發(fā)生錯誤選擇的可能性。2.用戶語言：界面中要使用能反應用戶本身的語言，而不是游戲設(shè)計者的語言。3.記憶負擔最小化：人腦不是電腦，在設(shè)計界面時必須要考慮人類大腦處理信息的限度。人類的短期記憶極不穩(wěn)定、有限，24小時內(nèi)存在25%的遺忘率。所以對用戶來說，瀏覽信息要比記

6、憶更容易。4.一致性：是每一個優(yōu)秀界面都具備的特點。界面的結(jié)構(gòu)必須清晰且一致，風格必須與游戲內(nèi)容相一致。5.清楚：在視覺效果上便于理解和使用。6.用戶的熟悉程度：用戶可通過已掌握的知識來使用界面，但不應超出一般常識。7.從用戶的觀點考慮：想用戶所想，做用戶所做。用戶總是按照他們自己的方法理解和使用。8.排列：一個有序的界面能讓用戶輕松的使用。9.安全性：用戶能自由的作出選擇，且所有選擇都是可逆的。在用戶作出危險的選擇時有信息介入系統(tǒng)的提示。10.靈活性：簡單來說就是要讓用戶方便的使用，但不同于上述。即互動多重性，不局限于單一的工具(包括鼠標、鍵盤或手柄)。11.人性化：高效率和用戶滿意度是人性

7、化的體現(xiàn)。應具備專家級和初級玩家系統(tǒng)，即用戶可依據(jù)自己的習慣定制界面，并能保存設(shè)置。三 實驗步驟1采用用例驅(qū)動的分析方法，分析業(yè)務(wù)領(lǐng)域的需求，識別系統(tǒng)中的參與者和用例，寫出用例的文本，建立用例模型。 要求正確識別系統(tǒng)的所有角色和用例；準確描述用例間的關(guān)系；描述系統(tǒng)中重要用例的基本事件流（正常情況），備選事件流和異常事件流。2根據(jù)步驟1的結(jié)果，進一步建立領(lǐng)域模型（類圖），完成靜態(tài)模型的建立。 要求正確識別出領(lǐng)域類，并給類增加屬性和關(guān)聯(lián)。3 結(jié)合某一種具體的框架（比如Java的JavaEE，Spring等）設(shè)計系統(tǒng)的架構(gòu)，要求采用分層的架構(gòu)和MVC模式，用包圖表達架構(gòu)。4 根據(jù)1，2，3的結(jié)果以用

8、例或用例的場景為基本單元，設(shè)計各層包含的類，接口及其交互（類圖，順序圖等）以實現(xiàn)用例或場景，盡可能在設(shè)計中體現(xiàn)OO的設(shè)計原則，設(shè)計模式。可以選擇一步完成或分兩步完成設(shè)計，如果選擇一步完成，就沒有分析類圖，直接得出設(shè)計類圖。兩步完成： 第一步不考慮界面和持久化類，只考慮領(lǐng)域類，建立分析類圖及分析類之間的交互順序圖。 第二步考慮加入界面類和持久化類，在第一步的基礎(chǔ)上增強和完善分析類圖和交互圖，得到設(shè)計類圖和更精確的交互順序圖。5完成圖書管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計。 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計是以領(lǐng)域模型為基礎(chǔ)的，經(jīng)過分析類圖和設(shè)計類圖的細化，找出需要持久化的類，轉(zhuǎn)化為關(guān)系模型。 第二部分：實驗過程記錄（可加頁）（包括

9、實驗原始數(shù)據(jù)記錄，實驗現(xiàn)象記錄，實驗過程發(fā)現(xiàn)的問題等）用例模型用例文檔登錄SCENARIOS Basic Path. Basic Path1. 用戶進入圖書館的登錄頁面2. 用戶輸入用戶名和密碼Alternate: 2a. 用戶輸入用戶名錯誤 Alternate: 2b. 用戶輸入的密碼錯誤 3. 登陸成功 Alternate. 用戶輸入用戶名錯誤1. 顯示用戶名錯誤2. 用戶重新輸入用戶名 Alternate. 用戶輸入的密碼錯誤1. 顯示密碼錯誤2. 用戶重新輸入用戶名借出書目 Basic Path. Basic Path1. 圖書管理員請求系統(tǒng)處理借書業(yè)務(wù)2. 系統(tǒng)顯示借書處理界面3.

