基于UML的圖書館管理系統(tǒng)建模設(shè)計

基于UML的圖書館管理系統(tǒng)建模設(shè)計一、摘要面向?qū)ο蟮能浖こ?，同傳統(tǒng)的面向過程的軟件工程相比，在需求的獲取、系統(tǒng)分析、設(shè)計和實現(xiàn)方面都有著很大的區(qū)別。UML是OOA和OOD的常用工具。使用UML來構(gòu)建軟件的面向?qū)ο蟮能浖こ痰倪^程，就是一個對系統(tǒng)進(jìn)行不斷精化的建模的過程。這些模型包括用例模型、分析模型、設(shè)計模型，然后，我們需要使用具體的計算機(jī)語言來建立系統(tǒng)的實現(xiàn)模型。當(dāng)然，在整個軟件工程中，我們還需要建立系統(tǒng)的測試模型，以保證軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。使用面向?qū)ο蟮墓ぞ邅順?gòu)建系統(tǒng)，就應(yīng)該使用面向?qū)ο蟮能浖こ谭椒āＨ欢?，我們?jīng)常會發(fā)現(xiàn)，在實際的開發(fā)過程中，很多開發(fā)人員雖然能夠理解UML的所有圖形，卻仍然不能得心應(yīng)手的使用UML來構(gòu)建整個工程，其很大的原因，是仍然在使用原有的軟件工程方法，而不清楚如何使用UML來建立系統(tǒng)的這些模型，不清楚分析和設(shè)計的區(qū)別，以及他們之間的轉(zhuǎn)化。應(yīng)用軟件系統(tǒng)，就其本質(zhì)來說，是使用計算機(jī)對現(xiàn)實世界進(jìn)行的數(shù)字化模擬。應(yīng)用軟件的制造過程，按照UML的方法，就是建立這一些列模型的過程。關(guān)于這個圖書館系統(tǒng)，根本的需求比擬簡單，就是允許學(xué)生可以在圖書館借閱和歸還圖書，另外，也可以通過網(wǎng)絡(luò)或者圖書館的終端來查閱和預(yù)訂書。當(dāng)然，圖書館管理員也可以對圖書進(jìn)行管理。為了簡化系統(tǒng)，我們沒有把圖書館中的人員作細(xì)分。本文只是對使用UML的過程做一個探討，著眼于使用UML進(jìn)行建模的過程，說明各個層次的模型之間的區(qū)別和聯(lián)系，展示系統(tǒng)演進(jìn)的過程，而不會深入UML的細(xì)節(jié)方面。對于更加復(fù)雜的系統(tǒng)，其分析和設(shè)計的方法是相通的，可以舉一反三。二、圖書館管理系統(tǒng)可行性分析隨著政府機(jī)關(guān)與廣闊企事業(yè)單位內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的廣泛建立，在通用信息平臺上構(gòu)筑高效實用的協(xié)同工作和自動化辦公應(yīng)用系統(tǒng)，滿足信息高度共享和即時發(fā)布的需求，有效實現(xiàn)內(nèi)部知識管理，已成為眾多用戶的共同需求。圖書管理系統(tǒng)，為政府機(jī)關(guān)與廣闊企事業(yè)單位自動化辦公提供了一個較好的解決方案。在開發(fā)過程中，按照軟件工程的步驟，從設(shè)計到開發(fā)采用了面向?qū)ο蟮乃枷牒图夹g(shù)，采用了SQLSERVER2000數(shù)據(jù)庫，使得本系統(tǒng)可以方便的和其他子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。同時，注意從軟件的圖形應(yīng)用界面上優(yōu)化軟件質(zhì)量，使得本系統(tǒng)具有很強(qiáng)的可操作性。三、圖書館管理系統(tǒng)需求分析3.1、系統(tǒng)目標(biāo)設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)的總目標(biāo)是實現(xiàn)內(nèi)部圖書借閱管理的系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化和自動化。能夠?qū)D書進(jìn)行注冊登記，也就是將圖書的根本信息〔如：書的編號、書名、作者、價格等〕預(yù)先存入數(shù)據(jù)庫中，供以后檢索。能夠?qū)栝喨诉M(jìn)行注冊登記，包括記錄借閱人的姓名、編號、班級、年齡、性別、地址、等信息。提供方便的查詢方法。如：以書名、作者、出版社、出版時間〔確切的時間、時間段、某一時間之前、某一時間之后〕等信息進(jìn)行圖書檢索，并能反映出圖書的借閱情況；以借閱人編號對借閱人信息進(jìn)行檢索；以出版社名稱查詢出版社聯(lián)系方式信息。提供對書籍進(jìn)行的預(yù)先預(yù)訂的功能。提供舊書銷毀功能，對于淘汰、損壞、喪失的書目可及時對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行修改。