1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上UML建模實驗指導書（10學時）哈爾濱理工大學計算機科學與技術學院實驗教學中心實驗一 Rose基本使用及用例圖實驗目的1熟悉Rose的系統(tǒng)界面，掌握其基本使用方法。2熟悉模型圖標元素。3掌握用例圖的繪制方法。實驗內(nèi)容1練習Rose的基本使用。2熟悉UML模型元素及表示方法。3繪制圖書館管理系統(tǒng)的用例圖。實驗要點及說明一、 Rose簡介Rose是美國的Rational公司的面向?qū)ο蠼９ぞ撸眠@個工具，可以建立用UML描述的軟件系統(tǒng)的模型，而且可以自動生成和維護C+、Java、VB和Oracle等語言和系統(tǒng)的代碼。Ø Rational Rose在建模方面具有

2、以下特點：1.保證模型和代碼高度一致。Rose可以實現(xiàn)真正意義上的正向、逆向和雙向工程。2.支持多種語言。Rose本身能夠支持的語言包括C+、Visual C+、Java、Visual Basic、PowerBuilder等，還可為數(shù)據(jù)庫應用產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫描述語言(DDL)。3.為團隊開發(fā)提供強有力的支持。Rose提供了兩種方式來支持團隊開發(fā)：一種是采用SCM(軟件配置管理)的團隊開發(fā)方式；另一種是沒有SCM情況下的團隊開發(fā)方式。這兩種方式為用戶提供了極大的靈活性，用戶可以根據(jù)開發(fā)的規(guī)模和開發(fā)人員數(shù)目以及資金情況等選擇一種方式進行團隊開發(fā)。4.支持模型的Internet發(fā)布。Rose的Intern

3、et Web Publisher能夠創(chuàng)建一個基于Web的Rose模型的HTML版本，使得其他人員能夠通過標準的瀏覽器，如IE來瀏覽該模型。5.生成使用簡單且定制靈活的文檔。Rose本身提供了直接產(chǎn)生模型文檔的功能。6.支持關系型數(shù)據(jù)庫的建模。利用Rose能夠進行數(shù)據(jù)庫的建模。Rose能夠為ANSI、Oracle、SQL Server等支持標準DDL的數(shù)據(jù)庫自動生成數(shù)據(jù)描述語言。Ø Rational Rose 基本使用Rational Rose主界面如下圖所示：:Rose的工作區(qū)分為4個部分：瀏覽器、文檔區(qū)、編輯區(qū)和日志區(qū)。1.瀏覽器用來瀏覽、創(chuàng)建、刪除和修改模型中的模型元素。瀏覽器是

4、層次結(jié)構(gòu)，組成樹形視圖樣式，用于在Rose模型中迅速定位。瀏覽器可以顯示模型中的所有元素，包括用例、關系、類和組件等，每個模型元素可能又包含其他元素。利用瀏覽器可以增加模型元素(參與者、用例、類、組件、圖等)；瀏覽現(xiàn)有的模型元素；瀏覽現(xiàn)有的模型元素之間的關系；移動模型元素；更名模型元素；將模型元素添加到圖中；將文件或者URL鏈接到模型元素上；將模型元素組成包；訪問模型元素的詳細規(guī)范；打開圖。瀏覽器中有4個視圖：Use Case View(用例視圖)、Logical View(邏輯視圖)、Component View(組件視圖)、Deployment View(配置視圖)。2.文檔區(qū)用來顯示和書

5、寫各個模型元素的文檔注釋。文檔區(qū)用于為Rose模型元素建立文檔，例如對瀏覽器中的每一個參與者寫一個簡要定義，只要在文檔區(qū)輸入這個定義即可。3.編輯區(qū)用來顯示和創(chuàng)作模型的各種圖。在編輯區(qū)中，可以打開模型中的任意一張圖，并利用左邊的工具欄對圖進行瀏覽和修改。修改圖中的模型元素時，Rose會自動更新瀏覽器。同樣，通過瀏覽器改變元素時，Rose也會自動更新相應的圖。這樣就可以保證模型的一致性。4.日志區(qū)用來記錄對模型所做的所有重要動作。Ø Rational Rose的視圖Rose模型中有4個視圖：Use Case View(用例視圖)、Logical View(邏輯視圖)、 Componen

6、t View(組件視圖)、Deployment View(配置視圖)。每個視圖針對不同的對象，具有不同的作用。1. Use Case View(用例視圖)用例視圖包括系統(tǒng)中的所有參與者、用例和用例圖，還可能包括一些時序圖或協(xié)作圖。用例視圖是系統(tǒng)中與實現(xiàn)無關的視圖，它只關注系統(tǒng)功能的高層形狀，而不關注系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方法。通常在項目開始時要先確定，之后不輕易修改。 2. Logical View(邏輯視圖)邏輯視圖關注系統(tǒng)如何實現(xiàn)用例中提出的功能，提供系統(tǒng)的詳細圖形，描述組件之間如何關聯(lián)。另外，邏輯視圖還包括需要的特定類、類圖和狀態(tài)圖。利用這些細節(jié)元素，開發(fā)人員可以構(gòu)造系統(tǒng)的詳細信息。從邏輯視圖中

7、可以看到系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)。 3. Component View(組件視圖) 組件視圖顯示代碼模塊之間的關系。組件視圖包含模型代碼庫、可執(zhí)行文件、運行庫和其他組件的信息。組件是代碼的實際模塊。在Rose中，組件和組件圖在組件視圖中顯示。從組件視圖中可以看出系統(tǒng)實現(xiàn)的物理結(jié)構(gòu)。 4. Deployment View(配置視圖)配置視圖關注系統(tǒng)的實際配置，可能與系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)有所不同。例如，系統(tǒng)可能使用三層邏輯結(jié)構(gòu)，但配置可能是兩層的。配置視圖還要處理其他問題，如容錯、網(wǎng)絡帶寬、故障恢復和響應時間等。一個項目只有一個配置視圖。Ø 使用Rational Rose建模 1創(chuàng)建模型 Rose模型文

