《系統(tǒng)分析與建?！吩囼炛笇?dǎo)書

主講教師：徐慧娟

信息工程學(xué)院軟件教研室

序言

《系統(tǒng)分析與建模》課程是計算機科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)B勺一門重要的專業(yè)課.通過本課

程日勺學(xué)習(xí)，使學(xué)生在已經(jīng)有日勺計算機軟硬件基礎(chǔ)知識、程序設(shè)計知識、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通信知

識的基礎(chǔ)上系統(tǒng)掌握面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析與設(shè)計的J基本措施和技術(shù)，并具有針對特定環(huán)境卜.時

應(yīng)用問題進(jìn)行信息系統(tǒng)開發(fā)(包括系統(tǒng)分析，設(shè)計與實現(xiàn))的能力。通過學(xué)習(xí)本課程學(xué)生可以

理解和掌握軟件體系構(gòu)造的分析和設(shè)計措施，掌握面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析和設(shè)計的建模原則

UML語言，可以運用RationalRose(或MicrosoftViso)軟件以某一信息系統(tǒng)為例進(jìn)行系

統(tǒng)分析和設(shè)計。

本課程重要簡介系統(tǒng)原理的基本概念、系統(tǒng)開發(fā)過程RUP、對面向?qū)ο蠓治龊兔嫦驅(qū)?/p>

象設(shè)計的措施、對面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計H勺建模原則UML等內(nèi)容。

通過本課程H勺學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握的知識、內(nèi)容及掌握II勺程度規(guī)定為：

L使學(xué)生理解面向?qū)ο笕丈仔畔⑾到y(tǒng)的開發(fā)過程、系統(tǒng)分析和設(shè)計日勺原則和措施；

2.使學(xué)生掌握UML語言的基礎(chǔ)知識，以及UML在面向?qū)ο笕丈总浖到y(tǒng)分析和設(shè)計中的

應(yīng)用，并能使用UML工具建立系統(tǒng)模型：

3.使學(xué)生掌握在UML系統(tǒng)模型下應(yīng)用高級語言建立應(yīng)用系統(tǒng)日勺措施；

4.通過案例教學(xué)和試驗，提高學(xué)生在應(yīng)用面向?qū)ο蠹夹g(shù)開發(fā)軟件方面的動手能力和處

理問題的能力，并鼓勵創(chuàng)新。

本試驗所規(guī)定日勺建模工具為RationalRose2023。

試驗規(guī)定

計算機軟件建模技術(shù)目前越來越廣泛的應(yīng)用于軟件工程、軟件體系構(gòu)造中。本課程試驗

日勺目的是為了使學(xué)生在課程理論學(xué)習(xí)日勺同步，通過在?種實踐的環(huán)境下，實際學(xué)習(xí)軟件統(tǒng)一

建模語言，對軟件建模技術(shù)有一種初步的理解及認(rèn)識。通過本指導(dǎo)書中H勺各個試驗，學(xué)習(xí)學(xué)

