中南民族大学管理学院UML实验报告.doc

1、中南民族大学管理学院学生实验报告课程名称： UML统一建模 年 级： 2012级 姓 名： 学 号： 专 业：信息管理与信息系统 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，并对图形进行相应编辑和修

2、改。2、 认识各种UML关系及可见性符号，并用工具表示出来。指导教师批阅：实验（二） 用例图 实验目的、 掌握用例的概念、UML用例图的组成、作用以及使用场合。、 掌握用例与用例之间的各种关系。、 用rational rose工具练习教材中的用例图。实验内容、 用例图中有哪些组成元素？在UML中是如何表示的？答：用例图包含六个元素，分别是：参与者(Actor)、用例(UseCase)、关联关系(Association)、包含关系(Include)、扩展关系(Extend)以及泛化关系(Generalization)。参与者用名字写在下面的人形图标表示，用例用一个椭圆表示，关联关系用箭头来表示，

3、包含关系用虚线箭头和include字样表示，扩展关系用虚线箭头和extend字样表示，泛化关系用一个三角箭头从子用例指向父用例表示。、 用例与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：一个用例可以简单的包含其他用例的具体行为，并把它所包含的用例行为作为自身行为的一部分。扩展关系：一个用例也可以被定义为基础用例的增量扩展，这称作扩展关系，扩展关系是把新的行为插到已有用例中的方法。泛化关系：一个用例可以被特别列举为一个或多个子用例。三者之间的区别：用例的泛化关系类似于面向对象中的继承，它把多个子用例中的共性

4、抽象成一个父用例，子用例在继承父用例的基础上可以进行修改。但是子用例和子用例之间又是相互独立的，任何一个子用例的执行不受其他子用例的影响；而包含关系是把多个基础用例中的共性，抽象为一个被包含的用例，可以说被包含用例就是基础用例中的一部分，基础用例的执行必然引起被包含用例的执行。用例的泛化关系中，所有的子用例都有相似的目的和结构，它们是整体上的相似。而包含关系中，基础用例在目的上可以完全不相同，但是它们都有一段相似的行为，它们的相似是部分的相似而不是整体的相似。基础用例的执行并不一定会涉及扩展用例，扩展用例只有在满足一定条件下才会被执行。而在包含关系中，当基础用例执行后，被包含用例是一定会执行的

5、。在扩展关系中，基础用例提供了一个或多个插入点，扩展用例为这些插入点提供了需要插入的行为。而在包含关系中，插入点只能有一个。即使没有扩展用例，扩展关系中的基础用例本身就是完整的。而对于包含关系，基础用例在没有被包含用例的情况下就是不完整的存在。包含关系：（例图）扩展关系：（例图）泛化关系：（例图）、 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与分析，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、业务线索生成与管理、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，通过多次的与潜在客

6、户的交流与沟通，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：用例是系统参与者与系统在交互过程中所需要完成的事务。确定参与者是房产经济人，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）信息管理、业务线索生成与管理、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。参与者有房产经纪人，对于房产经纪人来说，系统维护操作主要包括：录入，修改

7、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。4、阅读下面的用例图，说明该图所表达的信息。答：客户可以启动“预定座位”功能。如果预定人数多，将执行扩展用例“处理等候队列”。总台服务员可以启动“安排座位”“办理结账”功能。客户预定座位，服务员安排座位需要先“检查座位信息”。服务员“办理结账”时需要“收款”，收款时可以现金支付也可以使用银行卡，银行卡必须是银联POS系统。5、下图是一个描述保险商务系统的简单用例图。根据该用例图回答问题。a) “签订保险单”用例可能涉及到哪几个实体类？答：客户，保险员，保险单。b) 现实生活中签订保单的基本流程如下：客户提出购买需求

8、，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：当客户不同意保险条款时，将执行扩展用例“退出签订保单”。c) 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：保单查询，保单保存；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

9、扩展用例。分析与讨论、 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与者以及他们与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他们所需要的系统功能建模，用例图用于系统分析阶段。、 在使用用例图的时候应该如何划分用例，应注意些问题？答：如何确定用例：参与者需要从系统中获取哪些功能，参与者与系统要做什么。参与者是否需要读取、产生、删除、修改或者储存系统中的某种信息。系统的状态改变是否通知参与者。是否存在影响系统的外部事件。、 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

10、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。并选择其中一个用例（如添加课程Add Course）给出其用例描述。用例的描述格式（参考模板）描述项说明用例名称表明用户的意图或用例的用途，如“预订图书”标识符可选惟一标识符，如“UC1701”，在文档其他地方可用标识符来引用这个用例用例描述概述用例的几句话参与者与此用例相关的参与者列表优先级一个有序的排列，1代表优先级最高状态可选用例的状态，通常为以下几种之一：进行中

11、、等待审查、通过审查或未通过审查前置条件访问用例前必须满足的条件列表后置条件用例完成以后得到满足的条件列表基本操作流程描述用例中各项工作都正常进行时用例的工作方式可选操作流程描述变更工作方式、出现异常或发生错误的情况下所遵循的路径被泛化的用例此用例所泛化的用例列表被包含的用例此用例所包含的用例列表被扩展的用例此用例所扩展的用例列表修改历史记录可选关于用例的修改时间、修改原因和修改人的详细信息问题可选与此用例的开发相关的问题列表决策可选关键决策的列表，将这些决策记录下来以便维护时使用频率可选参与则访问此用例的频率，如用户是每日访问一次还是每月访问一次用例“添加图书”的描述用例名称添加图书标识符U