8、件的擴展名是.mdl，要創(chuàng)建模型，需要完成下列步驟：1) 從菜單欄選擇“FileNew”，或單擊標準工具欄中的“New”按鈕；2) 彈出如圖2-14所示的對話框，選擇要用到的框架，單擊“OK”按鈕。如果不使用模板，單擊“Cancel”按鈕。 如果選擇使用模板，Rose會自動裝入此模板的默認包、類和組件。模板提供了每個包中的類和接口，各有相應的屬性和操作。通過創(chuàng)建模板，可以收集類與組件，便于作為基礎設計和建立多個系統(tǒng)。如果單擊“Cancel”按鈕，表示創(chuàng)建一個空項目，用戶需要從頭開始創(chuàng)建模型。2.保存模型 Rational Rose的保存，類似于其他應用程序。可以通過菜單或者工具欄來實現(xiàn)。1)

9、保存模型：通過選擇菜單“FileSave”或者工具欄的“Save”按鈕，來保存系統(tǒng)建模。2) 保存日志：激活日志窗口（見圖2-30），通過菜單“FileSave Log As”來保存，或者右鍵單擊日志窗口，在彈出的菜單中選擇“Save Log As”命令來保存。3.設置全局選項全局選項可以通過菜單ToolsOptions進行設置。1) 設置字體在Options對話框中，可以設置文檔窗口字體、日志窗口字體和默認字體，點擊不同的Front按鈕，就可以分別設置字體。2) 設置顏色 Rose中可以單獨修改對象的顏色。點擊Options對話框中的Line Color和Fill Color按鈕，用戶可以分

10、別設置對象的線顏色和填充顏色。二、UML中的模型元素UML中的模型元素包括事物和事物之間的聯(lián)系。事物是UML中重要的組成部分，它代表任何可以定義的東西。事物之間的關系能夠把事物聯(lián)系在一起，組成有意義的結(jié)構(gòu)模型。每一個模型元素都有一個與之相對應的圖形元素。模型元素的圖形表示使UML的模型圖形化，而圖形語言的簡明和直觀使其成為人們建立問題模型的有力工具。Ø 事物UML模型中的事物可分為結(jié)構(gòu)事物、動作事物、分組事物和注釋事物4類。這些事物是UML模型中面向?qū)ο蟮幕镜慕ㄖ欤麄冊谀Ｐ椭袑儆陟o態(tài)部分，代表物理上或概念上的元素。1. 結(jié)構(gòu)事物 UML模型中最基本的結(jié)構(gòu)化事物共有7種，類、接口

11、、協(xié)作、用例、活動類、組件和節(jié)點。 （1）類（如圖1-1所示）Ø 對具有相同屬性、方法、關系和語義的對象的抽象。 （2）接口（如圖1-2所示）Ø 類或組件提供特定服務的一組操作的集合。 Ø 描述了類或組件的對外可見的動作。（3）協(xié)作（如圖1-3所示） Ø 定義了交互操作。 Ø 代表構(gòu)成系統(tǒng)的模式的實現(xiàn)。（4）用例（如圖1-4所示） Ø 描述系統(tǒng)對一個特定角色執(zhí)行的一系列動作。 Ø 組織動作事物。圖1-1 類 圖1-2 接口 圖1-3 協(xié)作 圖1-4 用例 （5）活動類（如圖1-5所示） Ø 類對象有一個或多個進程或

12、線程的類。 （6）組件（如圖1-6所示）Ø 實現(xiàn)了一個接口集合的物理上可替換的系統(tǒng)部分。 （7）節(jié)點（如圖1-7所示）Ø 在運行時存在的一個物理元素。Ø 代表一個可計算的資源。Ø 通常占用一些內(nèi)存和具有處理能力。 圖1-5 活動類 圖1-6 組件 圖1-7 節(jié)點2. 動作事物 動作事物是UML模型中的動態(tài)部分，它們是模型的動詞，代表時間和空間上的動作。交互和狀態(tài)機是UML模型中最基本的兩個動態(tài)事物元素，它們通常和其他的結(jié)構(gòu)元素、主要的類、對象連接在一起。（1）交互一組對象在特定上下文中，為達到某種特定的目的而進行的一系列消息交換組成的動作。 在UML中消

13、息表示為帶箭頭的直線，直線上標注操作名字，如圖1-8所示。（2）狀態(tài)機由一系列對象的狀態(tài)組成。在UML中狀態(tài)的圖形表示如圖1-9所示。3. 分組事物 Ø 分組事物是UML模型中組織的部分。Ø 分組事物只有一種，稱為包。Ø 包是一種將有組織的元素分組的機制。Ø 包只存在于開發(fā)階段。Ø 包的圖形表示如圖1-10所示。4. 注釋事物 UML模型的解釋部分。在UML中注釋事物的圖形表示如圖1-11所示。圖1-8 消息 圖1-9 狀態(tài) 圖1-10 包 圖1-11 注釋 UML中的關系 UML中包括如下幾種常用關系。1.關聯(lián)關系。關聯(lián)關系連接元素和鏈接實例

14、，它用連接兩個模型元素的實線表示。如圖1-12所示2.依賴關系。依賴關系描述一個元素對另一個元素的依附。依賴關系用源模型指向目標模型的帶箭頭的虛線表示，如圖1-13所示。圖1-12 關聯(lián) 圖1-13 依賴3.泛化關系。泛化關系也稱為繼承關系，這種關系意味著一個元素是另一個元素的特例。泛化用一條帶空心三角箭頭的實線表示，他從表示特殊性事物的模型元素指向表示一般性事物的模型元素，如圖1-14所示。4.實現(xiàn)關系。實現(xiàn)關系描述一個元素實現(xiàn)另一個元素。實現(xiàn)關系用一條帶空心三角箭頭的虛線表示，箭頭從源模型指向目標模型，表示源模型元素實現(xiàn)目標元素模型，如圖1-15所示。5.聚合關系。聚合關系描述元素之間部分

