uml课程设计教学大纲

uml课程设计教学大纲（精选6篇）

篇1：uml课程设计教学大纲

课程名称：系统分析与UML，System Analysis and UML 课程学科类别：工学 电气信息类 学时与学分：48/3 先修课程：软件工程，面向对象程序设计 课程教学目标：

1． 使学生了解面向对象的软件分析与设计过程，掌握UML的语言、表示法及其应用。2． 熟练掌握支持UML的CASE软件开发工具Rational Rose。

3． 能够应用UML和Rational Rose对面向对象的软件系统进行分析和设计。适用学科专业：计算机软件、软件工程、计算机科学与技术 教学手段与方法：面授 基本教学内容与学时安排：

 软件工程与面向对象建摸（4学时）

软件开发方法概述 面向对象的系统分析与设计 面向对象建模  UML概览（2学时）

UML的形成历史 UML的结构、符号与图形 UML建模简单流程

 Rational Rose工具（3学时）

Rational Rose的架构 Rational Rose的安装和使用  Use Case图（3学时）

用例图的概念 用例图建模技术  类图与对象图（3学时）

类图的概念 类图建模技术 对象图 对象图建模技术  包图（2学时）

包的概念 包之间的关系

 状态图（3学时）

状态机 状态图

状态、事件、转换 状态图建模技术  活动图（3学时）

活动图的组成元素 活动的分解 活动图建模技术  时序图（3学时）

时序图的组成 对象的创建和撤销 时序图建模技术  协作图（3学时）

对象、链和消息 时序图与协作图的比较 时序图与协作图的互换 协作图建模技术  组件图（2学时）

接口、依赖关系 组件图建模技术  配置图（1学时）

节点、关联关系 配置图建模技术

 UML的扩展机制（3学时）

UML的体系结构 构造型、标记值、约束

用于业务建模的UML扩展  Rose的双向工程（2学时）

双向工程介绍 逆向工程

 UML与统一开发过程（3学时）软件开发过程

篇2：uml课程设计教学大纲

指导老师: 姓名: 学号: 班级:

【设计名称】 网络教学系统-使用UML进行系统的分析和设计 【设计目的】1.掌握UML建模的基础知识和其应用；

2.熟悉Rational Rose环境及功能,能够设计出完整系统。

【设计要求】1.对系统功能进行必要的描述；

2.绘制系统的主要模型图；

3.模型图要有说明性文字解释。【设计内容】1.网络教学系统的需求分析；

2.网络教学系统UML建模。

【设计步骤】

一: 网络教学系统的需求分析

1、系统功能需求

（1）学生可以登陆网站浏览和查找各种信息以及下载文件。

（2）教师可以登陆网站给出课程见解、发布、修改和更新消息以及上传课件。（3）系统管理员可以对页面进行维护和批准用户的注册申请。满足上述需求的系统主要包括下面几个模块

（1）数据库管理模块：提供使用者录入、修改并维护数据的途径。

（2）基本业务模块：教师可以上传文件、发布消息、修改和更新消息；学生可以下载文件；管理员可以维护页面，批准注册等。

（3）信息浏览、查询模块：主要用于对网站的信息进行浏览、搜索查询。

图 1.1系统功能需求

2、数据库管理模块

图 1.2数据库管理模块

（1）教师信息管理：负责教师信息的管理。

（2）课程简介信息管理：负责课程简介信息的管理。（3）文件上传信息管理：负责文件上传信息的管理。

3、基本业务模块

图 1.3基本业务模块

（1）文件上传：教师可以使用此模块将课程的数据上传到网站服务器。（2）文件下载：学生可以使用此模块从网站上下载课件及其他资料。

（3）消息发布：教师可以通过此模块发布学习方法、课程重点等和教学相关的文章，以及和课程相关的通知等。

（4）消息修改和更新：教师可以通过此模块对自己发布的信息进行修改和更新。（5）页面维护：网站管理员可以使用此模块对网站的页面进行维护。（6）用户注册批准：网站管理员可以使用此模块批准用户注册。

4、信息浏览、查询模块

图 1.4信息查询模块功能

（1）网页信息浏览：用户浏览网站信息。

（2）文章信息搜索：用户根据关键字搜索文章。

二: 系统的UML建模

1、系统的用例图

创建用例图之前首先需要确定参与者。① 在网络教学系统中，需要学生和教师的参与。学生可以浏览课程简介，教学计划，学习方法等教师发布的文章，并可以根据关键字查询文章。此外，学生可以从网站上下载课件。教师作为教学的主导者，使用此网站可以发布学习方法，课程重点等和教学相关的文章，以及和课程相关的通知等，还可以将某一门课程的课件上传。② 网站需要一个专门的管理者进行日常维护与管理，所以需要有系统管理员的参与。（1）系统用户参与的总的用例图

教师和学生都可以从“网站用户”这个参与者泛化而来，网站用户是指网站的注册用户，注册用户可以登录系统完成相应的操作。

系统用户参与的总的用例图如图所示。从图中可以清楚地看到泛化关系与各个参与者所参与的用例。

图 2.1系统用户参与的总的用例图

抽象参与者注册用户的用例只有登录系统（System Login）一个，学生和老师用户除了包含这个用例以外，还各自有相对应的用例。（2）学生参与者的用例图

学生参与者的用例图如下图所示。

图 2.2学生参与的用例图

① 文章浏览用例:学生可以浏览诸如课程简介，教学计划，学习方法等教师发布的文章。② 文章搜索用例:学生可以使用搜索功能根据关键字查询相应的文章。

③ 文章下载用例:学生可以使用下载功能将网站上的课件以及资料信息下载到本地机器上。〖用例图说明〗

① Download:文件下载用例。② Look through info:文章浏览用例。③ Article search:文章搜索用例。

④ Identify:权限认证用例。此用例用来认证文件下载是否具有下载文件的权限。

（3）教师参与者的用例图

教师参与者的用例图如下所示。

图 2.3教师参与的用例图 ① 添加课程简介用例：教师可以为自己所教授的课程添加课程简介。② 上传课件用例：教师可以将课程的课件上传到网站上供学生下载。③ 文章或消息发布用例：教师可以发布介绍学习方法，课程重点等和教学相关的文章，以及和课程相关的通知等。④ 文章或消息修改用例：教师可以修改自己发布的文章和通知。〖用例图说明〗

① Course Intro:添加课程简介用例。② Upload CAI:上传课件用例。③ Message Issue:文章或消息发布用例。④ Message Update:文章或消息修改用例。

（4）系统管理员参与者的用例图

系统管理员的用例图如下所示。

图 2.4系统管理员参与的用例图

① 页面维护。系统管理员可以对网站进行日常维护与管理。② 处理注册申请。系统管理员可以处理学生或教师用户的注册申请。〖用例图说明〗

① Page Maintenance:页面维护。

② CAI Process:教师上传的课件经过系统管理员的审批和处理。

③ Information Update:页面更新。系统管理员负责网站的页面更新，除了文章，消息，图片等的更新，还包括页面的美化和板块的调整。

④ Process Registration:处理注册申请。

2、系统的时序图

网络教学系统中的用例很多，所能画出的时序图也很多，在此不一一介绍。（1）系统管理人员管理网站的时序图

图 3.1 系统管理人员管理网站的时序图 〖时序图说明〗

① Login:登录系统的函数。

② Add_or_delete_Article:添加或删除的文章。③ UpdateCAI():更新CAI课件的函数。④ Add_or_delete_User:添加或删除用户。⑤ Show():刷新页面的函数。⑥ Notify():通知用户的函数。

