UML实验报告要点

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1、中南民族大学管理学院学生实验报告课程名称：UML面向对象分析和设计教程年 级： 专 业：信息管理和信息系统学 号： 姓 名： 指导教师： 实验地点：管理学院综合实验室 2013 学年至 2014 学年度第 2 学期目 录实验一 UML建模基础 实验二 用例图 实验三 UML类图 实验四 对象图 实验五 包 图 实验六 动态模型图 实验（一） UML建模基础 实验时间：实验目的1. 熟悉UML建模工具Rational Rose的基本菜单及操作。2. 掌握UML的三大组成部分及各部分作用。3. 掌握UML的可见性规则和构造型的作用。实验内容1. 练习使用建模工具建立各种UML图形，并对图形进行相应

2、编辑和修改。2. 认识各种UML关系及可见性符号，并用工具表示出来。答：各种UML关系如下：UML关系表示方法关联关系依赖关系泛化关系实现关系可见性表示方法公有（Public）“+”私有（Private）“”受保护（Protected）“#”分析和讨论1. 总结UML在软件工程中的作用以及使用UML建模的必要性。答：统一建模语言（UML）是用来对软件密集系统进行可视化建模的一种语言，也是为面向对象开发系统的产品进行说明、可视化、构造和编制文档的一种语言。UML作为一种模型语言，它使开发人员专注于建立产品的模型和结构，而不是选用什么程序语言和算法实现。当模型建立之后，模型可以被UML工具转化成指

3、定的程序语言代码。UML可以贯穿软件开发周期中的每一个阶段，最适于数据建模、业务建模、对象建模、组件建模。UML展现了一系列最佳工程实践，这些最佳实践在对大规模、复杂系统进行建模方面，特别是在软件架构层次方面已经被验证有效。UML是一种功能强大的，面向对象的可视化系统分析的建模语言，它的各个模型可以帮助开发人员更好地理解业务流程，建立更可靠，更完善的系统模型，从而使用户和开发人员对问题的描述达到相同的理解，以减少语义差异，保障分析的正确性。指导教师批阅：26 / 2626 / 26实验（二） 用例图 实验时间： 实验目的1. 掌握用例的概念、UML用例图的组成、作用以及使用场合。2. 掌握用例

4、和用例之间的各种关系。3. 用Rational Rose工具练习教材中的用例图。实验内容1. 用例图中有哪些组成元素？在UML中是如何表示的？答：用例图有：用例、参和者、关联、（系统边界）等元素；用来显示在系统（或其它实体）内的用例和系统参和者之间的关系；主要用于需求获取、定义和分析。2. 用例和用例之间的包含关系、扩展关系和泛化关系各代表什么含义？它们之间有何区别？对以上三种关系各举一例，画出用例图，并进行说明。答：包含关系：用例可以简单地包含其他用例具有的行为，并把它所包含的用例行为作为自身行为的一部分。基本用例描述在多个用例中都有的公共行为。包含关系本质上是比较特殊的依赖关系，它比一般的

5、依赖关系多了一些语义。在包含关系中箭头的方向是从基本用例到包含用例。扩展关系：在一定条件下，把新的行为加入到已有的用例中，获得的新用例叫做扩展用例，原有的用例叫做基础用例，从扩展用例到基础用例的关系就是扩展关系。扩展关系的基本含义和泛化关系类似，但在扩展关系中，对于扩展用例有更多的规则限制，基本用例必须声明扩展点，扩展用例只能在扩展点上增加新的行为和含义。泛化关系：用例的泛化指的是一个父用例可以被特化形成多个子用例，而父用例和子用例之间的关系就是泛化关系。3. 为了满足物业中介行业的信息化要求，甲公司基于详尽的需求调研和分析，准备研发一套符合市场需要的、实用的信息管理系统。主要将实现客户资料信

6、息管理、客户委托（出租、出售、租赁、购买）信息管理、业务线索生成和管理、房源状态自动更新、权限管理、到期用户管理、房源组合查询等功能。该公司小王，通过多次的和潜在客户的交流和沟通，完成了最初的用例模型的开发，（1）画出上述系统的用例图；（2）下是一个用例模型的局部：小李认为该模型不符合“用例建模”的思想，存在明显的错误。请说明错误所在，并说明应该如何修改。答：用例是系统参和者和系统在交互过程中所需要完成的事务。确定参和者是房产经济人，还要分析系统所涉及的问题领域和系统运行的主要任务。根据系统的需求分析可确定：作为一个物业信息管理系统，要实现客户资料信息管理、客户委托（出租、出售、租赁、购买）信

