國開電大軟件工程形考作業3參考答案形考作業3：基于UML的大學圖書館圖書信息管理系統設計實驗實驗內容說明本實驗旨在對實驗2的面向對象分析結果進行系統概要設計和詳細設計。首先，需要設計系統構架，勾畫出整個系統的總體結構，包括主要子系統及其接口，主要的設計類和中間件等系統軟件。在設計時要考慮系統的可維護性，以簡單為第一原則，即簡單的類、簡單的接口、簡單的協議、簡單的描述。其次，使用UML的配置圖描述系統的物理拓撲結構以及在此結構上分布的軟件元素。最后，用類圖和順序圖對主要用例：借書、還書、處罰進行設計，并對其中的類進行詳細說明，包括屬性設計和方法設計。實驗目的通過本實驗，學生可以掌握UML建模語言的常用圖形，面向對象的設計方法和過程，特別是熟悉包圖、順序圖、配置圖和類圖的應用。此外，本實驗以小組形式完成，可以鍛煉同學之間的協作和溝通能力、自我研究和管理能力。學生在實驗過程中還可以熟練掌握常用的CASE工具。實驗步驟.根據實驗2畫出的系統用例圖和需求規格說明書規劃系統的物理結構。.組長和小組成員共同協商一份設計規范，包括設計用的圖形符號、字體、大小規范，界面設計規范，用語規范等。.對借書用例、還書用例、處罰用例進行用例設計和類設計。.對借書用例、還書用例、處罰用例使用順序圖設計類之間的消息通信。.編寫系統設計規格說明書。實驗要求本實驗需要4人一組，分工如下：1名組長，負責整個小組的人員安排，工作計劃，文檔質量，整體項目的協調等工作；2名系統分析員，專門負責需求分析；1名分析員，專門負責系統的驗收測試用例。雖然各有分工，但大家必須協同工作。使用VISO或XXXnalROSE工具軟件。各種說明書使用WORD軟件。結果實驗結果包括：.系統配置圖及其說明。.系統體系結構劃分及其說明。.借書用例、還書用例、處罰用例的詳細設計類圖及其屬性、方法說明。.用順序圖分別對借書用例、還書用例、處罰用例設計類之間的消息通信說明。.系統設計說明書。成績評定組長給小組內每名成員評分，小組的成績由指導教師給出，小組成績作為組長的成績，每名成員的成績=（組長評分+教師評分）/2.個借閱者的個人信息和借閱權限。借閱者可以通過系統查詢圖書館中的圖書信息，包括書名、作者、出版社、ISBN號等。借閱者可以通過系統進行圖書的借閱和歸還操作，系統會自動更新圖書的借閱狀態和借閱者信息。借閱者可以通過系統進行圖書的預訂操作，當圖書可用時，系統會自動通知借閱者。圖書管理員可以通過系統進行圖書的管理，包括圖書的添加、刪除、修改和查詢等操作。系統管理員可以進行系統的管理，包括用戶管理、權限管理、系統設置等操作。.2非功能性需求系統應該具有良好的用戶體驗，易于操作、界面友好。系統應該具有高可靠性和可用性，保證數據安全和系統穩定。系統應該具有高性能，能夠支持大量的并發用戶訪問。系統應該具有良好的擴展性和維護性，能夠方便地進行功能擴展和系統維護。三、系統設計.1用例圖設計用例圖是UML中最常用的圖之一，它描述了系統的功能和外部用戶之間的交互。下面是該圖書館系統的用例圖設計：此處應該插入用例圖）.2類圖設計類圖是UML中描述類、對象及其關系的圖形化工具。下面是該圖書館系統的類圖設計：此處應該插入類圖）.3數據庫設計數據庫設計是圖書館管理系統的重要組成部分，它直接影響到系統的性能和可靠性。下面是該圖書館系統的數據庫設計：此處應該插入數據庫設計圖）四、系統實現開發環境該圖書館管理系統的開發環境如下：操作系統：Windows10開發工具：Eclipse編程語言：Java數據庫：MySQL系統界面展示此處應該插入系統界面截圖）五、系統測試測試方法該圖書館管理系統采用黑盒測試和白盒測試相結合的測試方法，包括功能測試、性能測試、兼容性測試、安全性測試等。測試結果經過多輪測試，該圖書館管理系統各項功能均正常運行，性能穩定，兼容性良好，安全性得到保障。六、總結與展望本次實驗基于UML的大學圖書館圖書信息管理系統設計，通過需求分析、系統設計、系統實現和系統測試等環節，最終開發出了一套功能完善、性能穩定、易于維護的圖書管理系統。未來，我們將繼續優化系統功能和性能，提高用戶體驗和系統安全性，為廣大用戶提供更加優質的服務。本文介紹了一個圖書管理系統的基本架構和功能模塊。該系統通過一個單獨的程序為借閱者提供服務，包括查詢圖書信息、查詢個人信息和預定圖書服務等。借閱者需要通過圖書管理員進行借閱和歸還書籍，當借閱者節約的圖書數量超過限制時，不允許借閱者再進行借閱。當借閱者借閱的圖書超過一定的期限時，需要對其進行處罰。