系统管理人员通过与管理窗口的交互可以添加或删除文章，更新CAI课件，添加或删除用户。具体的操作由管理窗口与数据库交互完成，管理员操作后的结果会在页面上显示。（2）用户登录系统的时序图

图 3.2 用户登录系统的时序图

〖时序图说明〗

① Input(String,String):输入用户名和密码的函数。

② Send(String,String):将用户名和密码发送给服务器的函数。

③ Query_and_Validate():查询数据库并验证用户名和密码正确性的函数。

④ feedBack():发送反馈消息的函数，如果验证通过，发送OK；如果验证出错，发送Error.⑤ ShowInformation():将反馈信息显示给用户的函数。

用户要登录系统，首先要和登录窗口交互，输入用户名和密码。登录窗口负责和服务器交互，将用户输入的用户名和密码发送到服务器，服务器再与数据库交互，以验证用户名和密码的有效性，如果验证成功，则返回OK，验证失败返回Error。服务器将通过登录窗口将信息显示给用户。

（3）学生下载文件时序图

图 3.3 学生下载文件的时序图

〖时序图说明〗 ①Request:学生发送下载请求。

②Send(String,String):传递下载参数的函数。③Identity():验证用户权限的函。④authorize:返回认证信息的函数。

学生要下载文件，首先要向下载窗口发送请求，然后下载窗口的参数传递个服务器，服务器与数据库交互以获得用户的权限认证，认证信息再通过服务器及下载窗口传递给学生。

3、系统的协作图：、用户登录系统的协作图

图 4.1 用户登录系统的协作图

〖协作图说明〗

①Input(String,String):输入用户名和密码的函数。

②Send(String,String):将用户名和密码发送给服务器的函数。

③Query_and_Validate():查询数据库并验证用户名和密码正确性的函数。

④feedback():发送反馈消息的函数，如果验证通过，发送OK，否则，发送Error。⑤ShowInformation():将反馈信息显示给用户的函数。

2、学生下载文件的协作图

图 4.2 学生下载文件的协作图

〖协作图说明〗

①Request:学生发送下载请求。

②Request(String,String):传递下载参数的函数。③Identity():验证用户权限的函数。

④showStatus():返回下载状态的函数。如果认证成功，开始下载，不成功则报错。

4、系统的状态图：

图 5.1 系统的状态图

〖状态图说明〗

① HomePage:处于网站主页。② Certify:登录验证状态。③ SuccessPage:登录成功页面。④ UploadApplyPage:文件上传页面。⑤ Storing File:文件存储状态。⑥ OldPage: 页面未更新状态。⑦ NewPage:页面更新状态。

教师要上传文件，首先要登录网站，通过网站认证后转入文件上传页面，上传文件后处于文件存储状态。文件存储后，要经过管理员的认证才可以在页面上显示，如果通过认证，则刷新页面，如果未通过，页面维持不变。

5、系统的活动图：

（1）用户登录系统的活动图

图 6.1 用户登录系统的活动图

〖活动图说明〗 ①InputURL:输入网站的URL。②Show HomePage:显示网站主页。③Input Login Information:输入登录信息。④Press ”OK” Button:单击 “OK”按钮。

⑤Certify UserInfo:用户信息认证。⑥Show Success Page:显示登录成功界面。

用户登录系统时，首先要输入登录网站的URL，然后从首页的登录窗口中输入信息登录信息，如用户名和密码，点击页面上的登录按钮。用户输入的信息会与数据库中的信息对比验证，如果验证成功返回登录成功页面，如果失败，返回登录失败页面。（2）教师上传课件的活动图

图 6.2 教师上传课件的活动图

〖活动图说明〗

①Apply File Upload:申请文件上传。

②Certify Size And Other Aspact:验证文件的大小和其他信息。③Store:文件存储。

④Administrator Authorize:系统管理员认证。⑤Update Page:更新页面。⑥Delete File:删除文件。

教师要上传文件，先要进入文件上传页面，然后验证上传文件的大小和其他信息是否符合要求。验证成功后将文件存储，当系统管理员认证通过，更新页面；认证不通过删除文件。（3）系统管理员维护网站的活动图

图 6.3 系统管理员维护网站的活动图

〖活动图说明〗

①Login:登录系统。

②Process CAI:处理上传的课件。③Update Information:更新页面信息。④Modify Page:修改页面。

6、系统中的类

（1）参与者相关的类

系统中和参与者相关的类的类图如下：

图 7.1 参与者相关的类

〖类图说明〗 ①User类是所有类的父类，包括属性有Account（登录名）、Password（密码）、email（用户邮箱）等。方法有getEmail（获取邮箱）、getAccount（获取登录账户名）以及changePass（修改密码）。

②Student类是学生类，除了继承父类的属性和方法，还包括number（学号）、name（姓名）、sex（性别）、age（年龄）、class（班级）、和grade（年级）等属性。

③Teacher类是教师类，除了继承父类的属性和方法，还包括name（姓名）、sex（性别）、Identity Card（身份证号）、course（教授的课程）、以及TelephoneNum（电话号码）。

④Adminstrator是管理类，管理员有自己的属性，TelephoneNum（电话号码）。还有自己的方法：CertifyUpload（文件的上传认证）、UpdatePageInformation（更新页面信息）、AddUser（添加用户）和DeleteUser（删除用户）等。

（2）各类之间的关系

类不是单独一个模块，各个类之间是存在联系。网络教学系统各个类之间的联系如下图：

图 7.2 各类之间的关系

〖类图说明〗

①CourseIntro类表示课程介绍类。此类的属性有：courseName（课程名）、college（开课院校）、teacher（授课教师）、scorePoint（课程学分）、time（开课时间）、Place（上课地点）和teachingPlan（教学计划）等，它有一个修改课程信息的方法Modify()。

②Article类表示发表的文章类，包括articleNum（文章序号）、articleTitle（文章标题）、teacherToIssue（发布教师）、create Time（创建时间）以及文章内容。方法有Issue（文章发布）、Delete（文章删除）和Modify（修改）。③FileUploadOrDownload类表示上传的文件信息类，属性包括fileName（文件名）、fileType（文件类型）、fileSize（文件大小）、shortIntro（文件的简短介绍）、fileURL（文件地址）、create（文件的创建者）以及createTime（文件的创建时间）等。操作包括checkSize（检查文件大小）、Modify（修改文件信息）、Store（文件存储）以及Cancle（取消上传）等。

教师可以教授几门课程，所以有几门课程的课程简介；教师可以发布多条信息，也可以不发布；教师可以不上传文件，也可以上传多个文件。一个学生可以下载一个文件，也可以不下载文件。

7、系统的组件图

网络教学系统的组件图如下图，组成Web应用程序的页面包括：维护页面（Maintenance Page）、文件下载页面（File Download Page）、文件上传页面（FileUpload Page）、信息发布页面（Message Issue Page）和登录页面（Login Page）。