15、與整體的關系，即一個表示整體的模型元素可能由幾個表示部分的模型元素聚合而成。聚合關系用一端帶有空心小菱形的直線表示，小菱形端連接表示整體事物的模型元素，另一端連接表示部分事物的模型元素，如圖1-16所示。圖1-14 泛化 圖1-15 實現(xiàn) 圖1-16 聚合三、實例圖書館管理系統(tǒng)的用例圖 1確定系統(tǒng)涉及的總體信息 讀者：n 借書n 還書n 書籍預定 圖書館管理員：n 書籍借出處理n 書籍歸還處理n 預定信息處理 系統(tǒng)管理員：n 增加書目n 刪除或更新書目n 增加書籍n 減少書籍n 增加讀者賬戶信息n 刪除或更新讀者賬戶信息n 書籍信息查詢n 讀者信息查詢 2確定系統(tǒng)的參與者圖書館管理系統(tǒng)的參與者

16、：n 讀者（借閱者）n 圖書館管理員n 圖書館管理系統(tǒng)維護者 3確定系統(tǒng)的用例 借閱者請求服務的用例n 登錄系統(tǒng) n 查詢自己的借閱信息n 查詢書籍信息n 預定書籍n 借閱書籍n 歸還書籍 圖書館管理員處理借書、還書的用例n 處理書籍借閱n 處理書籍歸還n 刪除預定信息 系統(tǒng)管理員進行系統(tǒng)維護的用例n 查詢借閱者信息n 查詢書籍信息n 增加書目n 刪除或更新書目n 增加書籍n 刪除書籍n 添加借閱者賬戶n 刪除或更新借閱者賬戶 4使用Rose繪制用例圖的步驟 創(chuàng)建用例圖在瀏覽器窗口中，在“Use Case View”的圖標上單擊鼠標右鍵,在彈出的菜單中選擇New Use Case Diagra

17、m。此時，在“Use Case View”樹形結(jié)構(gòu)下多了一個名為“New Diagram”的圖標，這個圖標就是新建的用例圖的圖標。右鍵單擊此圖標，在彈出的菜單中選擇Rename菜單項，可以為用例圖重命名。雙擊用例圖圖標，出現(xiàn)用例圖的編輯區(qū)和編輯工具欄。 工具欄的定制用戶可以根據(jù)需要自行定制和添加工具欄中的圖標按鈕，操作方法為：右鍵單擊工具欄的空白處，在彈出的菜單中選擇Customize菜單項，出現(xiàn)“自定義工具欄”對話框，在此對話框中可以添加工具欄中的圖標按鈕。 添加參與者與用例n 繪制參與者與用例。參與者和用例的繪制方法相同，首先點擊工具欄中的圖標按鈕，然后在編輯區(qū)要繪制的地方單擊鼠標左鍵。n

18、 設置用例的屬性。在用例上雙擊，彈出用例屬性設置對話框。也可以在選中的用例上單擊右鍵，在彈出的菜單中選擇“Open Specification.”,打開屬性設置對話框。n 設置參與者的屬性。雙擊參與者圖標，打開參與者屬性設置對話框。也可以在選中的參與者上單擊右鍵，在彈出的菜單中選擇“Open Specification.”,打開屬性設置對話框。 添加參與者與用例之間的關系首先點擊工具欄上表示關系的按鈕，然后在參與者與用例之間拖動鼠標。此外，還可以修改關系的屬性，具體方法可參照參與者與用例的屬性設置方法。 添加用例之間的關系 用例之間的關系有關聯(lián)關系（Association）、包含關系（Incl

19、ude）、擴展關系（Extend）和泛化關系（generalization）4種。關聯(lián)關系的圖標按鈕為，包含關系與擴展關系的圖標按鈕為，泛化關系的圖標按鈕為。添加用例之間關系，其操作方法參照。5圖書館管理系統(tǒng)中的用例圖 借閱者請求服務的用例圖（如圖1-17所示）用例圖說明n Search for book: 書籍查詢用例。n Reserve the book: 書籍預定用例。n Logon the system: 登陸系統(tǒng)。n Query Info: 查詢借閱信息。n Borrow the book: 借閱書籍。n Return the book: 歸還書籍。n Return With Fin

20、e: 還書時繳納罰金。圖1-17 借閱者請求服務的用例圖 圖書館管理員處理借書、還書的用例圖 （如圖1-18所示）用例圖說明n Get book: 書籍歸還處理。n Lend book: 書籍借閱處理。n Remove Reservation: 刪除書籍預定信息。圖1-18 圖書館管理員處理借書、還書的用例圖 n Get With Fine: 還書時收取罰金。n Check user count: 檢查用戶借閱憑證的合法性。 系統(tǒng)管理員進行系統(tǒng)維護的用例圖 （如圖1-19所示）圖1-19系統(tǒng)管理員進行系統(tǒng)維護的用例圖用例圖說明n Query Borrower Info: 查詢讀者信息。n Qu

21、ery Book Info: 查詢書籍信息。n Add Title: 增加書目。n Remove or Update Title: 刪除或更新書目。n Add Book: 增加書籍。n Remove Book: 刪除書籍。n Add Borrower: 添加借閱者賬戶。n Remove or Update Borrower: 刪除或更新借閱者賬戶信息。實驗二 類圖實驗二 棧和隊列實驗目的掌握類圖的創(chuàng)建及畫法。實驗內(nèi)容用Rose繪制圖書館管理系統(tǒng)的類圖。實驗要點及說明一、類圖的用途類圖是系統(tǒng)靜態(tài)視圖的一部分，它主要是用來描述軟件系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。該視圖主要支持系統(tǒng)的功能需求，也就是系統(tǒng)要提供給最終

