業(yè)務處理模塊建模

業(yè)務處理模塊建模第一頁，共118頁。

本單元主要實現(xiàn)“圖書借出”、“圖書歸還”等模塊的建模。

本單元主要介紹狀態(tài)機圖、通信圖的繪制。第二頁，共118頁。

狀態(tài)機圖用于對系統(tǒng)進行動態(tài)建模，通過對類對象的生存周期建立模型來描述對象隨時間變化的動態(tài)行為。

通信圖強調發(fā)送和接受消息的對象之間的結構組織，對象之間的鏈接以及對象之間的消息。第三頁，共118頁?！窘虒W導航】教學目標（1）理解狀態(tài)機、狀態(tài)與狀態(tài)機圖的區(qū)別（2）熟悉UML狀態(tài)機圖的組成與描述方法（3）熟悉UML通信圖的構成（4）學會構思狀態(tài)機圖與通信圖（5）學會在RationalRose2003中繪制狀態(tài)機圖與通信圖（6）認識UML時序圖、交互概況圖和組合結構圖教學重點（1）狀態(tài)機、狀態(tài)與狀態(tài)機圖的區(qū)別（2）UML狀態(tài)機圖的組成（3）UML通信圖的構成（4）在RationalRose2003中繪制狀態(tài)機圖與通信圖教學方法任務驅動教學法、分組討論法、自主學習法、探究式訓練法課時建議6課時第四頁，共118頁?！厩皩в柧殹俊救蝿?-1】繪制圖書借出與歸還模塊的用例圖【任務描述】

（1）創(chuàng)建一個Rose模型，將其命名為“06業(yè)務處理模塊模型”，且保存在本單元對應的文件夾中。第五頁，共118頁。

（2）分析“圖書借出與歸還”業(yè)務處理模塊的功能需求、參與者和用例，使用RationalRose2003繪制“圖書借出與歸還”業(yè)務處理模塊的用例圖。第六頁，共118頁?！静僮魈崾尽?/p>

（1）啟動RationalRose2003。

如果RationalRose2003已啟動，可以單擊菜單【File】→【New】，或者單擊“標準”工具欄中的【New】按鈕

，創(chuàng)建一個新的Rose模型。第七頁，共118頁。

（2）保存Rose模型。

單擊菜單【File】→【Save】，或者單擊工具欄中的【Save】按鈕

。如果是創(chuàng)建模型之后的第一次保存操作，則會彈出一個【SaveAs】對話框，在該對話框選擇模型文件的保存位置，且輸入模型文件名稱“06業(yè)務處理模塊模型”，然后單擊【保存】按鈕即可。第八頁，共118頁。

（3）“圖書借出與歸還”業(yè)務處理模塊的主要功能有借出圖書、歸還圖書和續(xù)借圖書等，其中續(xù)借圖書又包括憑書續(xù)借和憑證續(xù)借。圖書借出與歸還主要由圖書借閱員完成。

供參考的圖書借出與歸還模塊的用例圖如圖6-1所示。第九頁，共118頁。圖6-1供參考的圖書借出與歸還模塊的用例圖第十頁，共118頁?！救蝿?-2】繪制圖書借出類的類圖【任務描述】

設計圖書管理系統(tǒng)業(yè)務處理模塊的“圖書借出類”，且使用RationalRose2003繪制“圖書借出類”的類圖。第十一頁，共118頁?！静僮魈崾尽?/p>

“圖書借出類”的主要屬性有借閱ID、借閱者編號、圖書條碼、借出日期、應還日期、續(xù)借次數(shù)、圖書借閱員等。第十二頁，共118頁。

主要方法有獲取借閱者數(shù)據(jù)、獲取圖書數(shù)據(jù)、獲取圖書借閱數(shù)量、獲取圖書借閱數(shù)據(jù)、獲取超期未還數(shù)據(jù)、判斷是否有超期未還圖書、新增借閱信息、修改現(xiàn)有圖書數(shù)量等。