系統管理員負責系統的管理維護工作，維護工作包括圖書的添加、刪除和修改；書目的添加和刪除；借閱者的添加、刪除和修改，并且系統管理員能夠查詢借閱者、圖書和圖書管理員的信息。可以通過圖書的名稱或圖書的ISBN/ISSN號對圖書進行查找。系統的功能模塊包括基本業務處理模塊、信息查詢模塊和系統維護模塊。基本業務處理模塊主要用于實現圖書管理員對借閱者借閱圖書和歸還圖書的處理。信息查詢模塊主要用于實現借閱者對信息的查詢，包括圖書信息的查詢、自身信息的查詢和書籍的預定等功能。系統維護模塊主要用于實現系統管理員對系統的管理和對數據庫的維護，包括對借閱者信息、圖書信息、圖書管理員信息和書目信息等信息的維護，以及數據庫的備份、恢復等數據庫管理操作。借閱者用例圖包括查找圖書、登錄系統、查詢個人信息、預定圖書、借閱圖書和歸還圖書等功能。圖書管理員用例圖包括登錄系統、添加圖書、刪除圖書、修改圖書、添加借閱者、刪除借閱者、修改借閱者、查詢借閱者、查詢圖書和查詢圖書管理員等功能。通過該系統，借閱者可以方便地查詢圖書信息和個人信息，進行圖書預定和借閱。圖書管理員可以方便地管理圖書和借閱者信息，實現對系統的管理和維護。處理借閱：借閱者通過圖書管理員借閱書籍，管理員需要檢查用戶的合法性，若不合法則不允許借閱。若該圖書已被該借閱者預定，則需要刪除該圖書的預定信息。處理歸還：借閱者通過圖書管理員歸還書籍，若借閱者的書籍超期，則管理員需要收取罰金。系統管理員用例圖包括以下功能：查詢書籍信息、添加書籍、刪除書籍、修改書籍、查詢讀者信息、添加讀者、刪除讀者、修改讀者信息、添加書目、刪除書目。系統參與者的屬性包括系統管理員的用戶名和密碼，借閱者的姓名、地址等信息，不同類型的借閱者可以借閱不同數目的圖書，且允許借閱和預定的天數也不同。建立參與者的基本類圖模型如下：圖3-1-1參與者基本類圖業務實體類圖包括圖書類、預定類、借閱類和書目類。這些實體類通常需要在數據庫中進行存儲，以便存儲圖書信息、預定信息、借閱信息和書目信息。每本圖書都有獨特的編號、目錄編號、ISBN編號、作者名稱、出版社名稱、書名和出版日期。在借閱圖書時，需要記錄圖書編號、借閱者編號和借閱日期。預定圖書時，需要記錄圖書編號、借閱者編號和預定日期。書目信息包括書目編號和書目名稱。這些業務實體類如圖3-1-2所示。圖3-1-2展示了業務實體類之間的關系。邊界類是一種用于對系統與外部環境之間的交互進行建模的類。這種交互包括轉換事件和記錄系統表示方式中的變更。圖書管理系統中建立的邊界類模型如圖3-1-3所示。圖3-1-3展示了登錄界面、主界面、圖書管理界面、書目管理界面、借閱者管理界面、用戶信息顯示界面和圖書預定界面的邊界類圖。以下是類的清單：圖書管理界面借閱者管理界面書目管理界面登錄界面主界面用戶信息顯示界面圖書預定界面這些類都是控制類，與借閱者、圖書管理員和系統管理員有關。它們都可以生成，并且可見性為PubliC。它們不是抽象類。以下是借閱者屬性清單：借閱者編號借閱者名稱借閱者地址最大借書數量最長借閱日期密碼最大預定天數這些屬性的數據類型分別為String和Integer。它們都屬于借閱者類，可見性為PriVate，不是只讀的。圖書管理員屬性清單：名稱：圖書管理員名稱：密碼代碼:LibrarianName、Passwords數據類型：String、String可見性：private、privateXXX只讀：圖書管理員圖書管理員的屬性清單包括管理員名和密碼，兩者的數據類型均為字符串，可見性為私有，屬于圖書管理員類元。系統管理員屬性清單：名稱：系統管理員名稱：密碼代碼:AdministratorName、Passwords數據類型：String、String可見性：private、privateXXX只讀：系統管理員系統管理員的屬性清單包括管理員名和密碼，兩者的數據類型均為字符串，可見性為私有，屬于系統管理員類元。借閱類的屬性清單：名稱：圖書編號、借閱者編號、借閱日期代碼：BookId、USerId、XXX數據類型：Long、String、Date可見性：private、private、privateXXX：借閱只讀：FALSE、FALSE、FALSE借閱類的屬性清單包括圖書編號、借閱者編號和借閱日期，分別對應著Long、String和Date類型的數據。這三個屬性的可見性均為私有，屬于借閱類元。