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1、高等学校实践教材计算机科学与技术面向对象分析与设计 实验指导书孔磊 编著徐州工程学院2015年8月目录实验一 用例建模实验1实验二 动态建模实验7实验三 分析类建模实验13实验四 开发类建模实验18实验一 用例建模实验【实验目的】1. 熟悉Rational Rose 进行建模的一些基本操作；2. 学会使用Use Case视图与Use Case 框图；3. 学习使用Use Case、角色与关系。【实验性质】设计性实验。【实验要求】实验设备和器材：Pentium II以上微机，Windows2000以上操作系统，Rational Rose2003安装光盘一张。【实验内容】1.对项目进行需求描述，用
2、文字说明其业务流程。2.使用业务用例图创建业务用例模型。3.选择其中一个业务用例，使用业务用例规约详细描述。4.使用系统用例图对该业务进行系统用例建模。5.选择其中一个系统用例，使用系统用例规约详细描述。【实验步骤】1.需求流程描述某企业人力资源招聘业务流程：（1）用人部门主管向人力资源部提出用人申请（2）人力资源部主管定编调查、审核（3）总经理批准（4）人力资源部制定招聘计划、费用预算（5）总经理批准（6）向社会或内部发出招聘信息（7）人力资源部主管收集应聘材料（8）人力资源部门初试（9）人力资源部主管整理求职材料（10）进行面试（11）应聘材料真实性核对与经历评估（12）各项智力、技能测验
3、（13）人力资源部建议录用（14）第二次面试（顶头上司的面试）（15）人力资源部下达正式录用通知。2.在Rose中创建模型包，用于管理各个建模过程以及模型中的UML图。（1）在用例视图（Use Case View）中创建参与者包，其中包括业务参与者和系统参与者两个子包，分别用于用例图中参与者建模。（2）在用例视图（Use Case View）中创建业务用例模型包，用于业务用例建模，对项目整体功能和流程进行粗粒度的业务建模。（3）在用例视图（Use Case View）中创建系统用例模型包，用于对每一个业务用例，建立其系统用例图，因此，在系统用例模型包中，创建数量与业务用例图中业务用例相同，名称
4、与业务用例名称相同的子包。3.业务用例建模（1）在业务用例模型包中，新建用例图（Use Case Diagram），使用用例图符号绘制业务用例图。（2）将参与者的版型改为业务参与者（Business Actor），并将其拖放到业务参与者包中（3）将用例的版型改为业务用例（Business Use Case）。（4）命名：业务参与者以ba_开头，业务用例以buc_开头。（5）业务用例以流程中的步骤为基础，用动词进行描述。（6）从参与者建立到业务用例的联系，使用实线相连，箭头指向业务用例。4.业务用例规约（1）使用业务用例规约细化业务用例中的流程步骤。（2）按照以下用例规约格式填写。（3）业务用例
5、细化步骤以人-人交互为主，需要注意的是每一步都应该可以用计算机的方式辅助完成，不涉及计算机的步骤可以忽略。（4）每一个细分的步骤有些还可以继续用更细小的计算机步骤处理，可以考虑实际操作场景进行细化。（5）以buc_用人申请用例规约为例用例名称buc_用人申请用例描述用人部门主管在需要招人时向人力资源部进行申请并得到审批执行者用人部门主管、人力资源部主管、总经理前置条件1.各执行者具备相应的职责和权限后置条件无正常流1. 用人部门主管向人力资源部提出用人申请1.1用人部门主管可以添加申请表1.2用人部门主管可以修改申请表1.3 用人部门主管可以删除申请表1.4用人部门主管可以用人部门主管可以添加
6、申请表1.52.人力资源部主管进行定编调查3.人力资源部主管审核用人申请4.总经理批准用人申请替代流以及异常处理1.人力资源部主管审核未通过用人申请2.总经理审批未通过用人申请业务规则1.所有用例的执行者需具有相应的权限（全局规则）2.提交的招聘需求申请表除其他招聘要求外，其他内容必须填写（交互规则）3.招聘需求申报表实体对应的信息条目必须遵守其逻辑规则（比如拟招人数应该是数字，而不能填写张三）（内禀规则）涉及实体1.招聘需求申报表：申请部门、填报日期、招聘岗位、拟招人数、期望到位时间、岗位职责、工作地点、基本素质要求、专业素质要求、提供待遇标准、其他招聘要求 5.系统用例建模（1）在系统用例
