软件工程中的UML建模技术
【摘要】在软件工程中，UML建模技术的应用十分广泛，具有可视化、定义良好以及功能强大等优点。基于此，笔者从UML建模技术的概念和优势入手，对软件工程中UML建模技术的应用模式和应用流程进行了分析，主要介绍了用例图、类图、序列图和协作图在软件工程中的应用，并将人才招聘系统作为研究对象，阐述了UML建模技术的实践应用，以期为相关研究提供参考。
【关键词】软件工程；UML建模技术；需求分析
前言
在进行软件的开发时，技术人员大都会通过面对对象描述的方法进行建模，该方法是将软件系统的对象看做是构建模块。在进行建模的过程中，UML建模技术可以创建系统的静态结构以及动态行为，可以有效提高建模的效率和准确性。因此，对于软件工程中的UML建模技术研究具有一定的现实意义与理论指导价值。
1.UML建模技术概述
UML是一种规范定义、文档化或者可视化的最标准的建模语言，可以应用于软件工程的各个阶段。UML建模语言拥有统一的符号以及语义，可以将所有项目根植与一种建模语言中，并对这些项目中的所有概念进行明晰的表示与定义，在很大程度上扩大了系统的应用范围，使UML建模技术的应用更为灵活。在UML中，主要包括图、事物以及关系这三个基本构造。具体而言，UML建模技术在软件工程中的应用主
要有如下优势：第一，UML建模技术可以在系统模型中实现完全独立，虽然UML建模技术会与其余建模工具进行配合应用，但是并不会与系统的开发过程不产生交集；第二，UML建模技术在软件工程中的应用是面向对象的，打破了传统建模语言的差异性，可以通过统一的模型元素进行方法与图形的表述；第三，UML建模技术可以捕捉软件系统中的静态行为信息与动态行为信息，静态行为信息主要是指软件系统中对象，动态行为信息主要是从时间角度和状态角度对对象通讯的定义；第四，UML建模技术的和具体的实现没有关系，适用于所有语言平台或者工具平台，还能够应用于具有代码生成功能的交互式可视化建模工具，该工具可以为UML建模技术提供多种编程语言代码和程序构筑模型[1]。
2.软件工程中的UML建模技术应用模式
在软件工程中，UML建模技术主要通过视图的应用进行软件开发，UML 建模技术一共可以提供八种图，实现软件系统开发的可视化以及模型化，以此获取软件系统的主要资料，从而明确软件系统的架构与体系。本文主要对常用的四种图进行分析：第一，用例图。在UML建模技术中，用例图是最基本的图。在软件工程中，需求分析阶段的重点在于需求获取，需求获取的重点在于系统模型的构建，系统模型构建的最佳方法就是用例图。用例图可以构建的用例模型可以为系统软件的开发奠定良好的基础。第二，类图。在UML建模技术中，类图主要用于表示不同实体（包括人、数据或者事物等）间的相关关系。在软件工程中，类图能够表示软件系统的静态结构，包括逻辑类图和实现类图
这两种。其中，逻辑类图是指业务人员所说的事物种类，如保险-住房抵押-信贷-利率等；实现类图是指程序员负责的实体，但是并不会通过相同的属性进行描述，因为实现类图会进行HashMap或者Vec-tor等事物的引用。第三，序列图。在UML建模技术中，序列图能够主要用于具体用例流程的详细定义，主要通过自描述进行用例流程的定义，还能够表示用例流程中不同对象的不同调用关系。在实际的应用过程中，序列图的绘制过程较为简单，在横跨图的上部区域，不同的框代表每个类的对象，每个框中类的对象名称和类的名称使用空格/冒号/空格进行分隔，比如，MyReportGenerator：ReportGenera-tor。如果其中一个类对象向另一个类对象进行消息的发送，需要通过带有指向接收性质的连线来实现，技术人员需要将消息/方法的名称标注于于连线上。如果发送的消息较为重要，技术人员需要绘制带有指向发起性质的虚线，并将返回值标注于虚线上。第四，协作图。在UML1.1版本的时候，协作图被称作Collabo-rationDiagram，翻译为中文是协作图；在UML2.0版本的时候，协作图被称作CommunicationDiagram，翻译为中文是通讯图。但不论哪一种翻译方式，协作图都可以看做是序列图的全新表达方式。对于UML建模技术来说，序列图注重前后顺序，通过循环图或者分支结构来表示，而协作图则更为注重协同关系，协作图不能通过图像来表示[2]。
3.软件工程中的UML建模技术应用流程
在软件工程中，RationalRose能够满足现有全部建模环境的需求，
在软件开发过程中，支持开发人员、分析人员和系统工程师将需求以及系统的机构转变为代码，从而实现需求以及系统的可视化。一般来说，软件开发过程包括需求分析、方案设计、方案实现、测试与配置等环节。
3.1需求分析环节
在软件工程的需求分析阶段，技术人员主要应用UML建模技术中的用例图，了解系统的所有需求，并对需求进行相应的描述。对于用例图而言，技术人员通过事件的应用实现用户与系统间的交互作用，并在用例图中表明用户能够实现的目标，还能够将功能分析以及需求分析中包含的系统模块，根据角色平均分配到不同用户中，提高系统模型的清晰度。
3.2设计环节
在软件工程的设计阶段，技术人员需要全面考虑所有软件开发技术的局限性，对需求分析阶段的系统模型进行进一步的扩展与细化。设计阶段的目标在于将系统模型转变为代码，对需求分析阶段提取的系统属性与操作进行细化，并添加更多的类处理，比如，用户接口、设备、数据库以及通信等。一般来说，软件工程的设计阶段包括两个部分，其一，结构设计，又被称作高层设计，主要任务是对包（即子系统）进行定义，主要定义的内容为包与包之间的依赖性以及通信机制，进一步实现结构的清晰化与简化，尽量减少各部分的依赖性，避免双向依赖关系的构建；其二，详细设计，这一部分主要是对包的细化，技术人员可以通过详细设计了解所有类的清晰全面描述。设计阶段中
