系统分析与建模实验报告 - 图文

《系统分析与建模》实验指导书

2012/2013年 第二学期

姓名：__ ___ 学号：__ ___ 班级：_10软件卓越__ 指导教师：唐 学 忠_

软件工程系

系统分析与建模实验指导书 ―2― 计算机科学与技术系

实验一 用例图设计

一、实验目的

掌握在EA中用例图的基本用法和使用技巧。

二、实验环境

软件平台：Microsoft Windows2000 /XP。软件工具：EA。

三、实验内容与要求

本实验基于某学校网上选课系统的用例图的设计和实现。 （1）需求描述如下： 某学校的网上选课系统主要包括如下功能：管理员通过系统管理界面进入，建立本学期要开设的各种课程、讲课程信息保存在数据库中丙可以对课程进行改动和删除。学生通过客户机浏览器根据学号和密码进入选课界面，在这里学生可以进行三种操作：查询已选课程、选课以及付费。同样，通过业务层，这些操作结果存入数据库中。

（2）分析： 本系统拟用三层模型实现：数据核心层、业务逻辑层和接入层。其中，数据核心层包括对于数据库的操作；业务逻辑层作为中间层对用户输入进行逻辑处理，再映射到相应的数据层操作；而接入层包括用户界面，包括系统登陆界面、管理界面、用户选择界面等。 本系统涉及的用户包括管理员和学生，他们是用例图中的活动者，他们的主要特征相似，都具有姓名和学号等信息，所以可以抽象出“基”活动者people,而管理员和学生从people统一派生。数据库管理系统是另外一个活动者。 （3）系统主要事件：

