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《面向对象设计UML建模》---08本新版上机实验（一）创建用例及用例图一.实验目的：在Rose 2003 环境下设计应用系统的UML用例图（Use Case Diagram）。
二.实验内容：根据用户“需求陈述”创建Use Case框图。
包括:案例1. 绘制“自动饮料机售货”的Use Case框图（包括功能扩展）案例2. 用例之间的三种关系练习案例3. 设计“网上学生选课系统”的Use Case 框图案例4. 设计“图书管理系统”的Use Case 框图三.操作步骤：案例1.①建立用例图的步骤：。
右击Use Case View。
选New Use Case Diagram。
起名，比如：Buy Drink。
双击Buy Drink图标，这时工具栏变成适合Use Case作图的形式。
设计Use Case Diagram.②“自动饮料机售货”需求陈述:“顾客通过自动饮料售货机, 可以方便地买到一听饮料。
而自动饮料售货机除了卖给顾客饮料外，还具备以下功能：·供应商可以向自动饮料售货机添加饮料（需要打开和关闭自动饮料售货机的门）;·收银员可以从自动饮料售货机取钱. （需要打开和关闭自动饮料售货机的门）”经过分析可知自动饮料售货机系统涉及到的名词及概念有:Customer Supplier Cashier Buy drink Set drink Take moneyOpen machine Close machine显然, 前三个名词为参与者. 后面的那些功能为Use Case .③绘制自动饮料售货机售货的用例图. (提示：首先找出参与者和用例之间的关系, 建立初步用例图, 然后细化用例建立用例之间的《include》或《extend》关系。
)案例2. 用例之间的三种关系练习·分析用例之间的“泛化关系”、“include”和“extend”关系。
·在Rose下创建包括以上三种关系的Use Case图。
^`可视化建模与UML实验指导书软件学院目录实验一 UML建模基础 (3)实验二用例图 (4)实验三类图 (8)实验四对象图 (10)实验五面向对象设计基本原则 (11)实验六包图 (14)实验七交互图 (16)实验八活动图 (20)实验九交互概述图 (22)实验十状态图 (23)实验十一构件图 (27)实验十二需求建模实例与分析 (29)实验十三设计建模实例与分析 (30)实验十四数据库建模实例与分析 (31)实验一 UML建模基础[实验目的和要求]1、熟悉UML建模工具Visual Paradigm和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。
实验二用例图[实验目的和要求]１、掌握用例与场景的概念。
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？２、用例图中有哪些组成元素？在UML中是如何表示的？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。
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。
实训3 绘制UML的各种图形
一、实验目的要求和注意事项
练习各类UML图的画法。
二、实验主要内容
1、运行visio，熟悉其工作界面。
2、绘制各类UML图。
三、实验仪器设备
微机：每人一台
四、实验步骤
1、运行Visio，熟悉其工作界面。
2、学习UML图的常用符号。
3、结合例题绘制各类UML图。
五、相关知识
（1）状态图
（2）活动图
六、具体任务
任务1绘制状态图：门有opened、closed、locked三种状态，请绘制门的状态图。
任务2绘制状态图：电水壶：on和off两个状态，初态off，烧坏则转换到终态。
trunOn 事件发生时，判断水壶是否有水，若没有水，则仍处于off状态，若有水，则turnOn事件引起烧水活动，使状态从off转入on，水开，则从on转入off状态。
任务3绘制活动图：学生请假活动图
1、学生请假须先经过班主任同意；
2、班主任在准假时，如学生请假时间超越审批权限，还要请系办审批，经系办审批后，系办将假条存根留下，事后转班主任存查；
3、学生请假获准后，应立刻报告班长，以便班长向任课教师报告。
《UML建模与分析》实验指导书实验类别：实验课程名称：UML建模与分析实验室名称：软件基础实验室实验课程编号：总学时：56 学分：3.5适用专业：软件工程先修课程：软件工程基础、程序设计语言实验在教学培养计划中地位、作用；《UML建模与分析》是理论与实践并重的课程。