22、用戶的服務。當系統(tǒng)分析師以支持軟件系統(tǒng)的功能需求為目的設計靜態(tài)視圖時，通常以下述3種方法之一使用類圖。（1）對系統(tǒng)的詞匯建模；（2）對簡單協(xié)作建模；（3）對邏輯數(shù)據(jù)庫模式建模。二、類圖建模技術1. 對簡單協(xié)作建模 協(xié)同是軟件系統(tǒng)的動態(tài)交互在軟件系統(tǒng)的靜態(tài)視圖上的映射。協(xié)同的靜態(tài)結(jié)構(gòu)是通過類圖表達出來的。在對類圖的簡單協(xié)同建模時，不僅要描述類的職責、結(jié)構(gòu)和服務，還要強調(diào)類間的關系。 在協(xié)同建模時，要遵循的策略包括：（1）識別要模擬的機制。一個機制描述了被建模的部分系統(tǒng)的一些功能和行為，這些功能和行為是由類、接口等元素交互作用產(chǎn)生的。（2）對每種機制，識別參與協(xié)作的類、接口和其他協(xié)作，并識別它們間

23、的關系。（3）通過協(xié)作的腳本，發(fā)現(xiàn)建模的模型是否有被遺漏和語義錯誤的地方，并更正錯誤。（4）得出相應類的對象，并確定具體的屬性和操作。2. 對數(shù)據(jù)庫模式建模 在為數(shù)據(jù)庫建模時，要遵循的策略包括：（1）在系統(tǒng)中確定的類，它的狀態(tài)必須超過其應用系統(tǒng)生命周期。（2）創(chuàng)建包含這些類的類圖，并把它們標記成永久的（persistent）。（3）展開這些類的結(jié)構(gòu)信息，即詳細的描述屬性的細節(jié)，并注重關聯(lián)和構(gòu)造這些類的基數(shù)。（4）觀察系統(tǒng)中的公共模式（如循環(huán)關聯(lián)、一對一關聯(lián)等），它們往往使物理數(shù)據(jù)庫設計復雜化。如果必要，系統(tǒng)分析師需要創(chuàng)建簡化邏輯結(jié)構(gòu)的中間抽象。（5）考慮這些類的行為，擴充那些對于數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)

24、完整性很重要的操作。（6）如果可能，用工具來把邏輯設計換成物理設計。三、實例圖書館管理系統(tǒng)的類圖 1使用Rose繪制類圖的步驟： 創(chuàng)建類圖在瀏覽器窗口中，右鍵單擊“Logic View”圖標,從彈出的菜單中選擇New Class Diagram。此時，在“Logic View”樹形結(jié)構(gòu)下多了一個名為“New Diagram”的圖標。要改變圖標的名稱，只要在創(chuàng)建時直接輸入即可。還可以右鍵單擊此圖標，在彈出的菜單中選擇Rename菜單項，可以為類圖重命名。雙擊類圖圖標，出現(xiàn)類圖的編輯區(qū)和編輯工具欄，類圖的工作欄及其說明如下圖所示。 加入類單擊工具欄中類的圖標，然后在類圖編輯區(qū)域中某個位置單擊鼠標左

25、鍵，就可以在該類圖中繪制一個類。要改變類的名稱，只要在創(chuàng)建時直接輸入即可。還可以右鍵單擊編輯區(qū)域中類的圖標，在彈出的菜單中選擇Open Specification. 按鈕，在出現(xiàn)的對話框里可以對類進行一定的設置，包括設置類的名字、類型等。 增加類的屬性有兩種方法可以增加類的屬性(即類的成員變量)。n 使用“Class Specification”。按照前面介紹的方法打開“Class Specification”窗口，然后選擇“Attributes”選項卡，在窗口空白的地方單擊右鍵，并且單擊Insert按鈕。 n 選擇類的圖標，單擊右鍵，在彈出的菜單中選擇New Attribute按鈕。 增加類

26、的方法類的方法是該類所能進行的操作。增加類的方法與增加類的屬性相似，按照前面介紹的方法打開“Class Specification”窗口，然后選擇“Operation”選項卡，在窗口空白的地方單擊右鍵，并且單擊Insert按鈕。還可以選擇類的圖標，單擊右鍵，在彈出的菜單中選擇New Operation按鈕。2圖書館管理系統(tǒng)的類圖。 在圖書館管理系統(tǒng)的實例中，數(shù)據(jù)類共有7個：Item、Title、Loan、Reservation、Borrower（項目，名稱，借出，預定，借閱者）， 5個類之間有一定的關系，如圖2-1所示。圖2-1 圖書館系統(tǒng)的類圖實驗三 時序圖和協(xié)作圖實驗二 棧和隊列實驗目的1

27、掌握時序圖、協(xié)作圖的繪制方法。2驗證Rose的交互圖自動生成功能。實驗內(nèi)容1 用Rose繪制圖書館管理系統(tǒng)的時序圖與協(xié)作圖。2 利用Rose的交互圖自動生成功能，將已經(jīng)設計好的時序圖轉(zhuǎn)換成協(xié)作圖。實驗要點及說明一、 時序圖建模技術按時間順序?qū)刂屏鹘＃裱缦虏呗浴?設置交互的語境。 通過識別對象在交互中扮演的角色，設置交互的場景。 為每個對象設置生命線。 從引發(fā)某個消息的信息開始，在生命線之間畫出從頂?shù)降滓来握归_的消息，顯示每個消息的特性（如參數(shù)）。 如果需要可視化消息的嵌套或?qū)嶋H計算發(fā)生時的時間點，可以用激活修飾每個對象的生命期。 如果需要說明時間或空間的約束，可以用時間標記修飾每個消

28、息，并附上合適的時間和空間約束。 如果需要更形式化的說明某控制流，可以為每個消息附上前置和后置條件。實例1圖書館管理系統(tǒng)的時序圖1 使用Rational Rose繪制時序圖的步驟。 創(chuàng)建時序圖。在瀏覽器窗口中，在“Use Case View”的圖標上單擊鼠標右鍵,在彈出的菜單中選擇New Sequence Diagram。此時，在“Use Case View”樹形結(jié)構(gòu)下多了一個名為“New Diagram”的圖標，右鍵單擊此圖標，在彈出的菜單中選擇Rename菜單項，可以更改新創(chuàng)建的時序圖的名字。雙擊時序圖圖標，出現(xiàn)時序圖的編輯區(qū)和編輯工具欄。 時序圖工具欄按鈕簡介。時序圖工具欄中各個按鈕的圖