握對?般面向?qū)ο笙到y(tǒng)建模的措施與技術(shù)。總之，通過上述試驗環(huán)節(jié)，使學(xué)生加深理解和更

好地掌握《軟件體系構(gòu)造》課程教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容。

在《軟件體系構(gòu)造》R勺課程試驗過程中，規(guī)定學(xué)生做到：

（1）預(yù)習(xí)試驗指導(dǎo)書有關(guān)部分，認(rèn)真做好試驗內(nèi)容的準(zhǔn)備，就試驗也許出現(xiàn)的狀況提

前作出思索和分析。

（2）仔細(xì)觀測上機時出現(xiàn)口勺多種現(xiàn)象，記錄重要狀況，作出必要闡明和分析＜）

（3）認(rèn)真書寫試驗匯報。試驗匯報包括試驗?zāi)咳丈缀鸵?guī)定，試驗狀況及其分析。對需編

程的試驗，寫出程序設(shè)計闡明，給出源程序框圖和清單。

（4）遵守機房紀(jì)律，服從輔導(dǎo)教師指揮，愛惜試驗設(shè)備。

（5）試驗課程不遲到。如有事不能出席，所缺試驗一般不補。

試驗的驗收將分為兩個部分。第一部分是上機操作，包括檢查程序運行和即時提問。

第二部分是提交書面口勺試驗匯報。此外，針對此前教學(xué)中出現(xiàn)的問題，本試驗將采用階段

檢查方式，每個試驗都將應(yīng)當(dāng)在規(guī)定H勺時間內(nèi)完畢并檢查通過，過期視為未完畢該試驗，

不計成績。以防止期末集中檢查方式產(chǎn)生日勺諸多不良問題，但愿同學(xué)們抓緊時間，合理安

排，認(rèn)真完畢。

目錄

試驗一需求分析與用例建模............................錯誤!未定義書簽。

試驗二活動圖.........................................錯誤!未定義書簽。

試驗三狀態(tài)圖.........................................錯誤!未定義書簽。

試驗四類和類的關(guān)系..................................錯誤!未定義書簽。

試驗五交互圖.........................................錯誤!未定義書簽。

試驗六對象圖和包....................................錯誤!未定義書簽。

試驗七組件圖和配置圖................................錯誤!未定義書簽。

試驗八正向工程.........................................錯誤!未定義書簽。

試驗一需求分析與用例建模

、試驗?zāi)康?/p>

1.熟悉用例圖的基本功能和使用措施。

2.掌握怎樣使用建模工具繪制用例圖措施。

3.學(xué)習(xí)使用MicrosoftProject對題目進(jìn)行進(jìn)度安排。

二、試驗器材

1.計算機一臺。

2.RationalRose工具軟件。

三、試驗內(nèi)容

根據(jù)實例，如“圖書館管理系統(tǒng)”開發(fā)進(jìn)度，在完畢對系統(tǒng)的需求建模，得到用例模型

后，應(yīng)針對?每個用例進(jìn)行業(yè)務(wù)分析，闡明其詳細(xì)口勺業(yè)務(wù)流程，現(xiàn)系統(tǒng)分析部指派您完畢該項

任務(wù)。規(guī)定：

對其中重要功能口勺用例書寫書面用例。

四、試驗環(huán)節(jié)

書寫“刪除讀者信息”用例的I書面用例。一般應(yīng)包括如卜信息：

（1）管理員在錄入界面，輸入待刪除的讀者名；

（2）“業(yè)務(wù)邏輯”組件在數(shù)據(jù)庫中，查找待刪除的讀者名；

（3）假如不存在，則顯示出錯信息，返回環(huán)節(jié)（1）,假如存在則繼續(xù)；

（4）“業(yè)務(wù)邏輯”組件判斷“待刪除日勺讀者”與否可以刪除:

（5）假如不可以，則顯示出錯信息，返回環(huán)節(jié)（8）,假如可以則繼續(xù)；

（6）在數(shù)據(jù)庫中，刪除有關(guān)信息；

（7）顯示刪除成功信息：

（8）結(jié)束。

分析：

在圖書管理系統(tǒng)中，管理員首先登錄系統(tǒng)，系統(tǒng)驗證通過后，管理方可向系統(tǒng)查詢數(shù)據(jù),

在查詢后，系統(tǒng)會給出提醒，有無找到有關(guān)日勺數(shù)據(jù)，管理員根據(jù)系統(tǒng)查詢時返回成果,進(jìn)行下

一步的操作,就是刪除讀者,在刪除的過程中，系統(tǒng)會對查詢得到H勺成果判斷該記錄與否可以

刪除，若可以刪除，則給刪除提醒，若不能刪除，也給的關(guān)的提醒信息。

繪圖環(huán)節(jié)：

（1）在用例圖上雙擊irain,出現(xiàn)如圖1.1所示，為繪制用例圖做好準(zhǔn)備。

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(2)在圖中的工具欄選用Actor圖標(biāo)，在右邊的圖中添加一種Actor,并輸入名

稱:administrator,如圖1.2所示。

(3)在左邊的工具欄中，選用用例的圖標(biāo)，在右邊的圖中畫出一?種用例，并輸入用例的

名稱：login。

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圖1.2

(4)按照環(huán)節(jié)(3),繪制出如圖1.4和圖L5的兩個用例。

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圖1.5

（5）在繪出了用例后，接下來的是繪制參與者與用例實現(xiàn)，如圖1.6所示。

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圖1.6

（6）根據(jù)環(huán)節(jié)（5）,同步完畢如圖1.7和圖1.8。此時，刪除讀者用例圖就到此完畢。

其系統(tǒng)杳詢讀者信息等其他的功能會在時序圖和活動圖中描繪。

（7）根據(jù)分析狀況，深入添加或細(xì)化用例圖。

圖1.7

圖1.8

五、試驗匯報規(guī)定

1.整頓試驗成果。

2.小結(jié)試驗心得體會。

試驗二活動圖

一、試驗?zāi)咳丈?/p>

1.熟悉活動圖的基本功能和使用措施。

2.掌握怎樣使用建模工具繪制活動圖措施。

二、試驗器材

1.計算機一臺。

2.RationalRose工具軟件。

三、試驗內(nèi)容

根據(jù)實例，如“圖書館管理系統(tǒng)”開發(fā)進(jìn)度，在完畢對系統(tǒng)的需求建模，得到用例模型

后，應(yīng)針對每個用例進(jìn)行業(yè)務(wù)分析，闡明其詳細(xì)的I業(yè)務(wù)流程，現(xiàn)系統(tǒng)分析部指派您完畢該項

