图书管理系统建模实例
图书管理系统用例建模报告（用例图、类图、时序图）
软件系统分析与设计实验报告学院：计算机科学与技术学院专业：软件工程学号：*********姓名：***实验名称：图书管理系统用例建模时间：一、实验内容与要求本实验要求学生对学校的图书馆管理系统进行需求分析，对系统功能进行用例建模，画出用例图，类图以及相应的时序图。
在使用UML对系统建模时，学会使用UML建模工具，熟悉工具中的功能。
二、用例分析1、读者“借书还书系统”用例图(f书书(from Use Cases)1．1、行为者：主要行为者：读者。
1．2、前置条件：读者进入图书管理系统。
1．3、事件流：1.3.1、主要事件流：1.3.1.1：读者检索所需图书信息，并查看；1.3.1.2：读者检索到所需图书，登录系统，开始借书；1.3.1.3：系统查询图书信息，图书数目是否可借；1.3.1.3.1：图书显示可借，借书成功；1.3.1.3.2：图书显示不可借，借书失败；1.3.1.4：进入续借图书界面，续借图书；1.3.1.5：系统查看预约记录，1.3.1.5.1：没有冲突，续借成功；1.3.1.5.2：有冲突，续借失败；1.3.3.1：1.3.1.6：读者归还图书；1.3.1.6.1：归还时间没有逾期，归还成功；1.3.1.5.2：归还时间逾期，逾期处罚，归还成功；1.3.2、备选事件流：1.3.2.1：图书检索信息失败，未检索到图书，重新输入信息检索；1.3.2.2：未曾检索到用户检索的图书，系统显示相关联的信息的图书；1.3.2.3：用户名或密码输入错误，登录系统失败，重新输入用户名或密码登录；1.3.2.4：系统显示图书不可借后，进入图书预约界面，输入信息预约图书；1.3.3、异常事件流：1.3.3.1：读者登录系统失败，未曾注册用户；1.3.3.1.1：返回系统注册用户后，重新登录。
1．4、后置条件：退出系统。
1．5、1．6、扩展点：无。
2、“图书信息管理系统”用例图书书书书书书(f书书书书(from Use Cases)(from Use Cases)2．1、行为者：主要行为者：管理员；2．2、前置条件：管理员打开图书信息管理系统；2．3、事件流：2.3.1：主要事件流：2.3.1.1：图书管理员输入管理员登录信息，登录系统；2.3.1.2：进入图书信息管理界面，查看已有图书信息，是否有需要购入图书；2.3.1.2.1：录入新购进图书信息，并确认；2.3.1.3：进入读者信息管理界面，管理已有用户信息；2.3.1.4：进入信息通知界面，查看已有用户图书借阅、预约情况；2.3.1.4.1：查看读者所预约图书，自动查询图书信息，确认是否已有可借图书，有则通知读者；2.3.1.4.2：查询读者已借图书信息，根据已借时间及归还时间分类；2.3.1.4.2.1：所借图书即将逾期，启动系统提醒功能；2.3.1.4.2.2：所借图书已经逾期，启动逾期及处罚通知功能；2.3.2：备选事件流：2.3.2.1：管理员用户名或登录名错误，重新登录；2.3.2.2：需要购进新图书，存储信息，通知相关人员；2.3.2.3：读者预约图书没有可借图书，不予通知；2.3.2.4：预约通知提醒后，删除该预约记录；2.3.2.5：读者所借图书距离归还时间仍很久，无需通知；2.3.3：异常事件流：2.3.3.1：登录失败超过一定次数后，系统冻结该用户名，一段时间后可以重用；2．4、后置条件：退出系统；2．5、扩展点：无。
类图：图书馆管理系统
类图：图书馆管理系统在⾯向对象建模中，主要构建块通常表⽰系统中的不同对象、它们的属性、它们的不同功能以及对象之间的关系。
这些构建块被称为类图。
类图通常⽤于软件应⽤程序静态视图的概念建模，以及⽤于以详细⽅式将模型转换为编程代码的建模。
在开发或构建软件系统时，⼴泛使⽤类图。
它们也⽤于数据建模。
它⽤于显⽰类、它们之间的关系、接⼝、关联等。
类图中的类只是⼀个对象的蓝图。
它简单地描述和解释了系统中不同类型的对象，以及它们之间存在的不同类型的关系。
实例 - 图书馆管理系统的类图：聚合和多重性是设计类图时需要考虑的两个重点。
让我们详细了解⼀下。
1. 聚合 (Aggregation) - 聚合只是显⽰⼀种关系，其中⼀件事可以独⽴于另⼀件事⽽存在。
它意味着在定义⼀个类时创建或组合不同的抽象。
聚合在类图中表⽰为关系的⼀部分。
在下图中，我们可以看到聚合由⼀条边表⽰，该边的菱形端点指向超类。
“图书馆管理系统”是由各种类组成的超类。
这些类是 User、Book 和 Librarian，如图所⽰。
此外，对于“Account”类，“User”是⼀个超类。
所有这些共享⼀个关系，这些关系被称为聚合关系。
2. 多重性 (Mulitplicity) - 多重性意味着⼀个类的元素数量与另⼀个类相关联。
这些关系可以是⼀对⼀、多对多、多对⼀或⼀对多。
对于表⽰⼀个元素，我们使⽤1，对于零元素我们使⽤0，对于许多元素我们使⽤*。
我们可以在图中看到；许多⽤户与许多⽤*表⽰的书籍相关联，这代表了⼀种多对多类型的关系。
⼀个⽤户只有⼀个⽤ 1 表⽰的帐户，这表⽰⼀种⼀对⼀的关系。
许多书籍与⼀位图书管理员相关联，这代表了多对⼀或⼀对多类型的关系。