供參考的圖書借出類的類圖如圖6-2所示。第十三頁，共118頁。圖6-2供參考的圖書借出類的類圖第十四頁，共118頁?！救蝿?-3】繪制圖書借出界面類的類圖【任務描述】

設計圖書管理系統(tǒng)業(yè)務處理模塊的“圖書借出界面類”，且使用RationalRose2003繪制“圖書借出界面類”的類圖。第十五頁，共118頁?！静僮魈崾尽?/p>

“圖書借出界面類”的主要方法有創(chuàng)建窗體對象、獲取借閱者數(shù)據(jù)、獲取圖書數(shù)據(jù)、執(zhí)行借閱操作、修改借閱數(shù)據(jù)、檢查是否為空等。

供參考的圖書借出界面類的類圖如圖6-3所示。第十六頁，共118頁。圖6-3供參考的圖書借出界面類的類圖第十七頁，共118頁?！救蝿?-4】繪制圖書借出的順序圖【任務描述】

分析圖書管理系統(tǒng)業(yè)務處理模塊的“圖書借出”所涉及的類、方法及其實現(xiàn)過程，使用RationalRose2003繪制圖書借出的順序圖。第十八頁，共118頁?！静僮魈崾尽?/p>

圖書借出涉及的參與者是圖書借閱員，涉及的類有“圖書借出界面類”、“圖書借出類”和“數(shù)據(jù)庫操作類”。

調用“圖書借出界面類”的方法創(chuàng)建窗口界面，調用“圖書借出界面類”、“圖書借出類”和“數(shù)據(jù)庫操作類”的有關方法獲取借閱者數(shù)據(jù)和圖書數(shù)據(jù)。第十九頁，共118頁。

然后調用有關方法實現(xiàn)圖書借出、修改圖書現(xiàn)有數(shù)量、設置圖書狀態(tài)和重新獲取借閱數(shù)據(jù)等。

供參考的圖書借出順序圖如圖6-4所示。第二十頁，共118頁。圖6-4供參考的圖書借出順序圖第二十一頁，共118頁。【任務6-5】繪制圖書借出的活動圖【任務描述】

分析圖書管理系統(tǒng)中“圖書借出”的動作狀態(tài)或活動狀態(tài)、決策以及各個狀態(tài)的轉換，使用RationalRose2003繪制圖書借出的活動圖。第二十二頁，共118頁?！静僮魈崾尽?/p>

圖書借出過程主要涉及以下活動或動作：選擇借閱者、顯示已借圖書信息、選擇圖書、

執(zhí)行借書操作、修改圖書現(xiàn)有數(shù)量、設置圖

書狀態(tài)、重新顯示已借書信息。第二十三頁，共118頁。

還會涉及以下決策判斷：判斷借閱者是否有超期未還圖書，如果有超期未還圖書，則要先執(zhí)行罰款操作。第二十四頁，共118頁。

判斷借書證狀態(tài)，對于無效借書證不能執(zhí)行借書操作，無效借書證主要指借書證過期失效、借書證已掛失、借書數(shù)量超出了限制數(shù)量等。

供參考的圖書借出活動圖如圖6-5所示。第二十五頁，共118頁。圖6-5供參考的圖書借出活動圖第二十六頁，共118頁?！疽轿觥?/p>

固定電話的狀態(tài)機圖如圖6-6所示，該圖描述了固定電話的各個狀態(tài)及轉換關系。第二十七頁，共118頁。圖6-6固定電話的狀態(tài)機圖第二十八頁，共118頁?！驹囈辉嚒?/p>

我們使用電腦工作一般要經(jīng)過以下幾個狀態(tài)：開機、電腦啟動、工作中、空閑和關機，繪制狀態(tài)機圖描述電腦如何從啟動狀態(tài)到關機狀態(tài)，以及如何從工作狀態(tài)到空閑狀態(tài)。第二十九頁，共118頁?！局R疏理】1．認知UML的狀態(tài)機圖

