软件工程与 UML

1. Beyond Technology 软件工程与UML 林琳 Email: linlin@ccniit.com

2. 图书管理系统——第8周第2次课

3. 需求阶段工作任务回顾 • 在需求分析阶段中，我们进行了用户访谈、领域分析，需求分析，需求规格说明，以及需求评审交付了以下工作产品： • 领域类图 • 业务用例图、业务流程活动图 • 系统用例图、系统流程活动图 • 需求规格说明书 • 需求分析阶段得到的信息，是我们即将开始的设计阶段的依据。

4. 我们的进度，在这里 即将开始的任务——图书管理系统设计阶段 • 采用方法：面向对象的设计方法（OOD） • 内容： • 静态结构设计：类和对象的设计，架构设计（设计模式），数据库设计 • 静态结构设计建模技术：类的建模（系统类图），对象的建模，组件图，配置图，数据库设计类图 • 动态结构设计：状态、行为的设计 • 动态结构设计建模技术：状态建模（状态图），行为建模（时序图、交互图）

5. 我们的进度，在这里 今天的工作任务 • 根据需求规格说明书，进行状态分析和状态建模（属于动态结构设计） • GUI工程师准备开始进行图形用户界面设计. 提交内容 • 系统状态图 • GUI工程师在下周交付GUI设计图

6. 我们的进度，在这里 工作任务1：完成系统状态建模交付的工作产品：系统状态图

7. 我们的进度，在这里 第7章 状态图（Statechart Diagram） • 7.1 状态机 • 7.2 状态 • 7.3 转移 • 7.4 状态图的建模技术

8. 7.1状态机（State Machine） • 状态机用于对具有事件驱动的特性的动态行为建模。 • 状态机是展现状态与状态转换的图。 • 状态机由状态组成，各状态由转移链接在一起。状态时对象执行某项活动或等待某个事件时的条件。转移时两个状态之间的关系，它由某个事件触发，然后执行特定的操作或者评估，并导致特定结束状态。

9. 我们的进度，在这里 状态图的概念和内容 • 状态图是UML中对系统动态方面建模的图之一。 • 状态图是一种特殊种类的图形，它拥有所有其他图一样的公共特性，即名称和投影在一个模型上的图形。状态图和其他图的区别在于它的内容。状态图通常包括如下内容：（1）状态（2）转换 • 在UML中，图形上每一个状态图都有一个初始状态（实心圆），用来表示状态机的开始还有一个终止状态（半实心圆），用来表示状态机的终止，其他的状态用一个圆角的矩形表示 转换

10. 状态机的各种元素 最终状态 初始状态 嵌套状态 状态 转换 入口动作 事件、动作、参数、警戒（监护条件）

11. 7.2 状态（State） • 状态是状态机的重要组成部分，它描述了状态机在对象动态行为的执行所产生的结果。一个完整的状态有5个组成部分： • （1）名字（name） • （2）入口/出口动作（entry/exit action） • （3）内部转换（Internal Transition） • （4）延迟事件（Deferred Event） • （5）子状态（Substate）

12. 状态

13. 状态规范卡 三种常见活动动作

14. 7.3 转移 • 转换是状态间的关联。它们用于对一个实体的不同状态间的关系建模：转换由5个部分组成，它们分别是：源状态、目标状态、触发事件、监护条件和动作。 触发事件 监护条件 动作 源状态 目标状态

15. 我们的进度，在这里 7.4 状态图的建模技术 • 使用状态图一般是对系统中反映型对象建模，特别是对类、用例和系统的实例的行为建模。 • 在使用状态图对系统反映型对象建模时，可以参照以下步骤进行： （1）识别一个要对其生命周期进行描述的参与行为的类； （2）对状态建模，即确定对象可能存在的状态； （3）对事件建模，即确定对象可能存在的事件； （4）对动作建模，即确定当转变被激活时，相应被执行的动作； （5）对建模结果进行精化和细化。