任務(wù)。規(guī)定：

用活動圖來描述系統(tǒng)中已知用例的業(yè)務(wù)過程：

1.描述刪除讀者用例。

四、試驗環(huán)節(jié)

繪制“刪除讀者信息”用例的活動圖。刪除讀者信息一般按照如下環(huán)節(jié)進(jìn)行：

（1）管理員在錄入界面，輸入待刪除的讀者名：

（2）“業(yè)務(wù)邏輯”組件在數(shù)據(jù)庫中，查找待刪除II勺讀者名：

（3）假如不存在，則顯示出錯信息，返回環(huán)節(jié)（1）,假如存在則繼續(xù)；

（4）“業(yè)務(wù)邏輯”組件判斷“待刪除的讀者”與否可以刪除；

（5）假如不可以，則顯示出錯信息，返回環(huán)節(jié)（8）,假如可以則繼續(xù)；

（6）在數(shù)據(jù)庫中，刪除有關(guān)信息；

（7）顯示刪除成功信息；

（8）結(jié)束。

繪圖環(huán)節(jié)：

（1）在用例圖中，找到刪除的用例，如圖2.1所示，在刪除用例上單擊右鍵，在彈出

口勺快捷菜單中選“New"，Rose工具也會彈出一種菜單，選"ActivityDiagram”，選中后單擊,

便可以新建好一種活動圖，如圖2.2所示。

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圖2.1

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圖2.2

(2)新建好活動圖后，雙擊刪除日勺活動圖，得到如圖2.3所示，然后把在左邊日勺工具欄內(nèi)

點擊**Swinlanc”,在右邊的圖添加一種泳道,如圖2.4所示,并命名為administrator.按照

此環(huán)節(jié)，再添加另一種泳道，并命名為SystemTooL得到圖2.5。

圖2.3

(3)接著在左邊的工具上選用開始點，并在administ皿or口勺泳道上添加，如圖2.6所示;

添加完開始結(jié)點后，再來為此活動圖添加活動，圖2.7所示，在左邊的工具欄上選中Activity

這個圖標(biāo)，在administrator這邊口勺泳道上添加一種活動，命名為登錄(login),再在開始結(jié)

點和活動登錄(login)之間添加活動關(guān)系，如圖2.8所云。

圖2.4

圖2.5

圖2.6

圖2.7

圖2.8

（3）完畢環(huán)節(jié)（2）后，登錄輸入需要對輸入的信息進(jìn)行驗證，則在圖中添加一種驗證

框，如圖2.9所示：添加驗證框后，驗證的內(nèi)容，假如通過，則容許管理員進(jìn)行查詢操作,

如圖2.10所示；如不能通過，則結(jié)束，如圖2.11所示,

圖2.9

圖2.10

圖2.11

(4)驗證后，卜一步H勺操作是查詢需要刪除的記錄，添加一種活動，命名為delete,

如圖2.12和圖2.13所示,

圖2.12

圖2.13

(5)最終，在刪除后，系統(tǒng)會返回操作成果給操作者，圖2.14所示；刪除成功或刪除

失敗系統(tǒng)都會有信息返回給操作者。

(7)根據(jù)分析設(shè)計狀況，深入添加或細(xì)化活動圖。

圖2.14

五、試驗匯報規(guī)定

1.整頓試驗成果。

2.小結(jié)試驗心得體會。

試驗三狀態(tài)圖

一、試驗?zāi)咳丈?/p>

1.熟悉狀態(tài)圖的基本功能和使用措施。

2.掌握怎樣使用建模工具繪制狀態(tài)圖措施。

二、試驗器材

1.計算機一臺。

2.RationalRose工具軟件。

三、試驗內(nèi)容

通過前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)，完畢了對“圖書館管理系統(tǒng)”的需求的初步分析，得出系統(tǒng)的用