7、模型中创建以buc_用人申请业务用例为名称的包，在此包中创建该业务用例对应的系统用例图。（2）建立系统用例模型，针对系统用例规约中的正常流，归纳细化步骤进行系统用例建模。（3）系统用例图不用设置版型。（4）参与者直接与业务的步骤对应的用例相连，而该用例与更加细化的小步骤之间使用虚线箭头相连，箭头版型选择包含（include）。（5）使用suc_（System Use case）开头，作为每个系统用例名称的前缀。6.系统用例规约（1）使用系统用例规约细化业务用例中的计算机人机操作。（2）注意：一个人操作一台计算机，如何和计算机进行操作交互的，请站在计算机软件开发者的角度考虑交互过程，而不是软件操
8、作者只关心开始如何输入数据，结果如何，要分析从开始到结束的完成计算机操作步骤。（3）以suc_添加申请表系统用例规约为例用例名称suc_添加申请表用例描述用人部门主管使用计算机系统实现提出用人申请的操作执行者用人部门主管前置条件用人部门主管已经登录系统，具有操作的权限后置条件无正常流1.用人部门主管请求新的招聘需求申报表2.计算机系统展示招聘需求申报表界面3.用人部门主管输入招聘需求申报表信息4.用人部门主管提交申请5.计算机系统验证提交的信息6.保存招聘需求申报表7.通知人力资源部主管8.提交成功提示替代流以及异常处理1.计算机验证信息未通过业务规则1.所有用例的执行者需具有相应的权限（全局
9、规则）2.提交的招聘需求申请表除其他招聘要求外，其他内容必须填写（交互规则）3.招聘需求申报表实体对应的信息条目必须遵守其逻辑规则（比如拟招人数应该是数字，而不能填写张三）（内禀规则）涉及实体1.招聘需求申报表申请部门、填报日期、招聘岗位、拟招人数、期望到位时间、岗位职责、工作地点、基本素质要求、专业素质要求、提供待遇标准、其他招聘要求实验二 动态建模实验【实验目的】1. 理解顺序图的基本知识；2. 了解对象与类的概念；3. 学习顺序框图的创建；4. 学习活动图/泳道图的创建方法。【实验性质】设计性实验。【实验要求】实验设备和器材：Pentium II以上微机，Windows2000以上操作系
10、统，Rational Rose2003安装光盘一张。【实验内容】1.对整个项目，使用活动图/泳道图建立其动态模型2.对项目中的某个业务用例，使用活动图/泳道图建立其动态模型3.对业务用例中的某个系统用例，使用活动图/泳道图建立其动态模型4. 对业务用例中的某个系统用例，同时使用顺序图图建立其交互模型【实验步骤】1.活动图/泳道图的创建方法（1）选择业务用例模型，菜单中选择活动图（Activity Diagram），将创建整个项目的活动图。（2）选择系统用例模型中，以buc_用人申请为名的包，菜单中选择活动图（Activity Diagram），将创建该业务用例对应的活动图。（3）选择系统用例模
11、型中，buc_用人申请为名的包中某一个系统用例，suc_添加申请表，菜单中选择活动图（Activity Diagram），将创建该系统用例对应的活动图。2.整个项目的活动图/泳道图（1）按照业务流程步骤，使用活动描述，活动名称应与业务用例图中的业务用例的名称相同。（2）只有一个起点，可以有多个终点。（3）如果增加泳道线，活动图将变化为活动图，可以看到每个角色参与哪些活动，推荐使用。（4）可以选择菜单Format-Line Style-Rectilinear，使得线横平竖直。（5）至少使用一个判定。3.业务用例活动图/泳道图（1）按照该业务对应的系统流程步骤，使用活动描述，活动名称应与系统用例图
12、中的业务用例的名称相同。（2）对于细化流程步骤可以作为活动图中的活动。（3）注意使用并行活动线。3.系统用例活动图/泳道图（1）按照该系统用例对应的计算机操作流程步骤，使用活动描述，活动名称应与系统用例规约正常流异常流中的动词对应。（2）使用计算机系统与参与者进行交互。（3）对于人机交互，第一步为请求界面。（4）不要在开始部分写登录，登录为另外的系统用例，使用一张单独的登录活动图/泳道图描述。（5）完成某一个系统用例即可，除非流程需要，否则不必把增删改查或其他操作全部画在一张活动图中。（6）请选择一个带数据库操作的系统用例，用活动图/泳道图建立动态模型。4.系统用例顺序图（1）请求新招聘需求申
13、报表：对计算机系统而言，这是外部发出的命令，需要边界对象接受它，由控制对象处理它。（2）展示招聘需求申报表界面：这是控制逻辑，需要控制对象处理。（3）输入招聘需求申报表信息：这是人工活动，由边界对象接受它，招聘需求申报表是实体对象。（4）提交申请：这是外部发出的命令，由边界对象接受它。（5）验证提交的信息：这是业务规则，需要控制对象处理。（6）失败提示：这是控制逻辑，需要控制对象处理。（7）保存招聘需求申报表：这是控制逻辑，需要控制对象处理。（8）通知人力资源部主管：控制逻辑，需要控制对象处理。（9）成功提示：这是处理结果，需要控制对象处理，并反映到边界对象）。实验三 分析类建模实验【实验目的
