基于UML的圖書管理系統(tǒng)分析模型

基于UML的圖書管理系統(tǒng)分析模型摘要：UML是一種面向?qū)ο笙到y(tǒng)進(jìn)行可視化、詳述描述、構(gòu)造和文檔化的標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言，具有與人的思維方式一致、穩(wěn)定性好、可重用性好、課維護(hù)性好等優(yōu)點(diǎn)。本文運(yùn)用UML建模工具rose，根據(jù)用況和業(yè)務(wù)領(lǐng)域的模型，對(duì)圖書管理系統(tǒng)中的借閱子系統(tǒng)進(jìn)行了分析建模，并詳細(xì)闡述了分析階段具體的建模理論和實(shí)際的運(yùn)用方法，完成了靜態(tài)建?！差悎D、包圖〕和動(dòng)態(tài)建?！矃f(xié)作圖〕，從而進(jìn)一步確定了系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的需求描述，得到一個(gè)易于維護(hù)的可視化分析模型。關(guān)鍵詞：UML圖書借閱系統(tǒng)分析模型0引言本文研究工作的背景和研究目的傳統(tǒng)的基于過(guò)程或者數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)技術(shù)將過(guò)程和數(shù)據(jù)別離，生產(chǎn)效率低，軟件重用度低，維護(hù)困難。UML作為面向?qū)ο蟮慕ＵZ(yǔ)言，具有與人的思維方式一直、穩(wěn)定性好、可重用性好、課維護(hù)性好等優(yōu)點(diǎn)。另外，通過(guò)使用UML建模工具rose，能大大提高系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)得效率和質(zhì)量。圖書管理系統(tǒng)是一個(gè)提供讀者進(jìn)行讀書查詢和借還書的信息平臺(tái)。在前期的需求分析〔用況模型〕的根底上，本文展開(kāi)了系統(tǒng)的分析階段,運(yùn)用UML建模工具rose，結(jié)合統(tǒng)一過(guò)程的特點(diǎn)，整個(gè)工程實(shí)施可以分成需求、分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試五個(gè)階段進(jìn)行。分析階段的任務(wù)是，在需求階段的工作成果〔用況模型〕根底上，更精確地理解系統(tǒng)需求，得到一個(gè)易于維護(hù)且有助于確定系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的需求描述——分析模型。它既全面展示了分析階段得到的分析類和類之間的關(guān)系，又定義了用況實(shí)現(xiàn)。圖書管理系統(tǒng)主要用況有：圖書借閱、圖書歸還、圖書信息管理、讀者信息管理、圖書檢索。本文以“借閱管理〞用況為例，通過(guò)詳細(xì)分析，展示該用況對(duì)應(yīng)的分析模型的建立過(guò)程。1分析相關(guān)理論介紹分析理論概述分析是使用開(kāi)發(fā)人員的語(yǔ)言更精確地描述系統(tǒng)需求和深入理解問(wèn)題的過(guò)程，即從內(nèi)部描述如何設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。分析的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一個(gè)易于維護(hù)且有助于確定系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的可視化模型，而不依賴具體的實(shí)施技術(shù)。面向?qū)ο蟮姆治鍪峭ㄟ^(guò)對(duì)對(duì)象的認(rèn)定，確定問(wèn)題域中應(yīng)存在的對(duì)象和對(duì)象的層次結(jié)構(gòu)。在該過(guò)程中，對(duì)用況的分析處在一個(gè)核心的位置，要做的就是定義用況。每個(gè)用況實(shí)現(xiàn)就代表對(duì)用況模型中一個(gè)用況的分析。分析階段建立的模型即分析模型，一般包括靜態(tài)模型〔包圖和類圖〕和動(dòng)態(tài)模型〔協(xié)作圖〕，分別用來(lái)描述系統(tǒng)內(nèi)部的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和用況的實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)。模型建立的邏輯關(guān)系如下列圖1所示：圖1分析模型1.2相關(guān)概念概述靜態(tài)模型使用包圖、類圖等，描述系統(tǒng)對(duì)象和對(duì)象之間的靜態(tài)關(guān)系，得到系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。以下是靜態(tài)模型建立過(guò)程中使用的分析類、類圖，分析包、包圖的概念。1、分析類是對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)或幾個(gè)類或假設(shè)干個(gè)子系統(tǒng)的抽象。2、類圖說(shuō)明參與用況實(shí)現(xiàn)的類及其關(guān)系。通過(guò)類圖不僅可以定義類之間的聯(lián)系，如關(guān)聯(lián)，依賴、聚合等，還包括類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如類的屬性和操作。類包括邊界類、控制類和實(shí)體類三種。邊界類是用于建立系統(tǒng)與參與者之間交互的模型；實(shí)體類用于對(duì)長(zhǎng)效且持久的信息建模?？刂祁惔韰f(xié)調(diào)、排序、事務(wù)處理以及對(duì)其他對(duì)象的控制，經(jīng)常用于封裝與某個(gè)具體用況有關(guān)的控制。