用UML的软件工程设计

1、 学 生:学 号:微机原理网上学习系统(E-learning 分析与设计建模 报告Rational Rose 是分析和设计面向对象软件系统的强大的可视化工具,可用来先对系统 建模, 再编写代码, 从而一开始就保证系统结构合理。 利用模型可以更方便地捕获设计缺陷, 从而以较低的成本修正这些缺陷。Rational Rose 支持业务模型,帮助了解系统的业务,有助于系统分析,可以先设计使 用案例和 Use Case框图,显示系统的功能。也可以用 Interaction 框图显示对象之间如何 配合,提供所需功能。 Class 框图可以显示系统中的对象及其相互关系。 Component 框图可 以演示类

2、如何映射到实现组件。最后, Deployment 框图可以显示系统的网络设计。在传统过程中,我们采用的步骤如图 1所示。 Bob图 1 传统软件开发过程用户的需求被建成文档, 但设计在 Bob 的脑子里, 因此只有 Bob 知道系统的结构。 如果 Bob 离开,则这个信息也随他一起离开。如果你代替 Bob ,则你会知道要了解一个文档不足 的系统是多么费事。Rose 模型采用的过程如图 2所示。 图 2 Rose模型采用的过程设计被建成文档, 开发人员就可以在编码之前在一起讨论设计决策了, 不必担心系统设 计中每个人选不同的方向。下面以微机原理网上学习系统(E-learning 为例说明分析与设

3、计建模过程 .一、系统分析模型1、 用例图系统, 子系统或 类与外部的参与者 (actor 交互的动作序列的说明 , 包括各种序列 和 出 错序列,用例分析可以认为是对系统功能的分解,把一个系统分解成若干个功能 ,确定用 例的粒度(功能如何细分一般控制在 20个左右,用例是系统级的,抽象的描述,不是细 化的(只说明做什么,而不关心怎么实现具体的做法 ,对复杂的系统可以划分为若干子系 统。获取用例(分析系统需求步骤 :活动者希望系统执行什么任务;活动者在系统中访问 那些信息(创建 存储,修改 删除 ;需要将外界的那些信息提供给系统;需要将系统的那 些信息告诉活动者;如何维护系统。识别活动者 (系

4、统参与者就是活动者 :谁向系统提供信息 ;谁从系统获取信息;谁 操作 系统;谁维护系统;系统使用那些外部资源;系统是否和已经存在的系统交互; actor 不仅仅是人, 而是指代表某一种特定功能的角色, 一个人可以对应很多个 actor 可 以指外部系统或设备,如果一个角色的操作由另外一个角色代理完成, 需要建立依赖关系。 对于微机原理网上学习系统来说,教师是一个活动的参与者(角色 ,学生也是一 个活动参与者(角色 。在系统中,用例有:资源共享、作业管理、成绩显示、在线考试、 课程论坛、提交作业。还有一些抽象用例,不是有用户直接驱动的,如:作业公布、批改作 业、课件下载、资料上传下载、工具上传下

5、载。微机原理网上学习系统的系统“用例图”如图 3所示。 图 3 系统用例图2、 活动图活动图是任何系统活动以及活动之间数据流或判断的可视表示。 活动图提供了多种不同 的业务流程视图。 具有以下用途:描述活动之间的数据流或判断; 提供多种不同的业务流程 视图; 描述用例中出现的活动; 使用不同的非连续符号显示多种不同的活动; 显示并行线程。微机原理网上学习系统的系统的“学生活动图”如图 4所示。 “教师活动图”如图 5所示。学生进入系统的活动:首先登陆,登陆成功后,进入系统,可以在系统上进行“资 源共享”下的“课件下载” 、 “提交作业” 、 “在线考试” 、 “课程论坛” 、 “退出系统”等活

6、动。 教师可以进行的活动:首先登陆,登陆成功后,进入系统,可以在系统上进行“资源共享” 下的“课件制作与发布” 、 “作业管理”下的“作业批改和成绩公布” 、 “在线考试”下的“在 线阅卷和成绩发布” 、 “课程论坛” 、 “退出系统”等活动。 图 4 学生活动图 图 5 教师活动图二、系统设计模型1、类图类图描述系统中类的静态结构。 不仅定义系统中的类 , 表示类之间的联系如关联、 依赖、 聚合等 , 也包括类的内部结构 (类的属性和操作 。 类图描述的是一种静态关系 , 在系统的整个 生命周期都是有效的。对象图是类图的实例 , 几乎使用与类图完全相同的标识。他们的不同 点在于对象图显示类的