14、】1. 掌握如何创建类；2. 学习如何为类指定版型；3. 掌握定义类的职责；4. 学习分析类的职责；5. 掌握类关系图的画法。【实验性质】设计性实验。【实验要求】实验设备和器材：Pentium II以上微机，Windows2000以上操作系统，Rational Rose2003安装光盘一张。【实验内容】1.使用概念层分析类图进行静态建模2.使用说明层分析类图进行静态建模3.将说明层分析类图用版型表示【实验步骤】1. 在Rose中创建模型包，用于管理静态建模过程以及模型中的UML类图。（1）在逻辑视图（Logical View）中创建分析类图和设计类图包，分析类图按照业务用例名（buc_）和系统
15、用例名（suc_）为包名，创建包，对应的包中创建类图。（2）创建分析体系结构包2.概念层分析类图静态模型（1）对系统用例（suc_开头）进行静态建模，每一个系统用例类图创建完毕，对应的业务用例类图也将完成，所有业务用例图类图都完成，整个项目类图也会完成。项目过于庞大，业务规模也较大，因此将工作做细，只需要详细设计某一个系统用例的类图即可。（2）根据顺序图中的对象，初步确定类图中的类。（3）除了显而易见的名词，找出该系统用例范围内相关的类。（4）使用类图进行描述，只写类名称，建立概念类图。（5）找出类与类之间的关系，用适合的关系符号相连。3.说明层分析类图静态建模（1）根据附的招聘需求申报表内容
16、，在对应的类中增加属性。（2）根据顺序图中的消息，箭头方向指向哪一个对象对应的类，就是该类的方法，将方法名添加到类图中的类。（3）将两个参与者对应的类，去掉其版型，操作方法为：选中该类，菜单中选择options-stereotype-none。4.说明层分析类图加版型在类说明对话框中，版型（Stereostype）框中选择对应的版型，边界选择boundary，控制选择control，实体选择entity。附：静态建模中涉及的表格招聘需求申报表填报日期：招聘岗位拟招人数期望到位时间岗位职责简述：（工作地点 ）基本素质要求：学历： 年龄： 岁 岁 性别： 专业： 相关工作经验： 年以上其它：专业素
17、质要求：提供待遇标准最低平均最高其它招聘要求（是否有目标人选、是否需要猎头等） 部门负责人签名：实验四 开发类建模实验【实验目的】1. 掌握如何创建类；2. 学习如何为类指定版型；3. 掌握定义类的职责；4. 学习开发类的职责；5. 掌握类关系图的画法。【实验性质】设计性实验。【实验要求】实验设备和器材：Pentium II以上微机，Windows2000以上操作系统，Rational Rose2003安装光盘一张。【实验内容】1.使用包创建软件设计的体系结构2.使用开发类图设计软件用例功能3.使用顺序图描述类的交互关系4.数据库设计5.界面类设计【实验步骤】1.软件体系结构设计（1）按照业务
18、用例-系统用例包结果，建立包组织关系，使用英文进行描述。（2）使用包进行体系结构设计，包括UI、BLL、Model、DAL、Common层，需要比一般三层体系稍复杂些。2.开发类图设计（1）以suc_添加申请表系统用例为例。（2）将分析类图类名称用英文表示初步产生开发类图。（3）将设计完成类，按照其对应的体系结构层，拖放到体系结构包中。（4）将分析类图中的属性名用英文表示，注意使用英文单词词组或缩写。（5）结合某门编程语言，设计符合编程要求的方法名。（6）如何需要，可以结合具体编程语言进行部分优化调整。3.使用顺序图描述类之间的交互关系（1）从类图中将类拖放到顺序图中。（2）消息名从类中选择，
19、而不是写入，操作方法为，双击消息线，在消息说明对话框中选择消息名（Name）。（3）对照分析阶段的顺序图，结合具体的软件体系结构和以完成的类图，设计完成顺序图。4数据库设计4.1 E-R图设计4.2数据表设计（1）招聘需求申报表RecruitmentNeedTableRecruitmentNeedTable（RecruitmentTableID,DepartmentID,SubmissionDate,PositionID,RecruitmentNumber,ExpectationDate,PositionResponsibility, WorkingPlace, AcademicQualifi
