UML与系统分析设计实验指导书.doc

uml与系统分析设计实验指导书实验要求计算机软件建模技术现在越来越广泛的应用于软件工程中。uml与系统分析设计课程实验的目的是为了使学生在课程理论学习的同时，通过在一个实践的环境下，实际学习软件统一建模语言，对软件建模技术有一个初步的了解及认识。通过本指导书中的各个实验，学习掌握对一般面向对象系统建模的方法与技术。总之，通过上述实验环节，使学生加深了解和更好地掌握课程教学大纲要求的内容。在实验过程中，要求学生做到：（1）预习实验指导书有关部分，认真做好实验内容的准备，就实验可能出现的情况提前作出思考和分析。（2）仔细观察上机时出现的各种现象，记录主要情况，作出必要说明和分析。（3）认真书写实验报告。实验报告包括实验目的和要求，实验情况及其分析。对需编程的实验，写出程序设计说明，给出源程序框图和清单。（4）遵守机房纪律，服从辅导教师指挥，爱护实验设备。（5）实验课程不迟到。如有事不能出席，所缺实验一般不补。（6）实验报告绝对不能照抄指导书，必须按照指导书的要求写出答案来。（7）实验操作和步骤尽量详尽，并且按照指导书给出的范例，适当进行需求和系统分析，做出的各种框图需要在实验报告中画出来，可以打印。注：如需要交电子版本的源代码或者文档，请用 “学号+姓名+实验名”来命名，多个文档请打包。实验一 建模工具的安装与熟悉“工欲善其事，必先利其器”。为了更好地利用uml进行软件系统建模，我们首先需要获得支持uml的建模工具。自从uml正式发布以后，出现了大量的uml建模工具，如在第1章中提及的microsoft office visio、sybase powerdesigner、ibm rational rose等，其中以rational rose使用较为广泛。rational rose工具由rational公司（现已被ibm公司收购）提供，它具有建模功能强大、操作界面友好、可视化的特点，能够支持uml用例建模、静态建模、动态建模、物理建模等。1.1 安装与配置rational rose1.1.1 相关知识点1. rational rose的安装安装rational rose首先需要获得软件安装包，可以从官方网站下载试用版本，然后根据安装向导提示逐步安装。2. rational rose的启动成功安装后，可以通过开始菜单启动该软件；也可以找到rational rose的安装路径，默认情况下为c:program filesrationalrose，双击该目录下的rose.exe文件启动该软件。3. rational rose的配置rational rose成功安装、正常启动后，为了有效的完成建模工作，可以根据实际需要对环境进行配置。1.1.2 知识点的能力目标能够熟练安装rational rose，能够正确启动rational rose，能够进行rational rose环境配置。1.1.3 实现能力目标的具体要求1. 安装rational rose 2003。2. 启动rational rose 2003。3. 配置rational rose 2003。1.1.4 需要完成的实验1. 安装rational rose 2003（1）运行rational rose 2003的安装程序，如果安装程序为压缩文件，将会打开“指定文件保存路径”对话框，如图2.2所示。此处默认的保存路径为“c:program filesrose enterprise edition for windows”，单击【change】按钮可以更改文件保存路径，单击【cancel】按钮可以取消本次安装。图2.2 文件保存路径设置（2）单击【next】按钮，打开“解压文件”对话框，如图2.3所示。（3）文件解压完毕后，打开“rational产品安装向导”对话框，如图2.4所示。（4）单击【下一步】按钮，打开“选择安装产品”对话框，如图2.5所示。在此选择“rational rose enterprise edition”准备安装企业版。图2.3 解压文件图2.4 欢迎进入安装向导图2.5 产品选择（5）单击【下一步】按钮，打开“发布方法”对话框，如图2.6所示。在此选择默认的“desktop installation from cd image”即可。图2.6 发布方法（6）单击【下一步】按钮，打开“rational rose 企业版安装向导”对话框，如图2.7所示。图2.7 欢迎进入rose企业版安装向导（7）单击【next】按钮，打开“产品警告”对话框，如图2.8所示。图2.8 产品警告（8）单击【next】按钮，打开“版权声明”对话框，如图2.9所示。在此选择“i accept the terms in the license agreement”接受版权许可协议。图2.9版权声明（9）单击【next】按钮，打开“目标文件夹”对话框，如图2.10所示。单击【change】按钮可以更改程序安装路径。图2.10 目标文件夹（10）单击【next】按钮，打开“自定义安装”对话框，如图2.11所示。在此处可以自行选择要安装的项目，单击【space】按钮可查看磁盘空间，单击【help】按钮可查看帮助信息。图2.11 自定义安装（11）单击【next】按钮，打开“准备安装”对话框，如图2.12所示。图2.12准备安装（12）单击【install】按钮，打开“安装rose企业版”对话框，如图2.13所示。图2.13 安装rose企业版（13）软件安装完毕，打开“安装完成”对话框，如图2.14所示。图2.14 安装完成（14）单击【finish】按钮，打开“注册向导”对话框，在此用户可以对软件进行注册，如图2.15所示。图2.15注册向导2. 启动rational rose 2003rational rose 2003安装成功后，依次单击【开始】-【程序】-【rational software】-【rational rose enterprise edition】启动该程序，如图2.16所示；或找到rational rose 2003的安装路径，如c:program filesrationalrose，双击rose.exe文件启动该程序。