UML实验指导书 (1)

UML 实验指导书目录实验一UML建模基础 (3)实验二用例图 (5)实验三UML类图 (12)实验四对象图 (16)实验五包图 (19)实验六状态图 (23)实验七活动图 (28)实验八时序图与协作图 (32)实验九组件图 (36)实验一UML建模基础[实验目的和要求]1、熟悉UML建模工具Rational Rose的基本菜单及操作。

2、掌握UML的三大组成部分及各部分作用。

3、掌握UML规则和相关机制。

4、掌握UML的可见性规则和构造型的作用。

[实验内容和步骤]1、练习使用建模工具建立各种UML图形，并对图形进行相应编辑和修改。

2、认识各种UML关系及可见性符号，并用工具表示出来。

[分析与讨论]１、总结UML在软件工程中的作用以及使用UML建模的必要性。

答：UML是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。

它溶入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。

它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发的全过程。

使用UML可以对已有的用各种方法建立的模型进行描述，并比原来的方法描述得更好。

在软件开发的生命期方面，UML对于开发的要求具有无缝性。

开发过程的不同阶段可以采用相同的一套概念和表示法，在同一个模型中它们可以混合使用。

在开发的不同阶段，不必转换概念和表示。

这种无缝性对迭代式的、增量式软件开发是至关重要的。

在应用领域方面，UML适用于各种应用领域的建模，包括大型的、复杂的、实时的、分布式的、集中式数据或计算的。

实验二用例图[实验目的和要求]１、掌握用例的概念。

２、掌握UML用例图的组成、作用以及使用场合。

３、掌握用例与用例之间的各种关系。

４、学习针对具体场景使用用例图进行分析说明的方法。

５、掌握用例描述的概念和基本结构，以及用例描述的作用。

[实验内容和步骤]１、什么是用例，什么是场景？用例和场景之间的关系是怎样的？答：用例是外部可见的系统功能单元，这些功能由系统单元所提供，并通过一系列系统单元与一个或多个参与者之间交换的消息所表达。

事件触发时的情景便形成了场景２、用例图中有哪些组成元素？在UML中是如何表示的？答：用例图包含6个元素，分别是：参与者、用例、关联关系、包含关系、扩展关系以及泛化关系。

参与者用人形图标表示，用例图用椭圆形符号表示，连线表示它们之间的关系。

３、用例与用例之间的包含关系、扩展关系和泛化关系各代表什么含义？它们之间有何区别？对以上三种关系各举一例，画出用例图，并进行说明。

答：包含关系：一个用例可以简单地包含其他用例具有的行为，并把它所包含的用例行为作为自身行为的一部分。

扩展关系：一个用例也可以被定义为基础用例的增量扩展，这称作扩展关系，扩展关系是把新的行为插入到已有用例中的方法。

泛化关系：一个用例可以被特别列举为一个或多个子用例。

包含关系把几个用例的公共步骤分离成一个单独的被包含用例。

被包含用例称作提供者用例，包含用例称作客户用例，提供者用例提供功能给客户使用。

用例间的包含关系允许包含提供者用例的行为到客户用例的事件中。

包含关系使一个用例的功能可以在另一个用例中使用。

（1）如果两个以上用例有大量一致的功能，则可以将这个功能分解到另一个用例中。

其他用例也可以和这个用例建立包含关系。

（2）一个用例的功能太多时，可以用包含关系建模两个小用例。

用例间的包含关系示例图基础用例的执行不会涉及到扩展用例，只有特定的条件发生，扩展用例才被执行。

用例间的扩展关系示例用例泛化当父用例能够被使用时，任何子用例也可以被使用。

子用例从父用例处继承行为和属性，还可以添加、覆盖或改变继承的行为。

如果一个系统中一个或多个用例是某个一般用例的特殊化时，就需要使用用例的泛化关系。

用例间的泛化关系示例４、为了满足物业中介行业的信息化要求，甲公司基于详尽的需求调研与分析，准备研发一套符合市场需要的、实用的信息管理系统。

主要将实现客户资料信息管理、客户委托（出租、出售、租赁、购买）信息管理、业务线索生成与管理、房源状态自动更新、权限管理、到期用户管理、房源组合查询等功能。

该公司小王，通过多次的与潜在客户的交流与沟通，完成了最初的用例模型的开发，下是一个用例模型的局部：修改房源信息小李认为该模型不符合“用例建模”的思想，存在明显的错误。

请用200字以内说明错误所在，并说明应该如何修改。

答：用例是系统参与者与系统在交互过程中所需要完成的事务。

确定参与者是房产经济人，还要分析系统所涉及的问题领域和系统运行的主要任务。

根据系统的需求分析可确定：作为一个物业信息管理系统，要实现客户资料信息管理、客户委托（出租、出售、租赁、购买）信息管理、业务线索生成与管理、房源状态自动更新、权限管理、到期用户管理、房源组合查询等功能。