例圖和對應(yīng)的活動態(tài)。通過這兩類圖我們可以初步理解系統(tǒng)的業(yè)務(wù)處理過程，但對業(yè)務(wù)處理

過程的處理狀態(tài)間轉(zhuǎn)換埋解仍不夠，這不利于設(shè)計人員對系統(tǒng)業(yè)務(wù)的深入埋解，而狀態(tài)圖能

從對象的動態(tài)行為H勺角度去描述系統(tǒng)的業(yè)務(wù)活動。因此，指派你運用本節(jié)所學(xué)的狀態(tài)圖，完

畢如下任務(wù)：

1.完畢圖書業(yè)務(wù)模塊中還書用例的狀態(tài)圖。

四、試驗環(huán)節(jié)

1.業(yè)務(wù)分析：由前面章節(jié)對圖書館管理系統(tǒng)中的還書重要業(yè)務(wù)的描述和分析可知，還

書業(yè)務(wù)的動態(tài)行為是由：空閑（idle）、圖書查找（finding）、還書（reversion）、失?。‵ailure）、

償還成功（Success）5種狀態(tài)及激活互相轉(zhuǎn)換的事件。

2.繪制狀態(tài)圖：請您根據(jù)分析運用UML繪制還書用例U勺狀態(tài)圖。

分析：

還書的狀態(tài)圖，還書口勺重要業(yè)務(wù)都是由管理員來完畢，首先管理員必須先登錄系統(tǒng)，并

通過驗證后，便可以進(jìn)行下一步的操作，查找該書的有關(guān)信息，如存在，則進(jìn)行還書操作，

如不存在該信息，則給出提醒信息;

繪圖環(huán)節(jié)：

(1)在用例圖中口勺還書(revesion)用例，單擊右鍵，如圖3.1所示，新建一種狀態(tài)圖,

命名為revesion狀態(tài)圖，圖3.2所示。

圖3.1

圖3.2

(2)雙擊“receivesion”狀態(tài)圖，展開后，在左邊口勺工具欄上選用一種實心圓點，此結(jié)點

為開始結(jié)點，圖3.3所示；當(dāng)還書的I時候，操作者先要問詢系統(tǒng)的J狀態(tài)，假如系統(tǒng)忙，操作

者則必需等待，因此，得到系統(tǒng)的兩種狀態(tài)，如圖3.5所示。

圖3.3

圖3.4

圖3.5

（3）操作者在問詢系統(tǒng)和狀態(tài)后，得到的圖3.6所示兩種狀態(tài)，假如系統(tǒng)忙，操作者必

需要等待、結(jié)束，如圖3.7和圖3.8所示，重返環(huán)節(jié)（Do

圖3.6

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圖3.8

（4）如系統(tǒng)空閑，貝J進(jìn)行對還書的信息進(jìn)行查詢操作，圖3.9所示；查詢也有兩種成

果，一是杳詢得到該書的有關(guān)信息，二查詢不到該書口勺有關(guān)信息；則此時有兩種狀態(tài)，需要

建立兩種狀態(tài)，如圖3.10所示。

圖3.9

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圖3.10

(5)最終，操作者進(jìn)行了操作后，系統(tǒng)會給出操作的成果給操作者：操作成功或失敗,

都會有提醒信息給出。整個的還書日勺過程便完畢；圖3.11所示。

(7)根據(jù)分析設(shè)計狀況，深入添加或細(xì)化狀態(tài)圖。

圖3.11

五、試驗匯報規(guī)定

1.整頓試驗成果。

2.小結(jié)試驗心得體會。

試驗四類和類的關(guān)系

一、試驗?zāi)康?/p>

1.理解類、類間關(guān)系日勺基本概念。

2.掌握怎樣從需求分析中抽象出類的措施。

3.掌握描繪類間關(guān)系的）措施。

4.掌握在RationalRose中繪制類關(guān)系日勺操作措施

二、試驗器材

1.計算機一臺。

2.RationalRose工具軟件。

三、試驗內(nèi)容

通過前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)，完畢了對“XXX管理系統(tǒng)”的需求II勺初步分析，得出系統(tǒng)的用

例圖和對應(yīng)的活動圖。通過這兩類圖我們可以初步理解系統(tǒng)的業(yè)務(wù)處理流程。目前需要對系

統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)建模，這就需要從系統(tǒng)的用例圖、活動圖去尋找和發(fā)現(xiàn)類。我們懂得類一般是不