圖書類的屬性清單：名稱：圖書編號、書目名稱編號、ISBN名稱、作者、出版社、書名、出版日期代碼：BookId、TitleId、ISBN、Author、PUblisherName、Name、PublishDate數據類型：Long、Integer、String、String、String、String、Date可見性：private、private、private、private、private、private、privateXXX：圖書只讀：FALSE、FALSE、FALSE、FALSE、FALSE、FALSE、FALSE圖書類的屬性清單包括圖書編號、書目名稱編號、ISBN名稱、作者、出版社、書名和出版日期，分別對應著Long、Integer、String、String、String、String和Date類型的數據。這七個屬性的可見性均為私有，屬于圖書類元。書目類的屬性清單：名稱：書目名稱編號、書目名稱代碼：TitleId、XXX數據類型：Integer、String可見性：private、privateXXX：書目只讀：FALSE、FALSE書目類的屬性清單包括書目名稱編號和書目名稱，分別對應著Integer和String類型的數據。這兩個屬性的可見性均為私有，屬于書目類元。預定類的屬性清單：名稱：圖書編號、借閱者編號、預定日期代碼：BookId、Useld、ReserVeDate數據類型：Long、String、Date可見性：private、private、privateXXX：預定只讀：FALSE、FALSE、FALSE預定類的屬性清單包括圖書編號、借閱者編號和預定日期，分別對應著Long、String和Date類型的數據。這三個屬性的可見性均為私有，屬于預定類元。已找到，確認刪除刪除圖書信息返回刪除信息顯示刪除成功信息圖4-1-8系統管理員刪除書籍序列圖序列圖是用于展示系統中對象之間交互行為的一種圖形化表示方式。在圖書管理系統中，我們可以根據不同的用例繪制出不同的序列圖。借閱者查找圖書序列圖展示了借閱者查找圖書的過程。借閱者在圖書管理界面中輸入圖書編號，系統根據編號查找圖書并返回圖書信息，最終在界面中顯示圖書信息。借閱者查詢個人信息序列圖展示了借閱者查詢個人信息的過程。借閱者首先需要登錄系統，系統返回登錄信息并實例化借閱者對象，最終在界面中顯示借閱者的個人信息。借閱者預定圖書序列圖展示了借閱者預定圖書的過程。借閱者在圖書預定界面中查找圖書并返回圖書信息，添加預定圖書并返回預訂成功信息，最終在界面中顯示是否預訂成功信息。圖書管理員處理借閱序列圖展示了圖書管理員處理借閱的過程。借閱者提交圖書證和書籍，管理員選擇圖書并添加借閱圖書信息，最終在界面中顯示借閱信息和歸還書籍和圖書證的消息。圖書管理員處理還書序列圖展示了圖書管理員處理還書的過程。借閱者提交借閱書籍，管理員獲取圖書信息并刪除借閱記錄，檢查是否超期并返回刪除消息，最終在界面中顯示歸還消息。系統管理員查詢書籍序列圖展示了系統管理員查詢書籍的過程。管理員根據圖書編號查找圖書并返回圖書信息，最終在界面中顯示圖書信息。系統管理員添加書籍序列圖展示了系統管理員添加書籍的過程。管理員查詢書目并設置圖書信息，添加圖書并返回添加圖書信息是否成功的消息，最終在界面中顯示添加圖書成功的消息。系統管理員刪除書籍序列圖展示了系統管理員刪除書籍的過程。管理員查找圖書并確認刪除，刪除圖書信息并返回刪除信息，最終在界面中顯示刪除成功信息。能夠借閱歸還書籍逾期未還欠費取消借閱圖4-2-2借閱者狀態圖改寫后：系統管理員刪除書籍序列圖系統管理員界面管理員.選中要刪除的圖書.查找圖書.顯示圖書信息.刪除圖書.顯示刪除信息圖書管理界面圖書系統管理員修改書籍序列圖圖書管理界面管理員.選中要修改的圖書.查找圖書.顯示圖書信息.修改圖書信息.修改圖書.顯示修改信息圖書系統管理員查詢借閱者信息序列圖管理員界面借閱者管理借閱者.查詢借閱者信息.顯示借閱者信息系統管理員添加借閱者序列圖借閱者管理界面管理員.添加借閱者.添加借閱者信息.插入借閱者.插入借閱者信息.顯示插入借閱者信息是否成功借閱者系統管理員刪除借閱者序列圖借閱者管理界面管理員.刪除借閱者.查詢借閱者.顯示借閱者信息.刪除借閱者.顯示是否刪除成功信息借閱者系統管理員修改借閱者信息序列圖借閱者管理界面管理員.修改借閱者信息.查詢借閱者.顯示借閱者信息.填寫修改信息.修改借閱者.顯示修改是否成功消息借閱者系統管理員添加書目序列圖管理員界面.添加書目書目管理界面書目.輸入書目信息.添加書目.檢查書目是否存在.顯示添加是否成功信息系統管理員刪除書目序列圖書目管理界面管理員.刪除書目.查找書目.顯示書目信息.刪除書目.顯示刪除信息書目圖書狀態圖新書添加新書被添加能夠借閱歸還刪除舊書被刪除預定借閱取消預訂或超過預定時間被預定被借閱