面向對象分析與設計UML實驗報告

1、面向對象分析與設計UML實驗報告實驗及作業(yè)一一、 實驗目的了解軟件工程等基礎知識，為后續(xù)的統(tǒng)一建模語言UML知識的學習做好準備工作。二、 實驗設備與環(huán)境 裝有Visio、RationalRose的計算機。三、 實驗內容1、復習闡述“軟件工程開發(fā)模型”的相關概念，并分析各種模型的優(yōu)缺點，寫成實驗報告。2、熟悉UML軟件設計工具Visio、Rational Rose的安裝及環(huán)境 四、實驗過程及結果經(jīng)過上網(wǎng)搜索相關信息進行了解軟件工程開發(fā)模型 的相關概念與優(yōu)缺點一，什么是軟件工程概念模型模型就是抽象，就是有意識地忽略事物的某些特征。抽象帶來的好處是能夠反映模型中元素之間的關系，清晰把握大局。概念模型

2、是模型的一種，簡單說就是抽象程度極高的一種模型。軟件工程概念模型是對軟件工程領域進行抽象描述的模型，它能夠使我們對軟件工程有一個完整把握。二，軟件工程開發(fā)模型的種類以及優(yōu)缺點瀑布模型由W.Royce于1970年首先提出。根據(jù)軟件工程生存周期各個階段的任務，瀑布模型從可行性研究開始，逐步進行階段性變換，直至通過確認測試并得到用戶確認的軟件產品為止。瀑布模型上一階段的變換結果是下一階段變換的輸入，相鄰兩個階段具有因果關系，緊密聯(lián)系。一個階段的失誤將蔓延到以后的各個階段。為了保障軟件開發(fā)的正確性，每一階段任務完成后，都必須對它的階段性產品進行評審，確認之后再轉入下一階段的工作。評審過程發(fā)現(xiàn)錯誤和疏漏

3、后，應該及時反饋到前面的有關階段修正錯誤或彌補疏漏，然后再重復前面的工作，直至某一階段通過評審后再進入下一階段。瀑布模型如圖1.1所示。瀑布模型有許多優(yōu)點，如可強迫開發(fā)人員采用規(guī)范的方法；嚴格規(guī)定了每個階段必須提交的文檔；要求每個階段交出的所有產品都必須經(jīng)過質量保證小組的仔細驗證等。但瀑布模型也存在缺點，其主要表現(xiàn)在：在軟件開發(fā)的初始階段指明軟件系統(tǒng)的全部需求是困難的，有時甚至是不現(xiàn)實的。而瀑布模型在需求分析階段要求客戶和系統(tǒng)分析員必須做到這一點才能開展后續(xù)階段的工作。確定需求后，用戶和軟件項目負責人要等相當長的時間才能得到一份軟件的最初版本。如果用戶對這個軟件提出比較大的修改意見，那么整個軟

4、件項目將會蒙受巨大的人力、財力和時間方面的損失。原型模型又稱演化模型，主要是針對事先不能完整定義需求的軟件項目開發(fā)而言的。許多軟件開發(fā)項目由于人們對軟件需求的認識模糊，很難一次開發(fā)成功，返工再開發(fā)難以避免。因此，人們對需開發(fā)的軟件給出基本需求，作第一次試驗開發(fā)，其目標僅在于探索可行性和弄清需求，取得有效的反饋信息，以支持軟件的最終設計和實現(xiàn)。通常我們把第一次實驗性開發(fā)出的軟件稱為原型（prototype）。這種開發(fā)模型可以減少由于需求不明給開發(fā)工作帶來的風險，有較好的效果。相對瀑布模型來說，原型模型更符合人類認識真理的過程和思維，是目前較流行的一種實用的軟件開發(fā)方法。原型模型如圖4.2所示。原