图 8.1 系统的组件图

8、系统的配置图

配置图主要是用来说明如何配置系统的软件和硬件。网络教学系统的应用服务器负责保存整个Web应用程序，数据库是负责数据库管理。此外还有很多终端可以作为系统的客户端。由于客户端很多，在此只画出3个客户端，系统配置图如下图：

图 9.1 系统的配置图

【小结】

篇3：《UML》课程教学分析与设计

关键词：UML,课程目标,课程内容,教学方式

0 引言

《UML》是计算机专业的一门专业拓展课, 总计32学时, 分配2学分。提到软件工程, 也许大家并不陌生, 就是用工程化的方法开发软件[1]。而在众多工程化的方法中, 以面向对象分析设计方法最为流行, UML (Unified Modeling Language, 统一建模语言) 就是面向对象分析设计所使用的图形化的建模语言[2]。

在接触一门新课之前, 大多数学生都会问这样的问题:为什么要学 (Why) ?学些什么 (What) ?如何去学 (How) ?这也正对应了本课程教学设计的三个部分, 即课程目标、课程内容、教学方式。

1 课程目标

首先看第一个问题:为什么学?也就是说, 学完本门课程能够达成什么课程目标。就职业目标而言, 能够完成从普通程序员到优秀程序员再到系统分析员的跨越。就能力目标而言, 能够具备软件系统分析与设计的能力, 而不单单是编码能力。就知识目标而言, 能够掌握软件工程与UML的重要知识。

2 课程内容

其次看第二个问题:学些什么?也就是说, 本门课程都包括哪些主要内容。针对教学大纲和教学对象的特点, 确定了如图1所示的主要教学内容, 并选用由本人编写的职业教育实训教材《UML基础与Rose建模实训教程》作为参考教材。

其具体内容包括七部分。

第一部分建模基础, 4学时, 主要介绍软件工程和UML基础知识以及Rational Rose工具的使用。重点是软件工程的思想和Rational Rose工具的使用。

第二部分用例建模, 4学时, 主要介绍用例图的建立。重点是识别用例图中的参与者、用例以及关系, 难点是如何识别其中的关系。

第三部分静态建模, 6学时, 主要包括类图、对象图、包图的建立。重点是识别类图中的类及其关系, 难点是如何识别其中的关系。

第四部分动态建模, 12学时, 主要包括时序图、协作图、状态图、活动图的建立。重点是识别时序中的对象、消息, 难点是如何识别其中消息。

第五部分物理建模, 2学时, 主要包括部署图、实现图的建立。重点是识别部署图中的组件及其关系, 识别实现图中的节点及其关系。

第六部分双向工程, 2学时, 主要包括正向工程、逆向工程。重点是利用正向工程将UML建模 (主要是静态建模中的类图) 直接生成代码框架。

第七部分随堂考试, 2学时。

从学时分配上不难看出, 整个课程的重点是用例模型、静态模型、动态模型三个部分。换言之, 熟练掌握这三部分的内容, 基本上就能够运用UML统一建模语言进行面向对象的分析与设计工作了。

3 教学方式

最后看第三个问题, 如何去学?要想回答这个问题, 可以从教师和学生两个方面来分别讨论。

3.1 教师方面

在具体教学过程中, 对于教师来说如何落实以上内容, 突破重点难点呢?主要采用案例贯穿、任务驱动的方式。

3.1.1 案例贯穿

整个课程是以图书馆管理系统的分析设计为主线进行的, 拿第二部分用例建模来说, 之前已经叙述过重点内容是参与者、用例以及关系。通过引导学生分析图书管理系统中谁使用系统的主要功能, 逐步确定参与者为:Reader (读者) , Librarian (图书管理员) , Administrator (系统管理员) ;然后再引导学生分析每个参与者使用系统的什么功能, 逐步确定用例有:Manage User (用户管理) 、Manage Book (图书管理) 、ManageReader (读者管理) 、Borrow-Lend (借阅管理) 等;最后将参与者和用例、用例和用例连接起来, 逐步确定关系有:关联、包含、扩展等[3]。分析结束后, 使用Rational Rose软件完成图书管理系统的用例图, 如图2所示。这样第二部分用例建模中的相关内容便得以落实。需要说明的是, Rational Rose是纯英文版软件, 所以为参与者、用例命名时也选择了英文名称, 从而达到在锻炼技能的同时强化外语的目的。

3.1.2 任务驱动

完成这些既定环节后, 再向学生另行布置任务:自选一个熟悉的软件系统, 对其进行分析与设计, 然后在同学面前予以展示说明, 同时也可以点评其他同学的分析设计。

3.2 学生方面

从前面课程内容的阐述中, 不难看出对于教师而言, 主要采用案例贯穿、任务驱动的方法去教。除此之外, 对于学生来说, 采用什么方法才能学好本门课程呢?首先需要首先具备面向对象的学习基础, 然后在学习过程中采用多听 (听教师讲课) 、多练 (练实训项目) 、多讲 (讲自选系统) 、多评 (评他人设计) 的方法去学。这也是平时考核的主要依据, 本课程平时成绩占40%, 其构成主要包括课堂提问、上机操作、作业上交、模型展示, 各占10%。期末成绩以考核实际动手能力为主, 让学生完成一个软件系统的用例模型、静态模型、动态模型, 其中用例模型占30%, 静态模型 (主要是类图) 占30%, 动态模型 (主要是时序图和活动图) 占40%, 然后根据具体建模情况给予相应的分数。

以上是关于《UML》这门课程的简要设计, 在今后的教学实践中, 可能还需要不断地调整和改进, 从而达到教学效果的最优化。正所谓“教学有法, 教无定法, 贵在得法”[4]。

参考文献

[1]赵池龙.软件工程实践教程[M].北京:电子工业出版社.2007.

[2]黄新, 徐小娟.基于UML的面向对象分析与设计方法[J].科技资讯.2007 (17) .

[3]唐红杰.UML基础与Rose建模实训教程[M].北京:清华大学出版社.2011.

篇4：uml课程设计教学大纲

关键词 面向对象技术UML 课程 教学改革 教学实践

中图分类号：G633.67 文献标识码：A

0 引言

面向对象技术UML是当前最为流行的软件设计技术，在实际工程有着广泛的应用。在大学教育中该课程一直受到教师和学生的关注，也是学生专业发展的基础，诸多学生对于该课程有着浓厚的学习兴趣。①在面向对象技术UML课程教学中，需要根据课程特点实施不同的教学方法，教师要掌握课程教学的主动权，积极发挥课程引导者的作用。②然而，实际中却由于部分教师缺乏教学经验或者不能采用有效地教学方法，学生不能领悟到教师的教学意图，也不能掌握课程内容，导致了诸多学生对教学的不满，产生强烈的排斥课程现象，影响正常的教学秩序。③因此，面向对象技术UML课程教学改革势在必行。本文探索了当前面向对象技术UML课程教学中存在主要问题，并提出了诸多改进措施，改善当今面向对象技术UML课程教学面貌。