图2.16 rose启动启动rational rose 2003后，首先出现启动界面，如图2.17所示。启动界面消失后，进入到rational rose 2003的主界面，并且会弹出“创建新模型”的对话框，此对话框用来设置本次启动的初始动作，分为new（新建模型）、existing（打开现有模型）、recent（最近打开模型）三个选项卡。第一个选项卡new，用来选择新建模型时采用的模板，如图2.18所示。第二个选项卡existing，用来打开一个已经存在的模型，如图2.19所示；第三个选项卡recent，用来打开一个最近使用过的模型文件，如图2.20所示。在此暂时不需要任何模板，只需新建一个空白模型，即单击【cancel】按钮，直接进入rational rose 2003的主界面，如图2.21所示。图2.17启动界面图2.18 new选项卡图2.19 existing选项卡 图2.20 recent选项卡图2.21 rational rose主界面3. 配置rational rose 2003实际应用中可以根据个人喜好和具体情况，对rational rose进行相应的配置。主要通过菜单【tools】-【options】-【general】进行常规操作，如图2.22所示。在此对话框中单击【font】（根据不同对象选择不同的【font】）按钮，弹出如图2.23所示的对话框，可以设置字体；单击【line color】按钮进行颜色选择，如图2.24所示。图2.22 全局设置图2.23 设置字体 图2.24 设置颜色1.1.5 测试能力目标1. rational rose 2003的自定义安装在自己计算机上安装rational rose 2003，并将安装路径选择在非启动盘符下，如d:。2. rational rose 2003的配置在rational rose 2003中进行除常规设置外的其他设置，如使用菜单【tools】-【options】-【toolbars】对标准工具栏和编辑区工具栏进行配置。1.1.6 知识扩展1. rational rose 2003软件的卸载在控制面板的添加删除程序中对其进行卸载，而不仅仅只删除安装后的文件目录。2. 其他uml建模工具安装在自己计算机上下载、安装一款其他uml建模工具，并与rational rose进行比较。1.2 使用rational rose建模1.2.1 相关知识点使用rational rose工具进行uml建模，通常包括创建模型、保存模型、发布模型、导入/导出模型等几个步骤。1.2.2 知识点的能力目标能够使用rational rose建模。1.2.3 实现能力目标的具体要求1. 创建一个uml模型，命名为myfirst.mdl。2. 将该模型保存在d:uml目录下，如无此目录可自行建立。3. 发布该模型。1.2.4 需要完成的实验1. 创建模型在rational rose主界面中，单击菜单【file】-【new】，或直接单击标准工具栏的【create new model of file】按钮，打开如图2.18所示的对话框，选择创建模型所需的模板，单击【ok】按钮确认，或直接单击【cancel】按钮取消。2. 保存模型在rational rose主界面中，单击菜单【file】-【save】，或直接单击标准工具栏的【save model，file，script】按钮保存模型，其文件扩展名为.mdl。如果该模型还未指定名称，将会打开如图2.25所示的另存为对话框。图2.25 保存模型3. 发布模型使用rational rose建立的模型可以直接发布到web上，以方便他人共享。在rational rose主界面中，单击菜单【tools】-【web publisher】，打开如图2.26所示的对话框，该对话框中可以选择发布到web页面上的内容和html文件保存的位置，然后单击【publish】按钮发布模型。如果打开所保存的html文件，则可以看到发布的rational rose模型，如图2.27所示。1.2.5 测试能力目标1. 使用rational rose建立的模型文件其扩展名为：_。 2. 通过rational rose的【tools】-【web publisher】菜单可以进行模型的_操作。3. 创建一个空白的模型，命名为simpletest.mdl；在simpletest.mdl模型中添加一个简单的类图，保存该模型；将其发布到d:umlsimpletest.html文件，选择发布的图形文件类型为jpeg；查看发布的模型。图2.26 发布模型图2.27 查看发布模型1.2.6 知识扩展1. 导出模型在rational rose主界面中，单击菜单【file】-【export model】，打开如图2.28所示的对话框，可进行模型的导出。2. 导入模型在rational rose主界面中，单击菜单【file】-【import】，打开如图2.29所示的对话框，可进行模型的导入。图2.29 导入模型图2.28 导出模型3. rational rose的主菜单rational rose的主菜单如图2.30所示，主菜单中各菜单的含义说明详见表2.1所示，主菜单的各级子菜单含义及功能可参阅本书附录。图2.30 rational rose的主菜单表2.1 rational rose主菜单说明序号菜单含义1file文件2edit编辑3view视图4format格式5browse浏览6report报告7query查询8tools工具9add-ins插件10window窗口11help帮助4. rational rose的工具栏rational rose的工具栏如图2.31所示，其中各按钮的含义详见表2.2所示。