29、標及其作用如圖3-1所示。 添加對象。n 向時序圖添加對象。首先點擊工具欄中的對象圖標按鈕，然后在編輯區(qū)要放置對象的位置單擊鼠標左鍵。圖3-1 時序圖工具欄各個按鈕的圖標及作用n 設置對象屬性。可以雙擊相應的對象圖標，彈出對象屬性設置對話框。也可以選中要改變屬性的對象，單擊右鍵，在彈出的菜單中選擇“Open Specification.”,打開屬性設置對話框。n 設置對象持續(xù)性。可以設置每個對象的持續(xù)性，Rose中提供了3個選項。“持續(xù)(Persistent)”對象保存到數(shù)據(jù)庫或其他形式的永久存儲體中，即使程序終止，對象依然存在。“靜態(tài)(Static)”對象保存在內(nèi)存中直到程序終止。“臨時(T

30、ransient)”對象只是在短時間內(nèi)保存在內(nèi)存中。要設置對象的持續(xù)性，右鍵單擊要設置持續(xù)性的對象，從彈出菜單中選擇 “Open Specification.”,打開屬性設置對話框，即可進行設置。 添加消息消息是對象間的通信，一個對象可以請求另一個對象做某件事。在時序圖中，消息用兩個對象生命線之間的箭頭表示。n 增加對象間的消息。首先點擊工具欄中的圖標按鈕，然后將鼠標從發(fā)送消息的對象或角色的生命線拖動到接收消息的對象或角色的生命線。消息繪制出來以后，還要輸入消息文本。雙擊表示消息的箭頭，在彈出的對話框的Name 字段里輸入要添加的文本。n 顯示或取消消息編號。消息編號在時序圖中是可選的，選擇菜

31、單欄的ToolsOptions菜單項，在出現(xiàn)的對話框中選擇Diagram選項卡，將“Sequence numbering”復選框勾選，就可以顯示消息編號；如果不勾選，消息編號不會顯示在時序圖中。n 顯示或取消激活顯示。選擇菜單欄的ToolsOptions菜單項，在出現(xiàn)的對話框中選擇Diagram選項卡，將“Focus of control”復選框勾選，就可以顯示激活；如果不勾選，激活不會顯示在時序圖中。2 圖書館管理系統(tǒng)的時序圖。 在圖書館管理系統(tǒng)中，每個用例都可以建立一個時序圖，將用例執(zhí)行中各個參與的對象之間的消息傳遞過程表現(xiàn)出來。由于圖書館管理系統(tǒng)中用例很多，此處只介紹幾個重要的時序圖。

32、系統(tǒng)管理員添加書籍的時序圖（如圖3-2）。圖3-2 系統(tǒng)管理員添加書籍的時序圖時序圖說明n add Item()：添加書籍函數(shù)。n find(String)：根據(jù)書籍查找相應書目的函數(shù)。n create(Integer, Title)：修改書籍數(shù)目的函數(shù)。 圖書管理員處理借書的時序圖（不包括預留書籍的情況）。圖3-3 圖書管理員處理借書的時序圖時序圖說明n find(String)：查找書目的函數(shù)。n find_item()：查找所要書籍的函數(shù)。n find_on_title(Title)：根據(jù)書目名從數(shù)據(jù)庫中找到書目信息的函數(shù)。n identify_borrower()：驗證借閱者身份的函數(shù)

33、。n find(Sting)：根據(jù)借閱者的登陸賬號找到借閱者信息的函數(shù)。n create(Borrower, item)：修改借閱信息的函數(shù)。 系統(tǒng)管理員刪除書目的時序圖（如圖3-4）。時序圖說明n find(String)：書目類的查找函數(shù)。n find_on_title(Title)：查找此書目下書籍信息的函數(shù)。n destroy：刪除書籍信息的函數(shù)。n destroy：刪除書目信息的函數(shù)。圖3-4 系統(tǒng)管理員刪除書目的時序圖 借閱者預留書籍的時序圖（如圖3-5）。圖3-5借閱者預留書籍的時序圖時序圖說明n Login：登陸系統(tǒng)的函數(shù)。n find(string)：查找相應書目的函數(shù)。n

34、reserve()：預訂書籍的函數(shù)。二、協(xié)作圖建模技術利用協(xié)作圖對控制流建模，要遵循如下策略。 設置交互的語境。 通過識別對象在交互中扮演的角色，設置交互的場景。 對每個對象設置初始特性。 描述對象之間可能有信息沿著它傳遞的鏈。 從引起交互的消息開始，適當?shù)卦O置其順序號，然后將隨后的每個消息附到適當?shù)逆溕稀?如果需要說明時間或空間約束，可以用時間標記修飾這個消息，并附上合適的時間和空間約束。 如果需要更形式化地說明這個控制流，可以為每個消息附上前置和后置條件。 實例圖書館管理系統(tǒng)的協(xié)作圖1 使用Rational Rose繪制協(xié)作圖的步驟。 創(chuàng)建協(xié)作圖。在瀏覽器窗口中，在“Use Case Vi

35、ew”的圖標上單擊鼠標右鍵,在彈出的菜單中選擇New Collaboration Diagram。此時，在“Use Case View”樹形結(jié)構(gòu)下多了一個名為“New Diagram”的圖標，右鍵單擊此圖標，在彈出的菜單中選擇Rename菜單項，可以更改新創(chuàng)建的協(xié)作圖的名字。雙擊協(xié)作圖圖標，出現(xiàn)協(xié)作圖的編輯區(qū)和編輯工具欄。 協(xié)作圖工具欄按鈕簡介。協(xié)作圖工具欄中各個按鈕的圖標及其作用如圖3-6所示。 添加對象。首先點擊工具欄中的圖標按鈕，然后在繪制區(qū)要放置對象的位置單擊鼠標左鍵。協(xié)作圖中對象的屬性及持續(xù)性的設置方法見時序圖。 添加消息n 添加對象間的消息。在將消息添加到兩個對象之間前，首先要建立