狀態(tài)機圖是系統(tǒng)分析的一種常用工具，它描述了一個對象在其生命周期內(nèi)所經(jīng)歷的各種狀態(tài)，以及狀態(tài)之間的轉換、發(fā)生轉換的原因、條件和轉換中所執(zhí)行的活動。

狀態(tài)機圖用于指定對象的行為以及根據(jù)不同的當前狀態(tài)行為之間的差別。第三十頁，共118頁。

同時，它還能說明事件是如何改變一個類對象的狀態(tài)。通過狀態(tài)機圖可以了解一個對象所能到達的所有狀態(tài)以及對象收到的事件（收到的消息、超時、錯誤和條件滿足等）對對象狀態(tài)的影響等。第三十一頁，共118頁。（1）狀態(tài)機概述

狀態(tài)機是展示狀態(tài)與狀態(tài)轉換的圖。

在計算機科學中，狀態(tài)機的使用非常普遍：在編譯技術中通常使用有限狀態(tài)機描述詞法分析過程；在操作系統(tǒng)的進程調度中，通常用狀態(tài)機描述進程的各個狀態(tài)之間的轉化關系。第三十二頁，共118頁。 UML的狀態(tài)機由狀態(tài)、轉換、事件、動作和活動組成。

①狀態(tài)表示一個模型在其生存周期內(nèi)的狀況，如滿足某些條件、執(zhí)行某些操作或等待某些事件。

②轉換表示兩個不同狀態(tài)之間的聯(lián)系，事件可以觸發(fā)狀態(tài)之間的轉換。第三十三頁，共118頁。

③事件是在某個時間產(chǎn)生的，可以觸發(fā)狀態(tài)轉換的，例如信號、對象的創(chuàng)建和銷毀、超時和條件的改變等。

④動作是一個可執(zhí)行的原子計算，它導致狀態(tài)的變更或者返回一個值。

活動是在狀態(tài)機中進行的一個非原子的執(zhí)行，由一系列動作組成。第三十四頁，共118頁。（2）狀態(tài)機圖概述

狀態(tài)機圖是對類所描述事件的補充說明，它顯示了類的所有對象可能具有的狀態(tài)，以及引起狀態(tài)變化的事件。

狀態(tài)機圖僅用于具有下列特點的類：具有若干個確定的狀態(tài)，類的行為在這些狀態(tài)下會受影響且被不同的狀態(tài)改變。第三十五頁，共118頁。（3）狀態(tài)機圖的組成 UML狀態(tài)機圖的圖形元素包括：狀態(tài)、轉換、開始狀態(tài)、結束狀態(tài)、事件、決策和同步。第三十六頁，共118頁。

①狀態(tài)

所有對象都具有狀態(tài)，狀態(tài)是對象執(zhí)行了一系列活動的結果。

如果發(fā)生了某個事件，就會使對象的狀態(tài)發(fā)生變化。

狀態(tài)機圖中可以定義以下幾種狀態(tài)：開始狀態(tài)、結束狀態(tài)、中間狀態(tài)和復合狀態(tài)。第三十七頁，共118頁。圖6-7狀態(tài)機圖示意第三十八頁，共118頁。

②轉換

轉換表示當一個特定事件發(fā)生或者某些條件得到滿足時，一個源狀態(tài)下的對象在完成一定的動作后將發(fā)生狀態(tài)轉變，轉向另一個稱之為目標狀態(tài)的狀態(tài)。第三十九頁，共118頁。

③事件

事件表示在某一特定的時間或空間出現(xiàn)的能夠觸發(fā)狀態(tài)改變的變化，例如接收到的從一個對象對另一個對象發(fā)送的信號、某些值的改變或一個時間段的終結。第四十頁，共118頁。2．認知UML的通信圖