UML建模技术的应用包括类图和序列图这两种。首先，类图的应用，在软件工程中，类图属于静态视图，可以通过以下两种方式进行定义：通过问题域的概念进行定义、通过该类实际表示的内涵进行定义，技术人员需要根据系统需求分析以及系统用例进行类图的构建；然后，序列图的应用，在软件工程中，序列图属于动态视图，主要用于描述系统中各个对象的交互以及通讯，技术人员可以根据序列图了解对象实现某种功能时，是如何进行序列消息的发送与接受。
3.3实现环节
在软件工程中，实现环节就是指构造或者实现环节，主要工作内容为类的编程。一般来说，技术人员会将C#语言作为软件系统的开发环境，因为C#语言在逻辑试图转变为代码部件这一映射过程中，有显著的优势。在UML建模技术中，主要有以下几种图用于编码过程：第一，类的规格说明，不同类的规格说明体现了不同的属性与操作；第二，类图，能够显示软件系统中类的静态结构以及类之间的关系；第三，状态图，能够体现软件系统中类的对象现有的状态、需要处理的转移和转移需要触发的操作；第四，动态图，在编程过程中，动态图主要包括顺序图、活动图以及合作图这三种，主要用于体现对象应用该类对象的过程；第五，用例图及其规格说明，能够体现出软件系统的需求以及结果。
3.4测试与配置环节
当软件工程的系统编码全部完成之后，技术人员需要进行系统的全面测试，保障软件工程的质量。具体而言，测试环节分为系统测试、单
东北大学继续教育学院 软件工程与UML建模X 试卷（作业考核线上2） A 卷 ． D 是在系统之外，透过系统边界与系统进行有意义交互的任何事物 A).相关系统B).Use Case C).Class D).Actor 2.软件工程是以 D 为核心 A).过程B).面向对象C).软件开发D).质量 3.“系统开发过程和可交付文档将遵照ZCo-SP0STAN-95中相关规定”，这属于 D A).功能性需求B).客观需求C).主观需求D).非功能性需求 4.“系统每天晚上自动生成进货报表”，Actor是： C A).系统B).其它系统C).时间D).报表审阅者 5.数据流程图是一个分层的概念模型，分三个层次： C ，分别描述系统的不同特征 A).总体图、二级图、三级图B).总体图、二级图、细节图 C).总体图、零级图、细节图D).总体图、次级图、细节图 6.以下用例命名中，最合理的是 B A).进行宠物搜索B).查询宠物 C).宠物查询D).进行宠物查询 7.某系统中有两个用例：一个用例的参与者是用户，用例是“注册”；另一个用例的参与者是系统管理员，用例是“审核用户注册”。这两个用例之间是什么关系？ B A).包含关系B).没有关系C).扩展关系D).泛化关系 8.在软件的层次结构中，“一个模块被其他模块直接调用的调用者的数量”是指 B A).深度B).扇入 C).扇出 D).耦合 9.设C(X)定义问题X的复杂性函数，E(X)定义解决问题X所需要工作量的函数，对于两个问题p1和p2，一般情况下如果C(p1) UML与软件建模复习题 1．面向对象方法的优点是什么。 面向对象的方法把功能和数据看做是高度统一的，其优点有： （1）它能较好地处理软件的规模和复杂度不断增加所嗲来的问题。 （2）它更适合于控制关系复杂的习题系统 （3）面向对象系统通过对象间的协作来完成任务，因而更加容易理解。 （4）它是欧诺个各种直接模仿应用域中实体的抽象和对象，从而使得规约和谁及更加完整。 （5）它围绕对象和类进行局部化，从而提高了规约、设计和代码的易扩展性、易维护性和易复用性。 （6）它简化了开发者的工作，提高了软件和文档的质量。 2．面向对象的软件开发方法包括哪些特定阶段。 面向对象的软件开发方法设计从面向对象分析（OOA）、面向对象设计（OOD）、面向对象程序设计或编码（OOP）、面向对象测试（OOT）等一系列特定阶段。面向对象设计方法期望获得一种独立于语言的设计描述，以求达到从客观世界中的事物原型到软件系统间的尽可能的平滑过渡。3．UML定义了哪几类图，每一类包括那些类型的图。 UML中定义了用户模型视图、结构模型视图、行为模型视图、实现模型视图和环境模型视图这五类图。 其中， 用户模型视图包含：用例图； 结构模型视图包含：类图、对象图； 行为模型视图包含：序列图、协作图、状态图和活动图； 实现模型视图包含：构件图； 环境模型视图包含：部署图。 4．UML的设施包括那些。 在UML中，设施可分为结构设施、行为设施、分组设施和注释设施等四大类。 （1）结构设施是UML模型的静态部分，主要用来描述概念或者物理元素，包括类、接口、协作、用例、主动类、构件和结点7种设施。其中： 类：是对一组具有相同属性、相同操作、相同关系和相同语义对象的描述，一个类实现了一个或多个接口。 接口：描述了一个类或构件一个服务操作集，也即定义了元素的外观可见行为。接口定义的是一组操作的描述，而不是操作的实现。 协作：定义了一个交互，是由一组通过共同工作以提供某协作行为的角色和其他元素构成的一个实体。 用案：是一组动作序列的描述，系统执行这些动作后将产生一个对特定参与者可以观察且又价值的结果。 主动类：是其对象至少要拥有一个进程或进程的类，因此它能够启动控制活动。主动类的对象所描述的元素的行为与其他元素的行为并发，除此以外，它和类是一样的。 构件：是系统中物理的、可替代的部件，它通常是一个描述了一些逻辑元素的物理包。 结点：是运行时存在的物理元素。它代表一种可计算的资源，通常具有一定的记忆能力和处理能力。 （2）行为设施是UML模型的动态部分，它包括如下两类设施： 交互：由特定语境中共同完成一定任务的一组对象之间交换的消息组成。