7、息管理、业务线索生成和管理、房源状态自动更新、权限管理、到期用户管理、房源组合查询等功能。参和者有房产经纪人，对于房产经纪人来说，系统维护操作主要包括：录入，修改房源信息而登录和确认信息是包含在登入和修改中的,包含关系的图标按钮应用虚线箭头。修改后应该是：4. 阅读下面的用例图，说明该图所表达的信息。答：参和者是客户和服务人员。主要关系有包含关系和拓展关系。当有客户来预定座位时，如果前面有别的客户，他就进行等待，服务人员进行信息查询，把空闲座位分配给客户，然后办理结账，有现金结账和银行卡（必须是银联POS系统）结账两种方式供客户选择，然后收款。5. 下图是一个描述保险商务系统的简单用例图。根据

8、该用例图回答问题。（1）“签订保险单”用例可能涉及到哪几个实体类？ 答：有客户和保险员两个实体类。（2）现实生活中签订保单的基本流程如下：客户提出购买需求，保险员根据客户需求选择相应的保险服务，客户阅读保险条款，同意后打印保单样据，客户签字并支付保金，保单开始生效，保险员做相关系统纪录。如需要根据以上信息，请列举这个用例描述中可能存在扩展事件流。答：客户阅读保险条款，同意后客户签字并支付保金，否则不同意就不签订保单。（3）保单管理用例在实际开发过程中可以泛化出若干小用例，列出可能存在的子用例，并且说明这些用例和“保单管理”用例之间应该是什么关系？答：单查询和保单保存可能是存在的子用例，这些用例

9、和“保单管理”用例之间应该是泛化关系。6. 在一个TelephoneSystem（电话系统）中，用户可以使用电话卡或对方付款两种办法来打电话。（1）请画出表示该场景的用例图。（2）在前图的基础上，继续画出可能存在的包含用例和扩展用例。分析和讨论1. 总结用例图的重要作用，讨论并指出哪些场合下可以使用用例图。答：用例图显示多个外部参和者和它们和系统提供的用例之间的链接。通过用例建模可以对外部的角色以及它们所需要的系统功能建模。用例图可视化地表达了系统的需求，具有直观、规范等优点，克服了纯文字性说明的不足。用例图可用于系统的分析阶段。2. 在使用用例图的时候应该如何划分用例，应注意哪些问题？答：确

10、定用例：1) 参和者需要从系统中获取哪些功能及参和者要求系统做些什么？2) 参和者是否需要读取、产生、删除、修改或是存储系统中的某些信息？3) 系统状态的改变是否通知参和者？4) 是否存在影响系统的外部事件？5) 系统需要什么样的输入、输出信息？需注意，在用例图中，一定不要使用两种命名的方法，即在椭圆之内命名又在椭圆之外命名。3. 扩展练习如下：需求描述如下：某学校的网上选课系统主要包括如下功能：管理员通过系统界面进入，建立本学期要开的各种课程，将课程信息保存在数据库中并可以对课程进行改动和删除。学生通过客户机浏览器根据学号和密码进入选课界面，在这里学生可以进行三种操作：查询已选课程、选课以及

11、付费。同样，通过业务层，这些操作结果存入数据库中。根据以上描述，绘制系统的用例图。用例“修改课程”的描述用例名称修改课程标识符UC0001 用例描述课程管理员接到通知后修改已有课程信息参和者课程管理员优先级1状态通过审查前置条件课程管理员登录课程，课程已存在后置条件系统修改已有课程信息基本操作流程1 课程管理员录入课程；2 系统检查该课程是否已存在；3 系统显示该课程信息；4 系统修改已有课程信息。可选操作流程系统检查该课程不存在，系统修改已有课程被泛化的用例无被包含的用例无被扩展的用例无修改历史记录 ，定义基本操作流程，201年月日指导教师批阅：实验（三） UML类图 实验时间： 实验目的1

12、. 掌握类的定义，类的3要素，UML中类的表示方法。2. 掌握类和类之间的各种关系代表的含义及表示方法。3. 实体类，边界类，控制类，关联类的概念和表示方法。4. 接口和抽象类的概念和表示方法。 类的多重性关系。5. 对一个类图进行相关的描述。实验内容1. 类的属性和方法的可见性有哪些？UML中如何表示？答：类中属性的可见性主要有三种，分别是公有类型（public）、受保护类型（protected）和私有类型（private），在Rational Rose2003中，类的操作设置中添加了实现类型（Implementation）。在UML中公有类型用“+”表示，私有类型用“”表示，受保护类型用“

13、#”表示。2. 已知三个类A.B和C.其中类A由类B的一个实类和类C的1个或多个实类构成.请画出能够正确表示类A,B和C之间关系的UML类图。答：3. 根据以下描述画出类图，并注明多重性关系：一个学生可以选修多门课程，也可能没有任何课程；一门课程可以被多个学生选修；一个老师可以教多门课程或者不教课；每门课程至少有一个老师，也可以有多个老师任教；每门课程可以有0或1本教材，每本教材只能用于一门课程。答：4. 现有一系统需要对商品进行管理，包括添加，删除商品，修改商品信息三项功能，画出系统类图。（商品信息包括商品编号，商品名称，价格，生产厂商等）答：5. 如果现在系统需求发生变化，需要能够对损坏商