10、圖書管理員輸入借閱證信息4. 系統(tǒng)驗證借閱證的有效性Exception: 4a. 借書證不合法 5. 圖書管理員輸入圖書信息6. 系統(tǒng)添加新的借閱記錄Exception: 6a. 借閱者借書數(shù)量已達到上限 Alternate: 6b. 書籍庫存為0 7. 系統(tǒng)顯示借書后的借閱信息，圖書管理員重復5-7步，直到結(jié)束 Exception. 借書證不合法1. 系統(tǒng)顯示借書證不合法2. 圖書管理員進行確認 Exception. 借閱者借書數(shù)量已達到上限1. 系統(tǒng)顯示借書者借書詳細信息并報警2. 圖書管理員處理報警并結(jié)束借書 Alternate. 書籍庫存為01. 顯示庫存為02. 管理員結(jié)束借書取消預

11、定SCENARIOS Basic Path. Basic Path1. 借閱者取消預定圖書Alternate: 1a. 系統(tǒng)收不到取消預定的信息 2. 圖書管理員修改借閱者信息3. 取消預定成功 Alternate. 系統(tǒng)收不到取消預定的信息1. 取消預定失敗2. 提醒借閱者重新取消預定圖書處理超期SCENARIOS Basic Path. Basic Path1. 圖書管理員檢查到歸還圖書超期2. 圖書管理員根據(jù)超出的時間計算罰金3. 圖書管理員要求借書證繳納罰金4. 超期處理完成處理賠償SCENARIOS Basic Path. Basic Path1. 圖書管理員檢查到借閱的圖書已損壞2

12、. 圖書管理員根據(jù)圖書的損壞情況要求借閱者賠償3. 處理賠償完成預定SCENARIOS Basic Path. Basic Path1. 借閱者登錄圖書管理系統(tǒng)2. 借閱者預定圖書Exception: 2a. 該圖書庫存為0，確定預定時間 Exception: 2b. 該圖書庫存不為0，確定預定時間 3. 預定圖書成功 Alternate. 圖書庫存為01. 顯示該圖書庫存為0 Exception. 該圖書庫存為0，確定預定時間1. 顯示該圖書的預定時間 Exception. 該圖書庫存不為0，確定預定時間1. 按規(guī)定顯示預定時間返還書目SCENARIOS Basic Path. Basic

13、Path1. 學生攜帶圖書借閱證，進入圖書館2. 學生歸還圖書3. 圖書管理員檢查學生所借閱圖書的情況Alternate: 3a. 學生借閱的圖書超期 Alternate: 3b. 學生借閱的圖書已損壞 Exception: 3c. 圖書是否超期 Exception: 3d. 圖書是否損壞 Exception: 3e. 學生是否繳納罰金 Exception: 3f. 圖書是不是本館的藏書 4. 系統(tǒng)刪除學生借閱信息 Alternate. 學生借閱的圖書超期1. 顯示借閱的圖書超期2. 圖書管理員根據(jù)規(guī)定和圖書的超期情況向?qū)W生收取相應的罰金 Alternate. 學生借閱的圖書已損壞1. 顯示圖

14、書已損壞2. 圖書管理員根據(jù)規(guī)定及圖書的損壞情況向?qū)W生收取相應的罰金 Exception. 圖書是否超期1. 圖書管理員檢查學生所借閱的圖書是否超期 Exception. 圖書是否損壞1. 圖書管理員檢查學生所借閱的圖書是否損壞 Exception. 學生是否繳納罰金1. 圖書管理員判斷學生是否繳納罰金 Exception. 圖書是不是本館的藏書1. 圖書管理員輸入圖書信息2. 系統(tǒng)驗證該圖書是不是本館藏書類圖（領(lǐng)域模型）包圖（三層架構(gòu)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫概念數(shù)據(jù)模型CDM對象如下圖，該圖顯示了各實體的屬性及各實體之間的關(guān)系。由PDM對象自動生成的數(shù)據(jù)庫腳本文件代碼如下：if exists (s

15、elect 1 from dbo.sysreferences r join dbo.sysobjects o on (o.id = r.constid and o.type = F) where r.fkeyid = object_id(books) and = FK_BOOKS_管理書籍_ADMIN)alter table books drop constraint FK_BOOKS_管理書籍_ADMINgoif exists (select 1 from dbo.sysreferences r join dbo.sysobjects o on (o.id = r.consti

16、d and o.type = F) where r.fkeyid = object_id(borrow_information) and = FK_BORROW_I_BORROW_IN_BOOKS)alter table borrow_information drop constraint FK_BORROW_I_BORROW_IN_BOOKSgoif exists (select 1 from dbo.sysreferences r join dbo.sysobjects o on (o.id = r.constid and o.type = F) where r.fkeyid