一个对象群体的行为或单个操作的行为都可以用一个交互来描述。 状态机：描述了一个对象或一个交互在生命期内相应时间所经历的状态序列，单个类或者一组类之间协作的行为可以用状态机来描述。 （3）分组设施是UML模型的组织部分。最主要的分组设施是包，它是雨中用于把模型元素组织成组的设施，结构设施、行为设施和其他的分组设施都可以放进包内。构件仅在运行时存在， 软件工程与U M L建模复习题B 一：单选题 1．是在系统之外，透过系统边界与系统进行有意义交互的任何事物 A).相关系统B).Use Case C).Class D).Actor 2.软件工程是以为核心 A).过程B).面向对象C).软件开发D).质量 3.“系统应具有很高的可靠性，使用该产品的前3个月，系统不应该出现崩溃（数据不可恢复）的现象”，这属于 A).功能性需求B).客观需求C).主观需求D).非功能性需求 4.“系统每天晚上自动生成进货报表”，Actor是： A).系统B).其它系统C).时间D).报表审阅者 5.数据流程图是一个分层的概念模型，分三个层次：，分别描述系统的不同特征 A).总体图、二级图、三级图B).总体图、二级图、细节图 C).总体图、零级图、细节图D).总体图、次级图、细节图 6.正式运行系统后能够产生的收益被称为 A).直接效益B).运营效益C).最佳效益D).启动效益 7.“以相对短的时间和相对低的成本来确定给定的问题在其约束条件内是否有解、有几种解以及哪个是最佳解”，这指的是软件开发过程中的 A).问题定义B).可行性研究C).需求分析D).设计 8.在处理过程定义中，有时存在多重嵌套的情况，对于复杂的条件组合问题，用自然语言往往不能直观、清楚地表述处理的过程，因此，常常使用方法。 A).数据字典B).判定表和判定树C).用例图D).螺旋模型 9.设C(X)定义问题X的复杂性函数，E(X)定义解决问题X所需要工作量的函数，对于两个问 题p1和p2，一般情况下如果C(p1) 本栏目责任编辑：谢媛媛软件设计开发Computer Knowledge and Technology 电脑知识 与技术第6卷第21期(2010年7月)软件工程与UML 关系概述 刘小海 （北京航空技术研究中心，北京100076） 摘要：随着计算机技术的发展，软件工程技术已经进入了一个新的阶段。人们开始使用面向对象的技术，同时UML 融合了多种面向对象建模方法以及多种软件工程方法，成为软件系统设计建模的主要工具。该文从软件工程概述、UML 概述以及UML 在软件工程的应用为基础，对软件工程与UML 管理进行概述。 关键词：软件工程；UML ；建模；关系 中图分类号：TP312文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2010)21-5774-02 Overview of Relationship between Software Engineering and UML LIU Xiao-hai (Beijing University of Aeronautics Technology Research Center,Beijing 100076,China) Abstract:With the development of computer technology,software engineering technology has entered a new stage.People began to use of object-oriented technology,and a variety of fusion UML modeling method of object-oriented software engineering methods and soft -ware system,the main tool design modeling.This overview of software engineering,UML overview and UML in software engineering,based on the application of software engineering and UML management are summarized. Key words:software engineering;UML;modeling;relationship 1软件工程的概述 软件工程(Software Engineering ，简称为SE)是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。软件工程开发和维护软件是通过工程的概念、原理、技术和方法进行的，经过实践而得到的管理技术与当前较好的技术相结合，发开出高质量的软件，并对其进行维护。而传统方法学和面向对象方法学是目前使用较广泛的软件工程方法学。 软件工程的基本原理：1)用分阶段的生命周期计划严格管理；2)坚持进行阶段评审；3)实行严格的产品控制；4)采用现代程序设计技术；5)结果应能清楚的审查；6)开发小组的人员应该少而精；7)承认不断改进软件工程实践的必要性。 2UML 的概述 面向对象的系统分析与设计出现在较晚时期，即20世纪80年代。这是一段试验时期。20世纪90年代早期，在各种方法和建模应运而生并已开始应用的同时，讨论的主要中心是比较方法。在1997年，在行业联盟对象管理组织（OMG ）发起人号召之下，工作组发布了一套用于描述和建模面向对象系统的标准，这就是统一建模语言（UML ）。