能夠?qū)κ褂迷摴芾硐到y(tǒng)的用戶進(jìn)行管理，按照不同的工作職能提供不同的功能授權(quán)。提供較為完善的過失控制與友好的用戶界面，盡量防止誤操作。3.2、系統(tǒng)功能需求分析(1)讀者管理：讀者信息的制定、輸入、修改、查詢，包括種類、性別、借書數(shù)量、借書期限、備注等。(2)書籍管理：書籍根本信息制定、輸入、修改、查詢，包括書籍編號、類別、關(guān)鍵詞、備注。(3)借閱管理：包括借書，還書，預(yù)訂書籍，續(xù)借，查詢書籍，過期處理和書籍喪失后的處理。(4)系統(tǒng)管理：包括用戶權(quán)限管理，數(shù)據(jù)管理和自動借還書機(jī)的管理滿足以上需求的系統(tǒng)主要包含有一下幾個子系統(tǒng)〔1〕根本業(yè)務(wù)功能子系統(tǒng)：該系統(tǒng)中主要包含了借書還書和預(yù)訂等功能。〔2〕根本數(shù)據(jù)錄入功能子系統(tǒng)：該子系統(tǒng)主要包含有書籍信息和讀者信息錄入功能。〔3〕信息查詢子系統(tǒng)：包含了多功能的查詢書籍信息和讀者信息。〔4〕數(shù)據(jù)庫管理功能子系統(tǒng)：主要包含了借閱信息管理功能，書籍信息管理功能和預(yù)訂信息管理功能。〔5〕幫助功能子系統(tǒng)。下列圖為該圖書館管理系統(tǒng)的主要功能模塊圖：圖1：圖書館管理系統(tǒng)功能模塊圖3.3、功能描述借書。處理借書業(yè)務(wù)。還書。處理還書業(yè)務(wù)。書籍預(yù)訂。借閱者可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行書籍預(yù)訂。書籍信息錄入。處理書籍個類信息錄入業(yè)務(wù)。借閱者信息錄入。對讀者信息進(jìn)行錄入。書籍信息查詢。負(fù)責(zé)書籍信息的查詢。讀者信息查詢。負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信息的查詢。借閱信息管理。書籍借閱信息包括所借書的書名、ISBN以及借書的時間等。書籍信息管理。書籍信息包括書籍的名字、ISBN、作者、入庫時間以及書籍在相應(yīng)書目下的編號等。預(yù)訂信息管理。負(fù)責(zé)管理書籍預(yù)訂信息。3.4、圖書館管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖。如下：顯示系統(tǒng)界面有效用戶及密碼處理用戶名與密碼顯示系統(tǒng)界面有效用戶及密碼處理用戶名與密碼輸入用戶名及密碼用戶輸入用戶名及密碼用戶輸入有效命令輸入有效命令反應(yīng)給用戶反應(yīng)給用戶處理修改密碼處理修改密碼修改用戶名及密碼處理命令修改用戶表修改用戶名及密碼處理命令書籍修改命令書籍修改命令借.還書書籍入庫及修改信息顯示結(jié)果借.還書書籍入庫及修改信息顯示結(jié)果處理借\還書命令處理借\還書命令修改書籍信息表修改借、還書表圖2：圖書館管理系統(tǒng)的DFD圖四、系統(tǒng)的UML建模設(shè)計4.1、UML簡介UML是一種功能強(qiáng)大的、面向?qū)ο蟮目梢暬到y(tǒng)分析的建模語言，它采用一整套成熟的建模技術(shù)，廣泛地適用于各個應(yīng)用領(lǐng)域。它的各個模型可以幫助開發(fā)人員更好地理解業(yè)務(wù)流程，建立更可靠、更完善的系統(tǒng)模型。從而使用戶和開發(fā)人員對問題的描述到達(dá)相同的理解，以減少語義差異，保障分析的正確性.4.2、該圖書館管理系統(tǒng)的用例分析該圖書館管理系統(tǒng)的用例圖如下：圖3：圖書館管理系統(tǒng)的用例圖從用例圖中我們可以看出管理員和讀者之間對本系統(tǒng)所具有的用例。管理員所包含的用例有：登錄系統(tǒng)：管理員可以通過登錄該系統(tǒng)進(jìn)行各項功能的操作書籍管理：包括對書籍的增刪改等。書籍借閱管理：包括借書、還書、預(yù)訂、書籍逾期處理和書籍喪失處理等等。讀者管理：包含對讀者的增刪改等操作。自動借書機(jī)的管理。讀者所包含的用例有：登錄系統(tǒng)借書：進(jìn)行借書業(yè)務(wù)。還書：讀者具有的還書業(yè)務(wù)。查詢：包含對個人信息和書籍信息的查詢業(yè)務(wù)預(yù)訂：讀者對書籍的預(yù)訂業(yè)務(wù)。逾期處理：就是書籍過期后的繳納罰金等。書籍喪失處理：對書籍喪失后的不同措施進(jìn)行處理。自動借書機(jī)的使用等。4.3、系統(tǒng)的順序圖順序圖是顯示對象之間交互的圖，這些對象是按時間順序排列的。該圖書館管理系統(tǒng)主要含有以下幾個重要的順序圖，其他對象的順序圖和這些也類似。