图2.31 rational rose的工具栏表2.2 rational rose工具栏按钮英文含义中文含义create new model or file新建模型或文件open existing model or file打开已有的模型或文件save model, file or script保存模型，文件或脚本cut剪切copy diagram复制图形paste粘贴print打印context sensitive help动态帮助view documentation浏览文档browse class diagram浏览类图browse interaction diagram浏览交互图browse component diagram浏览组件图browse state machine diagram浏览状态图browse deployment diagram浏览部署图browse parent浏览父图browse previous diagram浏览上一图形zoom in放大zoom out缩小fit in window设置显示比例，使图形放进窗口undo fit in window撤销【fit in windows】设置1.2.7、实验报告要求1 写出实验详细步骤。实验操作和步骤尽量详尽，对于出现的问题给予一定的分析。2 小结实验心得体会。练习(1)在该练习中，你要完成下列业务需求，并为其创建用例图。你要利用你的uml用例图标记符的知识，包括参与者、用例、不同关系的类型和泛化。下面是一个售点系统产品的需求：（1）系统允许管理员通过从磁盘加载存货数据来运行存货清单报告。（2）管理员通过从磁盘加载、向磁盘保存存货数据来更新存货清单。（3）销售员记录正常的销售。（4）电话操作员是处理电话订单的特殊销售员。（5）任何类型的销售都要更新存货清单。（6）如果交易使用信用卡，那么销售员需要核实信用卡。（7） 如果交易使用支票，那么销售员需要核实支票(2)学生管理系统中有一个模块是报到登记，具体流程是：在新生入校报到时，进行新生信息登记，记录学生的报到资料、个人基本情况的输入、查询、修改等。问题：1.写出在上述需求描述中出现的actor 2.根据上述描述绘制其用例图90附录rational rose 2003菜单由于rational rose 2003是英文菜单，所以为方便读者使用，对照每一项菜单，将其中文含义说明如下，供读者自行查阅。1. 【file】菜单（1）【file】菜单的下级菜单如表附1所示。表附1 【file】的下级菜单二级菜单三级菜单快捷键含义newctrl+n创建新的模型文件openctrl+o打开模型文件savectrl+s保存模型文件save as将当前的模型保存到其他的模型文件中save log as保存日志文件autosave log自动保存日志clear log清空日志记录区load model workspace加载模型工作区save model workspace保存模型工作区save model workspace as将当前模型工作区保存为其他模型工作区unitsload加载save保存save as另存为unload卸载control控制uncontrol放弃控制write protected写保护cm存在四级菜单（见表附2）import导入模型export activation导出模型update更新模型printctrl+p打印模型中的图和说明书page setup打印时的页面设置edit path map设置虚拟映射exit退出需要说明的是，二级菜单选项【units】下的三级菜单（【cm】除外）因模型元素的不同而不同。（2）【cm】的下级菜单详见表附2所示。表附2 【cm】的下级菜单四级菜单含义add to version control将模型元素加入版本控制remove from version control将模型元素从版本中删除start version control explore启动rose里的版本控制系统get latest获取模型元素的最新版本check out放弃当前版本check in登记当前版本undo check out撤销上一级的【check out】file properties显示加入版本控制的模型元素的信息file history显示加入版本控制的模型元素的历史信息version control option版本控制选项about rational rose version control integration显示rose版本控制的版本信息2. 【edit】菜单不同种类的模型图，其【edit】菜单的下级菜单有所不同，但有一些选项是共有的，详见表附3所示，不同的选项详见表附4所示。表附3 共有的【edit】的下级菜单二级菜单快捷键含义undo movectrl+z撤销前一次的操作redo movectrl+y重复前一次的操作cutctrl+x剪切copyctrl+c复制pastectrl+v粘贴deletedel删除select allctrl+a全选delete from modelctrl+d删除模型中的元素findctrl+f查找reassign重新指定模型元素表附4 不同种类模型图的【edit】下级菜单模型图二级菜单三级菜单含义use case diagramclass diagramreloacate更新部署模型元素compartemnet编辑模块change infoclass更改类parameterized class更改参数化的类instantiated class更改示例化的类class utility更改类的效用parameterized class utility更改参数化的类的效用instantiated class utility更改示例化的类的效用uses