第7章-圖書管理系統(tǒng)動態(tài)建模

第7章圖書管理系統(tǒng)動態(tài)建模

主編：劉志成

寧云智

林東升本章學(xué)習(xí)導(dǎo)航本章學(xué)習(xí)要點狀態(tài)圖的功能及繪制活動圖的功能及繪制順序圖的功能及繪制協(xié)作圖的功能及繪制教學(xué)課時：8課時任務(wù)1了解動態(tài)模型的基本功能和基本組成任務(wù)目標(biāo)

小組討論法資料查詢法模仿實踐學(xué)習(xí)方法任務(wù)1所有系統(tǒng)（包括軟件系統(tǒng)）均可表示為兩個方面：靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動態(tài)行為。為了能夠很好地描述軟件系統(tǒng)中的動態(tài)特性，UML提供了狀態(tài)圖、活動圖、順序圖和協(xié)作圖來描述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為。通常情況下，系統(tǒng)中的對象的相互通信是通過相互發(fā)送消息來實現(xiàn)的。一組對象為了實現(xiàn)一些功能而進(jìn)行通信稱之為交互，可以通過狀態(tài)圖、活動圖、順序圖和協(xié)作圖來描述系統(tǒng)的動態(tài)行為。動態(tài)建模概述任務(wù)2了解狀態(tài)圖的基本功能和繪制方法，并繪制圖書管理系統(tǒng)的狀態(tài)圖任務(wù)目標(biāo)

小組討論法資料查詢法模仿實踐學(xué)習(xí)方法任務(wù)2是軟件系統(tǒng)進(jìn)行面向?qū)ο蠓治龅囊环N常用工具，它通過建立對象的生存周期模型（狀態(tài)）來描述對象隨時間變化的動態(tài)行為。狀態(tài)圖概述任務(wù)2起點代表狀態(tài)圖的一個初始狀態(tài)，此狀態(tài)代表狀態(tài)圖的起始位置。終點代表狀態(tài)圖的最后狀態(tài)，此狀態(tài)代表狀態(tài)圖的終止位置。狀態(tài)圖組成-起點和終點

任務(wù)2狀態(tài)是對象操作的前一次活動的結(jié)果，通常情況下，狀態(tài)由對象的屬性值以及指向其它對象的鏈來決定的。“SQLServer2005實例教程”（圖書對象）被借出（在借狀態(tài)）；“軟件測試實例教程”（圖書對象）在圖書館里（在庫狀態(tài)）；小王（讀者對象）在校（在校狀態(tài)）；小王的借書證（借書證對象）可以用（有效狀態(tài)）；小王的借書證（借書證對象）丟失（掛失狀態(tài)）；小王（讀者對象）已畢業(yè)（畢業(yè)狀態(tài)）；小王的借書證（借書證對象）不可以用（無效狀態(tài)）。狀態(tài)圖組成-狀態(tài)

任務(wù)2狀態(tài)圖組成-狀態(tài)

任務(wù)2狀態(tài)圖組成-事件

“事件”指的是發(fā)生的且引起某些動作執(zhí)行的事情，即事件表示在某一特定的時間或空間出現(xiàn)的能夠引發(fā)狀態(tài)改變的運(yùn)動變化。任務(wù)2狀態(tài)圖組成-轉(zhuǎn)換

轉(zhuǎn)換表示當(dāng)一個特定事件發(fā)生或者某些條件滿足時，一個源狀態(tài)下的對象完成一定的動作后將發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)向另一個稱之為目標(biāo)狀態(tài)的狀態(tài)。任務(wù)2繪制圖書管理系統(tǒng)圖書狀態(tài)圖

（1）打開工程book.mdl（2）新建狀態(tài)圖（3）添加狀態(tài)（4）設(shè)置狀態(tài)轉(zhuǎn)移事件（5）添加活動（6）調(diào)整大小和位置提示：教師演示狀態(tài)圖的繪制過程課堂實踐1（1）繪制電子商務(wù)系統(tǒng)的商品狀態(tài)圖，并對不同狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換進(jìn)行描述（參照書中的提示）。（2）閱讀如圖7-16所示的學(xué)生選課系統(tǒng)中的課程狀態(tài)圖，試著對不同狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換進(jìn)行描述（參照書中的提示）操作要求課堂實踐1（1）maxstudents表示選修某一門課程的最多人數(shù)。（2）students表示選修了某一門課程的人數(shù)。（3）afterthisterm表示學(xué)期結(jié)束操作提示任務(wù)3了解活動圖的基本功能和繪制方法，并繪制圖書管理系統(tǒng)的活動圖任務(wù)目標(biāo)