借書順序圖還書順序圖罰款順序圖借書順序圖圖4：圖書館管理系統(tǒng)借書順序圖【順序圖說明】login〔〕：登錄系統(tǒng)。checkstu_card():對讀者信息進(jìn)行驗證，檢查是否符合本圖書館借書條件。showinformation〔〕：顯示該讀者的根本信息函數(shù)。borrow〔〕：讀者借書函數(shù)。getreaders〔〕：取得讀者信息函數(shù)?？丛撟x者是否符合借書條件，假設(shè)符合，那么返回可借信息。gettitle〔〕:取得書目信息。getreservation〔〕：檢驗書籍是否被預(yù)訂函數(shù)。getnoreservation〔〕：書籍沒被預(yù)訂或取消預(yù)訂函數(shù)。create〔borrower，item〕：創(chuàng)立書籍外借函數(shù)。借書時，讀者先將書拿予管理員，管理員對書籍和讀者進(jìn)行檢驗，假設(shè)書籍和讀者都符合借書條件，那么借書成功。還書順序圖圖5：圖書館管理系統(tǒng)還書順序圖【順序圖說明】login〔〕：登錄系統(tǒng)。getitem():取得書籍條目信息。update〔〕：對圖書館書籍條目和借閱者信息進(jìn)行更新條目。還書時，讀者先將書交給管理員，由管理員掃描書籍，假設(shè)書籍沒有過期等違規(guī)現(xiàn)象，那么對書目和讀者借閱信息進(jìn)行更新，同時還書成功。罰款順序圖圖6：圖書館管理系統(tǒng)的罰款順序圖【順序圖說明】管理員對書籍進(jìn)行掃描，假設(shè)發(fā)現(xiàn)書籍已經(jīng)超過了圖書館規(guī)定的還書期限，那么按每天一定金額進(jìn)行罰款，過期天數(shù)和罰款金額由系統(tǒng)自動計算。用戶交完罰金后，那么對讀者借閱信息進(jìn)行更新。4.4、系統(tǒng)的狀態(tài)圖圖書館的書籍狀態(tài)圖如圖7所示。【狀態(tài)圖說明】書籍在未變成圖書館在庫書籍時，為新加書籍狀態(tài)。書籍處于在庫狀態(tài)時既可以預(yù)訂也可以外借，外借后變?yōu)榻璩鰻顟B(tài)。處于預(yù)訂狀態(tài)時也可以外借，超出預(yù)訂時間期限那么從預(yù)訂狀態(tài)直接轉(zhuǎn)為可用狀態(tài)。借閱者在規(guī)定的預(yù)訂時間內(nèi)也可以考慮取消預(yù)訂，取消預(yù)訂后書籍的狀態(tài)轉(zhuǎn)為可用。外借書籍歸還后變?yōu)榭捎脿顟B(tài)。圖7：圖書館的書籍狀態(tài)圖4.5、系統(tǒng)的活動圖活動圖描述的是某流程中的任務(wù)的執(zhí)行，活動圖描述活動是如何協(xié)同工作的，當(dāng)一個操作必須完成一系列事情，而又無法確定以什么樣的順序來完成這些事情時，活動圖可以更清晰地描述這些事情。。在本圖書館管理系統(tǒng)中，我們主要描述了圖書館系統(tǒng)的借書、還書和預(yù)訂的活動圖。1.借書活動圖【借書活動圖說明】管理員首先要掃描讀者的借書證，檢驗證件是否符合圖書館借書條件，假設(shè)該讀者的借書數(shù)量還未到達(dá)最大規(guī)定數(shù)量，并且其所借書籍均未屬于過期范圍，那么符合借書條件。那么再掃描書籍條形碼，檢查書籍是否是不可借書籍或者已經(jīng)被預(yù)訂，假設(shè)被預(yù)訂，那么取消預(yù)訂，方可借書。在這些條件都符合時那么更新書籍信息和讀者的借閱信息，記錄好借書的時間。圖8：圖書館管理系統(tǒng)的借書活動圖2、還書活動圖【還書活動圖說明】圖書管理員對書籍進(jìn)行掃描，假設(shè)書籍已經(jīng)過期，那么要求讀者還請欠款才能還書，讀者繳應(yīng)交罰款后，更新書目信息和讀者信息。圖9：圖書館管理系統(tǒng)的還書活動圖3、預(yù)訂圖書活動圖【預(yù)訂書籍活動圖說明】讀者先進(jìn)入系統(tǒng)查詢自己所需要的書籍，顯示書籍信息，檢驗書籍是否屬于可預(yù)訂書籍，假設(shè)符合條件那么檢查書籍是否已經(jīng)被預(yù)訂或已經(jīng)被外借，假設(shè)都未成立，那么讀者登錄系統(tǒng)，并對該書籍進(jìn)行預(yù)訂。圖10：圖書館管理系統(tǒng)預(yù)訂書籍活動圖4.6、圖書館管理系統(tǒng)的類圖【類圖說明】reader類是借閱者的類，它的屬性很多，包括借閱者的賬戶ID〔reader_id〕、姓名〔reader_Name〕、地址〔Address〕、班級〔class〕、所借書籍的書目〔borrowed〕等。其中主要操作有借書〔addborrowed〕和還書(deleteborrowed)和預(yù)訂(reservation)等。admin類是管理員類，他有編號和姓名屬性，操作主要是書籍的增刪改和讀者的增刪改等等。〔3〕Title類是記錄書目信息的類，包括書籍的名字〔name〕、作者〔author〕、book_id等屬性。