所有这些关系都显⽰在图表中。
图书馆管理系统类图简单地描述了图书馆管理系统类的结构、属性、⽅法或操作、对象之间的关系。
图书馆管理系统分类：图书馆管理系统类 (Library Management System)它管理图书馆管理系统的所有操作。
UML建模案例之图书管理系统
<<Bus ines Object>> s Item itemid : Integer ti tle : ObjId loan : ObjId Item() getTi tleName( ) getId() s etLoan() getLoan() is Borrowed() write() read() 0..n
2、2 分析－－需求分析
1、识别角色：系统角色是人或其它外部系统。他/它将在 系统开发和运行过程中和系统进行交互、对话。
Librarian
Borrower
maintain
Account？？
2、识别用例 ♦用例描述了系统对外表现的特征和性能
–每个用例是由系统用户通过对话框进行的一系列相关活动
♦对每个系统用户进行分析，抽象他和系统之间可能的交互方
3: find Item ( )
4: find on title (Title)
5: identify borrower ( ) 6: find (String) 7: create (Borrower information, Item)
三、设计
设计阶段对分析模型进行扩展并将模型进一步细化，并考 虑技术细节和限制条件。设计的目的是指定一个可行的解 决方案，以便能很容易地转变成为编程代码。
<<Bus ines Object>> s Borrow erInformation las tname : String firs tname : String addres : String s city : String zip : String s tate : String loans : ObjId[] res ervations : ObjId[]
UML类图绘制实例-桑皮sangpi
UML类图绘制实例-桑⽪sangpiUML类图绘制实例下⾯将使⽤如属官的借阅管理系统做⼀个图书馆管理系统的UML类图。
最终的绘制结果⼤致如下：前期建模对于图书馆的借阅系统的建模，⾸先我们把所有需要定义的基础类定义出来，再把我们的插⼊进去。
分别是Book(书籍)、Library(图书馆)、Patron(顾客)、Librarian(图书管理员)四个基础的对象。
我们尝试将四个基础类进⾏关系连接，最后的到的关系图如下（注，就算没有图书，图书馆也不会消失，因此使⽤空⼼的关联关系：业务扩展增加⽤户账号管理由于客户借还书籍过程中，图书馆⾥系统的后台会希望能够查看该顾客的曾借⽤书籍，已借阅待还书籍，以及当前客户是否有权限进⾏新书的借阅。
因此我们需要在图书馆管理系统中，引⼊**Account（账户系统）**作为代理，⽤于⽅便关联借阅的顾客和馆中的书籍。
该UML中，图书馆持有多个账号，这个不难理解；每个账号代理以前每⼀个借书者去依赖书，也不难理解；账号有指向Partron的关联关系我们也不难理解，毕竟账户作为代理⽅，肯定需要有被代理的⼈的信息；但是可能存在的困惑点在于Account和Patron之间的聚合关系，这⾥我理解是因为在本项⽬设计中，账号被设计成了可以回收利⽤的号码，因此如果该账号闲置的时候，是可以不关联任何⽤户的，直到账号被下⼀次利⽤重新分发给新⼈。
增加书籍借阅信息管理好了借书的⼈，我们的图书馆管理系统还需要增加书籍管理系统，⽤来标记每本书籍⾃⾝的状态，⽐如该书籍的条码、RFID中的信息、是否允许借出图书馆、图书的类别、图书的借出时间、图书的借阅周期（时长）、图书的应归还时期等等信息。
这些都是图书馆⾃⾝作图书管理所需要信息⽽⾮书籍本⾝的信息。
因此我们需要在原始图书的基础之上扩展⼀个图书馆的书⽬实体Book Item，⾥⾯除了书籍⾃⾝的信息之外，还包含了该书管理过程中的信息。
更新之后的UML如下：增加检索和管理功能随着图书馆书籍越来越多，图书馆管理员需要对这些书籍进⾏分类有序放置、对特定的书⽬进⾏查找，顾客需要根据条件检索⾃⼰需要的书⽬。
UML图书管理系统建模实例
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6、数据查询模块
数据查询模块的功能结构图如图7-12 所示，其主要功能如下。
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图7-12 数据查询模块的功能结构图
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（1）根据“书目编号”和“图书 名称”查询书目信息。
（2）根据“借阅者编号”和“姓 名”查询借阅者信息。
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7.9 构建图书管理系统的顺序模 型 7.10 构建图书管理系统的活动模型 7.11 构建图书管理系统的包模型 7.12 构建图书管理系统的组件模型 7.13 构建图书管理系统的部署模型