1 面向对象技术UML课程教学存在问题分析

面向对象技术UML课程教学在过去有了重要的改变，尤其是采用多媒体教学以来，在教学效果上有了很大的提高，但该课程开始历史较短，仍然存在诸多问题，具体如下：（1）教材内容。由于面向对象技术UML课程涉及较多的专业知识，这些知识又随着计算机技术变化出现新的变化，这就导致教材内容不能满足课程教学需求，教材内容也在部门知识设置上也缺乏足夠深度。（2）课程授课缺乏规范。面向对象技术UML课程的教学案例设计没有形成一个有机的整体，不能很好地把每个知识点前后贯穿，如用于需求分析建模的案例不能延续到系统分析及设计，学生在学习中难度较大，造成学生学习疲倦，对面向对象技术UML课程产生消极情感，从而不能很好地学好该课程。（3）课程教学水平较为落后。面向对象技术UML课程需要很强的实践，不仅需要课堂系统的讲解，部分教师缺乏实践意识，过多的灌输理论知识，不能提高学生的应用能力，在教学的有效性上缺乏足够的考虑。教师在授课中往往较为单一，这与该课程的开设时间和难度有着重要的联系，并且在实际中也缺乏足够的参考资料，教师教学能力也受到挑战。

2 面向对象技术UML课程改进分析

面向对象技术UML课程改革需要根据学生的需求，按照课程发展特点，及实际经验进行研究具体的实施过程，提高面向对象技术UML课程的有效性，帮助学生发展计算机软件设计能力，具体的改进分析如下：

2.1 教学目标改革

面向对象技术UML课程需要完善教学目标，建立有效地改革体制，制定良好的教学方针，在实施改革主要从以下方面分析：（1）基于教师能力的目标改革。面向对象技术UML课程确实存在较大的教学难度，这就需要重点分析教师教学中存在的困难点，由成立专门的研究小组进行讨论，通过采纳广泛有经验教师的观点形成解决方案，突破现有教学资源限制。同时，进行制定教师教学任务，细化到每节课程内容，给教师制定相应的目标，提高教师教学的主动性。（2）基于学生学习能力的目标改革。学生的学习情况是面向对象技术UML课程的最终核心，需要统计学生的学习情况，根据具体情况调整教学方针，按照学生在课堂的需求制定相应的教学措施，提高学生在课堂中的积极性。同时，针对学生的学习情况要落实检查，督促学生的学习。

2.2 教学过程改革

面向对象技术UML课程需要从教学细节中探索切实可行的改革措施，这是该课程获得发展的基础，也进行改革的关键，主要内容如下：（1）实施先进教学模式。面向对象技术UML课程的改革需要从整体上制定教学模式，先进的模式能够保证该课程教学整体策略，按照先进的思想完善教学体系。基于项目驱动教学法就是典型的教学模式，在其他课程中获得良好的推广，面向对象技术UML课程也可以采取该方式，根据该理论制定详细的教学过程，在教学中研究能够提升教学空间的内容，达到教学方法的先进性。（2）推广实践教学，增加实践内容。面向对象技术UML课程是一门应用技术，在课程设置上教师要注重引入实践内容，即使课堂时间有限，也可以根据课程给学生布置课外作业，引导学生的学习兴趣，通过实践来检验课程的学习效果，并让学生获得学习的成就感。

3 总结

面向对象技术UML课程需要根据教学实际情况展开改革，改革的主题方针也要围绕学生的学习需求。在实际课堂中落实各种改革方针，达到提高教学效果的目的。此外，未来教学中应提高学生的主体参与时间，给学生更多自我学习的时间，促进其自学能力的发展。

注释

① 王艳萍，李海燕，许波. UML实例化教学改革初探[J]. 实验室研究与探索，2011（09）.

② 吉逸，陈国庆，曹玖新.研究生创新型学习的教学研究与实践[J].计算机工程与科学，2011（S1）.

篇5：uml课程设计教学大纲

姓名：黄会林 学号：2009214454 班级：3110903

实验题目：

基于UML医院患者监护系统的分析与设计

实验目的：

软件工程课程设计是软件工程专业一个综合性的实践教学环节，其目的在于促进学生复习和巩固计算机软件设计知识，加深对软件设计方法、软件设计技术和设计思想的理解，并能运用所学软件设计知识和面向对象技术进行综合软件设计，提高学生的综合应用能力。通过这次课程设计，要掌握UML（统一建模语言），并能运用UML在Rational Rose中建模。

实验内容：

一、问题描述

在医院的病房里，将病症监视器安置在每个病床，对病人进行监护。监视器将病人的病症信号（组合）实时地传送到中央监护系统进行分析处理。在中心值班室里，值班护士使用中央监护系统对病员的情况进行监控，监护系统实时地将病人的病症信号与标准的病诊信号进行比较分析，当病症出现异常时，系统会立即自动报警，并打印病情报告和更新病历。系统根据医生的要求随时打印病人的病情报告，系统还定期自动更新病历。

二、需求分析

根据分析系统主要实现以下功能：

1、要求病症监视器随时接收每个病人的生理信号（脉搏、体温、血压、心电图等），定时记录病人情况以形成病情报告。

2、病症监视器可以将采集到的病症信号（组合），格式化后实时的传送到中央监护系统。

3、中央监护系统将病人的病症信号与标准的病症信号库里的病症信号的正常值进行比较，当病症出现异常时系统自动报警。

4、当病症信号异常时，系统自动更新病历并打印病情报告。

5、值班护士可以查看病情报告并进行打印。

6、医生可以查看病情报告，要求打印病情报告，也可以查看或要求打印病历。

7、系统定期自动更新病历。

三、用UML的静态建模机制定义描述系统的静态结构

（一）建立系统的用例图

通过分析可以识别出本系统的四个角色：值班护士，医生，病人，标准病症信号库。其描述面板如下：

角色：病人 角色职责： 提供病症信号

角色职责识别：

负责生成、实时提供 各种病症信号。

角色：医生 角色职责：

对病人负责，负责处理病情的变化

角色职责识别：

(1)需要系统支持以完成其日常工作

(2)对系统运行结果感兴趣

角色：值班护士 角色职责：

负责监视病人的病情变化

角色职责识别：

(1)使用系统主要功能(2)对系统运行结果感兴趣

角色：标准病症信号库 角色职责：

负责向系统提供病症信号的正常值

角色职责识别：

(1)负责保持系统正常运行(2)与系统交互

通过分析可以初步识别出系统的用例为：中央监护，病症监护，提供标准病症信号，病历管理，病情报告管理。顶层用例图如下：

（二）识别系统的类

通过名词识别法和系统实体识别法等方法可以识别出系统的十二个类。类图（含数据模型）如下：

（三）用配置图描述系统的体系结构

用配置图可以进一步描述系统的网络结构。配置图如下：

四、用UML的动态建模机制定义描述系统结构元素的动态特性及行为

（一）用状态图描述系统结构元素的动态特性及行为 状态图如下：

（二）用序列图和协作图描述病人病情异常时系统的情况 序列图如下：

生成协作图如下：

（三）用活动图描述系统在监护病人时的状态变化 活动图如下：

心得体会：

篇6：图书管理系统UML分析与设计

系统的功能性需求描述如下：

·

图书管理系统为管理员提供主功能界面。

·

图书管理系统在启动时要求管理员输人口令，只有口令正确，才可以进入系统的主功能界面。

·

管理员负责对图书管理系统的维护工作，因此系统应赋予管理员对图书信息、读者信息和出版社信息进行录入、修改、查询和删除等功能的操作权限。

·

管理员作为读者的代理实现借书与还书业务。

·

图书信息、读者信息和出版社信息保存在对应的数据库表中。

在上述功能性需求分析的基础上，可以写出较为详细的需求规格说明书，作为进行系统分析、设计和实现的依据。需求分析规格说明书由系统最终用户提出需求，系统分析人员负责编写。图书管理系统需求分析规格说明书如下：