〔4〕Item類是具體某本書的類，屬性包括書籍號〔id〕。操作包括預(yù)訂〔reserve〕、按書目查找〔find_on_title〕等?！?〕borrow類是某本書的借閱信息類，包括所借閱書籍的ISBN、借閱的時間〔date〕等?！?〕Reservation類是預(yù)訂信息類，每個預(yù)訂信息包括預(yù)訂日期〔date〕、所預(yù)訂書籍的ISBN、預(yù)訂書籍的用戶ID〔UserID〕等屬性。(7)persistentstore類是書籍永久的存儲類，在數(shù)據(jù)庫中的存儲數(shù)據(jù)，其他對與書籍有關(guān)的活動都要經(jīng)過其存儲類。圖11：圖書館管理系統(tǒng)的類圖及關(guān)系五、圖書館管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建?？紤]到系統(tǒng)的推廣性，本系統(tǒng)采用SQLSERVER2000作為數(shù)據(jù)庫。并且采用PowerDesigner進(jìn)行數(shù)據(jù)建模，從而自動生成sql腳本。5.1、數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計1、數(shù)據(jù)庫表設(shè)計(1)管理員表admin：管理員編號〔admin_id〕,管理員姓名〔admin_name〕,密碼〔admin_password〕,登錄次數(shù)〔logins〕，最后一次登錄時間〔lastlogin〕和權(quán)限〔right〕。(2)讀者表reader：讀者編號〔reader_id〕,讀者姓名(reader_name),性別(sex),年齡(age)，班級〔class〕，最大借書量〔maxborrowed〕借書總量〔amount〕和權(quán)限〔right〕?！?〕書籍表books：書籍編號〔book_id〕,書名〔title〕，作者〔author〕，出版社〔bookconcert〕,價格〔price〕，出版時間〔time〕，在庫總量〔amount〕，剩余量〔remain〕?！?〕借閱信息表〔borrow_information〕:書籍編號〔book_id〕,讀者編號〔reader_id〕,借書時間〔borrow_time〕,到期時間〔end_time〕,歸還時間〔return_time〕.〔5〕預(yù)訂信息表：讀者編號〔reader_id〕,書籍編號〔book_id〕，預(yù)訂時間(reservation_time),取消預(yù)訂時間〔reservationcanceltime〕.(6)書籍類型表booktype:書籍類型編號〔type_id〕,書籍類型名稱〔type_name〕.(7)用戶權(quán)限表right：權(quán)限〔right〕。2、圖書管理系統(tǒng)個實體之間的E-R圖圖12：圖書館管理系統(tǒng)各實體之間的ER圖3、基于powerdesigner的CDM數(shù)據(jù)庫模型〔1〕數(shù)據(jù)庫概念數(shù)據(jù)模型CDM對象如下列圖，該圖顯示了各實體的屬性及各實體之間的關(guān)系。圖13：圖書館管理系統(tǒng)CDM建模數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計由概念模型生成物理模型的的數(shù)據(jù)庫腳本文件為圖書管理.sql文件，代碼附下頁。附：由PDM對象自動生成的數(shù)據(jù)庫腳本文件代碼如下：ifexists(select1fromdbo.sysreferencesrjoindbo.sysobjectsoon(o.id=r.constidando.type='F')wherer.fkeyid=object_id('books')and='FK_BOOKS_管理書籍_ADMIN')altertablebooksdropconstraintFK_BOOKS_管理書籍_ADMINgoifexists(select1fromdbo.sysreferencesrjoindbo.sysobjectsoon(o.id=r.constidando.type='F')wherer.fkeyid=object_id('borrow_information')and='FK_BORROW_I_BORROW_IN_BOOKS')altertableborrow_informationdropconstraintFK_BORROW_I_BORROW_IN_BOOKSgoifexists(select1fromdbo.sysreferencesrjoindbo.sysobjectsoon(o.id=r.constidando.type='F')wherer.fkeyid=object_id('