1、系统分析与设计实验指导书适用专业：信息管理与信息系统专业制 定 人：蒋玉国 郭文东河北科技大学经济管理学院2009 年11月2前言系统分析与设计课程是信息管理与信息系统本科专业的一门重要的专业课。通过本课程的学习，使学生在已有的计算机软、硬件基础知识，程序设计知识，数据库和网络通信知识的基础上，系统掌握面向对象系统分析与设计的基本方法和技术，并具有针对特定环境下的应用问题进行信息系统开发(包括系统分析，设计与实现) 的能力。通过学习本课程学生可以理解和掌握面向对象系统的分析和设计的方法、掌握面向对象系统分析和设计的建模标准 UML 语言，能够利用 Rational Rose 软件以某一信息系统
2、为例进行系统分析和设计。本课程主要介绍系统原理的基本概念、系统开发过程 RUP、面向对象分析和面向对象设计的方法、面向对象分析和设计的建模标准 UML 等内容。通过本课程的学习，学生掌握的知识、内容及掌握的程度要求如下：1. 使学生理解面向对象的信息系统的开发过程、系统分析和设计的原则和方法； 2. 使学生掌握 UML 语言的基础知识，以及 UML 在面向对象的软件系统分析和设计中的应用，并能使用 UML 工具建立系统模型； 3. 使学生掌握在 UML 系统模型下应用高级语言建立应用系统的方法 ； 4. 通过案例教学和实验，提高学生在应用面向对象技术开发软件方面的动手能力和解决问题的能力。本实
3、验所要求的建模工具为 Rational Rose 2003。针对河北科技大学图书馆图书管理系统进行建模、设计开发。3实验要求计算机软件建模技术现在越来越广泛的应用于软件工程中。 系统分析与设计课程实验的目的是为了使学生在课程理论学习的同时，通过在一个实践的环境下，实际学习软件统一建模语言，对软件建模技术有一个初步的了解及认识。通过本指导书中的各个实验，学习掌握对一般面向对象系统建模的方法与技术。通过实验环节，使学生加深了解和更好地掌握系统分析与设计课程教学大纲要求的内容。课程实验过程中，要求学生做到：（1）预习实验指导书有关部分，认真做好实验内容的准备，就实验可能出现的情况进行思考和分析。（2
4、）仔细观察上机时出现的各种现象，记录主要情况，做出必要说明和分析。（3）认真完成实验报告。实验报告包括实验目的和要求，实验情况及其分析。（4）遵守机房纪律，服从辅导教师指挥，爱护实验设备。4目 录实验一 用例图及进度安排 5实验二 活动图 10实验三 状态图 18实验四 类 24实验五 类的关系 31实验六 交互图 35实验七 对象图和包 43实验八 组件图和部署图 45实验九 正向工程 525实验一 用例图及进度安排一、实验目的1熟悉用例图的基本功能和使用方法。2掌握如何使用建模工具绘制活动图方法。3学习使用 Microsoft Project 对题目进行进度安排。二、实验设备1计算机人手一
5、台。2Rational Rose 工具软件。三、实验内容根据河北科技大学的图书管理系统开发进度，在完成对系统的需求建模，得到用例模型后，应针对每个用例进行业务分析，说明其具体的业务流程，现系统分析部指派您完成该项任务。要求：对其中主要功能的用例书写书面用例。四、实验步骤书写“删除读者信息”用例的书面用例。一般应包含以下信息：（1）管理员在录入界面，输入待删除的读者名；（2） “业务逻辑”组件在数据库中，查找待删除的读者名；（3）如果不存在，则显示出错信息，返回步骤（1） ，如果存在则继续；（4） “业务逻辑”组件判断“待删除的读者”是否可以删除；（5）如果不可以，则显示出错信息，返回步骤（8）
6、 ，如果可以则继续；（6）在数据库中，删除相关信息；（7）显示删除成功信息；（8）结束。分析:在图书管理系统中,管理员首先登录系统,系统验证通过后,管理方可向系统查询数据,在查询后,系统会给出提示,有没有找到相关的数据,管理员根据系统查询的返回结果,进行下一步的操作,就是删除读者,在删除的过程中,系统会对查询得到的结果判断该记录是否可以删除,若可以删除,则给删除提示,若不能删除,也给相关的提示信息。绘图步骤:(1)在用例图上双击 main,出现如图 1.1 所示,为绘制用例图做好准备。6图 1.1(2)在图中的工具栏选取 Actor 图标，在右边的图中添加一个 Actor，并输入名称:admi
7、nistrator,如图 1.2 所示。(3)在左边的工具栏中，选取用例的图标，在右边的图中画出一个用例，并输入用例的名称：login 。图 1.27（4）按照步骤（3） ，绘制出如图 1.4 和图 1.5 的两个用例。图 1.3图 1.48图 1.5（5）在绘出了用例后，接下来的是绘制参与者与用例实现，如图 1.6 所示。图 1.69（6）根据步骤（5） ，同时完成如图 1.7 和图 1.8。此时，删除读者用例图就到此完成。其系统查询读者信息等其他的功能会在时序图和活动图中描绘。（7）根据分析情况，进一步添加或细化用例图。图 1.7图 1.810五、实验报告要求1 整理实验结果。2 小结实验