? 添加课程事件： ? 删除课程事件 ? 修改课程事件 ? 选课事件：

根据以上分析，绘制系统用例图，并对用例加以描述，用例描述方法见教材。

四、实验预习和准备

了解用例图描述系统基本方式。熟练掌握用例图绘制的基本方法，了解用例、活动者、角色等基本概念的表示。

系统分析与建模实验指导书 ―3― 计算机科学与技术系

五、实验过程与结果

图1-网上选课系统用例图

用例描述： 1、 身份验证

用况名：身份验证。

简述：当管理员或学生要求进入系统时，需要输入用户名和密码进行身份验证，

以确认是否有登录到系统的权限。

参与者：管理员与数据库管理系统（学生与数据库管理系统）。

系统分析与建模实验指导书 ―4― 计算机科学与技术系

细节：发出登陆系统命令； 输入用户名和密码； if 用户名存在 then if 密码正确 then 进入系统 else

提示用户名或密码错误 else

提示用户名不存在 end if; 2、 进入管理界面

用况名：进入管理界面。

简述：管理员成功进行身份验证后，允许进入管理界面。 参与者：管理员。

包含：开设各种课程、保存课程信息、改动、删除课程 前置条件：管理员必须登录成功（即成功进行身份验证）。 细节：管理员完成身份验证； 管理界面显示；

系统分析与建模实验指导书 ―5― 计算机科学与技术系

管理员根据需要选择操作。 3、 进入选课界面

用况名：进入选课界面。

简述：学生成功进行身份验证后，允许进入选课界面。 参与者：学生。

包含：查询已选课程、选课、付费

前置条件：学生必须登录成功（即成功进行身份验证）。 细节：学生完成身份验证； 选课界面显示； 学生根据需要选择操作。 4、 开设各种课程

用况名：开设各种课程。

简述：管理员在管理界面中选择开设各种课程的操作。 参与者：管理员、数据库管理系统。 包含：更新课程信息

前置条件：管理员进入管理界面。 细节：管理员发出开设课程；

做好开设课程准备，弹出开设课程对话框；

系统分析与建模实验指导书 ―6― 计算机科学与技术系

输入课程号； 输入课程名； 输入课时； 输入费用。 5、 保存各种课程

用况名：保存各种课程。

简述：管理员在管理界面中选择保存各种课程的操作。 参与者：管理员、数据库管理系统。 包含：更新课程信息

前置条件：管理员进入管理界面。 细节：管理员发出保存课程；

做好保存课程准备，弹出保存课程对话框； 保存课程信息。 6、 改动、删除课程

用况名：改动、删除课程

简述：管理员在管理界面中选择改动、删除课程的操作。 参与者：管理员、数据库管理系统。 包含：更新课程信息

系统分析与建模实验指导书 ―7― 计算机科学与技术系

前置条件：管理员进入管理界面。 细节：管理员发出改动、删除课程命令；

做好改动、删除课程准备，弹出改动、删除课程对话框； if 改动课程 then

输入新课程号；

输入新课程名； 输入新课时； 输入新费用； else

删除课程。 7、 查询已选课程

用况名：查询已选课程

简述：学生在管理界面中选择查询已选课程的操作。 参与者：学生、数据库管理系统。 包含：更新选课信息。 前置条件：学生进入选课界面。 细节：学生发出查询已选课程命令；

做好查询已选课程准备，弹出查询已选课程对话框；

系统分析与建模实验指导书 ―8― 计算机科学与技术系

显示学生已选的全部课程信息。 8、 选课

用况名：选课

简述：学生在管理界面中选择选课的操作。 参与者：学生、数据库管理系统。 包含：更新选课信息。 前置条件：学生进入选课界面。 细节：学生发出选课命令；

做好选课准备，弹出选课对话框； 显示可供选择的全部课程信息； 选择课程号进行选课；

系统接收选择，记录选课信息。 9、 付费

用况名：付费

简述：学生在管理界面中选择付费的操作。 参与者：学生、数据库管理系统。 包含：更新选课信息。 前置条件：学生进入选课界面。

系统分析与建模实验指导书 ―9― 计算机科学与技术系

细节：学生发出付费命令；

做好付费准备，弹出付费对话框； 显示需要付费的全部课程信息； 选择课程号进行付费；

系统接收选择，记录付费信息。 10、更新课程信息

用况名：更新课程信息。

简述：管理员在管理界面中进行各类操作后，对数据库管理系统进行更新。 参与者：数据库管理系统。 前置条件：管理员更新了课程信息。 细节：数据库修改或重写课程信息。 11、更新选课信息

用况名：更新选课信息。

简述：学生在选课界面中进行各类操作后，对数据库管理系统进行更新。 参与者：数据库管理系统。 前置条件：学生更新了选课信息。 细节：数据库修改或重写选课信息。 12、提供课程信息查询服务

系统分析与建模实验指导书 ―10― 计算机科学与技术系

用况名：提供课程信息查询服务。

简述：学生或管理员在登陆界面中输入身份信息后，在数据库管理系统中进行身

份信息查询。 参与者：数据库管理系统。

前置条件：学生或管理员输入了身份信息。 细节：查询数据库。

六、实验小结和体会

本次实验是围绕我们熟悉的学生选课系统展开的，要求画出系统的用例图，并使用刚刚接触的系统建模工具Enterprise Architecture，最初对我来说是个不小的挑战，然而成功地完成了实验之后却感到收获颇丰。

完成本次实验，我主要有以下几点体会：

1、 本次实验使我能够熟练地掌握用Enterprise Architecture画出用例图的方

法，熟悉了用例图的基本用法和使用技巧；

2、 上机画用例图与现实中手工画用例图有很大区别，需要了解系统中各种工

具的使用位置；

3、 在设计用例时，要同时写出用例描述，能够把用例实现的功能、参与者、

包含扩展继承关系、前置条件、细节、后置条件、例外、限制、注释等信息做到精准描述并且心中有数，不能含糊其辞地描述或者主观臆造出用例，那样必然造成系统混乱，从而影响了全局的设计；