小組討論法資料查詢法模仿實踐學(xué)習(xí)方法任務(wù)3使用活動圖主要目的：描述一個操作執(zhí)行過程中（操作實現(xiàn)的實例化）所完成的工作（動作）；描述對象內(nèi)部的工作；顯示如何執(zhí)行一組相關(guān)的動作，以及這些動作如何影響它們周圍的對象；顯示用例的實例是如何執(zhí)行動作以及如何改變對象狀態(tài)；說明一次商務(wù)活動中的參與者、工作流、組織和對象是如何工作的。活動圖概述活動圖（ActivityDiagram）顯示活動動作及其結(jié)果，著重描述操作（方法）實現(xiàn)中所完成的工作以及用例實例或?qū)ο笾械幕顒??；顒訄D的主要目的是描述動作（執(zhí)行的工作和活動）及對象狀態(tài)改變的結(jié)果。任務(wù)3典型活動圖機(jī)場個人登記活動圖任務(wù)3活動圖組成-動作狀態(tài)和活動狀態(tài)動作狀態(tài)是指執(zhí)行原子的、不可中斷的動作，并在此動作完成后轉(zhuǎn)換到另一個狀態(tài)?；顒訝顟B(tài)用于表達(dá)狀態(tài)機(jī)中的非原子的運(yùn)行。任務(wù)3活動圖組成-動作流、分支和合并動作流是指所有動作狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。分支是軟件系統(tǒng)流程中很常見的一種邏輯，它一般用來表示對象所具有的條件行為。合并包括兩個帶條件的入轉(zhuǎn)換和一個出轉(zhuǎn)換（即兩個入口和一個出口），用來表示從對應(yīng)的分支開始的條件行為的結(jié)束。任務(wù)3活動圖組成-分叉與匯合分叉用于將動作流分為兩個或多個并發(fā)運(yùn)行的分支，每一個分叉可以有一個入轉(zhuǎn)換和兩個或多個出轉(zhuǎn)換，并且每個轉(zhuǎn)換都可以是獨立的控制流；匯合則用于將不同的分支匯聚一起，當(dāng)所有分支的控制流都達(dá)到匯合點后，控制才能繼續(xù)往下進(jìn)行，每個匯合可以有兩個或多個輸入轉(zhuǎn)換和一個輸出轉(zhuǎn)換。任務(wù)3活動圖組成-泳道泳道，可以在活動圖中區(qū)分負(fù)責(zé)活動的對象，它明確地表示了哪些活動是由哪些對象進(jìn)行的。任務(wù)3活動圖組成-對象流、組合活動對象可以在活動圖中顯示，表示動作狀態(tài)或者活動狀態(tài)與對象之間的依賴關(guān)系。包含了若干活動或動作的活動稱之為組合活動。

任務(wù)3繪制圖書管理系統(tǒng)讀者活動圖（1）打開工程book.mdl（2）新建活動圖（3）添加讀者活動圖的起點和終點（4）添加動作狀態(tài)或活動狀態(tài)（5）增加分支與合并（6）增加分叉與匯合提示：教師演示活動圖的繪制過程任務(wù)3活動圖VS流程圖流程圖著重描述處理過程，它的主要控制結(jié)構(gòu)是順序、分支和循環(huán)，各個處理過程之間有嚴(yán)格的順序和時間關(guān)系；而活動圖描述的是對象活動的順序關(guān)系所遵循的規(guī)則，它著重表現(xiàn)的是系統(tǒng)的行為，而非系統(tǒng)的處理過程；活動圖能夠表示并發(fā)活動的情形，而流程圖不能；活動圖是面向?qū)ο蟮模鞒虉D是面向過程的?；顒訄DVS狀態(tài)圖狀態(tài)圖描述類的對象所有可能的狀態(tài)以及事件發(fā)生時狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件。通常，狀態(tài)圖是對類圖的補(bǔ)充。在實用上并不需要為所有的類畫狀態(tài)圖，僅為那些有多個狀態(tài)其行為受外界環(huán)境的影響并且發(fā)生改變的類畫狀態(tài)圖；