16. 我们的进度，在这里 注意事项： • 根据阅读习惯，在绘制状态图的时候，把初始状态放置在左上角，把最终状态放置在右下角。

17. 状态图和活动图的区别 • 状态图：用来描述对象，子系统，系统的生命周期。通过状态图可以了解一个对象所能达到的所有状态，以及对象收到的事件对对象状态的影响。 • 活动图：显示动作及其结果。着重描述操作（方法）实现中所完成的工作以及用例实例或对象中的活动，它是状态图的一个变种。 • 状态图与活动图的区别：活动图主要描述动作及对象状态改变的结果。状态图主要描述的是事件对对象状态的影响。

18. 我们的进度，在这里 图书管理系统状态图的绘制步骤 • 阅读需求规格说明书 • 读懂系统用例图 • 阅读用例描述文档 • 根据用例描述文档画出状态转换图

19. 我们的进度，在这里 阅读图书管理系统登录用例 • 用例名称：登陆 • 用例描述：本系统需要参与者输入帐号和密码进行系统登陆，该用例页面是系统起始页面。用户帐号和密码是系统默认已经分配的。 • 参与者：图书馆工作人员。 • 前置条件：无 • 基本路径： • 输入帐号，密码 • 点击“进入系统” • 验证用户权限，进入主界面 • 备选流程： • 点击“重新填写”，实现重填帐号密码功能。 • 输入帐号或密码不正确，重新登陆。 • 进入基本路径1

20. 根据“登录”用例描述，画出状态图，如下： 我们的进度，在这里

21. 我们的进度，在这里 阅读“新办借阅证”用例描述 • 用例名称：新办借阅证 • 用例描述：图书馆工作人员输入学生信息进行借阅证办理。 • 参与者：图书馆工作人员。 • 前置条件：图书馆工作人员点击“新办借阅证” • 基本路径： • 输入学生信息（学号，姓名，专业，班级，性别） • 点击“提交” • 显示添加的借阅证信息（借阅证编号，学号，姓名，专业，班级，性别） • 备选流程： • 点击“重新填写”，实现重填学生信息功能。 • 进入基本路径1

22. 在已有的状态图上加入新的状态和转换 我们的进度，在这里

23. 我们的进度，在这里 阅读“补办借阅证”用例描述 • 用例名称：补办借阅证 • 用例描述：图书馆工作人员输入学生信息进行借阅证补办。 • 参与者：图书馆工作人员。 • 前置条件：图书馆工作人员点击“补办借阅证” • 基本路径： • 输入学号 • 点击“查询” • 显示该学生遗失的借阅证信息（借阅证编号，学号，姓名，专业，班级，性别） • 点击“补办” • 显示该学生新借阅证信息（借阅证编号，学号，姓名，专业，班级，性别） • 进入备选流程B • 备选流程： • A：1点击“重新填写”，实现重填学号。 • 2进入基本路径1 • B：如果学生有借阅图书未归还，显示当前该学生借阅情况（书名,ISBN，借阅时间，应归还时间）

24. 我们的进度，在这里 在已有的状态图上加入新的状态和转换

25. 我们的进度，在这里 阅读“图书借阅”用例描述 • 用例名称：图书借阅 • 用例描述：图书馆工作人员输入借阅证编号和图书登录号来完成图书借阅。 • 参与者：图书馆工作人员。 • 前置条件：图书馆工作人员点击“图书借阅” • 基本路径： • 输入借阅证编号。 • 输入图书登录号。 • 点击“借阅” • 显示当前借阅信息（书名,ISBN，借阅时间，应归还时间） • 备选流程： • 点击“重填”实现借阅证和图书登录号重新填写

26. 我们的进度，在这里 在已有的状态图上加入新的状态和转换

27. 我们的进度，在这里 阅读“图书归还”用例描述 • 用例名称：图书归还 • 用例描述：图书馆工作人员输入图书登录号进行图书归还。 • 参与者：图书馆工作人员。 • 前置条件：图书馆工作人员点击“图书归还” • 基本路径： • 输入图书登录号 • 点击“查询” • 显示该书借阅信息（书名,ISBN，借阅时间，应归还时间） • 点击“归还” • 提示“归还成功” • 备选流程： • 点击重新填写，实现图书登录号重新填写

