UML系统分析与架构设计实战
UML面向对象设计与分析项目实战
学以致用，立足岗位成才
应知应会 案例导入 项目实战 职场体验
图书管理系统的静态模型—类图
版权所有 All Rights Reserved 2008-2012
学以致用，立足岗位成才
学习目标
应知应会 案例导入 项目实战 职场体验
1 动态视图与图书管理系统分析与设计
2 使用UML方对图书管理系统建立动态模型 3 使用ROSE工具画出图书管理系统的动态模型
应知应会 案例导入 项目实战 职场体验
3.“借阅者预定图书” 用例描述
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基本工作流程如下： ① 借阅者希望通过系统预定某图书。 ② 借阅者通过自助系统的预定界面ReserveWindow录入图书的名称或
ISBN/ISSN号，请求查找图书信息。 ③ 预定界面ReserveWindow根据图书的ISBN/ISSN号将Book类实例化，
并返回图书信息。 ④ 预定界面ReserveWindow将图书信息添加到预定中，并返回是否预
定成功的信息。 ⑤ 预定界面ReserveWindow向读者显示是否预定成功的信息。
ISBN/ISSN号，请求查找图书信息。 ③ 用户界面SearchBookWindow根据图书的ISBN/ISSN号将Book类实例
化，并请求图书信息。 ④ Book类实例化对象根据图书的ISBN/ISSN号加载图书信息，并提供
给用户界面SearchBookWindow。 ⑤ 用户界面SearchBookWindow向读者提示该图书信息。
类实例化，并返回给用户信息界面PersonInfoWindow。 ④ 用户信息显示界面PersonInfoWindow向借阅者显示借阅
UML系统分析实验报告
本科实验报告课程名称：系统分析与设计实验项目：《网上书店系统》实验实验地点：逸夫楼专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2012年11月22日实验一用例图一、实验目的初步掌握UML用例图的创建方法及其用例的描述。
二、实验要求1．结合工具StartUML，熟悉UML用例图的模型元素。
2．使用StartUML工具建模网上书店系统的用例图。
三、实验主要设备：台式或笔记本计算机四、实验内容：根据下面给出的网上书店问题陈述，分析该系统总体需求，建模网上书店系统的用例图并提供一个主要用例的事件流文档。
网上书店陈述：书店经理：我们原本是一个传统的实体书店，顾客要买书都是亲自到书店里来的，这样挺不方便。
面且随着书店销售图书种类和数量的增加以及顾客的增长，尤其是大量顾客到书店选购图书，使得书店场地不足，工作人员也很忙碌。
其实，还有一点就是，有不少人进入书店后并不买书，只是查找一些资料。
有的甚至会在这呆上很长的时间直到把书免费看完。
这种行为，工作人员一般是不阻止的，结果最后这些被看过的书会因为有阅读过的痕迹而影响销售。
而且现在电子商务已经发展起来了，所以我们想到借助网络，让顾客通过网上书店购买图书。
这样我们书店可以省掉大量的场地维护和工作人员成本支出，同时计算机可以方便的检索图书信息，让顾客可以足不出户以更优惠的价格买到需要的书。
系统分析员：能谈谈您对网上书店的要求吗?书店经理：网上书店要能实现对外和对内的功能，对外是顾客能在网上书店订购图书，提交订单。
对内，书店工作人员能够通过网上书店及时的看到这些订单，并进行处理。
为了把书送到顾客手里，我们已经联系了快递公司，初步达成协议，由他们往返场客和书店之间把图书送到顾客手里。
书店管理员受理订单后，就会通知快递公司送货。
当然，书店的图书上架和下架也应该由网上书店完成了。
工作人员甲：实体店中，图书是按照不同种类放置的，方便顾客挑选。
网上书店的图书也应该能够按照这种模式分类显示。
基于UML的面向对象的系统分析与设计
基于UML的面向对象的系统分析与设计基于UML的面向对象的系统分析与设计引言：在当今信息社会中，随着科技的不断进步和应用的不断扩展，各行各业都离不开计算机系统的支持。
