1、Rational Rose UML建立系统模型毕 业 设 计 任 务 书一 题目： 1. 课题：使用UML和Rational Rose设计一个应用系统（图书馆管理系统）模型二 课题来源及选题依据：本课题来自于导师孙荣胜。UML是面向对象技术领域内占主导地位的标准建模语言。UML是信息技术行业的蓝图，是详细描述系统结构的方法。利用这个蓝图，我们建立和维护系统就越来越容易，保证系统能适应需求的改变。Rational Rose是分析和设计面向对象软件系统的强大的可视化工具，可以用来先建模系统在编写代码，从而一开始就保证系统结构合理。 三 本设计（论文及其它）应达到的要求： 本课题要求用统一建模语言（
2、UML）和Rational Rose设计面向对象应用程序的模型 主要任务为：1 对图书管理系统用UML和Rose进行项目需求分析、结构规划，用Rose创建活动框图，演示事件流程，处理流程时要利用Sequence和Collaboration框图，此外还要创建组件框图。2 用Rose创建Sequence，Collaboration，Class，Component与Deployment框图，产生框架代码，创建代码后，通过逆向转出工程代码让软件与模型同步。3 撰写毕业设计说明书。4 英文文献的阅读和翻译。四 接受任务学生： 五 开始及完成日期： 六 指导老师： 摘 要UML是由一组不同框图构成的，分别
3、提供系统设计的不同角度。有些较高级，提供系统功能的信息；有些较详细，包括实现系统时要建立的特定类和组件；还有一些介于中间，从高层角度提供设计细节。UML（统一建模语言）事实上是面向对象建模语言的工业标准。他包含了许多和软件系统模型结构相匹配的子语言。UML语言被作为一种综合性并有内在特色的语言在发展，延伸到许多特色领域中。可视化建模和Rational Rose在软件开发过程的几个阶段很有用。在项目开始阶段，Rose可以产生业务模型使用案例模型。在细化与构造阶段，Rose可以开发活动框图，显示事件流程。Sequence框图和Collaboration框图显示要开发的对象，及其相互间的交互。Ros
4、e开发的类框图显示对象间的相互关系。组件框图显示系统组件间的相关性，并可以产生系统的框架代码。本论文介绍了一部分UML语言的特色,并系统的分析了如何用Rational Rose和UML建立一个图书馆管理系统的Rose模型。关键字：面向对象建模，UML，Rational Rose，类框图，对象交互框图 AbstractUML is composed of a group of different diagrams，they provide the different point of view to the system design. Some are superior, provide th
5、e information of system functional; others are particular, consists of special classes and module which are established when implement the system. Also some are between the two, they provide the design specific from the superior point of view.The Unified Modeling Language (UML) is the de facto indus
6、trial standard of an object-oriented modeling language. It consists of several sub languages which are suited to model structural and behavioral aspects of a software system. The UML was developed as a general-purpose language together with intrinsic features to extend the UML towards problem domain
7、-specific profiles.Visual modeling and Rational Rose is very useful in the software exploitation process. In the beginning, Rose can produce Use Case model. In conformation, Rose can empolder activity diagram. Sequence and Collaboration diagram show the objects to be empoldered and the alternation b
8、etween them. The class diagrams show correlation between objects. The module diagrams show the relativity between the modules in system, and it can produce some system code from model. The paper illustrates the language features of the UML and its adaptation mechanisms. It systemic analyzes how to b
9、uild a Rose model of library system by Rational Rose and UML.Keywords: object-oriented model, UML, Rational Rose, class diagram, interaction diagram 目录一 题目 - 1二 摘要 - 2三 目录 - 4四 内容 - 6第一章 综述1.1 UML背景 - 61.2系统模型设计概要 - 6第二章 统一建模语言UML概述2.1 UML简介 - 72.1.1 UML的架构 - 72.1.2 UML 的模型、视图、图与系统架构建模 - 82.1.3标准建模语
10、言UML的主要特点 - 82.2 UML与面向对象的软件分析与设计(OOA&D) - 92.3标准建模语言UML的应用领域 - 10第三章 Rational Rose概述3.1 Rational Rose 的基本内容 - 103.2什么是建模 - 113.2.1用Rational Rose如何实现建模 - 113.2.2 Rational Rose的解决方案 - 113.3 Rational Rose的界面及Rose 模型的四个视图 - 11 第四章 图书管理系统Rose模型设计过程4.1 系统设置-平台和开发工具的选择 - 134.2 模型总体设计 - 144.2.1创建系统的Use Cas
11、e 视图 - 144.2.2创建系统的 Logical 视图 - 154.2.3在Logical视图中创建类、包和Class框图 - 264.2.4创建系统的Component视图 - 304.2.5创建系统的Deployment视图 - 32第五章 用Rational Rose生成系统框架代码5.1 生成框架代码的基本步骤 - 335.2 生成什么 - 345.3 由Rational Rose生成的部分框架代码 - 345.4 用Rational Rose逆向转出工程代码简介 - 42第六章 结束语 - 43五. 致谢 - 44六. 英文翻译 - 45七. 参考文献 - 52第一章 综述1.