3、分析包提供了一種以可管理分塊的方式對(duì)分析模型的制品進(jìn)行組織的方法，是用來(lái)描述系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)，表示包和包、包和類的關(guān)系。3、分析包提供了一種以可管理分塊的方式對(duì)分析模型的制品進(jìn)行組織的方法；包括分析類、用況實(shí)現(xiàn)及其他分析包。關(guān)系如下列圖2所示：圖24、分析包圖分析包確實(shí)定應(yīng)該基于用況，準(zhǔn)那么是：支持一個(gè)具體業(yè)務(wù)過(guò)程的用況；支持一個(gè)具體參與者的用況；通過(guò)泛化和擴(kuò)展關(guān)系建立關(guān)聯(lián)的用況；如果分析包的內(nèi)容彼此關(guān)聯(lián)，就應(yīng)該定義分析包間的依賴；可抽取兩個(gè)或多個(gè)分析包中的共享類組成一個(gè)單獨(dú)的通用分析包，讓其他包依賴與這個(gè)通用包；效勞包確實(shí)定原那么：為每個(gè)可選效勞確定一個(gè)效勞包；為由功能相關(guān)的類所提供的每個(gè)效勞確定一個(gè)效勞包動(dòng)態(tài)模型是使用交互圖來(lái)描述對(duì)象的行為和對(duì)象之間的交互。在分析階段，主要使用協(xié)作圖描述用況的實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橹饕P(guān)注的是需求和對(duì)象職責(zé)，而不是詳細(xì)的按時(shí)間順序的交互序。1.3分析模型建立方法概述分析階段建立的分析模型包括靜態(tài)模型—類圖和動(dòng)態(tài)模型—協(xié)作圖，分別描述了系統(tǒng)對(duì)象和對(duì)象之間關(guān)系和交互。其模型的構(gòu)建的步驟和方法如下：①根據(jù)參與者、具體的業(yè)務(wù)過(guò)程、功能需求或者用況，確定分析包②分析用況和問(wèn)題域，得到相關(guān)的分析類，定義類的屬性和操作。③確定類之間的關(guān)系，建立類圖。④根據(jù)分析對(duì)象的交互建立協(xié)作圖，實(shí)現(xiàn)和執(zhí)行一個(gè)具體的用況。2理論的應(yīng)用—建立圖書借閱系統(tǒng)的分析模型本文通過(guò)對(duì)圖書管理系統(tǒng)中的圖書借閱子系統(tǒng)進(jìn)行分析，并通過(guò)分析類建立類圖，通過(guò)分析對(duì)象交互建立協(xié)作圖來(lái)實(shí)現(xiàn)和執(zhí)行圖書借閱這一具體用況。2.1劃分分析包在圖書借閱系統(tǒng)中，參與者只涉及一個(gè)圖書管理員，所以不能按參與者進(jìn)行分包。通過(guò)對(duì)用況模型的功能需求和問(wèn)題領(lǐng)域分析，并根據(jù)“高內(nèi)聚、低耦合〞原那么以及各類之間的相關(guān)關(guān)系，將圖書借閱系統(tǒng)分為三個(gè)包，主要是按其功能劃分為：借閱信息管理、圖書信息管理和賬號(hào)信息管理三個(gè)子系統(tǒng)，將各子系統(tǒng)各看做一個(gè)包。每個(gè)包內(nèi)都將有相應(yīng)的類。圖2-1系統(tǒng)包圖2.2確定分析類，建立類圖通過(guò)仔細(xì)研究用況說(shuō)明和領(lǐng)域模型，得到圖書借閱系統(tǒng)的實(shí)體類包括：讀者信息類、圖書信息類和借閱單。其次根據(jù)系統(tǒng)有圖書管理員這個(gè)參與者，確定一個(gè)主要的邊界類：借閱界面。最后通過(guò)分析借閱管理用況需要控制和協(xié)調(diào)讀者信息和圖書信息的關(guān)系，確定一個(gè)控制類：借閱處理程序。每個(gè)實(shí)體類都有各自的相關(guān)屬性和方法，控制類那么有相應(yīng)的操作。圖書信息的屬性有：圖書ID、圖書名稱、圖書狀態(tài)讀者信息的屬性有：讀者ID、讀者姓名、讀者狀態(tài)借閱單的屬性有：借書日期、讀者ID、圖書ID借閱處理程序的操作有：驗(yàn)證圖書信息、驗(yàn)證讀者信息、修改圖書狀態(tài)、修改讀者狀態(tài)、更新借閱記錄。類圖說(shuō)明參與用況實(shí)現(xiàn)的類及其關(guān)系。借閱子系統(tǒng)的類圖如下：圖2-2圖書借閱類圖2.3確定對(duì)象交互，建立協(xié)作圖在類圖建立以后，有了一個(gè)實(shí)現(xiàn)用況所需要的分析類的框架之后，就需要描述對(duì)應(yīng)的分析對(duì)象間所進(jìn)行的交互；此時(shí)需要通過(guò)協(xié)作圖來(lái)描述其交互。在圖書借閱子系統(tǒng)中，其協(xié)作圖的交互流程具體如下：首先是系統(tǒng)參與者—圖書管理員通過(guò)掃描條形碼，讀取讀者ID和圖書ID，傳遞給借閱界面。借閱界面向借閱處理程序發(fā)送借閱請(qǐng)求；借閱處理程序獲得借閱請(qǐng)求后，驗(yàn)證圖書信息和讀者信息，查看讀書是否可借和讀者借閱量是否到達(dá)上限，驗(yàn)證通過(guò)后，形成一條借閱記錄，并添加到借閱單，最后借閱處理程序設(shè)置圖書狀態(tài)和讀者狀態(tài)。其協(xié)作圖如下：圖2-3圖書借閱協(xié)作圖3結(jié)論UML作為一種共通的和可擴(kuò)展的語(yǔ)言，從一定程度上改變了過(guò)去系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程“手工作坊〞式的落后情況，使系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的工作化程度大大提高了一步。在與統(tǒng)一過(guò)程結(jié)合使用后，系統(tǒng)的分析變得更為直觀和清晰，從而降低了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。本文中所提及的建模過(guò)程比擬適合中小