为了满足用户的需求，开发出高质量、高效率的系统就显得尤为重要。
而面向对象的系统分析与设计作为一个重要的环节，可以帮助我们更好地理解用户需求并将其转化为实现系统的蓝图。
本文将介绍基于UML的面向对象的系统分析与设计方法，并通过一个实例来演示其应用过程。
一、基于UML的系统分析与设计基础1.1 面向对象的概念面向对象是一种思想方式和编程方法，它将问题领域的实体抽象为类，通过类的组织和交互来描述系统的行为。
面向对象的设计方法使得系统更易于理解、维护和扩展。
1.2 UML的介绍UML（Unified Modeling Language）是一种用于面向对象系统建模的标准化语言，它提供了丰富的符号和图形表示方法，可以帮助分析和设计人员更好地表达复杂的系统结构和行为。
二、基于UML的系统分析与设计方法2.1 需求分析系统的需求分析是整个分析与设计过程的起始点，通过与用户的交流和讨论，了解用户的需求并进行准确定义。
在这一阶段，分析人员可以运用UML中的用例图、活动图等工具来分析和描述用户需求。
2.2 类建模在需求分析阶段的基础上，分析人员将用户需求转化为类模型。
通过识别和分析系统中的实体、属性和行为，可以确定类的结构和关系。
在这一阶段，可以运用UML中的类图来进行类的建模。
2.3 行为建模在类建模完成后，需要进一步分析和设计系统的行为。
行为建模通常包括状态图、顺序图和活动图等。
通过这些图形化表示，可以描述系统中各个类之间的交互和信息流动，保证系统的正确性和健壮性。
2.4 设计模式的应用设计模式是一种被广泛应用的解决问题的模板，它提供了一些经验性的指导原则和设计思路。
在系统分析与设计过程中，分析人员可以借鉴各种设计模式，通过复用已有的解决方案来提高系统的可靠性和效率。
UML在大型复杂系统建模中的最佳实践
UML在大型复杂系统建模中的最佳实践随着科技的不断发展，大型复杂系统的建模成为了现代软件开发中的重要环节。
而在这个过程中，UML（统一建模语言）作为一种通用的建模语言，被广泛应用于大型复杂系统的设计与开发中。
本文将探讨UML在大型复杂系统建模中的最佳实践，以帮助开发人员更好地利用UML来构建高质量的软件系统。
首先，UML的核心概念包括用例图、类图、序列图、状态图等。
在大型复杂系统建模中，用例图是非常重要的一种图表，它能够帮助开发人员理解系统的功能和用户需求。
通过用例图，开发人员可以明确系统与外部实体之间的交互关系，进而确定系统的边界和功能范围。
此外，用例图还能够帮助开发人员识别系统中的角色和用例，从而更好地进行系统的设计和规划。
其次，类图是大型复杂系统建模中的另一个重要概念。
类图能够清晰地展示系统中的类、属性和方法之间的关系，帮助开发人员理解系统的结构和组织。
在进行类图设计时，开发人员应该注重类之间的关联关系和依赖关系，以确保系统的各个模块能够协同工作。
此外，类图还可以用于生成代码和进行系统的静态分析，从而提高开发效率和代码质量。
除了用例图和类图，序列图也是大型复杂系统建模中的重要工具。
序列图能够展示系统中不同对象之间的交互流程，帮助开发人员理解系统的动态行为。
在进行序列图设计时，开发人员应该注重消息的传递顺序和对象之间的时序关系，以确保系统的各个模块能够正确地协同工作。
此外，序列图还可以用于检测系统中的潜在问题和性能瓶颈，从而提高系统的可靠性和性能。
此外，状态图也是大型复杂系统建模中的重要组成部分。
状态图能够清晰地展示系统中各个对象的状态和状态之间的转换关系，帮助开发人员理解系统的行为和状态变化。
在进行状态图设计时，开发人员应该注重状态之间的转换条件和动作，以确保系统的各个模块能够正确地响应外部事件和用户操作。
此外，状态图还可以用于检测系统中的状态冲突和死锁情况，从而提高系统的可靠性和稳定性。
UML中的部署图实践案例
UML中的部署图实践案例UML（Unified Modeling Language）是一种用于软件系统建模的标准化语言，它提供了一套图形化的符号和规范，方便软件开发团队进行需求分析、设计和交流。