这门实验课为配合UML建模与分析的课堂教学而编写，要求学生综合运用一、二、三年级所学的多门课程的内容。
通过本实验课程培养学生的实际分析问题、编程和动手能力，最终使学生系统的掌握该门课程的主要内容，更好的完成教学任务。
实验一 UML开发工具（2学时）1、实验目的：通过实验，熟悉并掌握UML的一种开发工具。
2、实验内容：安装及使用Rational Rose 2003。
3、实验要求：（1）使用Rose 2003创建一个模型，命名为“课程设计”。
具体步骤如下：a)启动Rose后，进入模型向导界面。
选择模型最终实现的工具，按下“OK”，进入设计画面。
或直接点击“Cancel”后进入设计画面。
b)右键点击浏览器中的“untitled”，在弹出的快捷菜单中选择“Save”，弹出文件保存对话框。
c)输入“课程设计”，按下“保存”按钮，即建立一个名为“课程设计.mdl”的文件。
（2）熟悉Rose的操作界面及各项功能：菜单、浏览器、文档窗口、图窗口、日志窗口、工具栏。
（3）分别在浏览器和图中删除名为exercise1的元素。
在这里要区分从浏览器中删除元素还是从图中删除元素。
当从浏览器中删除元素时，Rose首先从模型中移去被选择的元素，修改所有出现被移去元素的图，从中删除被移去的元素，并删除元素的详细说明。
当在一个图中删除选择的元素时，Rose从当前图中移去选择的元素，但是不修改模型中其他的图。
（4）类似地，分别在浏览器和图中增加新的元素。
实验二用例图的绘制（2学时）1、实验目的：通过实验，熟悉并掌握UML中用例图的绘制。
2、实验内容：设计和实现某学校的网上选课系统的用例图。
UML建模原理实验指导书目录第1章实验概述 (1)1.1引言 (1)1.2样例系统需求概述 (1)第2章实验要求 (3)2.1实验总体要求 (3)2.1.1 实验意义和目的 (3)2.1.2 实验内容安排 (3)2.1.3 实验过程要求 (3)2.2实验报告要求 (3)2.3实验成绩评价 (4)2.3.1 实验成绩评价结构及比例............................................................. 错误!未定义书签。
2.3.2 考核方式......................................................................................... 错误!未定义书签。
第3章实验内容与指导.. (5)3.1用例图和类图设计 (5)3.1.1 实验类型 (5)3.1.2 实验目的 (5)3.1.3 背景知识 (5)3.1.4 实验设备 (14)3.1.5 实验内容 (14)3.1.6 实验要求......................................................................................... 错误!未定义书签。
3.2顺序图和协作图设计............................................................................. 错误!未定义书签。
3.2.1 实验类型......................................................................................... 错误!未定义书签。
3.2.2 实验目的......................................................................................... 错误!未定义书签。
实验三类图与状态图的设计【实验目的】掌握在Visio下类图和状态图的设计。
【实验要求】1．通过网上选课系统学习识别类的方法。
2．通过网上选课系统学习识别类之间关系的方法。
3．学习使用Visio绘制类图。
4．通过网上选课系统学习识别对象状态的方法。
5．通过网上选课系统理解对象状态的转换。
6．学习使用Visio绘制状态图。
【实验步骤】一．识别类1．通过实验二中用例图的设计，我们找到了四个参与者：管理员Registrar，学生Student，学生和管理员的父类People，数据库Database。
这些参与者都可以作为类图中的类。
2．识别选课系统中其他的类。
在选课系统中，还能找出哪些类？这些类有哪些属性和操作？二．绘制类图1．绘制类在“模型资源管理器”中，双击“分析模型”中“顶层包”下的静态结构图，此时在绘图区中显示的则是此静态结构图。
按照实验一中给出的方法绘制这四个类，包括这些类的属性和操作。
2．绘制类之间的关系确定类之间是否有关系以及有什么关系。