12、C0001 用例描述图书管理员在收到新采购的图书后对之进行入库。参与者图书管理员优先级1状态通过审查前置条件图书管理员登录进入系统后置条件在库图书数目增加基本操作流程1 图书管理员录入图书书目；2 系统检查图书书目是否已存在；3 系统为这本图书生成唯一书号（条形码）；4 系统添加新的图书书号。可选操作流程系统检查图书书目不存在，系统添加新的图书书目；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张三，定义基本操作流程，2009年3月20日张三，定义可选操作流程，2009年3月20日指导教师批阅：实验（三） UML类图 实验目的和要求、 掌握类的定义，类的3要素，UML中类的表示方法。、

13、 掌握类与类之间的各种关系代表的含义及表示方法。、 实体类，边界类，控制类，关联类的概念和表示方法。、 接口和抽象类的概念和表示方法。 类的多重性关系。、 对一个类图进行相关的描述。实验内容和步骤、 类的属性和方法的可见性有哪些？UML中如何表示？ 答：类的属性和方法的可见性有：公有、私有、现实和受保护的。、 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： 、 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

14、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：、 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：、 如果现在系统需求发生变化，需要能够对损坏商品进行打折，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：、 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();

15、public string customer;public string specification;public string administrator = “unspecified”;static private int number_of_invoices()=0;public invoice（）；number_of_invoices+；public void print（） System.out.println(The number of invoices is”+ int number_of_invoices);、 下图是一个仓库管理系统的类模型局部，其中IncomeOrder是指

16、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: 分析与讨论、 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，就可以得得到相关的类，然后再把逻辑上相关的类封装成包，这样就可以很好的体现系统的分层结构，使得系统层次关系一目了然。、 总结在设计绘制类图的过程中应注意哪些问题。 答：UML类图是描述类、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

17、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、组件图和配置图等进一步描述系统其他方面的特征。 实验（四） 对象图 实验目的和要求、 掌握对象的概念，对象的三大特征，对象的表示方法。、 掌握类与对象的关系。实验内容和步骤、 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，在问题领域里有确定的角色。换句话说，对象是边界非常清楚的任何事物。对象的三大特征是封装、继承和多态。、 UML中对象的表示方法有哪些？ 答：对象名和属性。、 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？请绘制出与其相应的类图。答：

18、china:country.该图表示福建省和四川省都包含在中国中。、 说明对象图的适用场景以及它的优缺点。 答：对系统的设计视图建模时，可以使用一组类图完整的描述抽象的语义以及他们之间的关系。但是使用对象图不能完整的描述系统的对象结构。分析与讨论、 思考类与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

19、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与关联的对象的数目。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。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 实验目的和要求、 掌握UML包的概念和作用。、 掌握包与包之间的各种依赖关系的区别。、 掌握建立包与包之间依赖关系的方法。、 掌握建立包图过程中需遵循的原则。实验内容和步骤、 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

20、的组的通用机制。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。、 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。、 包与包之间存在哪几种关系？答：（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。、 包与包之间的依赖关系有何特点？答：访问依赖，用于在一个包中引入另一个包输入的元素。、 如何避免包与包之间出现循环依赖关系？各举一例。答：A.dll 中的类A 引用到了 B.dll中的类B，B.dl

21、l中的类B又引用到了程序A.dll中的类A。如果存在这种情况，除非两个程序集（.net 中dll就是一个程序集）均编译通过，否则一个程序集出现错误就会导致另一个程序集也编译不通过，于是让这个编译错误就会循环传递，使得编译器告诉我们：两个程序集不能编译通过。、 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。、 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，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P

22、ackage1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、 下面包图设计中是否存在问题？应如何改进。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修改后：B）分析与讨论、结合一个具体例子，

23、分析UML建模过程中包图所起的作用。答：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）提供配置管理单元；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 实验目的和要求1.掌握序列图（时序图）与协作图、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。画法 参考教材及课后上机题。实验内容和步骤1、交互图中有哪几种消息？它们之间具体有何分别？应如何表示？答：简单消息：简单控制流；同步：嵌套控制流；异步：异步控制流。讲一个简单消息和一个同步消息合并成一个消息。对于消息的这几种控制流不知道怎么

24、具体区分，比如一个老师让一个学生发言属于什么消息？简单控制流？简单消息：做完一件事再做另外一件事。买票是同步；异步是不等结果的返回就去做另外一件事，比如洗衣服，洗衣机洗衣服的时候可以去做饭。乙方发送了一个消息后不必等待甲方回应。而同步必须是等到回应后才能做另外一件事。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：最终打印出的值是9。执行3次循环，所以test=1!+2!+3!=93、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？支票已付，汽车停在

25、那儿，小王正在工作。答：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 / blinkFiveTimes eventPowerOff / powerSupplySelf exit / turnoff eventSelfTest / defer状态名：Lighting转换：eventSelfTest/defer事件：入口动作entry/turnOn do/blinkFiveTimes eventPowerOff/powerSupplySelf出口动作exit/turnoff

26、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，打开放水，事件2烧水，状态2打开，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：状态开始，状态1注册课程，状态2课程评价，嵌套状态图1：开始，状态实验1，进入实验室，事件1完成实验，实验2，完成实验。嵌套状态2：实验室团队项目，事件项目完成，结束。嵌套状态3：开始，状态考试，事件1考试及格，事件2考试不及格，课程不通过，补考。3个嵌套状态后，课程通过。7、说明下面网上书店系统某一活动图所表达的信息。答：用户下订单后系统生成送货单，用户选择支付方式，判断用户是否取消订单或订单超过时限，如果是，则取消订单，如果否，则进行收款。之后供应商送货，修改订单项状态，然后判断是否所有订单已送货完毕。如果是，那么订单完成。指导教师批阅：word文档 可自由复制编辑