·

这是一个图书馆图书借阅管理的应用系统；

·

图书管理系统负责将图书、杂志借给读者，前提条件是这些读者在系统进行了注册，图书和杂志也在系统中进行了注册；

·

图书馆负责新书的购买，当书和杂志已经过时或者破旧不堪时，可以将这些图书和杂志从图书馆管理系统中删除；

·

图书管理员是图书馆的员工，负责与读者打交道，并且是在系统提供的支持下开展工作；

·

图书管理系统能够容易地建立、修改和删除系统中的信息，包括图书信息、读者信息、以及出版社信息等；

·

图书管理系统能够在所有流行的平台环境(windows，uNIx等操作系统)上运行，并具有一个美观的图书用户界面；

·

图书管理系统容易扩展新功能。

2.分析建模

 Use case diagram 分析

采用下列描述项撰写用例的脚本。

· 用例名称——表明用户的意图或用例的用途。

· 参与者——与该用例相关的参与者列表。

· 前置条件——一个条件列表，如果其中包含条件，则这些条件必须在访问用例之前得到满足。

· 后置条件——一个条件列表，如果其中包含条件，则这些条件将在用例完成以后得到满足。

· 基本事件流——描述用例中各项活动都正常进行时用例的工作方式。

· 分支事件流——描述用例中某项活动的子活动各项工作都正常进行时用例的工作式。

· 异常事件流——描述用例的变更工作方式，以及出现异常或发生错误的情况下所执行的路径。

图书管理系统中每个用例的脚本描述如下：

1．系统登录

用例名称：系统登录

参与者：图书管理员 1．1前置条件 无

1．2后置条件

如果用例成功，参与者可以启动系统，使用系统提供的功能。反之，系统的状态不发生变化。

1．3基本事件流

当图书管理员登录系统时，用例启动。

①系统提示用户输入用户名和密码。

②用户输入用户名和密码。

③系统验证输入的用户名和密码，若正确，则用户登录到系统中。

1．4异常事件流

如果用户输入无效的用户名／密码，则系统显示错误信息。用户可以选择返回基本事件流的起始点，重新输入正确的用户名／密码；或者取消登录，用例结束。

2．图书借阅

用例名称：借阅图书

参与者：读者，图书管理员 2．1前置条件

在这个用例开始之前，图书管理员必须登录到系统；否则，系统的状态不发生变化。

2．2后置条件

如果这个用例成功实现，则在系统中创建并存储借阅记录。2．3基本事件流

当读者借阅图书时，用例启动。

①登录系统。

②输人图书ID和读者ID。

③检索读者ID。

④检索图书ID。

⑤根据时间算法确定图书借出日期和归还日期。

⑥图书馆将图书借给读者。

⑦创建借阅记录。

⑧存储借阅记录。2．4异常事件流

①如果读者未注册，则系统显示提示信息，用例被终止。

②如果要借图书不存在，系统显示提示信息，用例被终止。

③如果要借图书都已借出，则系统提示信息，用例被终止。3．图书归还

用例名称：图书归还

参与者：读者，图书管理员 3．1前置条件

在这个用例开始之前，图书管理员必须登录到系统；否则，系统的状态不发生变化。

3．2后置条件

如果这个用例成功实现，则系统删除借阅记录；否则，系统的状态不发生变化。3．3基本事件流

当读者归还借阅的图书时，用例被启动。

①登录系统。

②输入图书ID和读者ID。③检索图书ID。

④检索读者ID。

⑤查询图书借阅记录。⑥删除借阅记录。3．4异常事件流

①如果归还图书不存在，则系统显示提示信息，用例被终止。②如果借阅记录不存在，则系统显示提示信息，用例被终止。4．读者维护

用例名称：读者维护 ‘ 参与者：图书管理员 ’ 4．1前置条件

在这个用例开始之前，图书管理员必须登录到系统；否则，系统的状态不发生变化。4．2后置条件

如果这个用例成功地实现，则系统添加、修改或检索读者信息；否则，系统的状态不发生变化。

4．3基本事件流

当图书管理员维护读者信息时，用例被启动。①登录系统。

②如果选择的活动是“添加读者信息”，则执行分支事件流4．3．1：添加读者信息。③如果选择的活动是“修改读者信息”，则执行分支事件流4．3．2：修改读者信息。④如果选择的活动是“检索读者信息”，则执行分支事件流4．3．3：检索读者信息。4．3．1分支事件流

①提供读者的信息，例如，读者ID，读者姓名、电话号码等。②系统存储读者信息。4．3．2分支事件流 ①输入读者ID。

②查询并显示读者信息。③更新系统中读者信息。4．3．3分支事件流 ①输入读者ID。

②查询并显示读者信息。4．4异常事件流

①如果读者已经存在，则系统显示提示信息，用例被终止。②如果查询不到读者，则系统显示提示信息，用例被终止。5．图书维护

用例名称：图书维护 参与者：图书管理员 5．1前置条件

在这个用例开始之前，图书管理员必须登录到系统；否则，系统的状态不发生变化。5．2后置条件

如果这个用例成功实现，则系统添加、修改或检索图书信息；否则，系统的状态不发生变化。

5．3基本事件流

当图书管理员维护图书信息时，用例被启动。①登录系统。

②如果选择的活动是“添加图书信息”，则执行分支事件流5．3．1：添加图书信息。③如果选择的活动是“修改图书信息”，则执行分支事件流5．3．2：修改图书信息。④如果选择的活动是“检索图书信息”，则执行分支事件流5．3．3：检索图书信息。5．3．1分支事件流

①提供图书的信息，例如，图书ID，图书名称、编著者、出版社、价格、出版年份筹 ②系统存储图书信息。5．3．2分支事件流 ①输人图书ID。

②查询并显示图书信息。⑨更新系统中图书信息。5．3．3分支事件流 ①输入图书ID。

②查询并显示图书信息。5．4异常事件流

①如果该图书已经存在，则系统显示提示信息，用例被终止。②如果查询不到该图书，则系统显示提示信息，用例被终止。

系统总体功能结构

 根据用例图定义分析包以及分析包（子系统）之间的关系。

图书管理系统分析包详细结构

 定义类、用例实现（序列图）、类关系图(1)系统登录

类图：

系统登录分析类图

用例实现：

登录系统成功顺序图

登录系统失败顺序图

(2)登录图书信息

类图：

登录图书信息分析类图

用例实现：

登录图书信息顺序图

(3)修改图书信息

类图：

修改图书信息分析类图

用例实现：

修改图书信息顺序图

(4)检索图书信息

类图:

检索图书信息分析类图

用例实现：

检索图书信息顺序图

(5)借阅图书 类图：

借阅图书分析类图

用例实现：

借阅图书顺序图

(6)归还图书

类图：

归还图书分析类图

用例实现：

归还图书顺序图

(7)借出图书一览表

类图：

借出图书一览表分析类图

用例实现：

借出图书一览表顺序图

(8)类关系图

系统实体类（业务类）之间的关系

(9)类的具体定义

1．图书表类

编号：A—l一0l

类名：图书表

职责：存放图书馆所能处理的所有图书的基本信息

属性：图书代号，图书名称，编著者，ISBN代码，出版社代码，出版年份，页数，价格，购入日期，过期日期，书架代码，备注

说明：该类存放所有图书类的公用信息，它是“图书借阅表”的父类。图书也有身份，可以通过不同的ISBN相区别。在图书管理系统中，图书也有相关的行为，图书因为使用期限等可以被销毁，所以图书表也是系统中的一个对象。