如果存在“关联”关系，则将“形状”窗口中“UML静态结构”标签页中的“二元关联”图标拖到绘图区，来连接两个类；如果存在“泛化”关系，则将“UML静态结构”标签页中的“泛化”图标拖到绘图区，来连接类；如果存在“聚集”或“组成”关系，则将“UML 静态结构”标签页中的“复合”图标拖到绘图区，来连接类；如果存在“依赖”关系，则将“UML静态结构”标签页中的“依赖关系”图标拖到绘图区，来连接类。
在绘图区中双击这些关系图标，可以打开它们的属性对话框来修改属性。
具体操作可参考实验一。
三．识别课程类（对象）的状态我们考察一个课程类（对象）（Course）的状态变化过程。
课程对象被创建、添加到数据库中。
管理员可以删除、修改课程信息，在某个学期，开设该课程，如果选修人数超过指定人数，就不再允许学生选这门课程。
学期结束，课程的状态终止。
通过上述需求描述，我们能够识别出课程类（对象）的哪些状态？四．绘制状态图1．在“模型资源管理器”的“分析模型”中，右击“课程”类，选择“新建”|“状态图”，这时会新建一个名为“状态图-1”的空白状态图，右击新建的空白状态图节点，选择“重命名”，可对状态图重新命名。
天津理工大学华信软件学院上机实验（三）创建类和类图一、实验目的：在Rose 环境下创建类和类图, 完成应用案例的类图设计。
二、实验内容：(一）创建类1）根据“需求陈述”提炼对象和类2）分析对象，并将对象抽象成类(二) 创建类图建立类之间的关系（关联关系、泛化关系、聚集或组合关系、依赖关系等）创建类图。
(三) 综合应用练习。
三、操作步骤：(一) 创建类1、右击Logical View2、选New 选Class Diagram ,再在Class Diagram下创建类；3、给类命名(比如Course)4、增加属性(右击框途中的类，选New Attribute)5、添加类操作(右击框途中的类，选New Operation)(二) 建立类之间的关系1．关联关系 (使用按钮工具，如果当前工具栏中没有，右击工具栏，然后添加相关按钮)1) 单项关联2) 双向关联2．聚集和组合 (先建立关联，再右击靠近“整体”方的关联线，选Aggregate) 3．泛化关系。
4．依赖关系。
四．实例练习（要求尽量用英文表示）1．举实例说明类之间的关联关系。
包括：单、双向关联、一对一关联、一对多关联、多对多关联、自反关联、限定关联和关联类。
2．举实例说明类之间的聚合（组合）关系。
3．举实例说明类之间的泛化（继承）关系。
包括：单继承、多继承。
4．举实例说明接口与实现，抽象类与子类等。
五．综合应用：（一）以“学生选课系统”为例建立类图1．“学生选课系统”涉及到的类：1) Database类属性:dbPath: String操作：(以下列出部分操作)Query Course() Add Course() Delete Course() Get dbPath() Set dbPath() ……2) Student类属性:studentID: Int studentName: String操作:get StudentID() set StudentID()get StudentName() set StudentName()3) Registrar类属性:registrarName: String regID: Int操作:get regID() set regID()get registrarName() set registrarName()4) Course类属性:courseID: Int courseName: Stringclassroom: String teacher: string操作:createCourse() destroyCourse() getName()setName() getCourseID() setCourseID() getTeacher() setTeacher()……5) Control类属性: (无)操作：verifyCourse() canAdd() queryCourse()confirmDelete() canSelect() queryAssociation() 6)Form类属性:(接口无属性)操作：getCourseInfo() showSuccessInfo() showConfirmPage()displayCourseList() querySelectCourse()2. 创建上述类之间的关系；① Student和Form之间-----单向关联(一对多)② Registrar和Form之间-----单向关联(一对多)③ Form和Course之间-----单向关联(一对多)④ Control和Course之间-----单向关联(一对多)⑤ Control和Form之间-----双向关联(一对多)⑥ Control和Database之间-----单向关联(一对一)3．完成类图(对象模型)的设计（以下是简化的类图参考图，详细的类图由同学们自己来完成。