dependency更改依赖关系generalization更改泛化关系instantiates更改实例association更改关联关系realize更改实现关系component diagramrelocate重新部署模型元素compartment编辑模块change infosubprogram specification更改子系统规范subprogram body更改子系统体generic subprogram更改通用子系统main program更改主程序package specification更改包规范package body更改包体task specification更改工作规范task body更改工作体deployment diagramrelocate重新部署模型元素compartment编辑模块sequence diagramattach script添加脚本detach script删除脚本collaboration diagramcompartment编辑模块statechart diagramcompartment编辑模块change infostate将活动变为状态activate将状态变为活动activate diagramrelocate重新部署模型元素compartment编辑模块change infostate将活动变为状态activate将状态变为活动3. 【view】菜单【view】菜单的下级菜单如表附5所示。表附5 【view】下级菜单二级菜单三级菜单快捷键含义toolbarsstandard显示或隐藏标准工具栏toolbars显示或隐藏编辑区工具栏configure定制工具栏status bar显示或隐藏状态栏documentation显示或隐藏文档区browser显示或隐藏浏览区log显示或隐藏日志区editor显示或隐藏内部编辑器time stamp显示或隐藏时间戳zoom to selectionctrl+m居中显示zoom inctrl+i放大zoom outctrl+u缩小fit in windowctrl+w设置显示比例使图形放进窗口undo fit in window撤销【fit in window】page breaks显示或隐藏页的操作refreshf2刷新as boochctrl+alt+b用booch符号表示模型as omtctrl+alt+o用omt符号表示模型as unifiedctrl+alt+u用uml符号表示模型4. 【format】菜单【format】菜单的下级菜单如表附6所示。表附6 【format】下级菜单二级菜单三级菜单含义备注font size8设置为8号字10设置为10号字12设置为12号字14设置为14号字16设置为16号字18设置为18号字二级菜单三级菜单含义备注font设置字体line color设置线段颜色fill color设置图标颜色use fill color使用设置的图标颜色automatic resize自动调节图标大小stereotype displaynone选择空的构造型label选择带标签的模板decoration选择带注释的模板icon选择带图标的模板stereotype label显示构造型标签show visibility显示可见性show compartment stereotype显示构造型属性或操作show operation signature显示操作的署名（即参数和返回值）show all attributes显示所有的属性show all operations显示所有的操作show all columns显示所有列用例图和类图中没有show all triggers显示所有触发器用例图和类图中没有suppress attributes禁止显示所有属性supress operations禁止显示所有操作supress columns禁止显示所有列用例图和类图中没有supress triggers禁止显示所有触发器用例图和类图中没有line stylerectilinear选择垂线样式协作图中没有oblique选择斜线样式协作图中没有toggle选择折线样式协作图中没有layout diagram重新排列所有图形组件图和协作图中没有autosize all自动调节图标大小组件图和部署图中没有layout selected shapes重新排列选中的图形时序图和协作图中没有表附6中备注栏没有特别说明的，表示该菜单选项在所有的模型图中都存在。5. 【browse】菜单不同种类的模型图，其【browse】菜单的下级菜单有所不同，但有一些选项是共有的，详见表附7所示，不同的选项详见表附8所示。表附7 共有的【browse】的下级菜单二级菜单快捷键含义use case diagram浏览用例图class diagram浏览类图component diagram浏览组件图deployment diagram浏览配置图interaction diagram浏览交互图state machine diagramctrl+t浏览状态图expandctrl+e浏览选中的逻辑包或组件包的主图parent浏览父图specificationctrl+b浏览模型元素的规范top level浏览上层图previous diagramf3浏览前一个图表附8 不同种类模型图的【browse】下级菜单模型图二级菜单快捷键含义use case diagramclass diagramreferenced itemctrl+r浏览选中项目相关的图或说明书create message trace diagramf5创建消息追踪图sequence diagramreferenced itemctrl+r浏览选中项目相关的图或说明书create collaboration diagramf5根据时序图创建协作图collaboration diagramreferenced itemctrl+r浏览选中项目相关的图或说明书create sequence diagramf5根据协作图创建时序图component diagramdeployment diagramreferenced itemctrl+r浏览选中项目相关的图或说明书6. 