17、 = object_id(borrow_information) and = FK_BORROW_I_BORROW_IN_READER)alter table borrow_information drop constraint FK_BORROW_I_BORROW_IN_READERgoif exists (select 1 from dbo.sysreferences r join dbo.sysobjects o on (o.id = r.constid and o.type = F) where r.fkeyid = object_id(login) and

18、 = FK_LOGIN_LOGIN_ADMIN)alter table login drop constraint FK_LOGIN_LOGIN_ADMINgoif exists (select 1 from dbo.sysreferences r join dbo.sysobjects o on (o.id = r.constid and o.type = F) where r.fkeyid = object_id(login) and = FK_LOGIN_LOGIN2_READER)alter table login drop constraint FK_LOGIN_LOG

19、IN2_READERgoif exists (select 1 from dbo.sysreferences r join dbo.sysobjects o on (o.id = r.constid and o.type = F) where r.fkeyid = object_id(reversation) and = FK_REVERSAT_REVERSATI_BOOKS)alter table reversation drop constraint FK_REVERSAT_REVERSATI_BOOKSgoif exists (select 1 from dbo.sysre

20、ferences r join dbo.sysobjects o on (o.id = r.constid and o.type = F) where r.fkeyid = object_id(reversation) and = FK_REVERSAT_REVERSATI_READER)alter table reversation drop constraint FK_REVERSAT_REVERSATI_READERgoif exists (select 1 from sysindexes where id = object_id(admin) and name = 權(quán)限_

21、FK and indid 0 and indid 0 and indid 0 and indid 0 and indid 0 and indid 0 and indid 0 and indid 0 and indid 0 and indid 0 and indid 255) drop index reversation.reversation_FKgoif exists (select 1 from sysobjects where id = object_id(reversation) and type = U) drop table reversationgocreate table ad

22、min ( admin_id int not null, admin_name char(20) null, admin_password char(16) null, logins int null, last_login char(10) null, right int null, constraint PK_ADMIN primary key nonclustered (admin_id)gocreate index 權(quán)限_FK on admin ()gocreate table booktype ( type_id int null)gocreate table books ( boo

23、k_id int not null, admin_id int null, title char(20) null, type_id int null, author char(40) null, price money null, book concern char(50) null, addtime datetime null, amount int null, remain int null, constraint PK_BOOKS primary key nonclustered (book_id), constraint FK_BOOKS_管理書籍_ADMIN foreign key

24、 (admin_id) references admin (admin_id), constraint FK_BOOKS_BOOKTYPE_BOOKTYPE foreign key () references booktype)gocreate index 圖書類型_FK on books ()gocreate index 管理書籍_FK on books (admin_id ASC)go create table reader ( reader_id int not null, reader_name char(20) null, sex char(2) null, age tinyint

25、null, class char(15) null, address text null, memo text null, maxborrowed int null, reader_password char(16) null, right int null, constraint PK_READER primary key nonclustered (reader_id)gocreate table borrow_information ( book_id int not null, reader_id int not null, borrow_time datetime null, end

26、_time datetime null, amount int null, return_time datetime null, constraint PK_BORROW_INFORMATION primary key (book_id, reader_id), constraint FK_BORROW_I_BORROW_IN_BOOKS foreign key (book_id) references books (book_id), constraint FK_BORROW_I_BORROW_IN_READER foreign key (reader_id) references read

27、er (reader_id)gocreate index Association_1_FK on borrow_information (book_id ASC)gocreate index Association_2_FK on borrow_information (reader_id ASC)gocreate table login ( admin_id int not null, reader_id int not null, right int null, constraint PK_LOGIN primary key (admin_id, reader_id), constrain

28、t FK_LOGIN_LOGIN_ADMIN foreign key (admin_id) references admin (admin_id), constraint FK_LOGIN_LOGIN2_READER foreign key (reader_id) references reader (reader_id)gocreate index login_FK on login (admin_id ASC)gocreate index login2_FK on login (reader_id ASC)gocreate index 用戶權(quán)限_FK on reader ()gocreat

29、e table reversation ( book_id int not null, reader_id int not null, reservation_time datetime null, reservationcancel datetime null, constraint PK_REVERSATION primary key (book_id, reader_id), constraint FK_REVERSAT_REVERSATI_BOOKS foreign key (book_id) references books (book_id), constraint FK_REVE