UML实验实践指导第一篇：UML实验实践指导UML实验实践训练体系第一部分课程与实验综述一．课程简介及实践要求：《UML与面向对象分析与设计》是以介绍面向对象的统一建模语言UML为主,使学生了解面向对象技术的基本概念,掌握面向对象的分析和设计方法,以及与面向对象技术相关的一些软件开发技术,同时掌握在Rational Rose环境下用UML进行分析和设计的技术。
本课程在教学内容方面着重基本理论、基本知识和基本方法，在培养实践能力方面着重设计构思和设计技能的基本训练，熟练的上机操作能力和基本系统分析能力。
实验实践训练是UML与Rose建模教学的重要技能环节。
通过实验，使学生加深理解、验证、巩固课堂教学内容，特别是通过设计和综合实验，发挥学生的想象力和创新能力。
二．课程实验目的要求：通过UML的实验,学生应该: 1．学会用面向对象的思想去简单地分析和设计相关系统;2．学会用Rose建模工具进行软件建模。
三．课程实验参考资料1.(美)Joseph Schmuller著.UML基础、案例与应用.人民邮电出版社,20042.(美)Hans-Erik Eriksson.UML 2工具箱.电子工业出版社,20043.吴际,金茂忠.UML面向对象分析.北京航空航天大学出版社,20024.赵从军.UML设计及应用.机械工业出版社,20045.Grady Booch,James Rumbaugh,Ivar Jacobson.UML用户指南.机械工业出版社,20016.吴建,郑潮,汪杰.UML基础与Rose建模案例.人民邮电出版社,2004 第二部分实验实践指导实验一用例图一、实验目的1.学会分析系统中的参与者和用例2.掌握用例图的绘制方法二、实验器材1.计算机一台；2.Rational Rose 工具软件；三、实验内容画出ATM系统的用例图四、实验步骤1.分析ATM自动取款机：客户可以取钱，存钱，查询余额，转帐，修改密码。
UML实验三分析、设计并使用Rose创建类图UML统一建模语言实验实验三分析、设计并使用Rose创建类图1实验目的1.1学会分析与设计实际项目需示中的静态模型1.2掌握在Rational Rose 2007中绘制类图2实验内容2.1阅读、理解并创建教材附录《课程实验一饭店预订管理系统》中的类图（267页）。
2.1.1理解其中的类元素、类之间的关系（依赖、关联、泛化、实现），其中关联关系理解其多重性。
2.1.2在Rational Rose中创建教材中的类图，探索工具中类以及类之间的关系等模型元素的属性表示。
2.2综合实例分析：图书管理系统的静态建模参考实验二对图书管理系统已经完成的需求分析和用例图的创建结果，进一步分析该系统的静态模型，即类的设计。
整个过程中，注意类之间关系的使用，类名、属性名、成员名的命名规则。
要求：1)对类的分析按照实体类、界面类、控制类的类型分别设计；a)一个功能的路径：用户类-》界面类–》控制类–》实体类2)每一个类，考虑其应对外提供的功能，确定操作和属性，对于操作尽量细化到每个操作应该有的参数和返回值；2.2.1设计与创建系统的用户类与实体类根据基本的需求描述，用户类与实体类至少要包括以下：●借阅者（Borrower）●图书管理员（Librarian）●书刊（Book）●物理书刊（BookItem）●借书记录（Loan）●预订记录（Reservation）思考：以上这些存储于数据库的实体类，都要提供增(add)、删(delete)、改(update)、查（get）的操作，能否抽象出一个公用类来定义这些共同操作？该如何定义？2.2.2设计与创建系统的界面类1)为系统的主要功能设计系统的界面，至少应该分为登录界面、借还书服务界面、信息管理界面；2)细分每个界面大类下的子界面类：如借书服务界面应该至少包括借阅界面、退还界面、预约界面等等；a)思考：主界面类与子界面类的关系是什么？b)3)根据用户可能对相应界面进行的操作，定义界面类的操作，以便在后续的动态建模的消息中直接使用操作表示消息名。
天津理工大学华信软件学院天津理工大学（华信软件学院）实验指导书课程名称：软件工程与UML建模适应课程：（1969216）上机实验（三）创建类和类图一、实验目的：在Rose 环境下创建类和类图, 完成应用案例的类图设计。
二、实验内容：(一）创建类1）根据“需求陈述”提炼对象和类2）分析对象，并将对象抽象成类(二) 创建类图建立类之间的关系（关联关系、泛化关系、聚集或组合关系、依赖关系等）创建类图。
(三) 综合应用练习。