borrow_information')and='FK_BORROW_I_BORROW_IN_READER')altertableborrow_informationdropconstraintFK_BORROW_I_BORROW_IN_READERgoifexists(select1fromdbo.sysreferencesrjoindbo.sysobjectsoon(o.id=r.constidando.type='F')wherer.fkeyid=object_id('login')and='FK_LOGIN_LOGIN_ADMIN')altertablelogindropconstraintFK_LOGIN_LOGIN_ADMINgoifexists(select1fromdbo.sysreferencesrjoindbo.sysobjectsoon(o.id=r.constidando.type='F')wherer.fkeyid=object_id('login')and='FK_LOGIN_LOGIN2_READER')altertablelogindropconstraintFK_LOGIN_LOGIN2_READERgoifexists(select1fromdbo.sysreferencesrjoindbo.sysobjectsoon(o.id=r.constidando.type='F')wherer.fkeyid=object_id('reversation')and='FK_REVERSAT_REVERSATI_BOOKS')altertablereversationdropconstraintFK_REVERSAT_REVERSATI_BOOKSgoifexists(select1fromdbo.sysreferencesrjoindbo.sysobjectsoon(o.id=r.constidando.type='F')wherer.fkeyid=object_id('reversation')and='FK_REVERSAT_REVERSATI_READER')altertablereversationdropconstraintFK_REVERSAT_REVERSATI_READERgoifexists(select1fromsysindexeswhereid=object_id('admin')andname='權(quán)限_FK'andindid>0andindid<255)dropindexadmin.權(quán)限_FKgoifexists(select1fromsysobjectswhereid=object_id('admin')andtype='U')droptableadmingoifexists(select1fromsysindexeswhereid=object_id('books')andname='管理書籍_FK'andindid>0andindid<255)dropindexbooks.管理書籍_FKgoifexists(select1fromsysindexeswhereid=object_id('books')andname='圖書類型_FK'andindid>0andindid<255)dropindexbooks.圖書類型_FKgoifexists(select1fromsysobjectswhereid=object_id('books')andtype='U')droptablebooksgoifexists(select1fromsysobjectswhereid=object_id('booktype')andtype='U')droptablebooktypegoifexists(select1fromsysindexeswhereid=object_id('borrow_information')andname='Association_2_FK'andindid>0andindid<255)dropindexborrow_information.Association_2_FKgoifexists(select1fromsysindexeswhereid=object_id('borrow_information')andname='Association_1_FK'andindid>0andindid<255)dropindexborrow_information.Association_1_FKgoifexists(select1fromsysobjectswhereid=object_id('borrow_information')andtype='U')droptableborrow_informationgoifexists(select1fromsysindexeswhereid=object_id('login')andname