12、1 UML背景在这个面向对象应用程序开发不断变化的时代，在合理时间内开发和管理高质量应用程序变得越来越困难。业务发展越来越快，更加要求企业在市场中具有竞争力和维持力，“传统”系统开发方法已经力不从心。系统应以“Internet速度”开发。速度的加快也要求有更加灵活的系统。过去，用户可以向数据处理中心发送请求，两年之后才进行改变。现在，用户向IT部门发送改变请求，要求两周内就完成。为了面对这种挑战，制定出每个公司都能使用的通用对象模型语言，统一建模语言（UML）被及时推出。UML是信息技术行业的蓝图，是详细描述系统结构的方法。利用这个蓝图，我们建立和维护系统就越来越容易，保证系统能适应需求的改变
13、。在世界范围内,至少在近10年内，UML将是面向对象技术领域内占主导地位的标准建模语言。采用UML作为统一的建模语言是完全必要的：首先，过去数十种面向对象的建模语言都是相互独立的，而UML可以消除一些潜在的不必要的差异,以免用户混淆；其次，通过统一语义和符号表示,能够稳定面向对象技术市场，使项目根植于一个成熟的标准建模语言，从而可以大大拓宽所研制与开发的软件系统的适用范围，并大大提高其灵活程度。1.2 系统模型设计概要本毕业设计是使用UML和Rational Rose2001对一个图书馆管理系统进行系统设计，Rose软件是用UML快速开发应用程序的工具之一。它支持Use Case(用例)框图、
14、Activity()框图、Sequence框图、Collaboration框图、Statechart框图、Component框图和 Deployment 框图。通过正向和逆向转出工程代码的特性，可以支持C+、Java、Visual Basic和XML DTD的代码生成和逆向转出工程代码。论文讲述了用UML和Rose 对图书馆管理系统如何进行项目需求分析、结构规划和生成部分框架代码，生成Rose模型，并简单介绍了如何用Rational Rose逆向转出工程代码。UML 的应用贯穿在系统开发的五个阶段，它们是：1需求分析。UML的用例视图可以表示客户的需求。通过用例建模，可以对外部的角色以及它们所
15、需要的系统功能建模，角色和用例是用它们之间的关系、 通信建模的。每个用例都指定了客户的需求：他或她需求系统干什么。不仅要对软件系统，对商业过程也要进行需求分析。2分析。分析阶段主要考虑所要解决的问题，可用 UML 的逻辑视图和动态视图来描述：类图描述系统的静态结构，协作图、状态图、序列图、活动图和状态图描述系统的动态特征。在分析阶段，只为问题领域的类建模不定义软件系统的解决方案的细节（如用户接口的类、数据库等）。3设计。在设计阶段，把分析阶段的结果扩展成技术解决方案。加入新的类来提供技术基础结构用户接口，数据库操作等。分析阶段的领域问题类被嵌入在这个技术基础结构中。设计阶段的结果是构造阶段的详
16、细的规格说明。4构造。在构造（或程序设计阶段），把设计阶段的类转换成某种面向对象程序设计语言的代码。在对 UML 表示的分析和设计模型进行转换时，最好不要直接把模型转化成代码。因为在早期阶段，模型是理解系统并对系统进行结构化的手段。5测试。对系统的测试通常分为单元测试、集成测试、系统测试和接受测试几个不同级别。单元测试是对几个类或一组类的测试，通常由程序员进行：集成测试集成组件和类，确认它们之间是否恰当地协作；系统测试把系统当作一个“黑箱”，验证系统是否具有用户所要求的所有功能；接受测试由客户完成，与系统测试类似，验证系统是否满足所有的需求。不同的测试小组使用不同的 UML 图作为他们工作的基
17、础：单元测试使用类图和类的规格说明，集成测试典型地使用组件图和协作图，而系统测试实现用例图来确认系统的行为符合这些图中的定义。第二章 统一建模语言UML概述2.1 UML简介 UML（统一建模语言 Unified Modeling Language ）是一种建模语言，是第三代用来为面向对象开发系统的产品进行说明、可视化和编制文档的方法。它是由信息系统（IS，Information System）和面向对象领域的三位著名的方法学家：Grady Booch，James Rumbaugh和 Ivar Jacobson（称为“三个好朋友”， the Three Amigos）提出的。这种建模语言得到了