UML 是一种建模语言而不是一种方法，UML 本身是独立于过程的。 标准建模语言UML 的主要特点可以归结为五点： 1)统一的标准。UML 已被OMG 接受为标准的建模语言，赿来越多的开发人员开始使用UML 进行开发，越来越多开发厂商开始支持UML 。 2)面向对象。UML 是支持面向对象软件开发的建模语言。 3)可视化、表达能力强大。 4)独立于过程。UML 不依赖于特定的软件开发过程，这也是UML 能被众多软件开发人员接受的一个原因。 5)概念明确，建模表示法简洁，图形结构清晰，容易掌握和使用。 3软件开发过程与建模 在软件工程中，软件生命周期由软件定义、软件开发和运行维护三个时期组成，每个时期又进一步划分若干个阶段，分别为：问题定义、可行性研究、需求分析、总体设计、详细设计、编码和单元测试、综合测试以及软件维护。 在软件开发过程中，整个软件生命周期受软件范型影响。所谓软件范型（Software paradigms ）就是软件开发过程模型，毋庸置疑，选择一个良好的开发范型对于一个软件产品（项目）的开发至关重要。一般情况下，软件范型可分为四种，分别为：过程性范型、面向对象范型、面向进程范型以及混合范型。在建立软件的需求分析和设计模型时，建模的方法要根据不同的范型选择。 收稿日期：2010-05-26 作者名称：刘小海（1966-），男，河北人，高级工程师。 ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.6,No.21,July 2010,pp.5774-5775E-mail:xsjl@https://www.doczj.com/doc/04282111.html, https://www.doczj.com/doc/04282111.html, Tel:+86-551-569096356909645774 《软件工程与UML》期末试题 适用专业：考试时间120分钟 一、单项选择题（本大题共小题，每题分，共分） 1. UML图不包括（D ） A. 用例图 B. 类图 C. 状态图 D. 流程图 2. 下面哪一项不是包图中的关系（D ） A .< 图书馆管理系统需求分析 1、系统目标设计 系统开发的总目标是实现部图书借阅管理的系统化、规化和自动化。 能够对图书进行注册登记，也就是将图书的基本信息（如：书的编号、书名、作者、价格等）预先存入数据库中，供以后检索。 能够对借阅人进行注册登记，包括记录借阅人的、编号、班级、年龄、性别、地址、等信息。 提供方便的查询方法。如：以书名、作者、、出版时间（确切的时间、时间段、某一时间之前、某一时间之后）等信息进行图书检索，并能反映出图书的借阅情况；以借阅人编号对借阅人信息进行检索；以名称查询联系方式信息。 提供对书籍进行的预先预订的功能。 提供旧书销毁功能，对于淘汰、损坏、丢失的书目可及时对数据库进行修改。 能够对使用该管理系统的用户进行管理，按照不同的工作职能提供不同的功能授权。 提供较为完善的差错控制与友好的用户界面，尽量避免误操作。 2、系统功能需求分析 (1) 读者管理：读者信息的制定、输入、修改、查询，包括种类、性别、借书数量、 借书期限、备注等。 (2) 书籍管理：书籍基本信息制定、输入、修改、查询，包括书籍编号、类别、关 键词、备注。 (3) 借阅管理：包括借书，还书，预订书籍，续借，查询书籍，过期处理和书籍丢 失后的处理。 (4)系统管理：包括用户权限管理，数据管理和自动借还书机的管理 满足以上需求的系统主要包含有一下几个子系统 （1）基本业务功能子系统：该系统中主要包含了借书还书和预订等功能。 （2）基本数据录入功能子系统：该子系统主要包含有书籍信息和读者信息录入功能。 （3）信息查询子系统：包含了多功能的查询书籍信息和读者信息。 （4）数据库管理功能子系统：主要包含了借阅信息管理功能，书籍信息管理功能和预订信息管理功能。 （5）帮助功能子系统。 下图为该图书馆管理系统的主要功能模块图： 页脚 软件工程与UML建模复习题A 一：单选题（ 1．是在系统之外，透过系统边界与系统进行有意义交互的任何事物 A).相关系统B).Use Case C).Class D).Actor 2.软件工程是以为核心 A).过程B).面向对象C).软件开发D).质量 3.“系统应具有很高的可靠性，使用该产品的前3个月，系统不应该出现崩溃（数据不可恢复）的现象”，这属于 A).功能性需求B).客观需求C).主观需求D).非功能性需求 4.“系统每天晚上自动生成进货报表”，Actor是： A).系统B).其它系统C).时间D).报表审阅者 5.数据流程图是一个分层的概念模型，分三个层次：，分别描述系统的不同特征 A).总体图、二级图、三级图B).总体图、二级图、细节图 C).总体图、零级图、细节图D).总体图、次级图、细节图 6.以下用例命名中，最合理的是 A).进行宠物搜索B).查询宠物C).宠物查询D).进行宠物查询 7.某系统中有两个用例：一个用例的参与者是用户，用例是“注册”；另一个用例的参与者是系统管理员，用例是“审核用户注册”。这两个用例之间是什么关系？ A).包含关系B).没有关系C).扩展关系D).泛化关系 8.在软件的层次结构中，“一个模块被其他模块直接调用的调用者的数量”是指 A).深度B).扇入C).扇出D).耦合 9.设C(X)定义问题X的复杂性函数，E(X)定义解决问题X所需要工作量的函数，对于两个问题p1和p2，一般情况下如果C(p1) 《软件工程与U M L》期末试题及答案 软件工程与UML建模复习题B 一：单选题 1．是在系统之外，透过系统边界与系统进行有意义交互的任何事物 A).