在UML中，部署图（Deployment Diagram）是一种用于描述系统物理结构和软硬件之间的关系的图形工具。
本文将通过一个实践案例，介绍如何使用部署图来分析和设计系统的物理架构。
案例背景：假设我们要设计一个在线购物系统，该系统包括用户界面、数据库、服务器和支付接口等多个组件。
为了更好地理解和设计系统的物理结构，我们可以使用部署图来描述和分析各个组件之间的关系。
首先，我们需要确定系统中的主要组件。
在这个案例中，我们可以将系统划分为以下几个主要组件：用户界面、数据库服务器、应用服务器和支付接口。
接下来，我们可以使用部署图来描述这些组件之间的关系。
首先，我们需要绘制一个包含所有组件的图形，然后使用连接线来表示它们之间的关系。
在部署图中，我们可以使用节点（Node）来表示物理设备，如服务器、计算机或移动设备。
对于我们的案例，我们可以使用一个节点来表示数据库服务器，另一个节点来表示应用服务器，还可以使用一个节点来表示支付接口。
在节点之间，我们可以使用连接线来表示它们之间的关系。
例如，我们可以使用一条虚线连接线来表示数据库服务器和应用服务器之间的通信，使用一条实线连接线来表示应用服务器和支付接口之间的通信。
除了节点和连接线，我们还可以使用构件（Artifact）来表示系统中的软件和文件。
例如，我们可以使用一个构件来表示用户界面的软件，使用另一个构件来表示支付接口的软件。
在部署图中，我们还可以使用注释（Note）来提供额外的信息和解释。
例如，我们可以在节点旁边添加注释，说明该节点所代表的物理设备的详细信息，如IP地址、硬件配置等。
通过绘制部署图，我们可以清晰地看到系统中各个组件之间的关系和依赖。
这有助于我们更好地理解系统的物理架构，并为后续的开发和维护工作提供指导。
软件架构实验UML建模
通过分析参与者的活动，可以初步确定这样一些用例：
（1）查询信息，（2）学生管理，பைடு நூலகம்3）宿舍分配，（4）住宿管理，（5）基础数据管理，（6）财务管理，（7）时钟支持。
根据前面的需求分析，针对本实验分别建立系统的用例视图（Use-Case View）、逻辑视图（Logical View）。
分析用例，从用例中寻找对象和类。例如，通过分析宿舍分配管理子系统，可以发现以下实体类：学生、宿舍管理员、班级、楼栋、床位等。建立类图。
2.1、静态分析阶段，通过分析该系统的子系统，寻找出实体类，并建立类图。（由于子系统较多，所以就以上述所举的例子宿舍分配管理子系统为例建立类图）
2.2、系统的动态分析——用顺序图表示用例的实现，画出高校学生宿舍管理系统的登录顺序图。（以宿舍管理员登录管理系统进行住宿管理为例画出登录顺序图）
四、实验要求
1、根据上述描述中确定的用例，自己确定每个用例的参与者，并画出关于高校学生宿舍管理系统的用例视图（Use-Case View）。
2、逻辑视图（LogicalView）关注系统是如何实现用例中所描述的功能的，主要是对系统功能性需求提供支持，即在为用户提供服务方面，系统所应该提供的功能。在逻辑视图中，用户将系统更加仔细地分解为一系列的关键抽象，将这些大多数来自于问题域的事物通过采用抽象、封装和继承的原理，使之表现为对象或对象类的形式，借助于类图和类模板等手段，提供系统的详细设计模型图。类图用来显示一个类的集合和它们的逻辑关系有关联、使用、组合、继承关系等。
2.3、利用UML的活动图工具进行工作流程建模，画出学生入住业务流程（活动图）。（提示：
学生的入住业务流程，一般来说是，学生先到宿舍管理中心申请入住，然后学生到财务管理中心尽心缴费，宿舍管理中心回到学生管理中心进行学生信息的核对，如果学生缴费成功并且学生管理中心的学生身份认证正确，那么宿舍管理中心就给学生分配宿舍，否则，任何一个环节出现错误就会取消入住。）
基于UML的系统分析与设计
系统分析
详细来说，分析阶段旳活动主要是： 辨认对象； 为对象分类； 拟定类旳属性和操作； 拟定类之间旳关系： 拟定对象之间旳交互： 拟定对象旳状态变化等。