三、操作步骤：(一) 创建类1、启动Rose 2003进入后，在左面结构框内右击Logical View；2、选New 选Class Diagram ,再在Class Diagram下创建类；3、给类命名(比如Course)；4、增加属性(右击框途中的类，选New Attribute)；5、添加类操作(右击框途中的类，选New Operation)；(二) 建立类之间的关系1．首先关联关系(使用按钮工具，如果当前工具栏中没有，右击工具栏，然后添加相关按钮)1) 单项关联；2) 双向关联。
2．练习聚集和组合(先建立关联，再右击靠近“整体”方的关联线，选Aggregate选项。
)3．然后泛化关系。
4．最后练习依赖关系。
四．实例练习（不能用课件及教材上的示例，要自己来想。
）1．举实例说明类之间的关联关系。
包括：单、双向关联、一对一关联、一对多关联、多对多关联、自反关联、限定关联和关联类。
2．举实例说明类之间的聚合（组合）关系。
3．举实例说明类之间的泛化（继承）关系。
包括：单继承、多继承。
4．举实例说明接口与实现，抽象类与子类等。
五．综合应用：（一）以“学生选课系统”为例建立类图1．“学生选课系统”涉及到的类：1) Database类属性:dbPath: String操作：(以下列出部分操作)Query Course() Add Course() Delete Course() Get dbPath() Set dbPath() ……2) Student类属性:studentID: Int studentName: String操作:get StudentID() set StudentID()get StudentName() set StudentName()3) Registrar类属性:registrarName: String regID: Int操作:get regID() set regID()get registrarName() set registrarName()4) Course类属性:courseID: Int courseName: Stringclassroom: String teacher: string操作:createCourse() destroyCourse() getName()setName() getCourseID() setCourseID() getTeacher() setTeacher()……5) Control类属性: (无)操作：verifyCourse() canAdd() queryCourse()confirmDelete() canSelect() queryAssociation() 6)Form类属性:(接口无属性)操作：getCourseInfo() showSuccessInfo() showConfirmPage() displayCourseList() querySelectCourse()2. 创建上述类之间的关系；①Student和Form之间-----单向关联(一对多)②Registrar和Form之间-----单向关联(一对多)③Form和Course之间-----单向关联(一对多)④Control和Course之间-----单向关联(一对多)⑤Control和Form之间-----双向关联(一对多)⑥Control和Database之间-----单向关联(一对一)3．完成类图(对象模型)的设计（以下是简化的类图参考图，详细的类图由同学们自己来完成。
）图3—1 学生选课系统简化类图4. 生成代码。
可以针对某一个类，比如Course类，生成Java源代码, 操作如下:①设置参数: Tools → Options → Notation标签②在Default 框中选Java;③检查类中所有操作，确认它们都具有返回值类型；④选种类Course,然后选:Tools → Java/J2EE → General code⑤代码存放的路径(CLASSPATH entries)可以设为d:\student_name\code;生成的代码如下：//Source file: d:\\code\\Course.javapublic class Course{private String courseName;private Int courseID;private String classRoom;public Database theDatabase;/*** @roseuid 44C6FA3000E6*/public Course(){ }/***@roseuid 4429D321008C*/public void getCourseID(){ }/*** @roseuid 4429D34700EA*/public void getCourseName(){ }/*** @roseuid 44C6F9AC0096*/public void createCourse(){ }/*** @roseuid 44C6F9C403BC*/public void destroyCourse(){ }}注意：此例中已经对某些空格进行了压缩。