18、“UML 伙伴联盟”的应用与反馈，并得到工业界的广泛支持，由 OMG 组织（Object Management Group）采纳作为业界标准。UML 取代目前软件业众多的分析和设计方法（Booch，Coad， Jacobson，Odell，Rumbaugh，Wirfs-Brock 等）成为一种标准，这是软件界的第一次有了一个统一的建模语言。UML 是一种标准的图形化建模语言，它是面向对象分析与设计的一种标准表示。它：不是一种可视化的程序设计语言，而是一种可视化的建模语言；不是工具或知识库的规格说明，而是一种建模语言规格说明，是一种表示的标准；不是过程，也不是方法，但允许任何一种过程和方法使用它
19、。UML 的目标是：易于使用，表达能力强，进行可视化建模；与具体的实现无关，可应用于任何语言平台和工具平台；与具体的过程无关，可应用于任何软件开发的过程；简单并且可扩展，具有扩展和专有化机制，便于扩展，无需对核心概念进行修改；为面向对象的设计与开发中涌现出的高级概念（例如协作、框架、模式和组件）；提供支持，强调在软件开发中，对架构、框架、模式和组件的重用；与最好的软件工程实践经验集成；可升级 具有广阔的适用性和可用性；有利于面对对象工具的市场成长。2.1.1 UML 的架构 UML 是由图和元模型组成的。图是 UML 的语法，而元模型则给出的图的意思，是UML 的语义。UML 的语义是定义在一
20、个四层（或四个抽象级）建模概念框架中的，这四层分别是： 元元模型（meta-metamodel）层，组成 UML 最基本的元素“事物（Thing）”，代表要定义的所有事物； 元模型（metamodel）层，组成了 UML 的基本元素，包括面向对象和面向组件的概念。这一层的每个概念都是元元模型中“事物”概念的实例（通过版类化）； 模型（model）层，组成了 UML 的模型，这一层中的每个概念都是元模型层中概念的一个实例（通过版类化），这一层的模型通常叫做类模型（class model）或类型模型（type model）； 用户模型（user model）层，这层中的所有元素都是 UML 模型的
21、例子。这一层中的每个概念都是模型层的一个实例（通过分类），也是元模型层的一个实例（通过版类化）。这一层的模型通常叫做对象模型（object model ）或实例模型（instance model）。2.1.2 UML 的模型、视图、图与系统架构建模 UML 是用来描述模型的，它用模型来描述系统的结构或静态特征、以及行为或动态特征。它从不同的视角为系统的架构建模，形成系统的不同视图（view）， 包括： 用例视图（use case view）强调从用户的角度看到的或需要的系统功能，这种视图也叫做用户模型视图（user model view）或想定视图（scenario view）； 逻辑视图（l
22、ogical view）展现系统的静态或结构组成及特征，也称为结构模型视图（structural model view）或静态视图（static view）； 并发视图（concurrent view）体现了系统的动态或行为特征，也称为行为模型视图 （behavioral model view）、过程视图（process view）协作视图 （collaborative）动态视图（dynamic view）；组件视图（component view）体现了系统实现的结构和行为特征，也称为实现模型视图 （implementation model view）和开发视图（development vie