1.辨认对象
辨认对象并不是从零开始旳工作，应该最 大程度地利用已经有旳劳动成果。比较经 典旳可利用旳资料有。
用例模型和用例描述。 术语表。权威旳术语定义集合。
邮件管理、协议管理
用例旳优化
拆分
对较大旳或复杂旳用例 用例描述，描述到了第四级，仍无法描述清楚，
需用例拆分 主流→子流→分支流→子分支流
用例旳优化
拆分例子 管理顾客涉及处理：添加顾客、修改顾客
信息、删除顾客、查找顾客、修改顾客口 令、变更顾客级别 拆分为：维护顾客信息、管理顾客权限两 个用例（按业务有关性）
基于UML旳系统分析与设计
UML建模
一种系统开发措施应由建模语言和开发过 程构成。
建模语言是设计旳表达符号,而过程则是描 述怎样进行开发所需旳环节。
UML旳开发过程涉及需求获取、系统分析、 系统设计、实现和测试5个环节。
第一阶段
需求获取
需求获取
1.需求获取 系统开发旳第一步工作就是进行需求搜
5.拟定顾客界面
拟定参加者怎样开启用例，以及用例以什 么形式向参加者提供信息，
是在构造顾客界面旳原型。 这项活动旳输入是：用例模型、详细描述
旳用例描述。 活动旳成果是顾客界面旳简图。 目旳是为参加者拟定顾客界面旳外观和感
UML系统分析与设计课程整体设计方案
UML系统分析与设计课程整体设计方案摘要:本文介绍了职业教育课程工作过程系统化的开发与设计,以工作过程分析为起点,选用适于教学的典型工作任务为载体整合教学内容,在课程教学过程中凸现以学生为主体、以职业能力的培养为主线、“教学做一体化”的特点。
我院软件技术专业“UML系统分析与设计”课程设计把握上述原则,对实现人才培养目标、提高学生的职业关键能力起到了强有力的支撑作用。
关键词:工作过程系统化;软件模型建立;课程开发与设计1工作过程系统化的课程开发职业教育课程的开发是工作过程导向的,依据并围绕职业活动中“为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序(工作过程)”选择课程内容,并以之为参照系对知识内容实施序化,着眼于蕴含在行动体系中的隐性实践知识的生成与构建,筑造课程内容结构[1-2]。
工作过程系统化的课程开发,以工作过程分析为起点,选用适于教学的典型工作任务为载体整合教学内容,在课程教学过程中凸现以学生为主体、以职业能力的培养为主线、“教学做一体化”的特点。
工作过程系统化的课程开发模式将职业活动中的各个元素渗透到教学的整个过程,实现学习者从经验层面向策略层面的能力发展,培养企业真正需要的人才;与此同时,工作过程系统化的课程开发也关注如何在满足社会需求的同时实现人的个性需求、如何在就业导向的职业教育大目标下人保持个人的可持续发展[3]。
2软件技术专业整体课程设计软件技术专业以培养具有良好职业道德素养,具有一定的专业理论知识,具有较强的实践动手能力,具备可持续发展能力,适应软件开发、测试、维护、应用、推广、支持及服务等岗位需要的德、智、体全面发展的高级技术应用型人才为目标。
对软件技术专业进行职业专门化方向研究后,认定软件技术专业人才面向的岗位及岗位群有项目经理、数据库开发工程师、程序设计工程师、系统测试工程师、系统维护与售后工程师等。
软件技术专业的就业岗位主要包括:1)软件设计员、软件项目经理、软件项目组长、程序员、编码员:程序模块设计、代码编写、软件文档制作等相关技术岗位;2)测试员:与软件测试、质量保证等工作相关的技术岗位;3)软件技术支持、推广、维护等人员:与软件应用、服务、推广、维护等工作相关的技术支持岗位;4)企业信息员:与企业信息化,如企业管理系统应用、数据库应用程序维护及开发等工作相关的一般技术岗位;5)办公室文员:与办公自动化,如桌面应用程序开发、Web应用系统开发等工作相关的一般技术岗位。
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UML系统分析与架构设计实战
课程简介：