14、品进行打折，以及可以按照商品的颜色和外形进行查询，则系统类图应该如何修改？答：6. 根据下面的代码画出Invoice类的类图，要求标明各属性的类型和可见性以及类方法。public class Invoicepublic double amount;public Date date = new Date();public string customer;public string specification;public string administrator = “unspecified”;static private int number_of_invoices()=0;public in

15、voice（）；number_of_invoices+；public void print（） System.out.println(The number of invoices is”+ int number_of_invoices);答：7. 下图是一个仓库管理系统的类模型局部，其中IncomeOrder是指入库单，OrderItem是指入库中的每一项，Product则是产品信息。请指出模型中的错误，说明原因并改正类图。答：Orderltem和IncomeOrder的关系并不是泛化关系，而应该是包含关系。改正后为：分析和讨论1. 讨论类图在建模过程中的重要作用。答：类图描述系统中类的静态结

16、构，它不仅定义系统中的类，描述类之间的联系，还包括类的内部结构。类图描述的是一种静态关系，在系统的整个生命周期中都是有效的。通过分析用例和问题域，就可以得到相关的类，然后再把逻辑上相关的类封装成包，这样可以很好的体现系统的分层结构，是得系统层次关系一目了然。2. 总结在设计绘制类图的过程中应注意哪些问题。答：UML类图（Class Diagram）是描述类、接口、协作以及它们之间关系的图，用来显示系统中各个类的静态结构。UML类图是定义其他图的基础，在UML类图基础上，可以使用状态图、协作图、组件图和配臵图等进一步描述系统其他方面的特性。UML类图包括七个元素：类（Class）、接口（Inte

17、rface）、协作（Collaboration）、依赖关系（Dependency）、泛化关系（Generalization）、关联关系（Association）及实现关系（Realization）。指导教师批阅：实验（四） 对象图 实验时间： 实验目的1. 掌握对象的概念，对象的三大特征，对象的表示方法；2. 掌握类和对象的关系。实验内容1. 什么是对象，对象的三大特征是什么？答：对象代表一个单独的，可确认的物体、单元或实体，它可以是具体的也可以是抽象的，在问题领域里有确切定义的角色。换句话说,对象是边界非常清楚的任何事物。对象的三大特征是状态（属性）、行为（方法、事件）和标识（名字）。 2.

18、 UML中对象的表示方法有哪些？答：对象名和属性。3. 在下图中最上面的对象的名称是什么？该图表示的意思是什么？请绘制出和其相应的类图。答：最上面的对象的名称是china:country。该图表示福建省和四川省都包含在对象中国中。相应的类图：4. 说明对象图的适用场景以及它的优缺点。答：对象图是同于论证模型的设计以及对源代码进行分析和说明，其优点是可以直观的理解出系统运行时的实时状态。但是使用对象图不能完整地描述系统的对象结构且比较复杂，工作量大。分析和讨论1. 思考类和对象之间的关系是怎样的？各举几个实例，说明哪些是类，哪些是对象。答：类有3个分栏：名称、属性和操作；对象只有两个分栏：名称和

19、属性。类的名称分栏中只有类名；对象的名称形式为“对象名：类名”，匿名对象的名称形式为“：类名”。类的属性分栏定义了所有属性的特征；对象图中不包含操作，因为对于属于同一个类的对象而言，其操作是相同的。类使用关联连接，关联使用名称、角色、多重性以及约束等特征定义。类代表的是对对象的分类，所以必须说明可以参和关联的对象的数目；对象使用链连接，链拥有名称、角色，都是没有多重性。对象代表的是单独的实体，所有的类都是一对一的，因此不涉及到多重性。例如：Country、Province是类，而china、fujian和sichuan分别是这两个类中的对象指导教师批阅：实验（五） 包 图 实验时间： 实验目的

20、1. 掌握UML包的概念和作用。2. 掌握包和包之间的各种依赖关系的区别。3. 掌握建立包和包之间依赖关系的方法。4. 掌握建立包图过程中需遵循的原则。实验内容1. 包属于UML中的何种事物？有何作用？答：包是将多个元素组织为语义相关的组的通用机制。在实践中，一般使用术语子系统来描述包。对于复杂系统进行建模时，经常需要处理大量的类、接口、组件、节点和图，这时就有必要将这些元素进行分类，即把语义相近并倾向于同一变化的元素组织起来加入同一个包中，以方便理解和处理整个模型。2. UML中包的表示方法有哪几种？答：包的绘制用一个小矩形和一个大矩形表示。3. 包和包之间存在哪几种关系？答：包和包之间存在