36、對象間的通信路徑。單擊工具欄中的圖標按鈕，在兩個目標對象之間拖動一條直線，就在對象間增加了通信路徑。有了通信路徑，就可以在路徑上增加對象之間的消息了。增加對象間消息的步驟如下：選擇工具欄中的圖標按鈕或，單擊兩個對象之間的通信路徑，就會畫出消息箭頭。消息繪制出來以后，還要輸入消息文本。雙擊表示消息的箭頭，在彈出的對話框的Name 字段里輸入要添加的文本。n 添加反身消息。選擇工具欄中的圖標按鈕，然后單擊收發(fā)消息的對象，為此對象增加一個到它自身的通信路徑。反身通信路徑在對象上方，顯示為半圓形。 圖3-6 協(xié)作圖工具欄各個按鈕的圖標及作用選擇工具欄中的圖標按鈕，然后在對象的反身通信路徑上單擊，Ros

37、e就會為對象添加消息。新增加的消息的屬性值可以按照前面介紹的方法修改。 添加數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)流描述一個對象向另一個對象發(fā)送消息時返回的消息。一般來說，對協(xié)作圖的每個消息都加上數(shù)據(jù)流是沒有必要的，這樣做只會使圖中堆滿價值不大的信息。只要在一些重要消息上附加數(shù)據(jù)流即可。 數(shù)據(jù)流的添加步驟如下：選擇工具欄的圖標按鈕或，單擊要返回數(shù)據(jù)的消息，Rose就會在協(xié)作圖中添加數(shù)據(jù)流箭頭。2圖書館管理系統(tǒng)的協(xié)作圖。同時序圖類似，在圖書館管理系統(tǒng)中，每個用例也可以建立一個協(xié)作圖。此處只介紹幾個重要的協(xié)作圖。 系統(tǒng)管理員添加書籍的協(xié)作圖（如圖3-7）。協(xié)作圖說明n add Item()：添加書籍函數(shù)。n find(St

38、ring)：根據(jù)書籍名查找相應書目的函數(shù)。n update()：修改某類書目下書籍數(shù)量的函數(shù)。圖3-7 系統(tǒng)管理員添加書籍的協(xié)作圖 圖書管理員處理借書的協(xié)作圖（如圖3-8）。圖3-8 圖書管理員處理借書的協(xié)作圖協(xié)作圖說明n identify_borrower()：驗證借閱者身份的函數(shù)。n find_reservation()：查找預訂信息的函數(shù)。n find(Borrow, Title)：根據(jù)借閱者和借閱的書籍名找到相應預訂信息的函數(shù)。n borrow()：處理借書的函數(shù)。n update()：更新某一書目下書籍數(shù)量的函數(shù)。n check_if_max()：檢查借閱憑證所借書籍數(shù)目是否已經(jīng)超過

39、最大限額的函數(shù)。 借閱者預訂書籍的協(xié)作圖（如圖3-9）。圖3-9 借閱者預訂書籍的協(xié)作圖協(xié)作圖說明n identify_borrower()：驗證借閱者身份的函數(shù)。n find(String)：根據(jù)書籍名稱查找書目信息的函數(shù)。n reserve()：預訂某一書目下的書籍的函數(shù)。n create(Title, Borrower)：修改預訂信息的函數(shù)。 實驗四 狀態(tài)圖和活動圖實驗二 棧和隊列實驗目的掌握狀態(tài)圖、活動圖的繪制方法。實驗內(nèi)容用Rose繪制圖書館管理系統(tǒng)的狀態(tài)圖與活動圖。實驗要點及說明一、 狀態(tài)圖建模技術建模。狀態(tài)圖一般用于對系統(tǒng)中的某些對象，比如類、用例和系統(tǒng)的行為建模。建模的時候要找

40、出對象所處的狀態(tài)、觸發(fā)狀態(tài)改變的動作，以及對象狀態(tài)改變時應執(zhí)行的動作。具體的建模步驟如下： 找出適合用模型描述其行為的類。 確定對象可能存在的狀態(tài)。 確定引起狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件。 確定轉(zhuǎn)換進行時對象執(zhí)行的相應動作。 對建模的結(jié)果進行相應的精化和細化。實例圖書館管理系統(tǒng)的狀態(tài)圖1 使用Rational Rose繪制狀態(tài)圖的步驟。 創(chuàng)建狀態(tài)圖。在瀏覽器窗口中，在“Logic View”的圖標上單擊鼠標右鍵,在彈出的菜單中選擇New Statechart Diagram。點擊菜單項后，在“Logic View”目錄下創(chuàng)建“State/Activity Model”子目錄，目錄下是新建的狀態(tài)圖“New D

41、iagram”的圖標，右鍵單擊此圖標，在彈出的菜單中選擇Rename菜單項，可以更改新創(chuàng)建的狀態(tài)圖的名字。雙擊狀態(tài)圖圖標，出現(xiàn)狀態(tài)圖的編輯區(qū)和編輯工具欄。 狀態(tài)圖工具欄按鈕簡介。狀態(tài)圖工具欄中各個按鈕的圖標及其作用如圖4-1所示。 加入開始狀態(tài)和終止狀態(tài)。狀態(tài)圖中可以加入兩個特殊的狀態(tài)：開始狀態(tài)和終止狀態(tài)。開始狀態(tài)在圖中顯示為實心圓，點擊工具欄中的開始狀態(tài)圖標，然后在繪制區(qū)域要繪制開始狀態(tài)的地方單擊鼠標左鍵就可以加入開始狀態(tài)。終止狀態(tài)的加入方法與開始狀態(tài)相同。 增加狀態(tài)。增加狀態(tài)的步驟如下：n 增加狀態(tài)。點擊工具欄中的狀態(tài)圖標，然后在繪制區(qū)域要繪制狀態(tài)的地方單擊鼠標左鍵。雙擊狀態(tài)圖標，在彈出的

