UML面向对象分析与设计

UML面向对象分析与设计
大作业
前言
“UML面向对象分析与设计”是计算机专业和软件工程等相关专业的一门重要课程，也是其他理工科专业的热门选修课程。

“程序设计语言”、“计算机网络”、“数据库原理”和“数据机构”等是它的前导课程，学好本课程对学生毕业后从事软件开发有着极为重要的作用。

要学好这门课，仅仅通过课堂教学或自学掌握理论知识是远远不够的，还必须加强实践。

特在学期末引入uml的综合分析与设计，从实际项目出发，使学生学会运用软件工程基本理论知识，UML建模语言和rose建模环境，去解决软件开发中的实际问题，达到学以致用的目的。

面向对象软件开发技术
项目的引入及需求
简易教学管理系统的分析、设计与实现
一、设计的目的
1.初步了解UML语言的概念、结构、语义与表示方法；
2.掌握UML建模工具Rational Rose的使用方法；
3.给出某个简单系统的模型，能够熟练地使用Rose工具表达；
二、设计理论基础
1. 面向对象的程序设计C++或JAVA程序设计课程；
2.数据结构或算法课程
2.SQLServer或mysql数据库系统；
3. 熟悉传统软件工程以及软件测试技术。

三、设计内容与步骤
需求陈述：简易教学管理系统主要提供两个方面的服务：
选课管理，负责新学期的课程选课注册。

成绩管理，负责学生成绩管理。

（1）简易教学管理系统---选课管理应提供的服务如下：
1.录入与生成新学期课程表
教学管理人员在新学期开学前录入新学期的课程，打印将开设的课程目录表，供师
生参考选择。

如果某门课实际选课的学生少于10人，则停开该课程，把该课程从
课程表中删除；如某课程选课学生多于60人，则停止选课。

2.学生选课注册
新学期开始前一周为学生选课注册时间，在此期间学生可以选课注册，并且允许改
变或取消注册申请。

每个学生选课可不允许超过4门，每门课最多允许60名学生选课注册。

3.查询
可以查询课程信息、学生选课信息和学生、教师信息。

学生、教师、教学管理人员可以查询课程表，获得课程信息。

查询关键字可以是：
课程名、授课的教师名、学分。

学生、教师、教学管理人员可以查询学生的选课情况。

查询的关键字可以是：学生
名、教师名、课程名。

学生只允许查询自己的选课信息，不允许查询别人的选课信
息。

学生、教师、教学管理人员可以插叙学生或教师的信息。

查询的关键词可以是：学
生名、教师名、性别、班级、职称。

4.选课注册信息的统计与报表的生成
教学管理人员对学生的选课注册信息进行统计（按课程、学生，按班级等），打印
汇总统计报表。

5.把学生选课注册信息传送给财务系统，以便计算学生应缴纳的费用。

（2）简易教学管理系统---成绩管理应提供的服务如下：
1.成绩录入
教学管理人员录入学生的考试成绩
2.成绩查询
教师、教学管理人员可以查询学生的考试成绩。

查询的关键字可以是：学生名、课
程名、授课教师名、学分。

学生只能查询自己的考试成绩，不能查询别人的考试成
绩。

3.成绩统计与报表生成
教学管理人员进行成绩统计（按课程、学生、按班级），打印成绩汇总统计报表
附注：
1.简易教学管理系统的直接用户为学生、教师和教学管理人员。

其职责如下：
教师负责：查询课程表，获得课程信息，也可查询学生选课情况，也可查询学生与老师的信息。

只允许对自己有关的信息进行添加、删除及更新的操作。

学生负责：开学一周选课注册，同时允许改变或取消申请；可查询课程信息；可查询学生、教师基本情况信息；只允许对自己有关的信息进行添加、删除及更新的操作。

教学管理员负责：新学期录入新学期课程，打印新开设的课程目录表，少于10人停开该课程，并从课程目录表中删除；若多于60人，则不能让其他学生继续选课；选课结束后，打印选课注册名单和开课通知书，送有关部门和教师；对学生选课注册进行统计，打印汇总统计报表；查询课程表，获得课程信息，也可查询学生选课情况，也可查询学生与老师的信息。