順序圖主要描述系統(tǒng)各組成部分之間交互的次序，用于說明系統(tǒng)的動態(tài)視圖。

通信圖則從另一個角度描述系統(tǒng)對象之間的鏈接，也是用于說明系統(tǒng)的動態(tài)視圖。（1）通信圖的概述（2）通信圖的構成第四十一頁，共118頁。①對象②鏈接③消息流第四十二頁，共118頁。未指定對象所屬類名完全限制對象名未指定對象名圖6-8通信圖中對象的三種表示形式第四十三頁，共118頁。圖6-9通信圖示意圖第四十四頁，共118頁。3．認知UML的時序圖

順序圖著重于消息次序，而通信圖則集中處理系統(tǒng)對象之間的鏈接，但是這些交互圖沒有為詳細時序信息建模。第四十五頁，共118頁。4．認知UML的交互概況圖和組合結構圖

交互概況圖將各種不同的交互結合在一起，形成針對系統(tǒng)某種特定要點的交互整體圖。

交互概況圖的外觀與活動圖類似，只是將活動圖中的動作元素改為交互概況圖的交互關系。第四十六頁，共118頁。

如果交互概況圖內(nèi)的一個交互涉及時序，則使用時序圖；如果概況圖中的另一個交互可能需要關注消息次序，則可以使用順序圖。

交互概況圖將系統(tǒng)內(nèi)單獨的交互結合起來，并針對每個特定交互使用最合理的表示法，以顯示出它們?nèi)绾螀f(xié)同工作來實現(xiàn)系統(tǒng)的主要功能。第四十七頁，共118頁?！痉椒ㄖ笇А?/p>

狀態(tài)機圖的描述方法如下所示。

狀態(tài)機圖由表示狀態(tài)的節(jié)點和表示狀態(tài)之間轉換的帶箭頭的直線組成，若干個狀態(tài)由一條或者多條轉換箭頭連接，狀態(tài)的轉換由事件觸發(fā)。第四十八頁，共118頁。（1）狀態(tài)：用一個帶圓角的矩形表示，框內(nèi)標有狀態(tài)的名稱和其他信息。（2）轉換：用帶箭頭的直線表示，從出發(fā)狀態(tài)指向目標狀態(tài)。（3）開始狀態(tài)：開始狀態(tài)是狀態(tài)機圖的起點，用實心圓表示。第四十九頁，共118頁。

（4）結束狀態(tài)：終始狀態(tài)是狀態(tài)機圖的終點，用一個圓中套一個小實心圓表示。

（5）判定：判定是狀態(tài)機圖中一個特定的位

置，工作流在此按條件取值發(fā)生分支，用一

個空心小菱形表示。第五十頁，共118頁。

（6）同步：同步定義了并發(fā)工作流的分叉

（Fork）與匯合（Join），同步用一條粗

短實線表示，分叉的示意圖如圖6-10所示，

匯合的示意圖如圖6-11所示。第五十一頁，共118頁。圖6-10狀態(tài)的分叉示意圖第五十二頁，共118頁。圖6-11狀態(tài)的匯合示意圖第五十三頁，共118頁?！疽龑в柧殹俊救蝿?-6】繪制圖書的狀態(tài)機圖和圖書借出的通信圖【任務描述】

（1）繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書的狀態(tài)機圖。

（2）繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書借出的通信圖。第五十四頁，共118頁。【任務實施】1．構思圖書管理系統(tǒng)中圖書的狀態(tài)機圖

圖書管理系統(tǒng)中的圖書主要有四種狀態(tài)：新書進入流通狀態(tài)、待借出狀態(tài)、已借出狀態(tài)、退出流通狀態(tài)。第五十五頁，共118頁。2．繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書的狀態(tài)機圖