30、RSAT_REVERSATI_READER foreign key (reader_id) references reader (reader_id)gocreate index reversation_FK on reversation (book_id ASC)gocreate index reversation2_FK on reversation (reader_id ASC)go系統(tǒng)的順序圖順序圖是顯示對象之間交互的圖，這些對象是按時間順序排列的。該圖書館管理系統(tǒng)主要含有以下幾個重要的順序圖，其他對象的順序圖和這些也類似。（1） 借書順序圖（2） 還書順序圖（3） 罰款順序圖1、 借

31、書順序圖（1） login（）：登錄系統(tǒng)。（2） checkstu_card():對讀者信息進行驗證，檢查是否符合本圖書館借書條件。（3） showinformation（）：顯示該讀者的基本信息函數(shù)。（4） borrow（）：讀者借書函數(shù)。（5） getreaders（）：取得讀者信息函數(shù)?？丛撟x者是否符合借書條件，若符合，則返回可借信息。（6） gettitle（）:取得書目信息。（7） getreservation（）：檢驗書籍是否被預訂函數(shù)。（8） getnoreservation（）：書籍沒被預訂或取消預訂函數(shù)。（9） create（borrower，item）：創(chuàng)建書籍外借函數(shù)。借

32、書時，讀者先將書拿予管理員，管理員對書籍和讀者進行檢驗，若書籍和讀者都符合借書條件，則借書成功。2、 還書順序圖（1） login（）：登錄系統(tǒng)。（2） getitem():取得書籍條目信息。（3） update（）：對圖書館書籍條目和借閱者信息進行更新條目。還書時，讀者先將書交給管理員，由管理員掃描書籍，若書籍沒有過期等違規(guī)現(xiàn)象，則對書目和讀者借閱信息進行更新，同時還書成功。3、 罰款順序圖管理員對書籍進行掃描，若發(fā)現(xiàn)書籍已經(jīng)超過了圖書館規(guī)定的還書期限，則按每天一定金額進行罰款，過期天數(shù)和罰款金額由系統(tǒng)自動計算。用戶交完罰金后，則對讀者借閱信息進行更新。系統(tǒng)的活動圖活動圖描述的是某流程中的任

33、務(wù)的執(zhí)行，活動圖描述活動是如何協(xié)同工作的，當一個操作必須完成一系列事情，而又無法確定以什么樣的順序來完成這些事情時，活動圖可以更清晰地描述這些事情。在本圖書館管理系統(tǒng)中，我們主要描述了圖書館系統(tǒng)的借書、還書和預訂的活動圖。1.借書活動圖 管理員首先要掃描讀者的借書證，檢驗證件是否符合圖書館借書條件，若該讀者的借書數(shù)量還未達到最大規(guī)定數(shù)量，并且其所借書籍均未屬于過期范圍，則符合借書條件。則再掃描書籍條形碼，檢查書籍是否是不可借書籍或者已經(jīng)被預訂，若被預訂，則取消預訂，方可借書。在這些條件都符合時則更新書籍信息和讀者的借閱信息，記錄好借書的時間。2、還書活動圖圖書管理員對書籍進行掃描，若書籍已經(jīng)過

34、期，則要求讀者還請欠款才能還書，讀者繳應交罰款后，更新書目信息和讀者信息。3、預訂圖書活動圖讀者先進入系統(tǒng)查詢自己所需要的書籍，顯示書籍信息，檢驗書籍是否屬于可預訂書籍，若符合條件則檢查書籍是否已經(jīng)被預訂或已經(jīng)被外借，若都未成立，則讀者登錄系統(tǒng)，并對該書籍進行預訂。界面元素1) 系統(tǒng)登錄頁面系統(tǒng)登錄頁面主要是用戶進入系統(tǒng)驗證的一種手段，通過登錄頁面對用戶角色的判定，根據(jù)不同的用戶角色，控制不同的功能權(quán)限。超級管理員進入超級管理員頁面，管理員進入管理員頁面，學生進入學生頁面。2) 管理員頁面管理員系統(tǒng)實現(xiàn)頁面主要包括對學生信息管理頁面，圖書信息管理頁面，借閱信息管理頁面以及系統(tǒng)信息管理頁面四個方面，下面分別對這四個方面的系統(tǒng)實現(xiàn)作相關(guān)的介紹。3）學生管理信息頁面本系統(tǒng)對學生管理包括：添加學生信息，修改學生信息、刪除學生信息，查詢學生信息。在添加學生信息與修改學生信息時，進行相應的驗證，主要是必填與唯一性驗證。學生管理主頁面，主要是進行學生信息查詢，刪除學生信息操作。可以通過學院，專業(yè)，班級索引進行查詢4）圖書管理信息頁面圖書信息管理包括：添加