5、型化模型有丟棄型、樣品型和漸增式演化型三種形式。丟棄型是指原型開發(fā)后，已獲得了更為清晰的需求反饋信息，原型無需保留而丟棄，開發(fā)的原型僅以演示為目的，這往往用在軟件的用戶界面的開發(fā)上。樣品型是指原型規(guī)模與最終產品相似，只是原型僅供研究用。漸增式演化型是指原型作為最終產品的一部分，它可以滿足用戶的部分需求，經(jīng)用戶試用后提出精華系統(tǒng)、增強系統(tǒng)能力的需求，開發(fā)人員根據(jù)反饋信息，實施開發(fā)的迭代過程。如果在一次迭代過程中，有些需求還不能滿足用戶的需求，可以在下一迭代過程中予以修正，整個實現(xiàn)后軟件才可最終交付使用。螺旋模型是瀑布模型與原型模型相結合，并增加兩者所忽略的風險分析而產生的一種模型，該模型通常用來

6、指導大型軟件項目的開發(fā)，它將開發(fā)劃分為制定計劃、風險計劃、實施開發(fā)和客戶評估四類活動。沿著螺旋線每轉一圈，表示開發(fā)出一個更完善的新的軟件版本。如果開發(fā)風險過大，開發(fā)機構和客戶無法接受，項目有可能就此中止；多數(shù)情況下，會沿著螺旋線繼續(xù)下去，自內向外逐步延伸，最終得到滿意的軟件產品。該模型是由TRW公司的B.Boehm于1988年提出的。圖1.3顯示了螺旋模型的原理，沿著螺旋線旋轉，在笛卡兒坐標的四個像限上分別表達了四類活動。制定計劃：確定軟件目標，選定實施方案，弄清項目開發(fā)的限制條件；風險分析：分析所選方案，考慮如何識別和消除風險；實施開發(fā)：實施軟件開發(fā)；客戶評估：評價軟件功能和性能，提出修正建

7、議。螺旋模型有許多優(yōu)點，主要表現(xiàn)在：對可選方案和約束的強調有利于已有軟件的重用，也有助于把軟件質量作為軟件開發(fā)的一個重要目標，減少了過多測試或測試不足所帶來的風險。但是要求許多客戶接受和相信并不容易，使用該模型需要具有相當豐富的風險評估經(jīng)驗和專門知識，如果項目風險較大，又未必能及時發(fā)現(xiàn)，勢必造成重點損失。目前國內許多軟件公司還未能及時掌握和運用這種模型，有待進一步積累經(jīng)驗。噴泉模型對軟件復用和生存周期中多項開發(fā)活動的集成提供了支持，以面向對象的軟件開發(fā)方法為基礎，它適合面向對象的開發(fā)方法。它克服了瀑布模型不支持軟件重用和多項開發(fā)活動集成的局限性。噴泉模型使開發(fā)過程具有迭代性和無間隙性。系統(tǒng)某個

8、部分常常重復工作多次，相關功能在每次迭代中隨之加入演化的系統(tǒng)。無間隙是指在分析、設計和實現(xiàn)等開發(fā)活動之間不存在明顯的邊界。噴泉模型參見圖1.4。三，軟件工程與UML的關系隨著計算機技術的發(fā)展,軟件工程技術已經(jīng)進入了一個新的階段。人們開始使用面向對象的技術,同時UML融合了多種面向對象建模方法以及多種軟件工程方法,成為軟件系統(tǒng)設計建模的主要工具。五、 實驗小結： 了解UML一些知識實驗及作業(yè)二一、實驗目的1、了解面向對象的基本概念2、熟悉面向對象的分析、設計過程3、了解基于UML的面向對象分析設計過程 二、實驗設備與環(huán)境 裝有Visio、RationalRose、StarUML的計算機。三、實驗

9、內容1、熟悉Visio、RationalRose、StarUML的使用。2、熟悉利用統(tǒng)一建模語言進行分析、設計軟件的過程，完成作業(yè)：論述面向對象（OO）方法的特點、優(yōu)勢以及存在的問題。四、實驗過程及結果面向對象（OO）方法的特點1.信息隱藏和封裝特性：封裝是把過程和數(shù)據(jù)包圍起來，對數(shù)據(jù)的訪問只能通過已定義的界面。面向對象計算始于這個基本概念，即現(xiàn)實世界可以被描繪成一系列完全自治、封裝的對象，這些對象通過一個受保護的接口訪問其他對象。2.繼承：繼承是一種聯(lián)結類的層次模型，并且允許和鼓勵類的重用，它提供了一種明確表述共性的方法。對象的一個新類可以從現(xiàn)有的類中派生，這個過程稱為類繼承。新類繼承了原始