（1）創(chuàng)建狀態(tài)機圖

（2）顯示狀態(tài)機圖【編輯】窗口和編輯工具欄第五十六頁，共118頁。圖6-12創(chuàng)建狀態(tài)機圖的快捷菜單第五十七頁，共118頁。圖6-13創(chuàng)建一個新的狀態(tài)機圖第五十八頁，共118頁。圖6-14狀態(tài)機圖的【編輯】窗口第五十九頁，共118頁。（3）添加開始狀態(tài)（4）添加狀態(tài)（5）設置狀態(tài)的屬性（6）添加結束狀態(tài)（7）添加狀態(tài)之間的轉換第六十頁，共118頁。圖6-15添加開始狀態(tài)第六十一頁，共118頁。圖6-16設置“開始狀態(tài)”的屬性第六十二頁，共118頁。圖6-17添加名稱屬性的狀態(tài)機圖【編輯】窗口第六十三頁，共118頁。圖6-18在狀態(tài)機圖的【編輯】窗口繪制一個狀態(tài)第六十四頁，共118頁。圖6-19在狀態(tài)機圖的【編輯】窗口繪制多個狀態(tài)第六十五頁，共118頁。圖6-20修改狀態(tài)的屬性第六十六頁，共118頁。圖6-21設置結束狀態(tài)的屬性第六十七頁，共118頁。圖6-22在【編輯】窗口繪制結束狀態(tài)第六十八頁，共118頁。圖6-23【模型瀏覽】窗口【State/ActivityModel】文件夾中顯示的狀態(tài)第六十九頁，共118頁。圖6-24繪制狀態(tài)機圖中的各個狀態(tài)之間的轉換第七十頁，共118頁。說明

在各個狀態(tài)之間繪制折線的方法與活動圖相同，參考單元5。第七十一頁，共118頁。（8）添加轉換的事件（9）完善狀態(tài)機圖（10）保存繪制的狀態(tài)機圖第七十二頁，共118頁。圖6-25在【StateTransitionSpecification】對話框的【General】選項卡中設置轉換的屬性第七十三頁，共118頁。圖6-26在【StateTransitionSpecification】對話框的【Detail】選項卡中設置轉換過程的動作第七十四頁，共118頁。圖6-27繪制完成的“圖書”狀態(tài)機圖第七十五頁，共118頁。3．構思圖書管理系統(tǒng)中圖書借出的通信圖

圖書借出所涉的對象主要有圖書借閱員、圖書借出界面、圖書借出類、數(shù)據(jù)庫操作類，主要操作過程和通信路徑如下。第七十六頁，共118頁。

（1）圖書借閱員執(zhí)行借出圖書操作，系統(tǒng)發(fā)送創(chuàng)建界面的消息，圖書借出界面創(chuàng)建并顯示后，界面發(fā)送獲取借閱者信息的消息，然后向圖書借出類發(fā)送獲取借閱者信息的消息，接著向數(shù)據(jù)庫操作類發(fā)送從數(shù)據(jù)表提取數(shù)據(jù)的消息。數(shù)據(jù)庫操作類收到消息后，從后臺數(shù)據(jù)表中提取所需的借閱者數(shù)據(jù)后返回到圖書借出界面。第七十七頁，共118頁。

（2）界面發(fā)送獲取圖書信息的消息，然后向圖書借出類發(fā)送獲取圖書信息的消息，接著向數(shù)據(jù)庫操作類發(fā)送從數(shù)據(jù)表提取數(shù)據(jù)的消息。數(shù)據(jù)庫操作類收到消息后，從后臺數(shù)據(jù)表中提取所需的圖書數(shù)據(jù)后返回到圖書借出界面。第七十八頁，共118頁。

（3）界面發(fā)送借出操作的消息，然后向圖書借出類發(fā)送增加借閱記錄的消息，接著向數(shù)據(jù)庫操作類發(fā)送向數(shù)據(jù)表插入記錄的消息。數(shù)據(jù)表執(zhí)行記錄插入和更新操作后，返回借出成功的消息。第七十九頁，共118頁。4．繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書借出的通信圖