【report】菜单【report】菜单的下级菜单如表附9所示。表附9 【report】下级菜单二级菜单含义备注show usage显示所选项目在哪里被使用全部图中都有show participants in uc获得用例中所有参与者列表全部图中都有show instances获得所有包含所选类的协作图列表用例图和类图中有show access violations获得类图中包之间所有拒绝访问的列表用例图和类图中有show unresolved objects获得所有所选项目中未解决的对象列表时序图和协作图中有show unresolved message获得所选项目中未解决的消息列表时序图和协作图中有7. 【query】菜单在时序图、协作图和配置图中没有【query】菜单，在其他的模型图中【query】的下级也是不同的，如表附10所示。表附10 【query】下级菜单模型图二级菜单含义use case diagram,class diagramadd class添加类add use case添加用例expand selected elements扩展所选的元素hide selected elements隐藏所选的元素filter relationships过滤关系statechart diagramactivate diagramadd elements添加元素expand selected elements扩展所选的元素hide selected elements隐藏所选的关系filter transitions过滤转换component diagramadd components添加组件add interfaces添加接口expand selected elements扩展所选的元素hide selected elements隐藏所选的元素filter relationships过滤关系8. 【tools】菜单【tools】菜单的下级菜单如表附11所示。表附11 【tools】下级菜单二级菜单三级菜单四级菜单含义create不同模型图的三级菜单不同在此附表中不再逐一赘述check model搜寻模型中未解决的引用，并在日志区中输出结果model propertiesedit编辑模型道具view显示模型道具replace加载模型道具集合export导出模型道具集合add添加新的模型道具update更新模型道具集合二级菜单三级菜单四级菜单含义options定制rose选项open script打开现有的脚本new script创建新的脚本ansi c+open ansi c+ specification编辑ansi c+规范browse header浏览ansi c+标题browser body浏览ansi c+主题reverse engineer由ansi c+代码生成模型generate code 生成ansi c+代码class customization定制生成ansi c+中的类preferences定制ansi c+中的参数convert from classic c+从经典的c+转变为ansi c+ada 83code generation生成ada 83代码browse spec浏览ada 83说明书browse body浏览ada 83主体ada 95code generation生成ada 95代码browse spec浏览ada 95说明书browse body浏览ada 95主体corbaproject specification编辑corba工程规范syntax checkcorba语言检测browse corba source浏览corba来源reverse engineer corba由corba代码生成模型generate code生成corba代码j2ee deploydeploy配置j2eejava/j2eeproject specification编辑java/j2ee工程规范syntax checkjava/j2ee语法检测edit code编辑java/j2ee代码generate code生成java/j2ee代码reverse engineer由java/j2ee代码生成模型check in登记当前的java/j2ee代码check out放弃当前的java/j2ee代码undo check out撤销【check out】use source code control explorer使用源代码控制探测器new ejb创建新的ejbnew servlet创建新的servletgenerate ejg-jar file生成ejb-jar文件generate war file生成war文件二级菜单三级菜单四级菜单含义oracle 8data type creation wizard创建数据模型ordering wizard属性和队列顺序向导edit foreign keys编辑外键analyze schema分析图表schema generation生成图表syntax checker语法检测reports生成数据模型报告import oracle8 data types 导入数据类型quality architectconsole打开质量结构控制台unit testgenerate unit test生成单元测试select unit test template选择单元测试模板create/edit datapool创建或编辑数据池stubsgenerate stub生成存根creat/edit look-up table创建或编辑查询表scenario