目前，在软件开发领域，各种框架、模型以及设计模式充斥着整个IT行业，纵观现在的各种软件开发技术
培训，我们发现几乎所有的培训中都会出现UML知识的培训。
毋庸置疑，UML已经成为了现在的软件开
发技术的基础。
但是如何透彻理解UML，迅速掌握UML的精髓却是所有技术人员一直以来困惑的地方。
本次培训，特别邀请了长期从事软件开发的国内著名架构师，以实战训练方式让大家迅速理解和掌握如何
利用UML贯穿于整个软件的OO设计与分析。
课程没有枯燥的理论，在课程实战练习中，从UML疑难辨
析开始一直到软件体系的架构模式与设计模式，透彻了解UML的精髓。
鉴于此，本中心联合国内知名IT
厂商，总结了几十个项目案例的经验与教训，推出了“UML系统分析与架构设计实战”培训课程，旨在为IT
行业培养高质量的软件分析、设计人员，打造软件厂商的核心竞争力。
具体相关事宜通知如下：
本课程是一个UML系统分析与设计的高端课程，主要面向开发团队中的设计人员、系统分析人员、开发经
理、或项目经理，以及有望或有志成长为高级软件设计者的技术人员。
本课程通过一些大量的实际项目案例，揉合讲师的大型项目实际工作经验，以项目过程中的问题带动原理
的描述，从理论和实践的结合上有重点讲清问题。
【主办单位】中国电子标准协会【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司
培训目标:
1、了解UML的正确应用方法与原理；
2、学员将了解如何把UML应用到面向对象分析和设计乃至整个软件过程中，包括使用UML建立业务模
型、需求模型、分析模型、设计模型、实现模型等；
3、重点讲解UML在具体的真实项目中的使用和应用过程指南，如何应用UML处理需求的变更，分析、
设计出强壮的架构，建立充分的实现模型。
强调具体项目的过程。
4、运用系统分析模式进行本质分析；
5、了解如何设计稳健并易于扩展的架构；
6、通过实际的案例，掌握需求、分析设计的关键技巧；
7、看到好的和差的实际案例，反思自我，提高实际工作能力；
8、深入了解如何解决实际开发问题；
9、理解UML贯穿于迭代化、用例驱动和以构架为中心的过程；
10、掌握如何基于UML设计的可扩展的业务架构、应用架构和程序结构。
课题内容
第一单元：
UML概念（一般介绍）
UML的构成
视图、模型元素、图（用例、类、对象、序列、协作、状态、活动、构件、部署）
公共机制（规约、修饰符、扩展机制）
结构模型视图
数据类型、多重性、类、类与对象；关联（自关联、关联的多重性、角色名、关联的具体
化）；属性和操作。
行为模型视图
序列图(对象生命线、交互的描述、时间约束的表示、条件分支的表示、重复执行的表示、
递归调用的表示、对象的创建和撤销)
协作图、状态图、活动图
实现模型视图
包；子系统；模型；构件图
第二单元：
UML中的常见疑难问题辨析
（重点）
用例图
参与者建模中的常见问题。
用例建模中的常见问题。
UaseCase的本质讨论。
类设计
UML中关系的辨析：
依赖关系、关联关系辨析；聚合，组合辨析。
类设计中的常见问题：
一些常见但易混淆的类关系图；
熟悉类的自关联形式
一些易混淆的重数表示方法
建模为对象与建模为属性的辨析
建模为方法与建模为对象的辨析
使用关联类
其它辨析
包与组件。
扩展基类与覆盖基类等。
自关联、关联多重性、关联角色名辨析。
消除多重继承的常用手段。
第三单元：
UML面向对象分析及设计
用GRASP模式指导系统分析
GRASP模式：
信息专家、创建者、高内聚、低耦合、控制者、多态、间接、纯虚构、保护变化
领域模型介绍：
充血模型、贫血模型、失血模型。
面向对象的设计原则
类设计原则
单一职责原则、开-闭原则、里氏代换原则、依赖倒转原则、接口隔离原则
包内聚原则:
发布与复用等价原则、共同封闭原则、共同复用原则
包耦合原则:
无循环的依赖原则、稳定的依赖原则、稳定的抽象
应用UML建模过程
概述，设计模型的内容与演进
全局分析：
选用架构模式；识别关键抽象；标识分析机制；常见的分析机制
局部分析：
提取分析类：