教师、学生、课程信息的维护；录入学生考试成绩；查询学生考试成绩；成绩统计，打印成绩汇总统计报表。

2.为保存数据，可建立教学管理的数据库，包括：学生表、教师表、课程表、选课表、任课表、成绩表等。

3.与之相关的财务系统可简单模拟处理，不需要财务系统反馈信息给学生。

附：简易教学管理系统的部分模型图如下
1. 定义出顶层Use Case图、选课管理的Use Case图、成绩管理的Use Case图。

要求学生通过分析，更加明确系统功能以及对象之间的联系；
2. 对主要的Use Case图作交互行为的分析，并绘制出交互行为图～顺序图；
3. 从顺序图抽取出类的操作，并绘制课程管理对象类图、人事信息对象类图等。

4。

建立教学管理包图；
5.建立动态行为模型，绘制设置开设课程顺序图；
6. 建立学生选课登记状态图等；
7. 建立并绘制设置开设课程活动图；
8．建立组件图
具体任务
经过上述对需求的收集和整理，项目已基本完成该系统的需求分析，现已进入系统设计阶段。

为加快系统的开发速度，决定将系统的设计、实现和测试等任务进行分解，现指派你完成如下任务：
1. 根据所收集的简单需求，利用UML和Rational Rose工具对系统进行建模
2. 根据前述需求的分析，进行需求建模，绘制系统的用例图和活动图
3. 根据用例模型，进行架构建模，绘制系统的类图、交互图和状态图
4. 绘制系统的组件图和部署图
5. 对所完成的模型进行正向工程，创建系统的主要程序框架，并实现该系统
项目要求
本次项目，应满足如下要求：
1. 必须选择UML语言和Rational Rose工具作为本次系统建模的语言工具
2. 鼓励对系统功能进行合理的扩充。

3. 附注中给出的部分模型仅供参考，并非完全合理，鼓励对其进行合理的改进。

4．必须提交项目书中所要求的各类设计文档。

项目主要涉及到的知识点
1．用例图。

用例图从用户的角度而不是开发者的角度来描述对软件产品的需求，分析产品所需的功能和动态行为。

用例图常用来对需求建模
2．活动图：活动图用于描述用例的业务流程或操作的工作步骤，用于对系统进行动态建模。

3．状态图：状态图又称为状态机，它描述了用例、协作和方法的动态行为，也描述了类的行为。

4．交互图：用例的实现用交互图来指定说明。

交互图是通过表示对象间的关系和处理的消息来对系统的动态特性建模。

在UML中交互图有两种：顺序图和协作图。

5．类图：类图来描述系统的内部结构，是对系统进行静态建模的重要技术之一。

6．对象图：（略）对象图是描述系统中在某一时刻，一组对象以及它们之间关系的图形。

7．组件图：用于描述软件组件以及组件之间的组织和依赖关系。

8．部署图：用于描述系统硬件的物理拓扑结构以及在此结构上运行的软件
9．正向工程：正向过程是通过到实现语言的映射而把模型转换为代码的过程。

本项目需要通过Rose工具实现正向工程。

总结报告说明
附录1 总结报告模板封面
UML面向对象分析与设计
设计题目：
学生姓名：
系别：软件学院
专业：计算机科学与技术
班级：
学号：
指导教师：
年月日
附录2设计撰写的规范例子
题目：ATM的设计与实现
第一章绪论
简单介绍一下选题的背景
第二章ATM系统分析
一．背景
二．系统完成的功能描述（用例模型及用例描述，可参考）
第三章ATM系统设计
一．类结构的设计（如关联、继承和组合的关系）
三．动态模型（顺序图、协作图、状态图和活动图）
第四章ATM系统实现
一．组件图和部署图
二．正向工程（系统框架，只需系统的部分）
三．主要功能模块算法的描述（主要模块，可以忽略）
四．系统测试
总结与体会。

参考文献。