42、對話框中可設置狀態(tài)的屬性。 圖4-1 狀態(tài)圖工具欄各個按鈕的圖標及作用n 增加入口動作。入口動作是對象進入某個狀態(tài)時發(fā)生的動作，進入動作在狀態(tài)內(nèi)顯示，前面有“Entry/”前綴。添加入口動作可以在狀態(tài)屬性對話框里進行：點擊對話框的“Actions”選項卡，在空白處單擊鼠標右鍵，在彈出菜單中選擇Insert菜單項。接著，雙擊出現(xiàn)的動作類型“Entry/”，在出現(xiàn)的對話框的“When”選項的下拉列表中選擇“On Entry”，在“Name”選項中填入動作的名字。 點擊“OK”按鈕，退出此對話框，然后再點擊屬性設置對話框的“OK”按鈕，狀態(tài)圖的入口動作就添加完成。n 增加出口動作。出口動作與入口動作

43、相似，不過它在對象退出某個狀態(tài)時發(fā)生。它的添加方法也和入口動作相似，只不過在“When”選項的下拉列表中選擇“On Exit”。n 增加活動。活動是對象在特定狀態(tài)時進行的行為，活動與入口動作/出口動作不同，活動是可以中斷的。增加活動與增加入口動作和出口動作類似，只要在“When”選項的下拉列表中選擇“Do”即可。 增加轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換是從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)的過渡，在UML中轉(zhuǎn)換用一條帶箭頭的直線表示。增加轉(zhuǎn)換的步驟如下：n 加入轉(zhuǎn)換圖標。轉(zhuǎn)換要在兩個狀態(tài)之間進行，要增加轉(zhuǎn)換，首先點擊工具欄中的圖標按鈕，然后單擊轉(zhuǎn)換的源狀態(tài)，即轉(zhuǎn)換開始的狀態(tài)，向目標狀態(tài)拖動一條直線。n 增加事件。事件導致對象從一種

44、狀態(tài)變到另一種狀態(tài)。在框圖中，事件可以用操作名和有意義的字符串表示。要增加事件，可以雙擊轉(zhuǎn)換的圖標，在出現(xiàn)的對話框的“General”選項卡里增加。在此對話框中，可以在“Event”選項中添加觸發(fā)轉(zhuǎn)換得事件，在“Argument(參數(shù))”選項中添加事件的參數(shù)，還可以在“Document”選項中對事件的描述。n 增加動作。動作是轉(zhuǎn)換過程中發(fā)生的不可中斷的行為，大多數(shù)動作要在轉(zhuǎn)換時發(fā)生。要增加動作，可以雙擊轉(zhuǎn)換的圖標，在出現(xiàn)的對話框中選擇“Detail”選項卡，在“Action”選項中填入要發(fā)生的動作。 增加歷史狀態(tài)。狀態(tài)圖的繪制過程中有時要使用歷史狀態(tài)。歷史狀態(tài)的添加方法如下：n 雙擊要添加歷史

45、狀態(tài)的狀態(tài)，在打開的對話框中選擇“General”選項卡。n 將左下角的“State/Activity History”復選框勾選，就可以增加歷史狀態(tài)了。2 圖書館管理系統(tǒng)中的狀態(tài)圖。 在圖書館管理系統(tǒng)中，有明確狀態(tài)轉(zhuǎn)換的類包括：書籍和借閱者的賬戶(相當于包含特定個人信息的電子借閱憑證)。可以在系統(tǒng)中為這兩類事物建立狀態(tài)圖。 書的狀態(tài)圖（如圖4-2）。圖4-2 書的狀態(tài)圖狀態(tài)圖說明n New book：還未入庫的新書。n Delete：已經(jīng)從書庫里刪除的書。n Available：書籍處于可用狀態(tài)，即可以外借的狀態(tài)。n Reserved：預訂狀態(tài)。n Borrowed：借出狀態(tài)。 借閱者賬戶的

46、狀態(tài)圖（如圖4-3）。圖4-3 借閱者賬戶的狀態(tài)圖狀態(tài)圖說明n New Borrow：新加入的借閱者的賬戶。n Account Available：借閱賬戶為可用狀態(tài)，即未達到所規(guī)定的書籍借閱數(shù)目的上限。n Account Unavailable：借閱賬戶為不可用狀態(tài)，即所借的書籍數(shù)已達到規(guī)定的書籍借閱數(shù)目上限，不能再借閱書籍了。n Delete Account：個人賬戶被刪除狀態(tài)。二、活動圖建模技術活動圖是UML用于對系統(tǒng)的動態(tài)行為建模的另一種常用工具，它描述活動的順序，展現(xiàn)從一個活動到另一個活動的控制流。活動圖在本質(zhì)上是一種流程圖。用活動圖對工作流建模可遵循如下步驟： 識別要對其工作流描述

47、的類或?qū)ο蟆?確定工作流的初始狀態(tài)和終止狀態(tài)，明確工作流的邊界。 對動作狀態(tài)或活動狀態(tài)建模。 對動作流建模。 對對象流建模。 對建立的模型進行精化和細化實例圖書館管理系統(tǒng)的活動圖1 使用Rational Rose繪制活動圖的步驟。 創(chuàng)建活動圖。在瀏覽器窗口中，在“Logic View”的圖標上單擊鼠標右鍵,在彈出的菜單中選擇New Activity Diagram。點擊菜單項后，在“Logic View”目錄下創(chuàng)建“State/Activity Model”子目錄，目錄下是新建的活動圖“New Diagram”的圖標，右鍵單擊此圖標，在彈出的菜單中選擇Rename菜單項，可以更改新創(chuàng)建的活動圖