2．登录图书界面类

编号：A一1—02

类名：登录图书界面

职责：提供输入所有图书信息的界面

属性：图书代号，图书名称，编著者，ISBN代码，出版社代码，出版年份，页数，价格，购入日期，过期日期，书架代码，备注

说明：该类的所有属性是非持久性的，但它为用户保存永久性的图书属性提供了一个临时的输入接口。

3．登录图书信息控制类

编号：A—l—03

类名：登录图书信息控制类

职责：实现登录图书界面类与图书表类所提供信息的交互。

属性：图书代号，图书名称，编著者，ISBN代码，出版社代码，出版年份，页数，价 格，购人日期，过期日期，书架代码，备注

说明：该类的所有属性是非持久性的，但它为用户保存永久性的图书属性提供了一 个临时的输人接口。

4．出版社表类

编号：B—l—01

类名：出版社表

职责：存放图书表所使用的所有图书的出版单位

属性：出版社代码，出版社名称

说明：该类与出版社表之间存在着单向关联的关系。

5．读者表类

编号：C一1一Ol

类名：读者表

职责：存放图书馆的所有读者的基本信息

属性：读者代码，读者名，联络电话

说明：该类类描述了物理借阅者的信息，代表了系统中存储的物理借阅者的信息，即物理借阅者在系统中的账户。同时，读者表又是图书借阅表的组成成分之一。

6．图书借阅表类

编号：D—l—01

类名：图书借阅表

职责：存放图书馆所能处理的所有图书的基本信息

属性：图书代号，读者代号，借书日期，还书日期，说明：该类描述了从图书馆借阅图书的借阅记录。一个该类的对象对应一个借阅者和一本图书。该类的对象的存在表示借阅者借阅了借阅记录中记录的物理图书。当图书被归还时，要删除借阅记录(对象)。

 形成系统分析规约（注意规约可能会有活动图、状态图等）

3.系统设计

设计模型的主要工作： 1）．软件平台设计

软件平台是系统开发和运行的环境。图书管理系统的开发和运行环境如下：

· 操作系统——操作系统是计算机系统中最重要的系统软件。图书管理系统可以运行在Windows 95／98／2000／NT／Windows XP等桌面操作系统上。

· 支撑软件——支撑软件是协助人们开发和维护软件的工具和环境软件。数据库系统、集成开发环境等都属于支撑型软件，例如，Delphi、Oracle、Java等。图书管理系统使用的DBMS是Access 2003，数据库中间件是JDBC。

· CASE平台——采用CASE开发环境可保证系统开发质量，提高开发效率，保证文档的一致性。图书管理系统的分析、设计j实现和部署模型是在Rose 2003建模环境下创建的，清晰地表达了在不同的开发阶段的系统模型。2）．结构设计

结构设计是把软件分解成为多个子系统，并确定出由各子系统及其接口构成的软件结构。子系统是对软件分解的一种中间形式，也是组织和描述软件的一种方法。由多个子系统构成系统软件，每一个子系统又包括多个用例设计、设计类和接口。结构设计具体要做的工作是将系统划分成相对独立、功能相对完整的子系统(包)，将系统模型中的元素划分到不同的包中，说明在什么地方定义包，各个包之间的依赖性和主要通信机制。从而得到尽可能简单和清晰的结构，各部分之间的依赖尽可能的少，并尽量减少双向的依赖关系。3）．详细设计与界面设计

详细设计是对软件结构中确定出的各个子系统内部的设计，需要分析和确定每一个子系统中的用例设计、设计类和接口。详细设计还要描述每个类的细节，并用动态模型描述类的实例在具体环境中的行为。

界面设计是对人和外部系统与系统之间交互界面的设计，包括输入界面、输出界面和输入／输出界面的设计。另外，界面设计还涉及到人机交互方式、人机交互流程、输入输出设备和媒体等内容。4）．数据库设计

数据库是系统存储和管理数据的主要技术手段，数据库设计的任务是根据给定的系统应用需求和系统环境，设计出合理的数据库结构。数据库设计可分为概念设计、逻辑设计和物理设计3个阶段。用UML进行数据库设计的主要思想，是利用UML的扩展机制定义一些版型，用于表示与数据库相关的一些概念。Rose 2003提供了对数据库设计的支持，所设计的模型可以直接生成具体数据库中的表、触发器、存储过程等。

 系统结构设计

系统框架视图

· 用户界面包(User Interface Package)——用于描述整个用户界面使用的类，这些类提供的操作允许用户浏览系统中的数据，允许用户输入新数据。用户界面类基于Java AWT包设计，AWT包是Java语言中用于编写用户界面应用程序的一个标准库。用户界面包与业务模型包相互协作，调用业务模型包中类实例的方法对图书信息进行检索和插入操作。

。业务模型包(Business Model Package)——包含分析阶段主要的类(借阅图书类、归还图书类、图书类、读者类、出版社类)。在设计阶段将进一步细化这些类，从而完整地定义它们的操作，并为它们增加永久性存储支持。业务模型包与数据库包相互协作，访问数据库中的数据。· 数据库包(Database Package)——为业务模型包中的类提供数据存取服务，以便这些类能够实现数据的永久性存储功能。

。组件包(Utility Package)——包含一些可以被系统中其他包所使用的服务。

 界面设计

 详细设计

图书信息管理详细设计：

1．设计类图

“图书信息管理’’是一个用例，在“图书信息管理”用例所提取的3个概念类的基础上，可以确定该用例有3个设计类：登录图书信息(LoginBook)、修改图书信息(UpdateBook)、检索图书信息(SelectRook)。如图13．2所示为“图书信息管理”用例的设计类图。

“图书信息管理”用例设计类图

·

BpFrame类——属于用户界面包，定义系统检索与修改界面的框架。

·

BpSelectFrame类——属于用户界面包，继承BpFrame类，定义检索界面框架。

·

BpUpdateFrame类——属于用户界面包，继承BpSelectFrame类，定义系统修改界面框架。

·

SelectBook类——属于用户界面包，继承BpSelectFrame类，与DbChoice类相关联，显示图书信息检索界面。

·

LoginBook类——属于业务模型包，继承BpUpdateFrame类，与DbChoice类相关联,实现图书信息登录功能。

·

UpdateBook类——属于业务模型包，继承BpUpdateFrame类，与DbChoice类相关联，实现图书信息修改功能。

·

DbChoice类——属于组件包，定义了用于数据库操作的实例变量和实例方法。

2．顺序图

为实现用例的功能，每个用例要实现的功能要通过用例中各个类的对象的操作的相互协作完成，这就要在顺序图或协作图中反映各个对象之间的消息调用过程。如图13．3所示为添加的图书ID不重复的情况下“登录图书信息”用例的顺序图。