7.14 导入与导出Rational Rose2003的模型
7.15 Rational Rose2003中发布系统模型
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（3）系统允许系统管理员对系统 进行维护、管理系统用户、设置用户 权限。
（4）系统可供图书管理员、图书 借阅员和借阅者本人查询图书信息、 借阅信息和罚款信息。
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通过以上分析，可以确定系统中有四 类参与者：图书借阅员、图书管理员、系 统管理员和借阅者。
系统管理员
主要是管理系统用户、为用户分配权限、设置系统参数、备份 数据等
借阅者 可以查询书目信息、借阅信息和罚款信息
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7.5 分析图书管理系统的用例
由于系统中存在四种类型的参与者， 下面分别从这四种类型的参与者角度出发， 列出图书管理系统的基本用例，如表7-2所 示。
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表7-2 图书管理系统的基本用例
图书管理系统(用例图、类图、时序图)
软件系统分析与设计实验报告学院：计算机科学与技术学院专业：软件工程学号：*********姓名：***实验名称：图书管理系统用例建模时间：一、实验内容与要求本实验要求学生对学校的图书馆管理系统进行需求分析，对系统功能进行用例建模，画出用例图，类图以及相应的时序图。
在使用UML对系统建模时，学会使用UML建模工具，熟悉工具中的功能。
二、用例分析1、读者“借书还书系统”用例图(f还书(from Use Cases)1．1、行为者：主要行为者：读者。
1．2、前置条件：读者进入图书管理系统。
1．3、事件流：、主要事件流：：读者检索所需图书信息，并查看；：读者检索到所需图书，登录系统，开始借书；：系统查询图书信息，图书数目是否可借；：图书显示可借，借书成功；：图书显示不可借，借书失败；：进入续借图书界面，续借图书；：系统查看预约记录，：没有冲突，续借成功；：有冲突，续借失败；：：读者归还图书；：归还时间没有逾期，归还成功；：归还时间逾期，逾期处罚，归还成功；、备选事件流：：图书检索信息失败，未检索到图书，重新输入信息检索；：未曾检索到用户检索的图书，系统显示相关联的信息的图书；：用户名或密码输入错误，登录系统失败，重新输入用户名或密码登录；：系统显示图书不可借后，进入图书预约界面，输入信息预约图书；、异常事件流：：读者登录系统失败，未曾注册用户；：返回系统注册用户后，重新登录。
1．4、后置条件：退出系统。
1．5、1．6、扩展点：无。
2、“图书信息管理系统”用例图新书信息录入(f逾期通知(from Use Cases)(from Use Cases)2．1、行为者：主要行为者：管理员；2．2、前置条件：管理员打开图书信息管理系统；2．3、事件流：：主要事件流：：图书管理员输入管理员登录信息，登录系统；：进入图书信息管理界面，查看已有图书信息，是否有需要购入图书；：录入新购进图书信息，并确认；：进入读者信息管理界面，管理已有用户信息；：进入信息通知界面，查看已有用户图书借阅、预约情况；：查看读者所预约图书，自动查询图书信息，确认是否已有可借图书，有则通知读者；：查询读者已借图书信息，根据已借时间及归还时间分类；：所借图书即将逾期，启动系统提醒功能；：所借图书已经逾期，启动逾期及处罚通知功能；：备选事件流：：管理员用户名或登录名错误，重新登录；：需要购进新图书，存储信息，通知相关人员；：读者预约图书没有可借图书，不予通知；：预约通知提醒后，删除该预约记录；：读者所借图书距离归还时间仍很久，无需通知；：异常事件流：：登录失败超过一定次数后，系统冻结该用户名，一段时间后可以重用；2．4、后置条件：退出系统；2．5、扩展点：无。
实例(图书馆管理系统)的UML建模
图书馆管理系统1 系统功能需求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。
⑤系统主要包括以下几个模块：◆基本数据维护模块◆基本业务模块◆数据库管理模块◆信息查询模块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◆系统的参与者主要有三类:读者（也可称为借阅者）、图书馆管理员、图书馆管理系统维护者.1、系统中的类读者类Reader图书馆人员类LibraryStaff图书馆管理员类LibraryManager 系统管理员类SystemManager 图书馆馆长类LibraryBoos图书馆数据库类LibraryDatabase图书馆资源数据库ResourcesDatabase 图书馆读者数据库ReaderDatabase图书馆工作人员数据库LibraryStaffbase图书馆资源类LibraryResources实物书籍类BooksResources电子书籍类ElectronicResources 书类Book Magazine杂志类各类的关系图2、画出系统的用例图。