参与者有房产经纪人，对于房产经纪人来说，系统维护操作主要包括：录入，修改房源信息而登录和确认信息是包含在登入和修改中的,包含关系的图标按钮应用虚线箭头。

修改后应该是：５、阅读下面的用例图，说明该图所表达的信息。

答：客户可以启动“预定座位”功能。

如果预定人数多，将执行扩展用例“处理等候队列”。

总台服务员可以启动“安排座位”“办理结账”功能。

客户预定座位、服务员安排座位需要先“检查座位信息”。

服务员“办理结账”时需要“收款”，收款时可以现金支付也可以使用银行卡，银行卡必须是银联POS系统。

6、下图是一个描述保险商务系统的简单用例图。

根据该用例图回答问题。

a) “签订保险单”用例可能涉及到哪几个实体类？答：客户、保险员、保险单。

b) 现实生活中签订保单的基本流程如下：客户提出购买需求，保险员根据客户需求选择相应的保险服务，客户阅读保险条款，同意后打印保单样据，客户签字并支付保金，保单开始生效，保险员做相关系统纪录。

如需要根据以上信息，请列举这个用例描述中可能存在扩展事件流。

答：当客户不同意保险条款时，将执行扩展用例“退出签订保单”。

c) 保单管理用例在实际开发过程中可以泛化出若干小用例，列出可能存在的子用例，并且说明这些用例和“保单管理”用例之间应该是什么关系？答：保单查询、保单保存。

泛化关系。

7、在一个TelephoneSystem（电话系统）中，用户可以使用电话卡或对方付款两种办法来打电话。

1）请画出表示该场景的用例图。

2）在前图的基础上，继续画出可能存在的包含用例和扩展用例。

[分析与讨论]１、总结用例图的重要作用，讨论并指出哪些场合下可以使用用例图。

答：用例图显示多个外部参与者以及他们与系统提供的用例之间的连接。

通过用例建模可以对外部的角色以及他们所需要的系统功能建模。

用例图用于系统分析阶段。

讨论用例分析技术和结构化分析之间的关系和区别。

答：区别：用例分析是面向对象（Object Oriented）的开发方法。

结构化系统开发方法是指把整个系统开发过程分成若干阶段，每个阶段进行若干活动，每项活动应用系统标准、规范、方法和技术，完成一个或多个任务，形成符合给定规范的软件产品。

联系：它们都可以是软件的开发更容易3、在使用用例图的时候应该如何划分用例，应注意哪些问题？答：如何确定用例：a 参与者需要从系统中获取哪种功能？及参与者要系统做什么？b 参与者是否需要读取、产生、删除、修改或存储系统中的某种信息？c 系统的状态改变是是否通知参与者？d 是否存在影响系统的外部事件？e 系统需要什么样的输入、输出信息？需要注意的是：一定不要再用例图中使用两种命名方法。

即在椭圆之外和椭圆之内。

２、继续分析类图实验中网上书店实例，画出系统的用例图。

借阅者请求服务的用例图图书馆管理员处理借书、还书的用例图系统管理员进行系统维护的用例图实验三UML类图[实验目的和要求]a)掌握类的定义，类的3要素，UML中类的表示方法。

b)掌握类与类之间的各种关系代表的含义及表示方法。

c)实体类，边界类，控制类，关联类的概念和表示方法。

d)接口和抽象类的概念和表示方法。

类的多重性关系。

e)对一个类图进行相关的描述。

[实验内容和步骤]１、简述类的定义，以及类的三要素答：类是对一组具有相同属性、操作、关系和语义事物的描述。

类的三要素是：类的名称、属性、操作。

２、类的属性和方法的可见性有哪些？UML中如何表示？答：类的属性和方法的可见性有：公有public（符号“+”）、私有private（符号“-”）和受保护protected（符号“#”），３、已知三个类A.B和C.其中类A由类B的一个实类和类C的1个或多个实类构成.请画出能够正确表示类A,B和C之间关系的UML类图.４、根据以下描述画出类图，并注明多重性关系：一个学生可以选修多门课程，也可能没有任何课程；一门课程可以被多个学生选修；一个老师可以教多门课程或者不教课；每门课程至少有一个老师，也可以有多个老师任教；每门课程可以有0或1本教材，每本教材只能用于一门课程。

５、现有一系统需要对商品进行管理，包括添加，删除商品，修改商品信息三项功能，画出系统类图。

（商品信息包括商品编号，商品名称，价格，生产厂商等）６、如果现在系统需求发生变化，需要能够对损坏商品进行打折，以及可以按照商品的颜色和外形进行查询，则系统类图应该如何修改？７、根据下面的代码画出Invoice类的类图，要求标明各属性的类型和可见性以及类方法。

public class Invoice{public double amount;public Date date = new Date();public string customer;public string specification;public string administrator = “unspecified”;static private int number_of_invoices()=0;public invoice（）；{number_of_invoices++；}public void print（）{System.out.println("The number of invoices is”+ intnumber_of_invoices);}}８、下图是一个仓库管理系统的类模型局部，其中IncomeOrder是指入库单，OrderItem是指入库中的每一项，Product则是产品信息。

请指出模型中的错误，说明原因并改正类图。

答：Orderltem与IncomeOrder的关系并不是泛化关系，而应该是包含关系。

改正的类图：[分析与讨论][分析与讨论]１、讨论类图在建模过程中的重要作用。

答：类图描述系统中类的静态结构，它不仅定义系统中的类，描述类之间的联系，还包括类的内部结构。

类图描述的是一种静态关系，在系统的整个生命周期中都是有效的。

通过分析用例和问题域，就可以得到相关的类，然后再把逻辑上相关的类封装成包，这样可以很好的体现系统的分层结构，是得系统层次关系一目了然。