软件工程实验二指导书

1、软件工程实验实验二面向对象分析与设计实验实验2-1 建立用例框图l 实验目的：1、掌握建立系统用例框图。 2、掌握对系统初始需求进行分析，初步了解和分析系统用户和系统提供的功能，确定角色和用例；3、掌握分析系统用户和系统功能之间的关系，确定角色和用例的关系；l 实验要求：1、使用rose建立系统用例框图；2、使用rose建立系统角色；3、使用rose建立系统用例；4、使用rose建立角色与用例的关系；l 预备知识：1创建用例框图：l 右击rose浏览器中的包Use Case View；l 选择弹出菜单中的New菜单，单击Use Case Diagram；l 选择新框图后，输入新框图名；l 双击

2、浏览器中的新框图将其打开。2增加用例：l 选择工具栏中的User Case按钮或选择tools-create-User Case，单击User Case框图中任一位置并放上新用例；l 右击浏览器中User Case View，选择New-User Case,从浏览器中把新增加的用例拖动到用例框图中。3增加角色：l 选择工具栏中的Actor按钮或选择tools-create-Actor，单击User Case框图中任一位置并放上新角色;l 或者右击浏览器中User Case View，选择New-Actor,从浏览器中把新增加的角色拖动到用例框图中。l 用例与角色规范：l 双击用例（角色）或则右

3、击用例（角色），从弹出菜单中选择Open Specification；l 在name字段中输入用例（角色）名称；l 在stereotype字段中输入用例（角色）版型；l 在Abstract复选框中设置抽象用例（角色）；l 在Documentation字段输入用例（角色）描述；l 在rank字段中输入用例优先级；l 在multiplic字段中设置角色基数；4 使用关系：l 选择单向关联按钮，将鼠标从角色拖动到用例，或从用例到角色；l 选择依赖按钮，将鼠标从用例拖动到用例，双击用例关系，设置关系版型，在stereotype字段中输入include或者extend,设置用例的使用关系或扩展关系；l

4、选择继承按钮，将鼠标从角色拖动到角色，设置角色的一般化关系；5用例框图工具栏：文本注释注释与项目连线包用例角色单向关联依赖继承聚集l 实验内容：1、初始需求：这是一个图书馆信息管理系统（1）图书管理员是图书馆员工。他们的主要工作就是和图书、读者打交道，并在软件系统的支持下工作。 （2）图书管理员负责新书的购买和登记，每一种图书可以购进多本书。（3）图书管理员对图书进行加工处理，给每本书添加条码号和索取号，条码号在图书馆中是唯一的，可以唯一确定具体一本图书。索取号主要由分类号和出版日期组成。（4）图书管理员对加工好的图书书目信息进行登记。（5）图书管理员对本馆读者进行管理，办理读者证，并对读者信

5、息进行登记。（6）图书管理员对读者办理借书业务，将图书借给读者，并登记借阅信息，同时检查读者预定信息，如果有相应预定信息，则进行预定取消处理。（7）图书管理员对读者办理还书业务，将读者还回的图书从新放回图书馆，并登记还书信息。（8）图书管理员对读者办理预定业务，并登记预定信息。（9）当旧书破旧不堪时，系统管理员可以把它们从图书馆中剔除，并登记剔除信息。（10）所有图书和读者信息要能够方便地进行查询。 (11)馆长可以对每个月的图书借阅情况进行统计。（12）本系统支持从calis系统导入图书编目信息。（13）系统能够运行在所有流行的技术环境中，包括UNIX、Windows和OS/2等，并有一个现

6、代的图形用户界面。（14）系统容易扩展新功能。2、在use case view中新建一个图书馆管理信息系统用例框图；3、分析初始需求，找出角色，把角色添加到用例框图中，设置角色规范，包括名称，概要说明等；4、分析初始需求，找出用例，把用例添加到用例框图中，设置用例规范，包括名称，概要说明等；5、建立角色，用例的关系；6、保存模型文件；实验2-2 建立活动框图一、 实验目的：1、掌握用例描述方法；2、掌握系统用例活动框图的建立；3、掌握简单用户需求文档的编写；二、实验要求：1、使用word根据给定的用例描述规格说明样式对图书馆信息管理系统用例模型中的主要用例进行详细描述；2、对用例详细描述中的事

7、件流进行分析，使用rose建立用例的活动框图；3、根据用例框图；用例子详细描述和用例的活动框图编写一份简单的用户需求文档；三、预备知识：1、创建活动框图：l 右击rose浏览器用例，选择new-Activity Diagram；或右击用例模型中的用例，选择Sub Diagrams-Activity Diagram;l 命名新的活动框图2、选择工具栏中的Start State或End state，添加活动开始和活动结束；3、选择工具栏中的Activity,添加一个活动，并命名；4、选择工具栏中的State Transition,添加从一个活动间的过渡；5、双击过渡，在过渡规范中选择Detail项