21、两种关系：1）引入和访问依赖，用于在一个包中引入另一个包输出的元素；2）泛化，用于说明包的家族。4. 包和包之间的依赖关系有何特点？答：包和包之间的依赖关系特点是单向传递和不可传递。5. 如何避免包和包之间出现循环依赖关系？各举一例。答：将产生依赖的类型分离出来，放到另一个新的程序集中去，或使用接口来接触循环依赖。6. 建立包图应注意哪些问题？答：1）包的命名要简单、具有描述性；2）应用包是为了简化；3）包应该连贯；4）在包上用版型注明架构层；5）避免包间的循环依赖6）包依赖应该反映内部关系。7. 根据下图判断下面哪句话正确的说明了包之间的依赖关系。a) 对Package1包中的元素做了修改后

22、，需检查Package2包中的元素和Package3包中的元素是否要做相应修改。b) 对Package1包中的元素做了修改后，需检查Package2包中的元素是否需要做相应修改，如果是，则需继续检查是否Package3包中元素也要做相应修改。c) 对Package3包中的元素做了修改后，需检查Package2包中的元素是否需要做相应修改，如果是，则需继续检查是否Package1包中元素也要做相应修改。d) 对Package3包中的元素做了修改后，需检查Package2包中的元素和Package1包中的元素是否要做相应修改。答：c）证明了包之间的依赖关系。8. 下面包图设计中是否存在问题？应如何

23、改进。A)B）答：存在问题，出现了循环依赖关系，A图中B不能即依赖C同时还依赖E，B图中循环不正确。修改后：分析和讨论1. 结合一个具体例子，分析UML建模过程中包图所起的作用。答：图书管理系统的包图：作用：1） 对语义上相关的元素进行分组；2） 定义模型中的“语义边界”；3） 提供配臵管理单元；4） 在设计时，提供并行工作的单元；5） 提供封装的命名空间，其中所有名称必须惟一。指导教师批阅：实验（六） 动态模型图 实验时间： 实验目的1. 掌握序列图（时序图）和协作图、状态图及活动图的概念及作用。2. 掌握上述动态模型图的构成及画法。实验内容1. 交互图中有哪几种消息？它们之间具体有何分别？

24、应如何表示？答：消息使用箭头表示，箭头的类型表示了消息的类型。符号名称含义Object Message两个对象之间的普通消息，消息在单个控制线程中运行Message to Self对象的自身消息Return Message返回消息Procedure Call两个对象之间的过程调用Asynchronous Message两个对象之间的异步消息，也就是说客户发出消息后不管消息是否接收，继续别的事务2. 假设有一系统得协作图局部如图所示，print方法的功能是将传入的参数的值打印在屏幕上，fact方法是计算阶乘，如果test的初值为1，那么最终将打印出什么？（写出计算过程）答：打印出28。1：tex

25、t=1+1=2；2：text=2+2*1=4；3：text=4*3*2*1=28。3. 状态和对象的关系是怎样的？ 下面描述中哪些是对象，哪些是状态？1) 支票已付2) 汽车停在那儿3) 小王正在工作答：状态是对象做出的行为。支票是对象，已付是状态；汽车是对象，停在那儿是状态；小王是对象，正在工作是状态。4. 出下面状态的状态名和各种转换、事件。Lightingentry / turnOn do / blinkFiveTimeseventPowerOff / powerSupplySelf exit / turnoff eventSelfTest / defer答：状态名：Lighting；转

26、换：turnOn、turnOff、defer；事件：blinkFiveTimes、eventPowerOff、poweSupplySelf、eventSelfTest。5. 说出下面状态图所表达的信息。答：状态开始，状态1：关闭，事件1：没水；打开防水；状态2：打开，事件2：烧水；事件3：水开了关闭，回到状态1。分支1烧水时烧坏了，状态结束。6. 说出下面状态图所表达的信息，并指出蓝色部分代表的含义。答：学生学习一门课程：注册后开课，在学习过程中要进行三项评测：实验一完成后进行实验二，两项都要完成；要完成团队项目；考试及格后就可以通过课程，若考试不及格，则需补考，直至考试通过。蓝色为监护条件。7. 说明下面网上书店系统某一活动图所表达的信息。答：活动图从用户下订单开始，在用户下订单后产生两个支路的行为：一条是生成送货单，准备送往供货地区；一条是根据顾客选择的支付方式。在判断确定用户是否取消或订单是否超过时限，若是，则订单取消，活动停止，若不是，则进行收款操作；之后两支路聚合统一。试订单成功送达，供应商送货；通过系统修改订单状态；最后确认判断是够所有订单项已送货完毕，若是，则订单处理完成，若不是，则继续循环进行供应商的供货检查，即“供应商送货修改订单项状态判断是否所有订单已送货完毕”的操作，直至所有订单项均送货完毕为止。指导教师评阅