8、心得体会。实验二 活动图一、实验目的1熟悉活动图的基本功能和使用方法。2掌握如何使用建模工具绘制活动图方法。二、实验设备1计算机人手一台。2Rational Rose 工具软件。三、实验内容根据河北科技大学的图书管理系统开发进度，在完成对系统的需求建模，得到用例模型后，应针对每个用例进行业务分析，说明其具体的业务流程，现系统分析部指派您完成该项任务。要求：用活动图来描述系统中已知用例的业务过程：1描述删除读者用例。四、实验步骤绘制“删除读者信息”用例的活动图。删除读者信息一般按照以下步骤进行：（1）管理员在录入界面，输入待删除的读者名；（2） “业务逻辑”组件在数据库中，查找待删除的读者名；（
9、3）如果不存在，则显示出错信息，返回步骤（1） ，如果存在则继续；（4） “业务逻辑”组件判断“待删除的读者”是否可以删除；（5）如果不可以，则显示出错信息，返回步骤（8） ，如果可以则继续；（6）在数据库中，删除相关信息；（7）显示删除成功信息；（8）结束。绘图步骤：（1）在用例图中，找到删除的用例，如图 2.1 所示，在删除用例上单击右键，在弹出的快捷菜单中选“New ”，Rose 工具也会弹出一个菜单，选 ”Activity Diagram”，选中后单击，便可以新建好一个活动图。如图 2.2 所示。11图 2.1图 2.2(2)新建好活动图后，双击删除的活动图，得到如图 2.3 所示，然
10、后把在左边的工具栏内点击“Swinlane“，在右边的图添加一个泳道，如图 2.4 所示，并命名为 administrator.按照此步骤，再添加另一个泳道，并命名为 SystemTool，得到图 2.5。12图 2.3（3）接着在左边的工具上选取开始点，并在 administrator 的泳道上添加，如图 2.6 所示；添加完开始结点后，再来为此活动图添加活动，图 2.7 所示，在左边的工具栏上选中Activity 这个图标，在 administrator 这边的泳道上添加一个活动，命名为登录（login） ，再在开始结点和活动登录（login）之间添加活动关系，如图 2.8 所示。图 2.
11、413图 2.5图 2.614图 2.7图 2.8（3）完成步骤（2）后，登录输入需要对输入的信息进行验证，则在图中添加一个验证框，如图 2.9 所示：添加验证框后，验证的内容，如果通过，则允许管理员进行查询操作，如图 2.10 所示；如不能通过，则结束，如图 2.11 所示。15图 2.9图 2.1016图 2.11（4）验证后，下一步的操作是查询需要删除的记录，添加一个活动，命名为delete，如图 2.12 和图 2.13 所示。图 2.1217图 2.13（5）最后，在删除后，系统会返回操作结果给操作者，图 2.14 所示；删除成功或删除失败系统都会有信息返回给操作者。（7）根据分析设
12、计情况，进一步添加或细化活动图。图 2.1418五、实验报告要求1 整理实验结果。2 小结实验心得体会。实验三 状态图一、实验目的1熟悉活动图的基本功能和使用方法。2掌握如何使用建模工具绘制活动图方法。二、实验设备1计算机人手一台。2Rational Rose 工具软件。三、实验内容通过前面内容的学习，完成了对河北科技大学图书馆的图书馆管理系统的需求的初步分析，得出系统的用例图和相应的活动态。通过这两类图我们可以初步了解系统的业务处理过程，但对业务处理过程的处理状态间转换了解仍不够，这不利于设计人员对系统业务的进一步理解，而状态图能从对象的动态行为的角度去描述系统的业务活动。因此，指派你运用本
13、节所学的状态图，完成如下任务：1. 完成图书业务模块中还书用例的状态图。四、实验步骤1业务分析：由前面章节对图书馆管理系统中的还书主要业务的描述和分析可知，还书业务的动态行为是由：空闲（idle） 、图书查找（finding） 、还书（reversion） 、失败（Failure ） 、归还成功（Success）5 种状态及激活相互转换的事件。2绘制状态图：请您根据分析运用 UML 绘制还书用例的状态图。分析：还书的状态图，还书的主要业务都是由管理员来完成，首先管理员必须先登录系统，并通过验证后，便可以进行下一步的操作，查找该书的相关信息，如存在，则进行还书操作，如不存在该信息，则给出提示信息