系统分析与建模实验指导书 ―11― 计算机科学与技术系

4、 了解了活动者、用例、角色等基本概念，能够把握基本概念的使用和各种

情况下的辨析方式。

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实验二 交互图设计

一、实验目的

掌握交互图绘制的基本方法和技巧，学会使用交互图描述用例实现的方法，掌握系统动态特性建模的技巧。

二、实验环境

软件平台：Microsoft Windows2000 /XP。软件工具：EA。

三、实验内容与要求

本实验基于实验一的用例图为例，来学习交互图的设计和实现。 （1） 根据实验一的用例图，绘制每个用例的人机交互界面。 （2） 抽象每个人机交互界面需要的系统对象。 （3） 绘制每个用例的交互图（顺序图）。 四、 实验和准备

系统分析与建模实验指导书 ―13― 计算机科学与技术系

参照相关书籍和文档，熟悉交互图绘制和描述的方法。

五、实验过程与结果

图2-人机交互界面

系统分析与建模实验指导书 ―14― 计算机科学与技术系

图3-学生用例顺序图

系统分析与建模实验指导书 ―15― 计算机科学与技术系

图4-管理员用例顺序图

六、 实验小结和体会

本次实验要求画出学生选课系统的人机交互界面、各个用例的顺序图。完成本次实验，我主要有以下几点体会：

1、在绘制人机交互界面的时候，使我回想起了在学习VB时的面向对象语言的界面设计方法，同样的以用户为中心，同样是用界面把用户需求和系统

系统分析与建模实验指导书 ―16― 计算机科学与技术系

设计结合起来，用界面实现人机交互，而此处的系统建模则更要注重与其他建立的模型之间的统一。在画人机交互界面时，我必须保证所有的功能与用例图中的一致且协调，做到不重不漏，否则将影响系统的设计； 2、 在绘制交互图（顺序图）的时候，我感到思维与前面画出的各种图有所不

同。用例图和人机界面都表征系统的静态特征，而交互图就是用来表达对象之间的交互的动态行为，是描述一组对象如何合作完成某个行为的模型化工具。

3、 不同于用例图，交互图（顺序图）每张图只能描述一个用例的动态行为，

而非整个系统的模型。在设计时，我必须时刻在心中回想整个系统的设计架构，以保证单个用例的设计能够与整个系统设计统一。

系统分析与建模实验指导书 ―17― 计算机科学与技术系

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实验三 类和对象图设计

一、实验目的

掌握EA中类图和对象图刻划系统的一般步骤和技巧，掌握类图和对象图中的各种基本概念的含义和表达方法。

二、实验环境

软件平台：Microsoft Windows2000 /XP。软件工具：EA。

三、实验内容与要求

（1） 根据实验一的问题描述，建立系统的E-R模型。 （2） 结合实验二中顺序图中的描述，建立系统的类模型。 （3） 用UML的类符号，详细描述每个类的组成。

四、验和准备

参照相关书籍和文档，理解类和对象图绘制的基本方法。注意派生类和关联类及关联类型的表达。

五、实验过程与结果

系统分析与建模实验指导书 ―19― 计算机科学与技术系

图5-学生选课系统E-R模型

系统分析与建模实验指导书 ―20― 计算机科学与技术系

图6-学生选课系统类图

六、实验小结和体会

本次实验要求画出学生选课系统的E-R模型、类图。完成本次实验，我主要有以下几点体会：

1、 在学习数据库系统的时候，我们就接触到E-R图的设计，在绘图中已经

能够熟悉地使用各种设计的工具，能翔实地画出E-R模型的关键特征。在绘图工具的使用上不存在任何问题，但我注意到，我们设计实体的时候

系统分析与建模实验指导书 ―21― 计算机科学与技术系

市场会忘记与数据库中的关系表联系起来，这样就有可能设计出不能反应数据库建设时真正需要的架构，所以，我们在今后的设计中，一定要记住，设计实体或者属性时，要从表的观点出发，否则就会设计出不能反映真实数据库的E-R 图；