8、，在Guard Condition字段中输入保护条件；6、选择工具栏中的Decision，添加决策； 7、选择工具栏中的Horizontal Synchronization和Vertical Synchronization添加水平同步和垂直同步；8、用例描述规格说明样式：用例名称：描述：标识符:uc1优先级：角色:（Time，reader）前置条件：主事件流:1.2.其他事件流：A1:A2:后置条件：特殊需求：9、需求说明书样式。1、 引言1、 1编写目的说明编写这份软件需求说明书的目的，指出预期的读者。12背景 说明： a待开发的软件系统的名称；b本项目的任务提出者、开发者、用户及实现该软件

9、的计算中心或计算机网络；C该软件系统同其他系统或其他机构的基本的相互来往关系。 13定义列出本文件中用到的专门术语的定义和外文首字母组词的原词组。14参考资料 列出用得着的参考资料，如：a本项目的经核准的计划任务书或合同、上级机关的批文；b属于本项目的其他已发表的文件；c本文件中各处引用的文件、资料、包括所要用到的软件开发标准。 列出这些文件资料的标题、文件编号、发表日期和出版单位，说明能够得到这些文件资料的来源。 1、 任务概述 21目标 叙述该项软件开发的意图、应用目标、作用范围以及其他应向读者说明的有关该软件开发的背景材料。解释被开发软件与其他有关软件之间的关系。如果本软件产品是一项独立

10、的软件，而且全部内容自含，则说明这一点。如果所定义的产品是一个更大的系统的一个组成部分，则应说明本产品与该系统中其他各组成部分之间的关系，为此可使用一张方框图来说明该系统的组成和本产品同其他各部分的联系和接口。|22用户的特点 列出本软件的最终用户的特点，充分说明操作人员、维护人员的教育水平和技术专长，以及本软件的预期使甩频度。这些是软件设计工作的重要约束23假定和约束列出进行本软件开发工作的假定和约束，例如经费限制、开发期限等。 1、 需求规定 31对功能的规定用列表的方式（例如IPO表即输入、处理、输出表的形式），逐项定量和定性地叙述对软件所提出的功能要求，说明输入什么量、经怎样的处理、得

11、到什么输出，说明软件应支持的终端数和应支持的并行操作的用户数。 32对性能的规定321精度 说明对该软件的输入、输出数据精度的要求，可能包括传输过程中的精度。322时间特性要求 说明对于该软件的时间特性要求，如对：a响应时间；b更新处理时间；c数据的转换和传送时间；d解题时间； 等的要求。323灵活性 说明对该软件的灵活性的要求，即当需求发生某些变化时，该软件对这些变化的适应能力，如：a操作方式上的变化；b运行环境的变化； c同其他软件的接口的变化；d精度和有效时限的变化； e计划的变化或改进。 对于为了提供这些灵活性而进行的专门设计的部分应该加以标明。33输人输出要求解释各输入输出数据类型，

12、并逐项说明其媒体、格式、数值范围、精度等。对软件的数据输出及必须标明的控制输出量进行解释并举例，包括对硬拷贝报告（正常结果输出、状态输出及异常输出）以及图形或显示报告的描述。34数据管理能力要求 说明需要管理的文卷和记录的个数、表和文卷的大小规模，要按可预见的增长对数据及其分量的存储要求作出估算。 35故障处理要求列出可能的软件、硬件故障以及对各项性能而言所产生的后果和对故障处理的要求。36其他专门要求如用户单位对安全保密的要求，对使用方便的要求，对可维护性、可补充性、易读性、可靠性、运行环境可转换性的特殊要求等。 1、 运行环境规定41设备 列出运行该软件所需要的硬设备。说明其中的新型设备及

13、其专门功能，包括：a处理器型号及内存容量；b外存容量、联机或脱机、媒体及其存储格式，设备的型号及数量；c输入及输出设备的型号和数量，联机或脱机； d数据通信设备的型号和数量；e功能键及其他专用硬件42支持软件 列出支持软件,包括要用到的操作系统、编译（或汇编）程序、测试支持软件等。43 接口说明该软件同其他软件之间的接口、数据通信协议等。44控制 说明控制该软件的运行的方法和控制信号，并说明这些控制信号的来源。10、活动框图工具栏说明：活动开始状态结束状态从一个活动或状态过渡到另一活动或状态过渡到当前活动或状态水平同步垂直同步状态工作流或事件流中的决策点泳道，显示谁负责完成活动1、 实验内容：