“登录图书信息”顺序图

3．属性和方法设计

用例设计中识别出了大量的设计类，接下来要详细地设计所识别出来的每一个设计类，即设计类的属性和方法。属性设计应该注意的问题是：一要补充属性分析时没有考虑到的属性，确定属性的全部内容，其中包括属性名、可视性、范围、类型、初始值；二要尽量采用系统采用的程序设计语言的语法规范描述属性。

方法设计包括数据结构设计、算法设计和流程设计。方法设计要注意的是：一要立足于所采用的程序设计语言；二所选用的程序设计语言应该能够提供丰富的数据结构；三要根据所实现的功能确定算法设计；四是可以用程序流程图或活动图来描述流程设计的结果。

如图所示为添加了属性和方法“图书信息管理”用例的设计类图。

添加属性和方法后的“图书信息管理”类图

LoginBook类的属性和方法设计如下：

·

sql属性——定义执行插人操作的SQL命令字符串。

·

chpublish_id属性——定义出版社ID。

·

LoginBook()方法——类的构造方法。①调用DbChoice类的对象实例，以实现加载JDBC驱动程序，创建数据库连接等功能；②提供添加图书信息界面。

·

cheekInsea()方法——①检查各输入项的输人格式是否正确；②检查图书ID是否重复。

·

makelnsertStmt()方法——定义执行插人操作的SQL命令字符串。

·

afterlnsert()方法——清空登录图书界面的各输入项。

SelectBook类的属性和方法设计如下：

·

sql属性——定义执行插入操作的SQL命令字符串。

·

chpublish_id属性——定义出版社ID。

·

SelectBook()方法——类的构造方法。①调用DbChoice类的对象实例，以实现加载JDBC驱动程序，创建数据库连接等功能；②提供检索图书界面。

·

checkSelect()方法——检查是否输入要检索的图书ID。

·

makeSelectStmt()方法——定义执行检索操作的SQL命令字符串。

·

setSelectedData()方法——显示检索图书的结果。

·

clear()方法——清空图书检索界面各检索项。

UpdateBook类的属性和方法设计如下：

·

sql属性——定义执行插入操作的SQL命令字符串。

·

chpublish_id属性——定义出版社ID。

·

UpdateBook()方法——类的构造方法。①调用DbChoice类的对象实例，以实现加载JDBC驱动程序，创建数据库连接等功能；②提供检索图书界面；③提供修改图书功能。

·

checkSelect()方法——检查是否输人要检索的图书ID。

·

makeSelectStmt()方法——定义执行检索操作的SQL命令字符串。

·

setSelectedData()方法——显示检索图书的结果。

·

clear()方法——清空图书修改界面各修改项。

·

checkUpdate()方法——检查各修改项的修改格式是否正确。

·

makeUpdateStmt()方法——定义执行修改操作的SQL命令字符串。

读者信息管理详细设计： 1．设计类图

“读者信息管理”是一个用例，在“读者信息管理”用例确定了3个概念类：添加读者信息、修改读者信息、检索读者信息。但是，该用例的功能相对比较简单。可以用1个设计类Borrow实现这3个概念类的功能。如图所示为“读者信息管理”用例的设计类图。

图13．5 “读者信息管理”用例设计类图

· Borow类——属于业务模型包，继承BpupdateFrame类，实现读者信息添加修改和检索功能。

2．顺序图

如图13．6所示为添加的读者ID不重复的情况下“添加读者信息”用例的顺序图。

“添加读者信息”顺序图

通过分析如图所示的顺序图，可以得到下图所示为“读者信息管理”用例的设计类图。

图优化后的“读者信息管理”用例设计类图

3．属性和方法设计

如下图所示为添加了属性和方法“读者信息管理”用例的设计类图。

添加属性和方法后的“读者信息管理”类图

Borrow类的属性和方法设计如下：

· sql属性——定义执行插入操作的SQL命令字符串。

· Borrow()方法——类的构造方法。①调用DbChoice类的对象实例，以实现加载JDBC驱动程序，创建数据库连接等功能；②提供添加、修改和检索读者信

息界面。

· checkSelect()方法——检查是否输入要检索的读者ID。

· makeSeleetStmt()方法——定义执行检索操作的SQL命令字符串。

· setSelectedData()方法——显示检索读者的结果。

· ehecklnsert()方法——检查是否可执行插入操作。

· makeInsertStmt()方法——定义执行插入操作的SQL命令字符串。

· afterlnsert()方法——清空各输入项。

· checkUpdate()方法——检查是否可执行修改操作。

· makeUpdateStmt()方法——定义执行修改操作的SQL命令字符串。

· checkData()方法——检查各输入项的输人格式是否正确。

· clear()方法——清空各文本框。

出版社信息管理详细设计： 1．设计类图

“出版社信息管理”是一个用例，可以用1个设计类Publish实现添加出版社信息、修改出版社信息、检索出版社信息3个概念类。如图13．9所示为“出版社信息管理”用例的设计类图。

图13．9 “出版社信息管理”用例设计类图

· Publish类——属于业务模型包，继承BpUpdateFrame类，实现出版社信息添加、修改和检索功能。

2．顺序图

如图13．10所示为添加的出版社ID不重复情况下“添加出版社信息”用例的顺序图。

图13．10 “添加出版社信息”顺序图

3．属性和方法设计

如图13．1l所示为添加了属性和方法“出版社信息管理”用例的设计类图。

图13．11 添加属性和方法后的“出版社信息管理”类图

Publish类的属性和方法设计如下：

· sql属性——定义执行插入操作的SQL命令字符串。

· Publish()方法——类的构造方法。①调用DbChoice类的对象实例，以实现加载JDBC驱动程序，创建数据库连接等功能；②提供添加、修改和检索出版社信息界面。

· checkSelect()方法——检查是否输入要检索的出版社ID。

· makeSelectStmt()方法——定义执行检索操作的SQL命令字符串。· setSelectedData()方法——显示检索出版社的结果。· checklnsert()方法——检查是否可执行插入操作。

· makeInsertStmt()方法——定义执行插入操作的SQL命令字符串。· afterInsert()方法——清空各输人项。

· checkUpdate()方法——检查是否可执行修改操作。

· makeUpdateStmt()方法——定义执行修改操作的SQL命令字符串。· checkData()方法——检查各输入项的输人格式是否正确。· clear()方法——清空各文本框。

图书借还信息管理详细设计： 1．设计类图

“图书借还信息管理”是一个用例，在“图书信息管理”用例所提取的4个概念类的基础上，可以确定该用例有4个设计类：借阅图书（BorrowBook)、归还图书(RetumBook)、借出图书一览表(BorrowBookList)和未按期归还图书一览表(OverdueList)。如图所示为“图书借还信息管理”用例的设计类图。

图“图书借还信息管理”用例设计类图

· BorrowBook类——属于业务模型包，继承BpUpdateFrame类，与DbChoice类相关联，实现图书借阅功能。

· ReturnBook类——属于业务模型包，继承BpUpdateFrame类，与DbChoice类相关联，实现图书归还功能。

· BorrowBookList类——属于业务模型包，继承BpSelectFrame类，与DbChoice类相关联，显示借出图书清单一览表。

· OverdueList类——属于业务模型包，继承BpSelectFrame类，与DbChoice类相关联，显示未按期归还图书与读者清单一览表。

2．顺序图

如图所示为读者ID与图书ID都存在情况下的“借阅图书”用例的顺序图。

“登录图书信息”顺序图

3．属性和方法设计

如图所示为添加了属性和方法“图书借还信息管理”用例的设计类图。

添加属性和方法后的“图书借还信息管理”类图

BorrowBook类的属性和方法设计如下：

· sql属性——定义执行插入操作的SQL命令字符串。

· BorrowBook()方法——类的构造方法。①调用DbChoice类的对象实例，以实现加载JDBC驱动程序，创建数据库连接等功能；②提供添加图书信息界面。· checklnsert()方法——①检查各输入项的输入格式是否正确；②检查借阅图书ID是否存在。