2、 在绘制类图的时候，我发现关键问题在于怎样从纷繁复杂的用户需求中抽

象出能够成为系统设计帮手的类。这个问题很关键，因为类图由系统中使用的类以及它们之间的关系组成，类之间的关系有关联、依赖、泛化、实现等，要想设计出符合用户需求的系统，就必须搞清楚各种对象之间的这些联系。与用例图一样，类图是一种静态模型，它还是是UML其它图的基础。

3、 在本次实验中，我还注意到了派生类、关联类、关联类型的表达上的区别。

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实验四 状态图设计

一、实验目的

掌握状态图绘制的基本方法，理解状态图中各个要素的含义及表达。

二、实验环境

软件平台：Microsoft Windows2000 /XP。软件工具：EA。

三、实验内容与要求

（1）请仔细阅读XP所提供的计算器程序，抽象该程序的类模型。 （2）绘制该程序的状态图。 （3）给出程序的VB源代码。

四、实验和准备

参照相关书籍和文档，熟悉绘制状态图的基本方法。

五、实验过程与结果

图7-计算器类图

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图8-计算器状态图

六、实验小结和体会

本次实验要求画出计算器的类模型、计算器的状态机。完成本次实验，我主要有以下几点体会：

1、画计算器的类图时，最初我很难想出计算器的类图有哪些类可以抽象出来，觉得根本没有画的必要，在查阅了相关书籍和网络资源之后，我才意识到可以把四则运算拆分，并分别抽象出类，从而画出类图；

2、在绘制计算器状态图的时候使我想起了唐老师课上让我画的电梯算法的状态机，当时我完全凭着主观想象，没有太多的考虑到系统怎么去实现这样的状态机，所以，老师批评我的状态图脱离实际。最初我还觉得不服气，

系统分析与建模实验指导书 ―24― 计算机科学与技术系

认为状态图本来就没有什么一定之法，非要这样画，而不能那样话。而在听了唐老师的讲解之后，我才意识到，状态图必须能够真实反映系统的运行状态的，就是说，系统在你的状态图之下能够不间断、无差错运行的，而且各个状态的描述必须清晰精准，不能有很多模糊的字眼。从课上得到的经验中，我领会了状态图的精髓，所以能够画出计算器的状态图。

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实验五 活动图设计

一、实验目的

掌握使用活动图描述各种复杂事件的逻辑。

二、实验环境

软件平台：Microsoft Windows2000 /XP。软件工具：EA。

三、实验内容与要求

（1）给出实验一中选课用例的活动图，注意与实验二中的顺序图作比较，观察两种模型的差异。

（2）请登录常州工学院图书管理系统网站，绘制网上预约图书的活动图。 （3）请登录淘宝网站，用活动图详细说明顾客网络购物的流程。

四、实验预习和准备

了解活动图描述工作流的基本方式，包括动作、状态、序列以及泳道。熟练掌握活动图绘制的基本方法。

五、实验过程与结果

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图9-学生选课系统活动图

图10-网上预约图书活动图

系统分析与建模实验指导书 ―27― 计算机科学与技术系

图11-淘宝网网购活动图

六、实验小结和体会

本次实验要求画出学生选课系统活动图、网上预约图书活动图、淘宝网网购活动图。完成本次实验，我主要有以下几点体会：

1、本次实验中，我接触到了一种新的模型——活动图。在做实验之前，我了

系统分析与建模实验指导书 ―28― 计算机科学与技术系

解到，活动图与系统的交互图（顺序图）有很大的相似之处，当然也有区别。它是一种系统动态行为建模的图形工具，还类似于程序流程图。 2、在实验中，我了解到了动作、泳道、动作流、对象流、初始状态、终结状态、判定、合并、分劈、链接等概念，其实，这些看似生僻的名词，就是我们学习时看到的一些符号而已，我们要做的不是要去死记硬背住这些单词，而是形象地把这些词与现实学习时的字符相对应即可；

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