相关系统B).Use Case C).Class D).Actor 2.软件工程是以为核心 A).过程B).面向对象C).软件开发D).质量 3.“系统应具有很高的可靠性，使用该产品的前3个月，系统不应该出现崩溃（数据不可恢复）的现象”，这属于 A).功能性需求B).客观需求C).主观需求D).非功能性需求 4.“系统每天晚上自动生成进货报表”，Actor是： A).系统B).其它系统C).时间D).报表审阅者 5.数据流程图是一个分层的概念模型，分三个层次：，分别描述系统的不同特征 A).总体图、二级图、三级图B).总体图、二级图、细节图 C).总体图、零级图、细节图D).总体图、次级图、细节图 6.正式运行系统后能够产生的收益被称为 A).直接效益B).运营效益C).最佳效益D).启动效益 7.“以相对短的时间和相对低的成本来确定给定的问题在其约束条件内是否有解、有几种解以及哪个是最佳解”，这指的是软件开发过程中的 A).问题定义B).可行性研究C).需求分析D).设计 8.在处理过程定义中，有时存在多重嵌套的情况，对于复杂的条件组合问题，用自然语言往往不能直观、清楚地表述处理的过程，因此，常常使用方法。 A).数据字典B).判定表和判定树C).用例图D).螺旋模型 9.设C(X)定义问题X的复杂性函数，E(X)定义解决问题X所需要工作量的函数，对于两个问题p1和p2，一般情况下如果C(p1) 试卷一 中南大学考试试卷 2006--2006 学年学期时间110分钟 专业年级：总分100分，占总评成绩 100% 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 填空题（本题20分，每小题2分） 1. 瀑布模型是以文档为驱动、适合于（）软件项目的开发。 2. 需求分析的基本任务是（）。 3. 若有一个计算类型的程序，它的输入量只有一个X，其范围是［-1.0，1.0］，现从输入的角度考虑一组测试用例：-1.001，-1.0，1.0，1.001。设计这组测试用例的方法是（）。 4. 根据程序流程图划分的模块通常是（）内聚的模块。 5. 软件的分类，按其功能可分为：系统软件、（）和应用软件。 6. UML的定义包括UML语义和（）两个部分。 7. 客观世界中的若干类，通常有两种主要的结构关系：即分类结构和( )。 8. IDEF1X图用来描述系统的（）模型，主要有实体、联系和（）三种成分，其中实体可分为独立实体和（），且一个实体只能在图中出现一次。 二、简答题（本题30分，每小题5分） 1. 什么是软件工程？软件工程和计算机科学有何区别？ 2. 面向对象方法和结构化方法有何区别与联系？ 3. 什么是模块的作用域和模块的控制域？为何要求模块的控制域必须在作用域内？ 4. 什么是设计模式？试举例说明组合设计模式的应用。 5．什么是依赖倒置原则？它和开闭原则有何联系？ 6. 软件生存期过程和软件生存期模型有何联系？瀑布模型有何特点？ 三、绘图题（本题34分） 1. 某单位拟开发一个计算机房产管理系统，要求系统具有分房、调房、退房和查询统计等功能。房产科将用户申请表输入系统后，系统首先检查申请表的合法性，对不合法的申请表，系统拒绝接收；对合法的申请表根据类型分别进行处理。 (1) 如果是分房申请，则根据申请者的情况(年龄、工龄、职称、职务、家庭人口等)计算其分数，当分数高于阀值分数时，按分数高低将申请单插到分房队列的适当位置。在进行分房时，从空房文件中读出空房信息，如房号、面积、等级、单位面积房租等，把好房优先分给排在分房队列前面的符合该等级房条件的申请者；从空房文件中删掉这个房号的信息，并从分房队列中删掉该申请单，再把此房号的信息和住户信息一起写到住房文件中，输出住房分配单给住户，同时计算房租，并将算出的房租写到房租文件中。 (2) 如果是退房申请，则从住房文件和房租文件中删除有关信息，再把此房号的信息写到空房文件中。 目录 1 需求分析 (2) 1.1 需求获取 (2) 1.2 业务建模 (2) 1.3 业务规则建模 (3) 1.3.1 管理人员开展工作顺序图 (3) 1.3.2 客户预订车辆的顺序图 (4) 1.3.3 客户取车顺序图 (5) 1.3.4 客户还车顺序图 (6) 1.3.5 客户预订车辆的协作图 (7) 1.3.6 客户取车协作图 (7) 1.3.7 客户还车协作图 (8) 1.4 业务过程建模 (8) 1.4.1 系统的状态图 (8) 1.4.2 系统的活动图 (9) 2 系统分析 (11) 2.1 概念用例 (11) 2.1.1 客户参与的用例图 (11) 2.1.2 公司员工参与的用例图 (12) 2.2 分析类模型 (12) 2.3 组件模型 (14) 2.4 软件构架和框架建模 (14) 3 系统设计 (15) 3.1 设计类模型 (15) 3.1.1 客户和公司员工类 (15) 3.1.2 一些其他的类 (16) 3.2 接口设计模型 (17) 3.3 包设计模型 (18) 3.4 部署模型 (18) 1需求分析 这里介绍一个简单汽车租赁系统的需求分析。 1.1需求获取 本系统的功能性需求包括以下几个方面： （1）客户可以通过不同的方式（包括电话、前台、网上）预订车辆； （2）能够保存客户的预订申请单； （3）能够保存客户的历史记录； （4）工作人员可以处理客户申请； （5）技术人员可以保存对车辆的检修结果；为了满足上述需求，则系统主要包括以下几个模块： （1）基本数据维护模块。基本数据维护模块提供了使用者录入、修改并维护基本数据的途径。例如, 对客户的个人信息、租赁信息、车辆的基本信息等的录入和修改。 （2）基本业务模块。