· makeInsertStmt()方法——定义执行插入操作的SQL命令字符串。

· afterInsert()方法——清空借阅图书界面的各输入项。

· checkSelect()方法——检查是否输入读者ID和图书ID。

· makeSelectStmt()方法——显示检索结果。

· checkDelete()方法——检查是否可执行删除操作。

· makeDeleteStmt()方法——定义执行删除操作的SQL命令字符串。

· afterDelete()方法——清空删除操作后的各输入项。

· clear()方法——清空所有的文本框。ReturnBook类的属性和方法设计如下：

· sql属性——定义执行插人操作的SQL命令字符串。

· RetumBook()方法——类的构造方法。①调用DbChoice类的对象实例，以实现加载JDBC驱动程序，创建数据库连接等功能；②提供图书归还界面。

· checkUpdate()方法——检查各修改项的修改格式是否正确。

· makeUpdateStmt()方法——定义执行修改操作的SQL命令字符串。· afterUpdate()方法——清空所有的文本框。BorrowBookList类的属性和方法设计如下：

· sql属性——定义执行插入操作的SQL命令字符串。

· BorrowBookList()方法——类的构造方法。①调用DbChoice类的对象实例，以实现加载JDBC驱动程序，创建数据库连接等功能；②提供实现“借出图书一览表”功能的界面。

· makeSelectStmt()方法——定义执行检索操作的SQL命令字符串。

· setSelectedData()方法——显示检索结果。OverdueList类的属性和方法设计如下：

· sql属性——定义执行插入操作的SQL命令字符串。

· xOverdueList()方法——类的构造方法。①调用DbChoice类的对象实例，以实现加载JDBC驱动程序，创建数据库连接等功能；②提供实现“未按期归还图书一览表”功能的界面。

· makeSelectStmt()方法——定义执行检索操作的SQL命令字符串。

· setSelectedData()方法——显示检索结果。

组件包设计：

组件包包含被所有其他包使用的通用组件，图书管理系统的组件包由Const、DbChoice、BpUtil三个类组成，这三个类定义了系统所有其他类所使用的公共常量与公共方法。另外，IconCanvas(加载系统界面所使用的图标)、MsgDialog(信息显示对话框)、SQLExceptionDialog(显示数据库异常信息对话框)3个类也为系统所有其他类所公共使用。在此与组件包中的类一起进行说明。1．Const类

Const类定义了系统所使用的公共名称等常量，其类图如图所示。

Const类的类图

2．BpUtil类

BpUtil类定义了系统使用的公共方法，其类图如图所示。

BpUtil类的类图

BpUtil类的方法设计如下：

· repeateString()方法——返回指定个数的字符串对象。

· varchar2text()方法——返回按照指定长度调整的字符串对象。

· setComp()方法——在组件上按照CridBagConstraints布局配置Panel。· checkWaming()方法——检查数据库连接操作是否出现异常。· isNumeric()方法——验证字符串能否转换为数值。

· getToday()方法——以YYYY／MM／DD的格式返回今日的日期。

· getToday()方法——返回以今日为基点的指定为YYYY／MM／DD格式的日期。· isYMD()方法——验证能否识别YYYY／MM／DD格式的字符串。· GB2312Unicode()方法——GB2312转换为Unicode。· UnicodeGB2312()方法——Unicode转换为GB2312。

· getRowCount()方法——求数据表中满足条件的记录数。

· convYMD()方法——Java．util．Date类型数据转换为YYYY／MM／DD格式。

3．DbChoice类

DbChoice类定义了用于数据库操作的实例变量与实例方法，其类图如图所 示。

DbChoice类的类图

DbChoice类的属性和方法设计如下：

· con属性——定义用于数据库连接的实例变量。· query属性——定义用于SELECT语句的实例变量。· displayCol属性——定义用于检索结果的列数。

· valueCol属性——定义方法getSelectedVal()返回值的列数。

· vItem属性——定义用于保存方法getSelectedVal()返回值的Vector · DbChoice()方法——构造方法，用于初始化实例变量。· setQueryData()方法——执行检索操作。· getSelectedVal()方法——返回检索结果。· setValueCol()方法——设置列的值。· getValueCol()方法——返回列的值。

· setDisplayCol()方法——设置显示列的值。· getDisplayCol()方法——返回显示列的值。

· setDisplayhem()方法——设置显示项的列的值。4．IconCanvas类

IconCanvas类用于完成加载系统界面所使用图标的功能，其类图如图所示。

IconCanvas类的类图

IconCanvas类的方法设计如下：

· IconCanvas()方法——构造方法，用于完成加载图像文件的功能。· paint()方法——用于完成显示图像文件的功能。5．MsgDialog类

MsgDialog类用于完成显示系统界面所使用的信息对话框功能，其类图如图13．19所 示。

MsgDialog类的类图

MsgDialog类的属性和方法设计如下：

· MsgDialog()方法——构造方法，用于生成信息显示区域，定义信息对话框的标题、布局管理器等功能。

· actionPerformed()方法——用于处理发生的事件。

6．SQLExceptionDialog类

当发生数据库异常时，SQLExceptionDialog类定义了用于显示数据库异常信息对话框，其类图如图所示。

SQLExceptionDialog类的类图

SQLExceptionDialog类的属性和方法设计如下：

· SQLExceptionDialog()方法——构造方法，用于定义发生的SQL异常。· actionPerformed()方法——用于处理发生的事件。· setMessage()、方法——用于显示发生的异常信息。系统管理详细设计：

系统管理由Bookplate和LoginDialog两个类组成，Bookplate类用于显示系统主功能界面，LoginDialog类用于显示用户登录对话框界面。Bookplate类与LoginDialog类之间有单向关联关系，即Bookplate类中定义的实例变量dialog可以调用LoginDialog类的构造函数，以实现系统登录界面的显示，描述两者之间关系的类图如图所示。

“系统管理”用例设计类图

Bookplate类的方法设计如下：

· main()方法——系统执行的入口点，用于显示系统主功能界面。

· Bookplate()——构造方法，用于设置系统框架(Frame)、标题、菜单、按钮布局、标签等系统组件。

· aetionPerformed()——当用鼠标左键点击各功能按钮时，分别调用各个子功能系统，同时实现生成、显示和隐藏对应的框架的功能。LoginDialog类的方法设计如下：

· LoginDialog()方法——构造方法，用于设置用户登录对话框界面的标题、显示信息区域、设置标签和文本域、生成按钮等功能。

· actionPerformed()——当用鼠标左键点击功能按钮时，处理所触发的事件。· getStatus()——返回按钮的状态值。· getUserID()——返回用户ID。· getPassword()——返回用户口令。

 数据库设计（表略）