='login2_FK'andindid>0andindid<255)dropindexlogin.login2_FKgoifexists(select1fromsysindexeswhereid=object_id('login')andname='login_FK'andindid>0andindid<255)dropindexlogin.login_FKgoifexists(select1fromsysobjectswhereid=object_id('login')andtype='U')droptablelogingoifexists(select1fromsysindexeswhereid=object_id('reader')andname='用戶權(quán)限_FK'andindid>0andindid<255)dropindexreader.用戶權(quán)限_FKgoifexists(select1fromsysobjectswhereid=object_id('reader')andtype='U')droptablereadergoifexists(select1fromsysindexeswhereid=object_id('reversation')andname='reversation2_FK'andindid>0andindid<255)dropindexreversation.reversation2_FKgoifexists(select1fromsysindexeswhereid=object_id('reversation')andname='reversation_FK'andindid>0andindid<255)dropindexreversation.reversation_FKgoifexists(select1fromsysobjectswhereid=object_id('reversation')andtype='U')droptablereversationgocreatetableadmin(admin_idintnotnull,admin_namechar(20)null,admin_passwordchar(16)null,loginsintnull,last_loginchar(10)null,"right"intnull,constraintPK_ADMINprimarykeynonclustered(admin_id))gocreateindex權(quán)限_FKonadmin()gocreatetablebooktype(type_idintnull)gocreatetablebooks(book_idintnotnull,admin_idintnull,titlechar(20)null,type_idintnull,authorchar(40)null,pricemoneynull,"bookconcern"char(50)null,addtimedatetimenull,amountintnull,remainintnull,constraintPK_BOOKSprimarykeynonclustered(book_id),constraintFK_BOOKS_管理書籍_ADMINforeignkey(admin_id)referencesadmin(admin_id),constraintFK_BOOKS_BOOKTYPE_BOOKTYPEforeignkey()referencesbooktype)gocreateindex圖書類型_FKonbooks()gocreateindex管理書籍_FKonbooks(admin_idASC)gocreatetablereader(reader_idintnotnull,reader_namechar(20)null,sexchar(2)null,agetinyintnull,classchar(15)null,addresstextnull,memotextnull,maxborrowedintnull,reader_passwordchar(16)null,"right"intnull,constraintPK_READERprimarykeynonclustered(reader_id))gocreatetableborrow_information(book_idintnotnull,reader_idintnotnull,borrow_timedatetimenull,end_timedatetimenull,amountintnull,return_timedatetimenull,constraintPK_BORROW_INFORMATIONprimarykey(book_id,reader_id),constraintFK_BORROW_I_BORROW_IN_BOOKSforeign