7、多个对象实例 , 而不是实际的类。一个对象图是类图的一个实例。由 于对象存在生命周期 , 因此对象图只能在系统某一时间段存在。 包由包或类组成 , 表示包与包 之间的关系。包图用于描述系统的分层结构。通过对 微机原理 网上学习系统进行分析, 系统中的类有:教师信息类、 学生信息类、 课件信息类、课程信息类、题库类,根据教师和学生的特性,抽象出一般化类“用户类” 。 系统“类图”设计模型如图 6所示。 图 6 系统类图2、顺序图顺序图显示对象之间的动态合作关系 , 它强调对象之间消息发送的顺序 , 同时显示对象之间的交互 ; 合作图描述对象间的协作关系 , 合作图与顺序图相似 , 显示对象间的动

8、态合作关 系。 除显示信息交换外 , 合作图还显示对象以及它们之间的关系。 如果强调时间和顺序 , 则使 用顺序图 ; 如果强调上下级关系 , 则选择合作图。对于微机原理网上学习系统,首先根据“学生活动图”建立脚本。学生进行网上学习的正常脚本如下:1、 用户登陆;2、 选择课程;3、 反馈选课信息并记录;4、 在线考试;5、 反馈在线考试成绩并记录;6、 在先提交作业;7、 反馈作业提交情况和批改情况;8、 课件下载;9、 反馈课件下载记录;学生进行网上学习的异常脚本如下:1、用户登陆;2、非法登陆;3、注销用户。结合“学生活动图” ,可以设计出微机原理网上学习系统中, “学生顺序图”如图 7

9、所示。 图 7 学生顺序图教师进行网上操作的正常脚本如下:1、 登陆;2、 添加课程;3、 添加课件;4、 添加课程资源;5、 修改课件;6、 修改课程资源;7、 退出系统学生进行网上学习的异常脚本如下:1、登陆;2、非法登陆;3、退出系统。结合 “教师活动图” ,可以设计出微机原理网上学习系统中, “教师活动图”如图 8所示。 图 8 教师活动图3、组件图组件图描述代码部件的物理结构及各部件之间的依赖关系。 一个部件可能是一个资源代 码部件、 一个二进制部件或一个可执行部件。 它包含逻辑类或实现类的有关信息。 组件图有 助于分析和理解部件之间的相互影响程度。在微机原理网上学习系统中,参与的部

10、件有 PHP 、教师应用程序、学生应用程序、 教师模版,学生模版、库文件。 “系统组件图”如图 10所示。 图 10 系统组件图4、部署图部署图定义系统中软硬件的物理体系结构。它可以显示实际的计算机和设备 (用节点表 示 以及它们之间的连接关系 , 也可显示连接的类型及部件之间的依赖性。在节点内部 , 放置 可执行部件和对象以显示节点跟可执行软件单元的对应关系。在微机原理网上学习系统中,主要的软硬件包括:WEB 服务器、应用服务器、数据 库服务器、教师应用界面、学生应用界面。 “系统部署图”如图 11所示。 图 11 系统部署图三、系统数据库模型对于微机原理网上学习系统这样的 Web 应用来说

11、,关系数据库是一种强大的支持 工具,这得益于它们的高可用性、性能,而且相对来说,关系数据库比较容易使用。要找出 一个功能完善、源代码开放、能够在多种平台上运行的数据库系统并不困难。我们可以用 Perl 、 Java 、 PHP 以及其他服务器端脚本语言把关系数据库和 Web 网站连结到一起。 随着网站规模的发展, 它对数据库 通常是关系数据库 的依赖程度也日益增加。 大量页面 和服务需要向数据库表写入信息, 或者从数据库提取信息。 对于大多数网站, 数据库表很快 成为网站体系结构中的关键部分,成为网站运作的生命中枢。用图(Diagram 管理数据模型具有高效、方便的优点。对于 RDBMS ,描述数据模型 的图通常称为实体关系图(Entity Relationship Diagram, ERD 。用 ERD 描述数据模型能够 帮助你预先精确定义数据需求, 使你能够对以后的改动做出有效的规划, 能够随着网站的发 展方便地改进规划。在微机原理网上学习系统中,与解决问题密切相关的数据实体有:教师、学生、课 程、 登陆系统、 系统资源、 课件信息、 题库、 作业信息。 因此, 按照设计规范, 设计出的 “ CDM 图”如图 12所示, “ PDM 图”如图 13所示。1、 CDM 图 图 12 CDM图2、 PDM 图 图 13