（1）建立新的通信圖提示

如果需要修改通信圖的命名，可以右鍵單擊待修改的通信圖名稱，在彈出的快捷菜單中單擊【Rename】，通信圖的名稱進行編輯狀態(tài)，輸入新的名稱即可。第八十頁，共118頁。圖6-28創(chuàng)建通信圖的快捷菜單第八十一頁，共118頁。圖6-29通信圖的默認名稱第八十二頁，共118頁。圖6-30通信圖的重命名第八十三頁，共118頁。

（2）顯示通信圖的【編輯】窗口和編輯工具欄

（3）添加一個類對象

（4）添加一個對與者對象第八十四頁，共118頁。圖6-31在通信圖中添加一個對象第八十五頁，共118頁。圖6-32設置通信圖中對象的屬性第八十六頁，共118頁。圖6-33設置屬性后的對象圖標第八十七頁，共118頁。圖6-34在【ObjectSpecification】對話框中選擇對象所屬的類第八十八頁，共118頁。圖6-35在通信圖中添加參與者對象第八十九頁，共118頁。提示

在通信圖【編輯】窗口右鍵單擊對象圖標，在彈出的如圖6-36所示的快捷菜單

中單擊菜單項【OpenSpecification】也能打開【ObjectSpecification】對話框。第九十頁，共118頁。圖6-36通信圖中對象的快捷菜單第九十一頁，共118頁。圖6-37圖書借出通信圖中的4個對象第九十二頁，共118頁。（5）添加對象之間的通信路徑（6）添加對象間的消息（7）添加數(shù)據(jù)流（8）保存繪制的通信圖第九十三頁，共118頁。圖6-38在通信圖的對象之間繪制通信路徑第九十四頁，共118頁。圖6-39在通信圖的對象之間添加消息第九十五頁，共118頁。圖6-40添加消息內(nèi)容第九十六頁，共118頁。圖6-41為消息1添加內(nèi)容第九十七頁，共118頁。圖6-42為反身消息2添加內(nèi)容的快捷菜單第九十八頁，共118頁。圖6-43為消息3添加內(nèi)容的快捷菜單第九十九頁，共118頁。圖6-44添加多個消息的通信圖第一百頁，共118頁。圖6-45添加數(shù)據(jù)流的圖書借出通信圖第一百零一頁，共118頁?！局R鏈接】

順序圖與通信圖同屬于交互圖，在實際設計中，只要繪制其中的一種圖，選擇已繪制一種圖后按F5鍵，就能自動創(chuàng)建另一種圖。第一百零二頁，共118頁。

例如對于已繪制好的“圖書借出順序圖”，單擊選中該順序圖，然后按F5鍵，就能自動創(chuàng)建同名的通信圖，將該通信圖的名稱修改為“圖書借出通信圖2”，雙擊該通信圖打開【圖書借出的通信圖2】窗口，如圖6-46所示。第一百零三頁，共118頁。圖6-46由“圖書借出順序圖”自動轉換的通信圖第一百零四頁，共118頁?！就接柧殹俊救蝿?-7】繪制圖書歸還類的類圖【任務描述】

設計圖書管理系統(tǒng)業(yè)務處理模塊的“圖書歸還類”，且使用RationalRose2003繪制“圖書歸還類”的類圖。第一百零五頁，共118頁?！静僮魈崾尽?/p>

“圖書歸還類”的主要屬性有借閱者編號、圖書條碼、圖書借閱員等。

主要方法有獲取圖書借閱數(shù)據(jù)、修改圖書借閱數(shù)據(jù)、修改圖書的現(xiàn)存數(shù)量和設置圖書狀態(tài)等。第一百零六頁，共118頁?！救蝿?-8】繪制圖書歸還的順序圖【任務描述】

分析圖書管理系統(tǒng)業(yè)務處理模塊的“圖書歸還”所涉及的類、方法及其實現(xiàn)過程，使用RationalRose2003繪制圖書歸還的順序圖。第一百零七頁，共118頁。【操作提示】

圖書歸還涉及的參與者是圖書借閱員，涉及的類有“圖書歸還界面類”、“圖書歸還類”和“數(shù)據(jù)庫操作類”。

調用“圖