48、的名字。注意 此時創(chuàng)建的State/Activity Model模塊和新建狀態(tài)圖時創(chuàng)建的模塊其實是一個模塊，新建的狀態(tài)圖或者活動圖都處于“State/Activity Model”目錄樹下。如果創(chuàng)建狀態(tài)圖時已經(jīng)創(chuàng)建了一個State/Activity Model模塊，要創(chuàng)建活動圖，只需要在“State/Activity Model”的圖標上單擊鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇New Activity Diagram即可。雙擊活動圖圖標，出現(xiàn)活動圖的編輯區(qū)和編輯工具欄。 活動圖工具欄按鈕簡介（如圖4-4）。圖4-4 活動圖工具欄各個按鈕的圖標及作用 加入初態(tài)和終態(tài)。初態(tài)在圖中顯示為實心圓，點擊工具欄中

49、的開始狀態(tài)圖標，然后在繪制區(qū)域要繪制初態(tài)的地方單擊鼠標左鍵就可以加入開始狀態(tài)。終態(tài)的加入方法與初態(tài)相同。 增加動作狀態(tài)。首先點擊工具欄中的狀態(tài)圖標，然后在繪制區(qū)域要繪制動作狀態(tài)的地方單擊鼠標左鍵。雙擊動作狀態(tài)圖標，在彈出的對話框中可設置動作狀態(tài)的屬性。 增加活動狀態(tài)。活動狀態(tài)的表示圖標和動作狀態(tài)相同，與動作狀態(tài)不同的是活動狀態(tài)能夠添加動作。添加動作的步驟如下：n 選中要添加動作的活動狀態(tài)的圖標，右鍵單擊，在彈出的菜單中選擇菜單項Open Specificationn 在彈出的對話框中選擇“Actions”選項卡，在空白處單擊鼠標右鍵，在彈出菜單中選擇Insert菜單項。n 接著雙擊列表中出現(xiàn)的

50、默認動作“Entry/”，在出現(xiàn)的對話框的“When”選項的下拉列表中有“On Entry”、“On Exit”、“Do”和“On Event”等動作選項。用戶可以根據(jù)需要進行選擇。下面的“Name”字段要求用戶加入所添加動作的名稱。n 如果選擇“On Event”，則要求在相應的字段中輸入事件的名稱“Event”、“Argument(參數(shù))”和事件發(fā)生的條件“Condition”等。n 點擊“OK”按鈕，退出當前對話框，然后再點擊屬性設置對話框的“OK”按鈕，活動狀態(tài)的動作就添加完成。 增加動作流。動作流顯示了活動之間的移動。動作流在兩個狀態(tài)之間進行，要增加動作流，點擊工具欄中的圖標按鈕，然

51、后在兩個要轉(zhuǎn)換的動作狀態(tài)之間拖動一條直線。 增加分支與合并。分支與合并描述對象的并發(fā)行為。要增加分支與合并，點擊工具欄中的圖標按鈕，然后在繪制區(qū)域要加入分支與合并的地方單擊鼠標左鍵。 增加分叉與匯合。分叉與匯合描述對象的條件行為。要增加分叉與匯合，點擊工具欄中的圖標按鈕，在繪制區(qū)域要加入分叉與匯合的地方單擊鼠標左鍵。 增加泳道。泳道用于將活動圖中的活動分組。要繪制泳道，可以點擊工具欄中的圖標按鈕，然后在繪制區(qū)域點擊鼠標左鍵，泳道就繪制出來了。可以修改泳道的名字以反映泳道的分組情況，修改方法如下：n 選中相應的泳道，右鍵單擊，在彈出的菜單中選擇 Open Specificationn 在彈出的對

52、話框中的“Name”字段中可以修改泳道的名字。 增加對象與對象流。可以通過對象流顯示工作流如何影響或使用對象。對象與活動間的帶箭頭的虛線表示對象流。n 增加對象。點擊工具欄中的圖標按鈕，在繪制區(qū)域要繪制對象的地方單擊鼠標左鍵。增加對象以后，右鍵單擊此對象，在彈出的菜單中選擇 Open Specification“General”選項卡，此時可以輸入對象名、標出對象的狀態(tài)和增加對象的說明等。n 增加對象流。點擊工具欄中的圖標按鈕，從改變對象的活動拖放到相應對象上，或從對象拖放到使用對象的活動。2 圖書館管理系統(tǒng)中的活動圖。在圖書館管理系統(tǒng)中，有明確活動的類包括借閱者、圖書館管理員和系統(tǒng)管理員。可

53、以在系統(tǒng)中為這3個類建立活動圖。 借閱者的活動圖（如圖4-5）。圖4-5 借閱者的活動圖活動圖說明n Self-help Service：打開圖書館負責自助服務的計算機。n Search for books：查詢需要的書籍。n Login：登陸管理系統(tǒng)。n View book information：查看書籍信息。n Reserve the book：預訂書籍。n Exit System：退出系統(tǒng)。n Leave Computer：離開自助服務的計算機。 圖書管理員的活動圖（如圖4-6）。圖4-6 圖書管理員的活動圖活動圖說明n Login the system：圖書管理員登陸系統(tǒng)。n Get

54、 book：處理還書操作。n Lend book：處理借書操作。n Update borrowers information：更新借閱者借閱憑證的信息。n Accept money：收取罰金。 系統(tǒng)管理員的活動圖。 系統(tǒng)管理員要處理的內(nèi)容比較多，活動圖也比較大，所以將其分為3個圖。A. 系統(tǒng)管理員維護借閱者賬戶的活動圖（如圖4-7）。B. 系統(tǒng)管理員維護書目信息的活動圖（如圖4-8）。C. 系統(tǒng)管理員維護書籍信息的活動圖（如圖4-9）。圖4-7 系統(tǒng)管理員維護借閱者賬戶的活動圖圖4-8 系統(tǒng)管理員維護書目信息的活動圖圖4-9 系統(tǒng)管理員維護書籍信息的活動圖活動圖說明n Login the system：登陸系統(tǒng)。n Operation on borrower：對借閱者賬戶操作。n Operation on title：對書目進行操作。n Operation on book：對書籍進行操作。n Query borrower info：查閱借閱者信息。n New borrower：添加新的借閱者賬戶。n Remove or Update borrower：刪除或更新借閱者賬戶。n Query title：查詢書目信息。n New title：增加新的書目。n