而活動圖描述滿足用例要求所要進(jìn)行的活動以及活動間的約束關(guān)系，有利于識別并行活動。課堂實踐2（1）通過學(xué)習(xí)小組討論和上網(wǎng)查詢資料形式完成。（2）可以繪制流程圖，再將流程圖與活動圖進(jìn)行比較。操作提示（1）閱讀圖書管理系統(tǒng)的系統(tǒng)管理員維護(hù)讀者信息的活動圖，試著對系統(tǒng)管理員的維護(hù)讀者活動進(jìn)行描述。（2）繪制電子商務(wù)系統(tǒng)的系統(tǒng)管理員維護(hù)商品信息的活動圖。操作要求任務(wù)4了解順序圖的基本功能和繪制方法，并繪制圖書管理系統(tǒng)的順序圖任務(wù)目標(biāo)小組討論法資料查詢法模仿實踐學(xué)習(xí)方法任務(wù)4描述了對象之間傳送消息的時間順序，它用來表示用例中的行為順序，當(dāng)執(zhí)行一個用例行為時，順序圖中的每條消息對應(yīng)了一個類操作中引起轉(zhuǎn)換的觸發(fā)事件。順序圖概述任務(wù)4對象：順序圖中的對象的符號與對象圖中的對象的符號是一樣的，都是使用矩形將對象名稱包含起來，并且在對象名稱下加下劃線。

生命線：生命線是一條垂直的虛線，表示順序圖中的對象在一段時間內(nèi)的存在。每個對象的底部都帶有生命線。順序圖組成-對象、生命線任務(wù)4消息是對象之間某種形式的通信，它可以激發(fā)某個操作、喚起信號或?qū)е履繕?biāo)對象的創(chuàng)建或撤消。激活表示該對象被占用以完成某個任務(wù)，鈍化表示對象處于空閑狀態(tài)，在等待消息。順序圖組成-消息、激活任務(wù)4（1）打開工程book.mdl（2）新建順序圖（3）選擇類，創(chuàng)建對象，并指定對象名（4）添加對象間傳遞的消息繪制“添加圖書”順序圖提示：教師演示順序圖的繪制過程課堂實踐3（1）通過學(xué)習(xí)小組討論和上網(wǎng)查詢資料形式完成。（2）在順序圖中通常要用到控制類和邊界類。操作提示（1）閱讀如圖7-41所示學(xué)生選課系統(tǒng)中的管理員維護(hù)課程的順序圖，試著描述不同對象間的消息傳遞順序。（2）繪制電子商務(wù)系統(tǒng)中用戶購物的順序圖。操作要求課堂實踐3任務(wù)5了解協(xié)作圖的基本功能和繪制方法，并繪制圖書管理系統(tǒng)的協(xié)作圖任務(wù)目標(biāo)小組討論法資料查詢法模仿實踐學(xué)習(xí)方法任務(wù)5協(xié)作圖（CollaborationDiagram）是順序圖之外的另一種表示交互的方法。主要描述協(xié)作對象間的交互和鏈接，強(qiáng)調(diào)的是對象結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息。順序圖和協(xié)作圖都描述交互，但是順序圖強(qiáng)調(diào)的是時間，而協(xié)作圖強(qiáng)調(diào)的是空間。協(xié)作圖概述典型協(xié)作圖任務(wù)5對象：協(xié)作圖中的對象與順序圖中的對象的概念是一樣的，圖形表示方法也是一樣的。鏈接：一條鏈接是兩個對象間的連接。消息：協(xié)作圖中的消息與順序圖中的消息相同。。協(xié)作圖組成任務(wù)5（1）打開工程book.mdl

（2）新建協(xié)作圖（3）添加對象繪制協(xié)作圖（4）添加消息（5）添加數(shù)據(jù)流（6）完成繪制任務(wù)5順序圖強(qiáng)調(diào)按時間展開的消息的傳遞，清晰地顯示了時間次序；對簡單的迭代和分支的可視化要比協(xié)作圖好，常用于場景顯示；可以不要順序號。協(xié)作圖強(qiáng)調(diào)交互中實例之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系以及所傳送的消息，清晰地顯示了對象間關(guān)系；對復(fù)雜的迭代和分支的可視化以及對多并發(fā)控制流的可視化要比順序圖好，常用于顯示過程設(shè)計細(xì)節(jié)；有路徑和順序號。協(xié)作圖VS順序圖打開要轉(zhuǎn)換的順序圖或協(xié)作圖（如：讀者預(yù)訂協(xié)作圖）（2）依次選擇主菜單欄中的【Browse】

【GoToSequenceDiagram】，即可將當(dāng)前的協(xié)作圖轉(zhuǎn)換成順序圖。協(xié)作圖與順序圖的互換課堂實踐4（1）通過學(xué)習(xí)小組討論和上網(wǎng)查詢資料形式完成。（2）通過比較進(jìn)一步理解順序圖和協(xié)作圖的側(cè)重點。操作提示（1）閱讀如圖7-47所示的學(xué)生選課系統(tǒng)中的維護(hù)課程信息的協(xié)作圖，描述維護(hù)課程過程中對象之間消息的傳遞，并與圖7-41進(jìn)行比較。（2）試著將【課堂實踐3】中繪制的順序圖轉(zhuǎn)換成