23、w）； 展开视图（deployment view）体现了系统实现环境的结构和行为特征，也称为环境模型视图（implementation model view）或物理视图（physical view）；在必要的时候 还可以定义其它架构视图。每一种 UML 的视图都是由一个或多个图（diagram）组成的，一个图就是系统架构在某个侧面的表示，它与其它图是一致的，所有的图一起组成了系统的完整视图 UML 提供了九种不同的图，可以分成两大类，一类是静态图，包括用例图、类图、对象图、组件图、配置图；另一类是动态图，包括序列图，协作图，状态图和活动图。也可以根据它们在不同架构视图的应用，把它们分成： 在用
24、户模型视图：用例图（Use case diagram）描述系统的功能； 在结构模型视图：类图（Class diagram）描述系统的静态结构，对象图 （Object diagram）描述系统在某个时刻的静态结构； 在行为模型视图：序列图（Sequence diagram）按时间顺序描述系统元素间的交互；协作图（Collaboration diagram）按照时间和空间的顺序描述系统元素间的交互和它们之间的关系；状态图（State diagram）描述了系统元素的状态条件和响应；活动图（Activity diagram）描述了了系统元素的活动； 在实现模型视图：组件图（Component dia
25、gram），描述了实现系统的元素的组织； 在环境模型视图：展开图（Deployment diagram），描述了环境元素的配置，并把实现系统的元素映射到配置上。2.1.3 标准建模语言UML的主要特点标准建模语言UML的主要特点可以归结为三点:(1) UML统一了Booch、OMT和OOSE等方法中的基本概念。(2) UML还吸取了面向对象技术领域中其他流派的长处,其中也包括非OO方法的影响。UML符号表示考虑了各种方法的图形表示，删掉了大量易引起混乱的、多余的和极少使用的符号，也添加了一些新符号。因此，在UML中汇入了面向对象领域中很多人的思想。这些思想并不是UML的开发者们发明的，而是开发
26、者们依据最优秀的OO方法和丰富的计算机科学实践经验综合提炼而成的。(3) UML在演变过程中还提出了一些新的概念。在UML标准中新加了模板(Stereo types)、职责(Responsibilities)、扩展机制(Extensibility mechanisms)、线程(Threads)、过程(Processes)、分布式(Distribution)、并发(Concurrency)、模式(Patterns) 、合作(Collaborations)、活动图(Activity diagram)等新概念,并清晰地区分类型(Type)、类(Class)和实例(Instance)、细化(Refin
27、ement)、接口(Interfaces)和组件(Components)等概念。2.2 UML与面向对象的软件分析与设计(OOA&D)每一位软件设计方法学家都有许多有关软件质量的理论,他们会讨论软件危机、软件质量低下、以及良好的设计的重要性。那么UML对提高软件的质量有什么帮助吗？2.2.1 标准的表示方法UML 是一种建模语言,是一种标准的表示,而不是一种方法(或方法学)。方法是一种把人的思考和行动结构化的明确方式，方法需要定义软件开发的步骤、告诉人们做什么如何做，什么时候做，以及为什么要这么做。而 UML 只定义了一些图以及它们的意义，它的思想是与方法无关。因此，我们会看到人们将用各种方法来使用 UML，而无论方法如何变化，它们的基础是 UML 的图，这就是 UML 的最终用途为不同领域的人们提供统一的交流标准。我们知道软件开发的难点在于一个项目的参与包括领域专家，软件设计开发人员、客户以及用户，他们之间交流的难题成为软件开发的最大难题。UML 的重要性在于，表示方法的标准化有效地促进了不同背景人们的交流，有效地促进软件设计、开发和测试人员的相互理解，