分析类的类型划分：边界类、实体类、控制类，分析类在模型中的位置，边界类的复用，控制类的变通。
分析需求场景：
消息与责任；事件序列在边界、实体及控制类间的原则；控制类在交互图中的表现特征；交互图的正确性。
整理分析类：
分析类的责任和关联关系；动态与静态的关系；确定类的责任；设计类和子系统接口。
工程中常见的架构模式
系统软件：
分层(Layer)
管道和过滤器(Pipes and Filters)
黑板(Blackboard)
分布式软件：
经纪人(Broker)
客户/服务器（Client/Server）
点对点（Peer to Peer）
交互软件：
模型-视图-控制器（Model-View-Controller）
显示-抽象-控制（PAC）
软件设计中常见模式介绍
模板方式模式、适配器模式、工厂方式模式、抽象工厂模式、策略模式、桥接模式、观察者模式、命令模式、装饰模式等。
典型案例分析：
下载系统、投递系统、提交搜索系统。
第四单元：
用UML进行程序设计实践
静态设计：
按层+高内聚低耦合的原则进行模块划分
高内聚原则；按功能分解；按业务进行分解；以数据转换为中心分解；实际运用中的折中。
划分层次
将模块划入对应的层；分层与分区；逻辑模块与实体组件的对应关系。
为模块进行职责分配
隔离关注面：低耦合原则；适当采用设计模式；
用设计模式优化核心结构：经典模式运用：
用桥接模式作为中心骨架。
用桥接模式作为中心骨架。
用工厂模式进行组装。
用命令模式处理事务。
模块结构的常见形式
容器模块+ 控制者+ 功能模块+ 临时构建的小类；单例模式；命令模式。
核心模块的接口设计。
外观模式；适配器模式；代理模式；中介者模式。
其它形式的的模块结构：变换型模块结构；事务型模块结构。
模块间的通信及耦合设计
组件式编程。
通讯机制：
观察者模式；本地SDK；轮训。
解耦：
针对接口编程；增加间接模块；依赖注入。
设计数据层
数据结构选用的设计；数据访问层的设计
动态设计
抽象与统一不同的因素
根据业务寻找关键因素；统一到复杂的情况。
常用的流程抽象手段：
依赖注入/ 控制反转；表格法；配置文件。
逻辑控制：
控制者模式；信息专家模式。
消息通知机制
MVC模式；观察者模式；责任链模式；中介者模式。
模块调整：
调整模块等级。
适当封装；把属性提升为类；将类降为属性；将类提升为组件。
用设计模式优化设计
在主体的框架上进行调整：访问者模式；装饰模式。
编码时构建适当的动态临时类。
命令模式；事务处理类型。
效率的优化
效率与结构的折中：优化效率的3步骤。
第五单元：
建模实践及案例分析
领域分析及建模：数据投递系统
收集需求
技术调研
第一次迭代
需求分析；获取总体包图；分析初步流程；流程细化：修改与调整；子系统选型；获得第
一次迭代的：主要用例、主流程图。
第二次迭代
细化/增加需求；关于数据库选型；初步确定一些模块/包；主成功场景（或投递流程）；
讨论并调整；主用例场景与子用例场景；分层，考虑架构模式；获得细化的协作图、领域
分析类图、活动图。
第三次迭代
细化领域分析中的类图；细化子模块、考虑设计模式。
系统设计及重构：数据采集系统：
收集需求
技术调研
需求分析功能性需求分析。
非功能性需求分析。
领域分析与系统初步设计
划分子系统，考虑架构模式。
对子系统分层，画出包图。
对每个子系统、画出领域分析类图。
分析初步流程、画出初步的活动图。
细化设计
细化子系统、划出子系统的包图、主要类图、活动图。
设计模块间的接口。
子系统分层。
细化设计
细化子模块、考虑设计模式。
细化模块间的接口及数据交换格式。
综合性能瓶颈分析，决策改进措施。
细化流程，列出影响因素，借助分析矩阵抽象出统一的流程，画出活动图。
实现
细化类图，指导编码。
得出原型系统。
迭代
根据原型系统，分析不足。
根据原型系统，分析系统的效率瓶颈。
重构及优化架构。
适当前瞻，改进架构。
第六单元：
其它案例分析
典型案例分析
领域分析及建模：POS收款系统
分析及设计：WDL解析系统
分析及设计：XSO文件系统。