20、cation, Age, Sex, Professional, WorkingExperimence,OtherBasicRequirement, ProfessionalRequirement, LowestTreatment,AverageTreatment,HighestTreatment,IsTargetCandidate,IsHeadHunting,OtherRequirement）表4-1 RecruitmentNeedTable序号名称类型是否主键说明1RecruitmentTableIDString是申报表编号2DepartmentIDString否所在部门3Submissio
21、nDateDate否提交日期4PositionIDString否岗位名称5RecruitmentNumberInteger否拟招人数6ExpectationDateDate否预期到位时间7PositionResponsibilityString否岗位职责8WorkingPlaceString否工作地点9AcademicQualificationString否学历10AgeString否年龄11SexString否性别12ProfessionalString否专业13WorkingExperimenceString否工作经验14OtherBasicRequirementString否其他基本要求
22、15ProfessionalRequirementString否专业素质要求16LowestTreatmentDouble否最低待遇17AverageTreatmentDouble否平均待遇18HighestTreatmentDouble否最高待遇19IsTargetCandidateBool否是否有候选人20IsHeadHuntingBool否是否需要猎头21OtherRequirementString否其他需求（2）岗位表PositionPosition(PositionID,PositionName)表4-2 Position序号名称类型是否主键说明1PositionIDString是岗
23、位编号2PositionNameString否岗位名称（3）部门表DepartmentDepartment (DepartmentID, DepartmentName)表4-2 Position序号名称类型是否主键说明1DepartmentIDString是部门编号2DepartmentNameString否部门名称（4）员工表EmployeeEmployee (EmployeeCode, EmployeeName)表4-2 Position序号名称类型是否主键说明1EmployeeCodeString是员工编号2EmployeeNameString否员工姓名（5）员工部门岗位关系表Emplo
24、yeeInDepartmentOnPositionEmployeeInDepartmentOnPosition(EmployeeCode,PositionID,DepartmentID,AssignmentTime)表4-3 EmployeeInDepartmentOnPosition序号名称类型是否主键说明1EmployeeCodeString是员工编号2PositionIDString是岗位编号3DepartmentIDString是部门编号4AssignmentTimeDate否分配时间5.界面类设计课程目标及能力要求培养标准知识与能力要求课程与教学环节1.5 掌握软件工程师的核心知识与
25、初步技能1.5.1 理解面向对象程序设计思想，具有利用面向对象编程语言解决一般性工程实际问题的能力。结合面向对象思想，使用课程案例，完成面向对象分析与设计过程。1.5.2 掌握人机交互和界面设计的基本方法。面向对象设计阶段有人机交互设计对应的课程。1.5.4 掌握描述和定义软件需求的基本方法和技术，熟悉软件建模与分析的常用方法与工具。使用面向对象分析模型对软件需求进行建模，使用Rational Rose开发工具和UML图形结合建立模型。1.5.5 掌握软件工程的基本概念及基本方法，熟悉软件开发生命周期各阶段的目标和任务。面向对象分析与设计是软件工程生命周期中的过程。2.1 具有综合运用基础科学、计算机、软件工程及信息技术等多学科知识进行分析问题和解决问题能力。2.1.1 问题辨别和描述能力。有敏锐的洞察力，能利用相关知识辨别和描述软件工程领域相关问题。课程实验均为综合性实验，对课程项目进行分解，将学生进行分组，完成对应的业务用例和系统用例功能，对工程领域进行问题分析与设计。