28. 我们的进度，在这里 在已有的状态图上加入新的状态和转换

29. 我们的进度，在这里 阅读“注销”用例描述 • 用例名称：注销 • 用例描述：图书管理员离开系统 • 参与者：图书馆工作人员。 • 前置条件：已经进入系统 • 基本路径： • 点击“注销” • 提示“确认退出” • 点击确认，退出系统 • 备选流程： • 点击取消不退出系统

30. 我们的进度，在这里 在已有的状态图上加入新的状态和转换

31. 我们的进度，在这里 以此类推…………………… • 依次对“删除图书”“新增图书”“修改图书”的用例描述进行阅读，然后添加“状态”、“转换”。 • 最后得到完整的系统状态图。

32. 我们的进度，在这里

33. 我们的进度，在这里 工作任务2：图书管理系统的GUI设计准备

34. 我们的进度，在这里 任务准备：选择合适的软件架构模式 • 在进行GUI设计之前，需要根据用户需求确定要开发的软件模式。不同模式的软件，GUI设计的方式不同。 • 管理软件技术的主流技术与管理思想一样，也经历了三个发展时期。 • 首先，界面技术从上世纪DOS字符界面到Windows图形界面（或图形用户界面GUI），直至Browser浏览器界面三个不同的发展时期。 • 其次，今天所有电脑的浏览器界面，不仅直观和易于使用，更主要的是基于浏览器平台的任何应用软件其风格都是一样的，使用人对操作培训的要求不高，而且软件可操作性强，易于识别； • 再者，平台体系结构也从过去单用户发展到今天的文件／服务器（F／S）体系、客户机／服务器（C／S）体系和浏览器／服务器（B／S）体系。

35. 我们的进度，在这里 Client / Server模式 图书管理系统的模式分析 • 由于我们开发的图书管理系统，目前只有一个使用者——图书馆工作人员。而且我公司开发技术以基于java的GUI编程技术为主。 • 因此选择C/S架构作为这次图书管理系统的架构。 • C端为图书管理系统，而S端为数据库服务器。

36. 我们的进度，在这里 GUI设计的参考资料：GUI工程师阅读后，写读书心得。 • 用户界面设计指南 • （ftp://computer.dept.ccniit.com/林琳/软件工程与UML/参考资料） • 用户界面原型设计艺术（英文）（http://www.scottberkun.com/essays/essay12.htm） • 出色图形用户界面设计规范（http://www.mscto.com/SoftEngin/200901239587.html） • 英文原文地址：http://www.iie.org.mx/Monitor/v01n03/ar_ihc2.htm • 糟糕界面集锦（http://blog.csdn.net/Tunix126/archive/2006/12/03/1427894.aspx)

37. 我们的进度，在这里 GUI工程师做GUI设计的准备 • 几种工具： • GUI Design Studio • Microsoft Visio(易用) • Fireworks+Photoshop(功能强大) 更多内容，下节课介绍……

38. 我们的进度，在这里 完成实验8：系统行为建模技术3——状态图

39. 我们的进度，在这里 实验报告书写注意： 实验： 八 注意：实验报告每个同学都要完成，当节课做，下课时课代表收上来交给老师．电子版程序也由课代表收齐后发给老师．

40. 我们的进度，在这里 实验报告书写注意： • 实验名称 ：系统行为建模技术3——状态图 • 实验目的、要求 • 掌握系统状态建模技术 • 通过使用Rose工具，绘制状态图。 • 实验设备 • 学生自己的笔记本 • 实验内容、步骤 • 内容： • 1）对图书馆管理系统的状态进行分析。 • 2）使用Rational Rose完成图书馆管理系统的状态图。

41. 我们的进度，在这里 实验报告书写注意： • 实验方法与步骤： • 打开rose工具，新建一个模型，命名为：学号姓名-实验8，如：7317110101兰维海－实验8 • 完成图书馆管理系统的图设计：单击浏览器中的Logical View。在弹出菜单中选择【New－State Chart Diagram】，输入状态图的名称：实验8，按照所给的示例，将元素拖放到设计窗口中。完成设计之后。点击【save】保存设计图。

43. 我们的进度，在这里 课程小结 • 本次课中，用到以下知识 • 状态建模——状态图——教材第7章 • 了解GUI设计工具： VISIO \Fireworks+Photoshop