借阅者请求服务的用例图ReaderLibraryDatabase+part of1图书馆工作人员用例图LibraryStaffLibraryBoss3、画出系统的时序图●系统管理员添加书籍的时序图●系统管理员添加借阅者帐户的时序图●系统管理员删除书目的时序图●图书管理员处理书籍借阅的时序图●图书管理员处理书籍归还的时序图●借阅者查询书籍信息的时序图●借阅者预留书籍的时序图4、画出系统的状态图●书的状态图●借阅者帐户的状态图5、画出系统的活动图借阅者的活动图图书管理员的活动图●系统管理员的活动图✧系统管理员维护借阅者帐户的活动图系统管理员进行书目信息维护的活动图系统管理员维护书籍信息的活动图。
图书管理系统 数据模型 E-R图
实验报告书一、实验目的：完成图书管理系统（学生选课系统，学校人事管理系统，医院病历管理系统，四者任选其一）的需求分析；系统掌握软件开发过程中需求规约（规格）说明书的写法；完成图书管理系统（学生选课系统，学校人事管理系统，医院病历管理系统）的需求分析报告。
二、实验主要内容：图书管理系统（学生选课系统，学校人事管理系统，医院病历管理系统）。
对待开发软件提出的需求进行分析并给出详细的定义，分析实现工程目标应该采取的策略及系统必须完成的功能。
确定系统必须完成哪些工作，对目标系统提出完整、准确、清晰、具体的要求，画出实体关系图、数据流图、状态转换图，创建数据字典，编写软件需求说明书。
三、实验原理及步骤要求：需求分析是对问题进一步发现、求精、建模、规格说明和复审的过程。
用户需求可分成两类：功能性需求：定义系统做什么；非功能性需求：定义系统工作时的特性。
用户需求的内容包括：功能、性能、环境、界面、用户因素、文档、数据、资源、安全保密、软件成本消耗与开发进度、质量保证等各个方面。
根据系统分析，图书管理系统的要求如下：（1）需求分析：①能够输入图书的综合情况和进行新书入库、现有图书信息修改以及删除；②能够实现对读者档案的查询和编辑管理；③能够进行罚款功能；④能够进行借阅历史的查询功能；（2）系统性能要求：①系统安全、可靠；②功能齐全；③操作方便、界面友好；④易于维护和扩充。
（3）系统的功能分析:密码设置：每个操作员均有自己的密码，可以防止非本系统人员进入本系统；又因每个人的权限不一致，故可以防止越权操作。
资料维护：为了存放图书、读者档案的全部数据，本系统将每一本图书和每位读者的信息进行管理。
系统维护包括对各种表记录的修改、删除、添加等操作。
系统查询：可以按图书编号、借阅证编号等相关信息进行查询系统管理：进行员工管理、数据备份和数据恢复。
报表统计：包括统计图书信息、读者信息、借阅信息和罚款信息等。
其它操作：包括修改密码、添加用户、页面设置等(一)建立数据模型通过建立系统的数据模型（E-R图）来理解和表示问题的信息域。
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§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
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§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
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§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
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。
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§1.1 系统功能需求
系统主要包括以下几个模块： ① 基本数据维护模块 ② 基本业务模块 ③ 数据库管理模块 ④ 信息查询模块
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§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
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§2.2 系统的用例图
1. 借阅者请求服务的用例图 2. 图书馆管理员处理借书、还书等的用例图 3. 系统管理员进行系统维护的用例图
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1. 借阅者请求服务的用例图
16
2. 图书馆管理员处理借书、还书等的用例图
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3. 系统管理员进行系统维护的用例图
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§2.3 系统的时序图