基本业务模块中，客户可以填写汽车租赁申请表，工作人员负责处理这些表格。 同时，技术人员还可以提交每辆车的状态，以便工作人员根据这些资料决定是否批准客户的请 求。 （3）数据库管理模块。在汽车租赁系统中，对所有客户、工作人员以及车辆的信息都要进行统一管理，车辆的租赁情况也要进行详细的登记。 （4）信息查询模块。信息查询模块主要用于查询相关信息，例如工作人员查询车辆信息和客户信息等。 图1所示表示汽车租赁系统的功能需求。 图1功能需求 1.2业务建模 系统业务用例图如图2所示。 UML系统建模课程设计报告 2011 ～ 2012 学年第一学期 教学单位信息工程系 课程名称软件开发工具 课程设计题目图书馆管理系统的分析与设计指导教师 学生姓名 专业班级 【课程设计名称】图书馆管理系统的分析与设计 【课程设计目的】1.掌握UML建模的基础知识和其应用； 2.熟悉Rational Rose环境及功能,能够设计出完整系统。【课程设计要求】1.对系统功能进行必要的描述； 2.绘制系统的主要模型图； 3.模型图要有说明性文字解释。 【课程设计内容】1.图书馆管理系统的需求分析； 2.图书馆管理系统UML建模。 【课程设计步骤】 系统的配置与实现 1.图书馆管理系统的需求分析 1 系统功能需求 2 基本数据维护模块 3 基本业务模块 4 数据库模块 5 信息查询模块 1.1系统功能需求 系统的功能需求主要包括以下几个方面： (1)借阅者可以通过网络查询书籍信息和预定书籍。 (2)借阅者能够借阅书籍和还书。 (3)图书管理员能够处理借阅者的借阅和还书请求。 (4)系统管理员可以对系统的数据进行维护，如增加、删除和更新书目，增加、删除和更新借阅者帐户，增加和删除书籍。 1.2 基本数据维护模块 基本数据维护模块包括的主要功能模块： (1)添加借阅者帐户 (2)修改更新借阅者帐户信息 (3)添加书目 (4)修改和更新书目信息 (5)添加书籍 (6)删除书籍 1.3基本业务模块 基本业务模块包含的功能： (1)借书 (2)还书 (3)书籍预留 (4)取消书籍预定 1.4数据库模块 数据库模块的功能： (1)借阅信息管理 (2)书籍信息管理 (3)帐户信息管理 (4)书籍预留信息管理 1.5信息查询模块 信息查询模块主要是查询数据库中的相关信息： (1)查询书籍信息 (2)查询借阅者信息 2 系统的UML基本模型 UML软件建模教程课后习题 习题1 一、简答题 1、简述模型的作用。 答:现实系统的复杂性与内隐性,使得人们难于直接认识与把握,为了使得人们能够直观与明了地认识与把握现实系统,就需要借助于模型。 2、软件模型有什么特征？ 答:建模对象特殊,复杂性,多样性 3、软件建模技术有哪些因素？ 答:软件建模方法,软件建模过程,软件建模语言,软件建模工具 4、软件模型包括哪些方面的内容？ 答:从模型所反映的侧面瞧:功能模型,非功能模型,数据模型,对象模型,过程模型,状态模型,交互模型,架构模型,界面模型等;从软件开发工作瞧:业务模型,需求模型,分析模型,设计模型,测试模型等。 5、软件建模工具应该具有哪些基本功能？ 答:软件模型的生成与编辑,软件模型的质量保障,软件模型管理等 二、填空题 1、模型就是对现实的( 抽象)与模拟,就是对现实系统( 本质)特征的一种抽象、简化与直观的描述。 2、模型具有( 反映性)、直观性、( 简化性)与抽象性等特征。 3、从抽象程度,可以把模型分为( 概念模型)、逻辑模型与( 物理模型)三种类型。 4、较之于其她模型,软件模型具有( 建模对象特殊)、复杂性与( 多样性)等特征。 5、软件模型就是软件开发人员交流的( 媒介),就是软件升级与维护的( 依据)。 6、软件建模技术的要素包括软件建模方法、( 软件建模过程)、软件建模语言与( 软件建模工具)。 7、从开发阶段瞧,软件建模有业务模型、( 需求模型)、分析模型、( 设计模型)与测试模型。 8、软件语言有软件需求定义语言、( 软件设计语言)、软件建模语言、( 软件结构描述语言)、软件程序设计语言等。 9、根据软件建模工具的独立性,把软件建模工具分为( 独立软件)建模工具与( 插件式软件)建模工具。 10、OMG在( 1997 )年把UML作为软件建模的标准,UML2、0版本就是( 2005 )年颁布的。 三、选择题 1、对软件模型而言,下面说法错误的就是( D )。 A、就是人员交流的媒介 B、就是软件的中间形态 C、就是软件升级与维护的依据 D、就是软件的标准文档 1、软件是一种（逻辑实体），而不是具体的物理实体，因而它具有抽象性。 2、需求分析研究的对象是软件项目的（用户/客户/功能+性能/功能）要求。 3、需求分析的任务就是借助于当前系统的（逻辑模型）导出目标系统的（逻辑模型），解决目标系统的（“做什么”）的问题。 4、结构化需求分析方法由对软件问题的（信息/数据）和（功能）的系统分析过程及其表示方法组成。 5、确认测试包括：有效性测试和（软件配置审查，文档审查）。 6、白盒测试的逻辑覆盖方法包括语句覆盖、（判定/判断覆盖）、条件覆盖、（判定/判断-条件覆盖）、条件组合覆盖、（路径覆盖/路径测试/基本路径测试）。注：次序无关 7、为了提高模块的独立性，模块之间最好是(数据耦合) 为了提高模块的独立性，模块最好是（功能内聚） 8、下列关于功能性注释不正确的说法是( B ) A. 功能性注释嵌在源程序中，用于说明程序段或语句的功能以及数据 的状态 B. 注释用来说明程序段，需要在每一行都要加注释 C. 可使用空行或缩进，以便很容易区分注释和程序 D. 修改程序也应修改注释 9、在UML状态图中，与转移上的事件联系在一起的瞬时操作是（动作） 10、测试的关键问题是(如何选择测试用例) 11、以下说法不正确的是（A）。 