14、；绘图步骤：（1）在用例图中的还书（revesion）用例，单击右键，如图 3.1 所示，新建一个状态图，命名为 revesion 状态图，图 3.2 所示。19图 3.1图 3.2（2）双击“receivesion”状态图，展开后，在左边的工具栏上选取一个实心圆点，此结点为开始结点，图 3.3 所示；当还书的时候，操作者先要询问系统的状态，如果系统忙，20操作者则必需等待，因此，得到系统的两种状态，如图 3.5 所示。图 3.3图 3.421图 3.5（3）操作者在询问系统和状态后，得到的图 3.6 所示两种状态，如果系统忙，操作者必需要等待、结束，如图 3.7 和图 3.8 所示，重返步骤
15、（1） 。图 3.622图 3.7图 3.8（4）如系统空闲，则进行对还书的信息进行查询操作，图 3.9 所示；查询也有两种结果，一是查询得到该书的相关信息，二查询不到该书的相关信息；则此时有两种状态，需23要建立两种状态，如图 3.10 所示。图 3.9图 3.10（5）最后，操作者进行了操作后，系统会给出操作的结果给操作者；操作成功或失败，都会有提示信息给出。整个的还书的过程便完成；图 3.11 所示。（7）根据分析设计情况，进一步添加或细化状态图。24图 3.11五、实验报告要求1整理实验结果。2小结实验心得体会。实验四 类一、实验目的1理解类的基本概念。2掌握如何从需求分析中抽象出类的
16、方法。3掌握在 Rational Rose 中绘制类的操作方法。二、实验设备1计算机人手一台。2Rational Rose 工具软件。三、实验内容25通过前面内容的学习，完成了对河北科技大学图书馆的图书馆管理系统的需求的初步分析，得出系统的用例图和相应的活动态和状态图。通过这两类图我们可以初步了解系统的业务处理流程。现在需要对系统进行静态建模，这就需要从系统的用例图、活动图和状态图去寻找和发现类。因此，指派你运用本节所学的有关如何抽象出类的知识，完成如下任务：1 寻找和抽象出书籍管理功能中的类。四、实验步骤1分析：由前面章节对图书馆管理系统中的书籍管理功能可知，该模块是由书籍信息类、书目类、新
17、增书籍界面类、修改书籍界面类、删除书籍界面类和书籍管理类 6 个类组成。2绘制类的步骤：（1）打开前面初步构建的 UML 模型文件;（2）打开 Rose 中的逻辑视图（Logical View） ，选择分析模型（analysis model）目录。并在其下创建一个子目录并命名为：“图书馆业务功能” 。（3）用鼠标右击“图书馆业务功能”在弹出来的菜单中选择“NewClass diagram”项，创建类图，如图 4.1 所示。（4）双击新建的类图，并点右边控件集中选中的类的图标，并用鼠标在图中分别拖出一个类图，并命名为 Book，如图 4.2 所示。图 4.126图 4.2（5）接下来的一步为设置
18、类的属性，在新的类中双击该类，在打开属性面板中，可以看到在此可以设置类的属性和方法等其他的信息，图 4.3 所示；后撞击 Attributes 这个栏目，此栏目为设置类的属性的选项，在图中间的单击右键，可以看到有一个“Insert”的选项，选中这个选项，图 4.4 所示，后在出现的对话框中输入相关信息如图 4.5 所示；如书本的ISBN 号，在 Type 这个方框内输入此属性的类型值，同时可以看到一栏可以设置此属性的访问权限，一般这些属性都设置 Private 这个权限，如图 4.6 所示。这个类的其他属性也可以按照以上的做法设置，最后得到的结果是图 4.7 所示。图 4.3 图 4.427图
19、 4.5 图 4.6（6）设置好类的属性，现在来设置类的方法（也是操作） ，双击类后在弹出的菜单上选 operations 这个选项，可以看到图 4.8 所示，在图中的空白地方，单击右键，在弹出的菜单中选 insert 这个选项，也就只有这个选项可用，见图 4.9，接着输入方法名，同时可以设置该方法的返回类型，也可以在 Documentations 的方框内填写一些相关的方法说明，如图 4.12 所示，设置好该方法的访问权限，见图 4.13。类的其他方法也可以按上面来设置好，最后，得到该类的其他方法见类 4.14。图 4.7 图 4.828图 4.9 图 4.10图 4.11 图 4.1229图 4.13 图 4.14（7）至此，类的方法和属性都设置好了，如图 4.15 所示。图 4.15（8）接下来为书目类设置，按照上面的步骤可以设置好该类的属性和方法，如图 4.16和图 4.17 所示。30图 4.16 图 4.17（9）最后，绘制出由分析得出的各个类，如图 4.18 所示，此时，类图便完成。（10）根据分析情况，进一步细化添加相关的类。图 4.18