14、1、 根据大学图书馆借书业务过程，借书用例描述如下，根据借书用例描述建立借书用例活动框图；用例名称：借书描述：图书管理员使用借书用例完成读者的借书活动，把图书从图书馆中借给读者标识符:uc1优先级：A(高)角色:图书管理员,读者前置条件：图书馆员已成功登录系统并具有借书的权限主事件流:1.管理员选择“借书”选项，用例开始2.打开借书窗体3.读者输入读者证号，系统根据借阅规则检查读者借书有效性A1：读者无效4. 管理员输入待借阅的图书条码号，检查图书有效性A2：图书无效5系统登记一条新的借书信息6系统检查读者预定信息A3:有预定7用例结束其他事件流：A1:读者无效 (1).系统显示读者无效的提示

15、信息 (2).返回主事件流第3步A2: (1). 系统显示图书无效提示信息 (2). 返回主事件流第4步A3:有预定 (1). 系统提示预定信息，并取消预定 (2). 返回主事件流第7步后置条件：系统成功写入一条借书信息，读者当前的借书数量加1特殊需求：支持使用条码扫描仪输入读者证号和图书条码，借一本书时间不超过30秒2、根据大学图书馆还书、图书查询、预约图书等，按用例描述规格样式表，进行用例描述；分别保存成用例描述-还书.doc、用例描述-图书查询.doc、用例描述-预约图书.doc等；3、建立用例模型中用例与用例描述的关联，双击用例，在用例规范中选择file项目，按鼠标由键，选择inser

16、t file项，打开相关的用例描述文档；4、根据用例用例描述中的事件流，建立还书、图书查询、预约图书等用例的活动框图； 5、根据用户需求样式，简单编写大学图书馆管理信息系统用户需求说明书。主要包含项目概述、用例模型、角色说明、用例描述、活动框图、词汇表、界面原型等主要内容。 6、从浏览器中选择User Case View，单击鼠标右键，选择New-File，把用户需求说明书添加到模型中；7、保存模型文件；实验2-3 建立分析类框图一、实验目的：1、掌握用例实现分析方法；2、掌握建立分析类，包括边界类、控制类和实体类；3、掌握建立用例实现的分析类框图；二、实验要求：1、根据需求说明书，进行系统分

17、析，初步确定分析类；2、根据需求说明书中的用例的详细描述和用例活动框图，建立用例实现的分析类框图；3、对分析类进行简单描述；三、预备知识：1、创建分析包：l 右击rose浏览器中的包Logical View；l 选择弹出菜单中的New菜单，单击Package；l 选择新建立的包，输入包名；2、创建分析类框图：u 右击rose浏览器中的包Logical Viewu 选择弹出菜单中的New菜单，单击Class Diagram；u 选择新框图后，输入新框图名；u 双击浏览器中的新建立的类框图将其打开。3、把用例模型中的角色和用例添加到分析类框图：u 从rose浏览器中的User Case View中

18、选择角色；把角色拖拉到分析类框图中；u 从rose浏览器中的User Case View中选择用例；把用例拖拉到分析类框图中；4、定制工具栏，鼠标右击工具栏，在弹出菜单中选择customer，在定制窗口中添加角色、用例、用例实现、控制类、边界类和实体类等工具；5、通过用例规范窗口设置用例板型为用例实现；6、选择工具栏中的边界类、控制类、实体类和关联，添加到分析类框图中，并命名；7、对分析分析类描述，样式说明如下：8、分析类描述规格说明样式：分析类名称：相关用例：标识符:主要属性:主要职责：9、类框图工具栏说明：接口单向关联关联类与关联关系连接包类依赖关系类继承关系类实现接口类控制类边界类实体类

19、四、实验内容：a) 打开实验2-1，实验2-2建立好的大学图书管理系统用例模型；b) 建立分析包，包名为“分析模型”；c) 在“分析模型”包中建立类框图；命名为”借书用例分析”；d) 把rose浏览器中的User Case View中图书“管理员角色”拖到借书用例分析类框图中；e) 把rose浏览器中的User Case View中图书“借书”用例拖到借书用例分析类框图中；f) 双击“借书”用例，在用例规范窗口中设置用例板型为用例实现（use-case realization）；g) 根据用户需求说明书中“借书”用例描述，活动框图等，对“借书”用例进行分析，添加“借书”用例实现的相关分析类，如