testgenerate scenario test生成情景测试select scenario template选择情景测试online manual打开在线手册model integrator打开模型集成器web publisher发布模型toplink进行toplink转换comproperties定制com选项import type library导入com组件类型库visual c+model assistant打开建模助手component assignment tool打开组件分配工具update code打开代码更新工具update model from code打开模型更新工具class wizard创建新的类undo last code updata撤销【code update】comnew atl object新的atl对象implement interface实现接口module dependency properties模块依赖关系选项how do i如何实现接口对应的类quick import atl 3.0导入atl3.0类型库quick import mfc 6.0导入mfc6.0类型库model convertervisual c+模型转换器frequently asked questionsvisual c+帮助propertiesvisual c+选项设置二级菜单三级菜单四级菜单含义version controladd to version control将模型元素加入版本控制remove from version control将模型元素从版本控制中删除start version control explorer启动rose中的版本控制系统check in登记为当前版本check out放弃当前版本undo check out撤【check out】get latest获取模型元素的最新版本file properties显示加入版本控制的模型元素的信息file history显示加入版本控制的模型元素的历史信息version control options版本控制选项about rational rose version control integration显示rational rose版本控制的版本信息visual basicmodel assistant打开visual basic建模助手component assignment tool打开visual basic组件分配工具update code打开visual basic代码更新工具update model from code打开visual basic模型更新工具class wizard创建新的visual basic类add reference将com组件的类型库导入模型browse source code浏览visual basic源码properties设置visual basic选项web modeleruser preference设置网络建模器中的用户参数reverse engineer a new web application由网络应用生成模型xml_dtdproject specification编辑xml_dtd工程规范syntax checkxml_dtd语法检测browse xml_dtd source浏览xml_dtd来源reverse engineer xml_dtd由xml_dtd代码生成模型generate code生成xml_dtd代码class wizard创建新类9. 【add-ins】菜单【add-ins】菜单下只有一个【add-in manager】选项，其用途是设置附加选项的状态，即设置为活动或无效。10.【windows】菜单【windows】菜单的下级菜单如表附12所示。表附12 【windows】下级菜单二级菜单含义cascade层叠编辑区窗口tile平均分配编辑区窗口arrange icons排列编辑区最小化窗口的图标11.【help】菜单【help】菜单的下级菜单如表附13所示。表附13 【help】下级菜单二级菜单三级菜单含义contents and index显示文档主题的列表search for help on搜寻一个指定的帮助主题using help在线查看帮助extend help查看扩展帮助contracting technical support客户支持rational on the webrational home page打开rational的主页rose home page打开rose的主页technical support打开技术支持的主页rational developer network打开rational开发者网站about rational rose显示rational rose的产品信息实验二 构建用例图一、实验目的1.学会分析系统中的参与者和用例2.掌握用例图的绘制方法二、实验器材1. 计算机一台；2. rational rose 工具软件；三、实验内容1、分析atm系统需求，按要求画出用例图。2、建立一个销售系统的用例图，写出至少三个用例的事件流。3、建立设计学生管理系统中报到登记的用例图。四、实验步骤（一）atm系统的用例图1.分析atm自动取款机：客户可以取钱，存钱，查询余额，转帐，修改密码。通过分析可找出如下几个参与者：(1) atm（2）客户通过分析得到如下用例： （1）存款 （2）取款（3）查询余额 （4）转帐（5）修改密码 （6）打印收据2绘图步骤： 下面介绍在rose2003中创建用例图的过程：（1）在“use case view“中双击main图，或者右击“use case view“，弹出在快捷菜单中选择“new”“usecase diagram”，双击图标，出现图1.1，为编辑用例图做好准备。 图2.1 空用