10、類的特性，新類稱為原始類的派生類（子類），而原始類稱為新類的基類（父類）。派生類可以從它的基類那里繼承方法和實例變量，并且類可以修改或增加新的方法使之更適合特殊的需要。3.組合特性組合用于表示類的“整體/部分”關系。例如主機、顯示器、鍵盤、鼠標組合成一臺計算機。4.動態(tài)特性（1）抽象：抽象就是忽略一個主題中與當前目標無關的那些方面，以便更充分地注意與當前目標有關的方面。抽象并不打算了解全部問題，而只是選擇其中的一部分，暫時不用部分細節(jié)。抽象包括兩個方面，一是過程抽象，二是數(shù)據(jù)抽象。（2）多態(tài)性：多態(tài)性是指允許不同類的對象對同一消息作出響應。多態(tài)性包括參數(shù)化多態(tài)性和包含多態(tài)性。多態(tài)性語言具有靈活

11、、抽象、行為共享、代碼共享的優(yōu)勢，很好的解決了應用程序函數(shù)同名.面向對象方法的主要優(yōu)點符合人們通常的思維方式；從分析到設計再到編碼采用一致的模型表示具有高度連續(xù)性；軟件重用性好。面向對象方法的主要缺點1、OO方法比較抽象，如樓上所說的掌握它便要付出很多！       想一想，OO出現(xiàn)已經(jīng)很早了，但為什么這一、兩年這么受歡迎和重視呢？我想前兩年（電子商務熱之前），面向VISUAL大行其道，OO呢？也許只在VC界被談得多些，但一般的應用開發(fā)領域并不怎么樣??！而正是WEB/INTERNET的大發(fā)展，類似于C語言的JAVA技術得到了空前的發(fā)展，正因為此，OO又被更多的公司

12、所重視。       2、OO思路在某些領域（主要集中于基于VISUAL開發(fā)的應用開發(fā)領域）并不理想關鍵原因還是“太過抽象”，難以使開發(fā)團隊、客戶輕松理解。五、實驗小結：了解面向對象方法的優(yōu)缺點。實驗及作業(yè)三一、實驗目的1、了解面向對象的基本概念2、熟悉面向對象的分析、設計過程3、了解基于UML的面向對象分析設計過程 二、實驗設備與環(huán)境 裝有Visio、RationalRose、StarUML的計算機。三、實驗內容1、掌握“參與者”、“用例”、“各種關系”在StarUML或Rational Rose中的設計方法。體會用例圖的設計方法。2、以圖書館管理系統(tǒng)為例，完成

13、其用例圖的設計。并書寫實驗報告。四、實驗過程及結果1、系統(tǒng)的用戶分析管理員 ： 建立課程信息 ，可以修改，刪除，保存。學生： 查詢課程信息，可以選課，付費。2、網(wǎng)上選課系統(tǒng)事件流（1）添加、刪除選課事件流管理員登陸，用例開始；建立/刪除/修改信息；保存信息。（2）學生選課事件流 學生登陸，用例開始； 進行選課； 保存信息到數(shù)據(jù)庫；（3）查詢課程事件流 學生登陸，用例開始; 查詢已選課程信息；3、畫出系統(tǒng)的用例圖。五、實驗小結：了解用例圖的畫法實驗及作業(yè)四 用例分析綜合練習一、實驗目的1、了解面向對象的基本概念2、熟悉面向對象的分析、設計過程3、了解基于UML的面向對象分析設計過程 二、實驗設備