A．原型思想是在研究概要设计阶段的方法和技术中产生的。 B．探索型和实验型原型采用的是抛弃策略。 C．进化型原型采用的是追加策略。 D．快速原型方法是利用原型辅助软件开发的一种思想。 12、需求规格说明书的作用不包括（C） A．软件验收的依据 B．用户与开发人员对软件要做什么的共同理解 C．软件可行性研究的依据 D．软件设计的依据 13、软件结构图中，模块框之间若有直线连接，表示它们之间存在（调用关系） 14、下面关于DFD中的加工的描述正确的是( C ) A. 每个加工只能有一个输入流和一个输出流 第一章系统建模与分析设计的演变 1、系统建模的三要素：方法、工具和过程 2、软件的分类： 按软件的功能划分：系统软件、支撑软件和应用软件 按软件的规模划分：小型软件、中型软件、大型甚至超大型软件 按软件的工作方式划分：实时处理软件、分时处理软件交互式软件和批处理软件 按软件服务对象的范围划分：一次性使用软件和使用频度较高的软件 按软件失效的影响程度划分：一般性软件和关键性软件 3、软件危机产生的原因主要有两个：一是与软件本身的特点相关；二是软件开发和维护的方法不正确。 4、软件开发过程模型：瀑布模型、渐增模型、演化模型、螺旋模型、智能模型 5、UML的特点：唯一性、连续性、维护性、复用性和逐步完善 6、面向对象的三大重要特征：封装性、继承性和多态性 7、软件开发方法从结构化开发方法、模块化开发方法到面向对象开发方法是一个渐进的演变过程 8、软件生命周期描述了一个软件从定义、开发、使用、维护到服用的全过程 9、面向对象的基本概念有：对象、类急气封装性、多态性、继承性和消息传递 10、软件开发过程由客户端需求分析、系统分析、系统设计和系统实现以测试与维护四个四个阶段组成 11、面向对象系统的开发过程以体系结构为中心，以用例为驱动，是一个反复、渐增的过程 1、封装是吧对象的属性和操作结合在一起，组成一个独立的对象、 2、封装是一种信息隐蔽技术，目的是使对象的生产者和使用者分离，使对象的定义和实现分开。 3、面向对象方法中的继承机制使子类可以自动地拥有复制父类全部属性和操作 4、使得在多个类中能够定义同一个操作或属性名，并在每一个类中有不同的实现的一种方法是多态性 5、软件按照其工作方式可划分为实时处理软件、分时处理软件、交互式软件和批处理软件。 6、软件生存周期由软件的定义、软件的开发和软件的使用维护和更新换代三部分组成。 7、软件开发模型有瀑布模型、增量模型、螺旋模型、智能模型和快速原型模型等五种主要模型 8、面向对象技术采用以类为中心的封装、继承、多态等不仅支持软件复用，而且使软件维护工作可靠有效，可实现软件系统的柔性制造。 9、UML的优点是：唯一性、连续性、维护性、复用性和完善性。 第二章统一建模语言UML 1、UML的五种视图：用例视图、逻辑视图、构件视图、进程视图和配置视图 2、UML的三大类模型图是：用例模型图、静态模型图和动态模型图 3、用例模型描述的是外部执行者主要用于需求分析阶段 4、UML的静态建模机制包括：类图、对象图、包图、构件图、配置图 5、UML的动态模型包括4种兔：状态图、活动图、顺序图、合作图 6、软件的开发过程即生命周期划分为开始、详细规划、系统构造、移交四个阶段。 《UML与软件建模》实验2分析建模 ［实验日期］2011 年4月10日 ［实验目的］ （1）理解面向对象系统分析和对象类建模（概念建模）的概念 （2 ）了解和掌握面向对象系统分析的方法和步骤 （3）了解和掌握寻找待开发系统中类（概念）的方法和技巧 （4）掌握使用ROSE绘制概念模型的方法 ［实验内容］ 在用例分析的基础上，选择第一个迭代周期打算开发的用例，建立相关的概念模型。 ［实验原理和步骤］ 建模原理： （1）使用概念目录列表（见下图）和非正式分析法（识别出问题域的文本描述中的名词短语，然后将其作为概念或 属性的候选对象。）相结合的方法识别概念。因此，待开发用例的文字描述中，名词可能成为概念或属性的候 选对象；表示行为的动词词组有可能成为事务型或过程型对象；形容词词组有可能对应抽象 的名词型概念。 策略一：概念目录列表 采用的技术基本上就是：ER图+纯行为+OO的聚合、泛化。 （2 ）最终关联的数量介于“需要知道”型关联与【“需要知道”型关联+ “需要理解”型（从通用关联列表中派生出 的，见下图）】之间。 ;腺种业务相关诙诃仓储、支严 步骤： （1）识别关键用例作为第一个迭代周期的开发目标（一般是在用例图中被依赖得比较多的 用例）。 可以选“企业综合信息管理系统”-> “进销存管理”子系统-> “库存管理”-> “原材 料出库”-> “领料单 处理”主线中的“领料单处理”用例；也可以选“企业综合信息管理系统”-> “进销存管理”子系统-> “销售 管理”-> “合同管理”-> “收款单处理”主线中的“增加销售合同”或“收款单处理” 用例。（其实，选“库 存管理”主线更合适；当然，如果要实现产销一体化，以销售订单指导生产和采购，并实现零库存目标，那么一 切工作就以销售管理为中心。即便如此，首选“增加合同”用例也更为合适。） （2 ）识别概念和重要属性。 （3）建立概念间的关联。 画图原理： （1）可以采用“逻辑视图”下的类图描述概念模型，只不过每个类中只有类名和属性，没有方法。在概念建模 阶段也没有必要确定属性的类型和访问属性。 （2）概念间的关联可以采用一般关联（无方向实线），当然，对于聚合和泛化，应采用相应的连线（组合：实 心菱形+实线；聚合：空心菱形+实线；泛化：空三角形+实线） 步骤： （0）前提条件：第一个迭代周期可以选“企业综合信息管理系统”-> “进销存管理”子系统-> “库存管理”-> “原材料出库”-> “领料单处理”主线中的“领料单处理”用例；也可以选“企业综合信 息管理系统” -> 《软件工程与U M L》期末试题适用专业：考试时间120分钟 一、单项选择题（本大题共小题，每题分，共分） 1. UML图不包括（D ） A. 用例图 B. 类图 C. 状态图 D. 流程图 2. 下面哪一项不是包图中的关系（D ） A .< ATM系统 1、ATM系统总体需求与功能模块 ATM系统是一个复杂的软件控制硬件的系统，各功能模块协调工作。以具体业务为出发点对它进行建模，一个功能齐全的ATM系统包含以下几个模块： (1)读卡机模块客户银行卡插入读卡机，读卡机识别卡在显示器提示输入密码。 (2)键盘输入模块客户通过键盘输入密码与取款金额，选择要进行的业务。 (3)IC认证模块基于安全性，鉴别卡的真伪。 (4)显示模块显示一切与客户有关信息，包括交互提示、确认等信息。 (5)吐钱机模块照客户需求选择合适面值钞票给客户。 (6)打印报表模块客户可自由选择打印或不打印凭条（卡号、金额、日期等信息）。 (7)监视器模块设置摄像头以防意外事件，保证交易安全性，银行有权调看记录。 2、ATM系统需求分析与用例建模 从用户角度对系统进行评估，采集和分析系统的需求，理解系统要解决的问题。结果可以用一个业务用例（Business Use Case）框图表达，分以下几个步骤：参与者分析；用例分析；创建参与者-用例关系图。 2.1 参与者分析 参与者是与系统交互作用的人或事物，代表系统的使用者或外部通信目标。考察ATM系统服务对象可以确定参与者： ■客户（使用ATM进行现金交易） ■银行官员（更改ATM设置，放置现金，维护机器等） ■信用系统（作为外部角色参与整个交易过程） 2.2 用例分析 用例是参与者启动的，基于这样的考虑，ATM系统根据业务流程大致可分为以下几个用例： ■客户取款 ■客户存款 ■客户查询余额 ■客户转帐 ■客户更改密码 ■客户通过信用系统付款 ■银行官员修改密码 ■银行官员为ATM添加现金 ■银行官员维护ATM硬件 ■信用系统启动来自客户的付款 2.3 参与者-用例关系图 在参与者与用例之间存在交互关系，客户、银行官员和信用系统这3个参与者都有各自的用例关系图。综合所有参与者的用例关系，可以建立如下整个ATM 系统的用例关系图： 使用Visio进行UML建模 1、VISIO中的UML建模环境 Microsoft Visio“UML 模型图”解决方案为创建复杂软件系统的面向对象的模型提供全面的支持。包括下列工具、形状和功能： n “UML 模型资源管理器”，它提供模型的树视图和在视图间进行浏览的手段。 n 预定义的智能形状，表示UML 标注中的元素并支持UML 图表类型的创建。在程序控制下，这些形状的运行方式同UML 语义学相符。 n 易于访问“UML 属性”对话框，可通过这些对话框将名称、特性、操作和其他属性添加到UML 元素。 n 标识和诊断错误（例如丢失数据或不正确地使用UML 表示法）的动态语义错误检查。 n 对用Microsoft Visual C++ 6.0 或Microsoft Visual Basic 6.0 创建的项目进行反向工程，以生成UML 静态结构模型的能力。 n 使用C++、Visual C# 或Microsoft Visual Basic 根据UML 模型中的类定义生成代码框架。 n 标识特定于语言的错误的代码检查实用程序，这些错误可使代码无法用您为生成代码指定的目标语言编译出来。 n 为UML 静态结构、活动、状态图、组件和部署图创建报告 模型资源管理器的使用 当您打开“UML 模型图”解决方案时，您就打开了一个建模环境，并且从开始时模型便已经就位。 “模型资源管理器”显示您的UML 模型的层次视图，从整个系统到软件包再到数据类型。 (图1) 如果没有显示出“模型资源管理器”,可以单击“UML”菜单—>“视图”—>“模型资源管理器” “UML 模型资源管理器”中的树状视图表示您的总体系统模型。您创建的图表都是该模型的视图。 表示您当前正在建模的系统中。若要添加模型，请在“UML”菜单上单击“模型”。 在这种情况下，将您系统的一个模型或抽象内容表示为静态结构模型。要重命名树状视图中的任何图标，请对图标的文本单击一次，然后再单击一次该文本。键入新的名称。 表示静态结构模型中最上层的包。包是一种容器。此软件包含有所有静态结构模型元素。 默认情况下，新模型所包括的包会含有常见的数据类型。您可以创建含有您自己的数据类型的包。 单击加号(+) 显示包的内容。单击减号隐藏包的内容。 得到图（1）的步骤如下： A．将最顶层包的默认名称改为“PetShop”：单击右键，选择“重命名” B．将包“静态模型“改名为“Design Model”：单击右键，选择“重命名” C．其他包命名依次类推 2、用例图(USE CASE Diagram)的使用 2.1 用例图的组成 用例图表示处于同一个系统中参与者和用例之间的关系。是一组动作序列（包括它的变衍生物）的描述，系统执行该动作序列来为参与者产生一个可观测的结果值。在VISIO中包括三部分： 1.角色(ACTOR) 表示活动的发起者，VISIO中用表示。 2.用例(USE Case) 实际的场景，如登陆系统,物品进仓，VISIO中用表示。 3.系统边界 指示系统用例的边界，用来确定系统内部和外部之间的界限。用矩形框表示。uml与软件建模复习答案清晰版)
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