會單獨存在，而是由關(guān)聯(lián)、泛化、依賴等關(guān)系互相協(xié)作來靜態(tài)描述業(yè)務(wù)系的。因此，我們在

找出系統(tǒng)中所存在U勺類的前提下，需要深入對業(yè)務(wù)對象間怎樣聯(lián)絡(luò)進(jìn)行建模，完畢如下任務(wù):

1.尋找和抽象出XX管理功能中U勺類。

2.對XX管理功能中的類的關(guān)系建模。

四、試驗環(huán)節(jié)

1,分析：由前面章節(jié)對圖書館管理系統(tǒng)中的書籍管理功能可知，該模塊是由書籍信息

類、書FI類、新增書籍界面類、修改書籍界面類、刪除書籍界面類和書籍管理類6個類構(gòu)成。

2.繪制類的環(huán)節(jié)：

（1）打開前面初步構(gòu)建“勺UML模型文獻(xiàn);

(2)打開Rose中的I邏輯視圖(LogicalView),選擇分析模型(analysismodel)目錄。

并在其下創(chuàng)立一種子目錄并命名為：”圖書館業(yè)務(wù)功能”，

(3)用鼠標(biāo)右擊”圖書館業(yè)務(wù)功能”在彈出來的菜單中選擇“Ncw-Classdiagram”項,

創(chuàng)立類圖，如圖4.1所示。

(4)雙擊新建日勺類圖，并點右邊控件集中選中的)類的圖標(biāo)，并用鼠標(biāo)在圖中分另！拖出

一種類圖，并命名為Book,如圖4.2所示。

RationalRose-u*l.Mdl-[ClassDiagram:LogicalView/圖書?一\[0)fX^|

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ForKelp,pressFlDefaultLancuace：Analysiz

圖4.1

圖4.2

（5）接下來的一步為設(shè)置類的屬性，在新的類中雙擊該類，在打開屬性面板中，可以

看到在此可以設(shè)置類U勺屬性和措施等其他的信息，圖4.3所示；后撞擊Attributes這個欄目，

此欄目為設(shè)置類的屬性的選項，在圖中間的單擊右鍵，可以看到有一種“Insert”的選項，

選中這個選項，圖4.4所示，后在出現(xiàn)的對話框中輸入有關(guān)信息如圖4.5所示;如書本的ISBN

號，在Type這個方框內(nèi)輸入此屬性的類型值，同步可以看到一欄可以設(shè)置此屬性的訪問權(quán)

限，一般這些屬性都設(shè)置Private這個權(quán)限，如圖4.6所示。這個類的其他屬性也可以按照

以上的做法設(shè)置，最終得到的成果是圖4.7所示。

圖4.3圖4.4

圖4.5圖4.6

（6）設(shè)置好類的屬性，目前來設(shè)置類口勺措施（也是操作），雙擊類后在彈出H勺菜單上選

operations這個選項，可以看到圖4.8所示，在圖中口勺空白地方，單擊右鍵，在彈出的菜單

中選inser（這個選項，也就只有這個選項可用，見圖4.9,接著輸入措施名，同步可以設(shè)置

該措施的返回類型，也可以在Documenlations的方框內(nèi)演寫某些有關(guān)的措施闡明，如圖4.12

所示，設(shè)置好該措施日勺訪問權(quán)限，見圖4.13。類日勺其他措施也可以按上面來設(shè)置好，最終,

得到該類口勺其他措施見類4.14。

圖4.7圖4.8

圖4.9圖4.10

圖4.11圖4.12

圖4.13圖4.14

(7)至此,類的措施和屬性都設(shè)置好了，如圖4.15所示。

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圖4.15

（8）接下來為書H類設(shè)置，按照上面的環(huán)節(jié)可以設(shè)置好該類的屬性和措施，如圖4.16

和圖4.17所示。

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包

IsbnBooklt'String

龜

nwTieBookit*String

包

reginentationBookit'String

影

lendDateBookit'Date

龜

returnDateBookit*Date

包

leadOutBooklt*boolean

包

storeBookit*int

龜

orderBooklt-boolean

龜

shouldreturndateSooklt-Date

OK|Cancel|

圖4.16圖4.17

（9）最終，繪制出由分析得出的各個類，如圖4.18所示，此時，類圖便完畢。

（10）根據(jù)分析狀況，深入細(xì)化添加有關(guān)的類。

VRationnlRox<*-u?].?dl-ICIAXXDiaa:LogicalView/圖書館業(yè)務(wù)功能]匚^[&區(qū)

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