其它类对应的Java代码，请学生自己完成。
（二）创建“图书管理系统”的类图(对象模型)ss1．系统涉及到的类①Title类属性：name: String ISBN: String Number of item: Int 操作：Add() Delete() Update()②Borrower Information类属性：name: String address: String tel: String操作：Find() Query() delete()③Item类属性：ID: Int操作：Add() Delete() FindOnTitle()④Loan类属性：time: Date操作：Create() Destroy()⑤Reservation 类属性：time: Date操作：Create() Destroy() Find()2. 上述类的关联1) Title 与Borrower Information 之间的关联2) Title 与Item 之间的关联(学生自己填写)3) Item 与Borrower Information 之间的关联(学生自己填写)3. 完成类图（对象模型）的设计(见下图)图3-2 图书管理系统类图（三）创建“网上购物系统”中与“Add Item to Shopping Cart”对应的类图。
1．分析“Add Item to Shopping Cart”涉及到的类1）CartInterface(或Interface)类属性：（无）操作：AddItem()2）CartManager(或CartMgr)类属性: (无)操作：AddItem()3）ProductMgr 类属性: (无)操作: GetProduct()4) Product类属性：ProductID:Int ProductName:String UnitPrice:Double操作: FindProduct()5）CartItem类属性：Number of Items inCart:Int操作：Add Item to Cart()2．建立关系,(增加版型)创建类图。
（请同学自己完成）3．创建构件图（请学生自己完成）4．类映射到构件; 见实验(五)。
5．生成Java代码（请学生自己完成）。
（四）创建类图补充实例练习A. 根据以下每一组类绘制类图。
1）学校、操场（playground）、校长（principal）、学校人员、教师、食堂(dining room)、设施、教室、学生、机房、计算机、课桌、椅子、书本。
2）文件系统、文件、磁盘(disc)、目录文件(directory file)、磁道(track)、扇区(sector)、ASCII文件、二进制文件。
B. 给每个类添加属性和方法（至少2个属性，2个操作）C. 绘制一个类模型来描述“无向图”（Undirected Graph）。
无向图由一组顶点（vertex）和边(edge)组成。
每个边均连接顶点对。
（模型只捕获图的结构，不考虑外形等方面的问题）D. 绘制一个类模型来描述“有向图”（Directed Graph）。
有向图由一组顶点（vertex）和边(edge)组成。
每个边均连接顶点对，但边是有方向的。
（模型只捕获图的结构，不考虑外形等方面的问题）E．以医院管理信息系统为背景根据以下类构造类图：（属性和操作从略）医院（Hospital）、门诊部（Outpatient Department）、药房（Pharmacy）、住院部（Inpatient Department）、病人（Patient）、病房（Ward）、病床(Bed)、住院病人(Inpatient)、门诊病人(Outpatient)、药品(Drug)、用药纪录（Record on drug）F. 选择填空：供选择的答案①～⑤C ircle , Arc , Point , Polygon , LineG．给上述5个类添加属性和方法（至少2个属性，2个操作）H．某音像出租店，要记录图书、唱碟和客户租借信息。
现已设计了两个类Book 和CD 如下：（1）经过分析，上述两个类重复内容（属性和方法）较多，于是又打算定义一个Loan类，表示Book类和CD类的重复部分。
请画出上述三个类构成的优化类图。
（2）如果再引入一个History类来记录所有租借Book和CD的历史，请画出上述四个类构成的类图。
（只画出类的框架结构）六. 评分标准1．能根据“学生选课系统”、“图书管理系统”的需求陈述正确找出类、正确。