14、與環(huán)境 裝有Visio、RationalRose、StarUML的計算機。三、實驗內容1、根據(jù)如下給定的系統(tǒng)需求，完成系統(tǒng)的需求分析。需求: 1) 管理員通過系統(tǒng)管理界面進入。 2) 建立本學期要開的課程。 3) 保存課程信息,且可改動和刪除。 4) 學生通過客戶機瀏覽器根據(jù)學號和密碼 進入選課界面。 5) 學生可以有三種操作: 查詢己選課程； 選課； 付費。 通過業(yè)務層,這些操作結果存入數(shù)據(jù)庫。提示：實驗過程應包括：1、系統(tǒng)的用戶分析；2、網(wǎng)上選課系統(tǒng)事件流（包括添加、刪除選課事件流，學生選課事件流，查詢課程事件流等）；3、畫出系統(tǒng)的用例圖。四、實驗過程及結果管理員：需要登錄，添加刪除選課信

15、息學生：需要登錄，查詢，選課，付費1添加、刪除選課事件流：登錄添加/刪除保存退出2學生選課事件流：登錄選課付費退出3查詢課程事件流：登錄查詢退出管理員用例圖學生用例圖五、實驗小結：熟悉用例圖的繪畫實驗及作業(yè)五 建立概念模型一、實驗目的1、了解面向對象的基本概念2、熟悉面向對象的分析、設計過程3、了解基于UML的面向對象分析設計過程 二、實驗設備與環(huán)境 裝有Visio、RationalRose、StarUML的計算機。三、實驗內容請根據(jù)概念模型創(chuàng)建的方法，根據(jù)實驗三（圖書館管理系統(tǒng)）的用例圖，創(chuàng)建該系統(tǒng)的概念模型，并添加相應的關聯(lián)。提示：實驗過程應包括：1、找出系統(tǒng)的概念；2、畫出系統(tǒng)的概念類；

16、3、在概念類中添加類之間的關聯(lián)關系。四、實驗過程及結果五、實驗小結：學會尋找概念 和 如何關聯(lián)。實驗及作業(yè)六 系統(tǒng)行為分析一、實驗目的1、了解面向對象的基本概念2、熟悉面向對象的分析、設計過程3、了解基于UML的面向對象分析設計過程 二、實驗設備與環(huán)境 裝有Visio、RationalRose、StarUML的計算機。三、實驗內容請根據(jù)實驗五得出的概念模型，進行系統(tǒng)行為的分析。提示：實驗過程應包括：1、畫出系統(tǒng)的順序圖；2、畫出系統(tǒng)操作類；3、給出系統(tǒng)的契約。四、實驗過程及結果5、 實驗小結： 初步學習契約的畫法實驗及作業(yè)七 類職責分配一、實驗目的1、了解面向對象的基本概念2、熟悉面向對象的分

17、析、設計過程3、了解基于UML的面向對象分析設計過程 二、實驗設備與環(huán)境 裝有Visio、RationalRose、StarUML的計算機。三、實驗內容請根據(jù)實驗五、六得出的概念模型、系統(tǒng)操作、契約，進行類職責的分配。提示：實驗過程應包括：1、請考慮系統(tǒng)界面；2、得出系統(tǒng)的真實用例；3、對系統(tǒng)類中的每個操作，根據(jù)契約中的后置條件，畫出相應的協(xié)作圖。四、實驗過程及結果五、實驗小結： 學習協(xié)作圖的繪畫實驗及作業(yè)八 系統(tǒng)類圖一、實驗目的1、了解面向對象的基本概念2、熟悉面向對象的分析、設計過程3、了解基于UML的面向對象分析設計過程 二、實驗設備與環(huán)境 裝有Visio、RationalRose、StarUML的計算機。三、實驗內容請根據(jù)實驗五、六、七得出的概念模型、交互圖，給出系統(tǒng)的類圖。提示：實驗過程應包括：1、請給出系統(tǒng)中存在的類，并說明每個類的用途（在類圖中加注釋）；2、添加類的關系。四、實驗過程及結果Loan:罰款繳費Borrower:借書者Reservation:預定圖書類Title:圖書信息類Item:某種圖書數(shù)量五、實驗小結： 學習類圖的繪畫實驗及作業(yè)九 系統(tǒng)狀態(tài)圖一、實驗目的1、了解面向對象的基本概念2、熟悉面向對象的分析、設計過程3、了解基于UML的面向對象分析設計過程 二、實驗設備與環(huán)