1. 系统管理员添加书籍的时序图 2. 系统管理员添加借阅者帐户的时序图 3. 系统管理员删除书目的时序图 4. 图书管理员处理书籍借阅的时序图 5. 图书管理员处理书籍归还的时序图 6. 借阅者查询书籍信息的时序图 7. 借阅者预留书籍的时序图
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§3.1 系统中主要的类
① 参与者相关的类 ② 系统中用到的其他类
44
（1）参与者相关的类
45
（2）系统中用到的其他类
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§3.2 各个类之间的关系
47
§4 系统的配置与实现
§4.1 系统的组件图 §4.2 系统的配置图
48
1 业务对象组件图
49
2. 用户界面的组件图
50
§4.2 系统的配置图
38
3. 系统管理员的活动图
① 系统管理员维护借阅者帐户的活动图 ② 系统管理员进行书目信息维护的活动图 ③ 系统管理员维护书籍信息的活动图
39
（1）系统管理员维护借阅者帐户的活动图
40
（2）系统管理员进行书目信息维护的活动图
41
（3）系统管理员维护书籍信息的活动图
42
§3 系统中的类
§3.1 系统中主要的类 §3.2 各个类之间的关系
11
§2 系统的UML基本模型
§2.1 UML初始模型 §2.2 系统的用例图 §2.3 系统的时序图 §2.4 系统的协作图 §2.5 系统的状态图 §2.6 系统的活动图
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§2.1 建立UML初始模型
新建UML项目
13
§2.2 系统的用例图
创建用例图之前首先需要确定参与者。 系统的参与者主要有三类： ① 读者（也可称为借阅者） ② 图书馆管理员 ③ 图书馆管理系统维护者
31
5. 借阅者预留书籍的协作图
32
§2.5 系统的状态图
1. 书的状态图 2. 借阅者帐户的状态图
33
1. 书的状态图
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2. 借阅者帐户的状态图
35
§2.6 系统的活动图
1. 借阅者的活动图 2. 图书管理员的活动图 3. 系统管理员的活动图
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1. 借阅者的活动图
37
2. 图书管理员的活动图
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1. 系统管理员添加书籍的时序图
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2. 系统管理员添加借阅者帐户的时序图
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3. 系统管理员删除书目的时序图
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4. 图书管理员处理书籍借阅的时序图
23
5. 图书管理员处理书籍归还的时序图
24
6. 借阅者查询书籍信息的时序图
25
7. 借阅者预留书籍的时序图
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§2.4 系统的协作图
1. 系统管理员添加书籍的协作图 2. 系统管理员删除书籍的协作图 3. 图书管理员处理借书的协作图 4. 图书管理员处理还书的协作图 5. 借阅者预留书籍的协作图
27Βιβλιοθήκη 1. 系统管理员添加书籍的协作图
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2. 系统管理员删除书籍的协作图
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3. 图书管理员处理借书的协作图
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4. 图书管理员处理还书的协作图
图书管理系统建模实例
1
一、目的
通过“图书管理系统”UML建模过程了 解面向对象的系统分析与设计方法
2
二、建模环境
Rational rose 2003 或 Vss
3
三、步骤
§1 图书馆管理系统的需求分析 §2 系统的UML基本模型 §3 系统中的类 §4 系统的配置与实现
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§1 图书馆管理系统的需求分析
§1.1 系统功能需求 §1.2 基本数据维护模块 §1.3 基本业务模块 §1.4 数据库模块 §1.5 信息查询模块
5
§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
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