20、：借书窗体（边界类）,借书控制（控制类）,读者信息（实体类），书目信息（实体类），馆藏信息（实体类），预定信息（实体类），借阅信息（实体类）等；“借书”用例实现分析类图如下：h) 根据用户需求说明书，重复3-7步，对其他用例进行分析，建立用例实现分析类图；i) 对分析类进行描述，根据“借书窗体”的描述样式对系统其他类进行描述：并保存Word文档,如分析类-借书窗体.doc;分析类名称：借书窗体（LoadWindow）相关用例：借书标识符:Uc1-Ac1主要属性:主要职责：借书窗体是一个可见的用户界面，图书管理员可以通过这个界面完成借书业务，输入读者证号，输入图书条码号，浏览当前借书读者所借的所

21、有图书，并能显示当前借阅图书的具体详细信息，如书名，作者等。j) 建立分析模型中分析类与分析类描述的关联，如双击借书窗体分析类，在类规范中选择file项目，按鼠标右键，选择insert file项，打开分析类-借书窗体.doc；并把主要职责部分内容复制粘贴到类规范窗体的documentation中；k) 保存模型文件；实验2-4 建立设计类框图一、实验目的：1、掌握设计类的描述；2、掌握建立设计类；3、掌握建立设计类的关系；二、实验要求：1、根据分析模型中的分析类描述，初步对设计类进行描述；2、根据设计类的描述，使用ROSE建立设计类；3、分析设计类，建立类的关系；三、预备知识：1、添加类：l

22、 右击rose浏览器中的包Logical View，选择弹出菜单中的New菜单，单击Class Diagram；l 选择类工具栏中的class按钮，单击类框图中的任一位置；l 输入类名；2、类规范：l 双击类框图中的类或者右击类，从弹出菜单中选择Open Specification;l 在Name中输入名称；l 在Stereotype中输入类的版型；l 在visibility中设置可见性；l 在multiplicity中设置类的基数（实例数）；l 在Space中输入类的存储需求；l 在Persistence中设置类的持续性；l 在Concurrency中设置类并发性；（sequential:只

23、有一个控制线程时，类正常工作，而在有多个控制线程时则不能保证类能否正常工作；Guarded存在多个控制线程时，类正常工作但不同线程中的类应相互协作，保证互不干扰；Active：类有自己的控制线程；Synchronous：存在多个控制线程时，类正常工作不需要与其他类相互协作，因为类本身能处理互斥情形。）l 在Abstract中设置类为抽象类；3、添加类的属性：l 在类的规范窗口中选择Attributes选项；l 在类属性设置区域右击鼠标，从弹出菜单中选择insert项，添加一个类属性；l 双击新添加的属性项，在属性规范窗口中的name中输入属性名称，在type中输入属性的数据类型；在initia

24、l中输入属性的初始值；在Export Control中设置属性的可见性；在derived设置属性为派生属性；4、添加类的操作：l 在类的规范窗口中选择Operations选项；l 在类操作设置区域右击鼠标，从弹出菜单中选择insert项，添加一个类操作；l 双击新添加的操作项，在操作规范窗口中的name中输入属性名称，在Return中输入操作返回类型；在Export Control中设置操作的可见性；l 单击操作规范窗口中的detail项，在arguments中插入操作的变元（参数），并设置变元的类型和初始值；在protocol中输入操作协议；在exceptions中指定操作异常；在Size输

25、入操作所需要的内存量；在Time中指定操作所需的时间；5、设计类描述规格说明样式：设计类名称：相关用例：标识符:主要属性名称数据类型可见性初始值主要操作名称返回类型可见性变元（参数）主要职责：6、类框图工具栏说明：接口单向关联关联类与关联关系连接包类依赖关系类继承关系类实现接口类控制类边界类实体类四、实验内容：l) 根据设计类描述规格说明样式和分析模型中的分析类和分析类描述，使用word描述设计类；类的主要属性和操作如下：i. Book:图书信息类；属性name：书名，字符型；author:作者名,字符型；isbn:国际标准书号,字符型；publisher：出版社，字符型；pdate:出版日期

26、,日期型；Ctype:分类号，字符型,Sno:索书号,字符型，派生属性；Bnum:复本数，数值型，初始值为0，派生属性；操作：find:查找，Create:创建，Check：检查，destroy:销毁；Add:增加，Dele:删除ii. Bitem:书目或馆藏信息类，属性Barcode:条码号，字符型；BiAdd：馆藏地点，字符型；操作：find:查找，Create:创建，Check：检查，destory:销毁；Add:增加，Dele:删除iii. Reader:读者信息类；属性name：读者姓名，字符型；Tel:联系电话,字符型；Address:联系地址,字符型；find:查找，Create

27、:创建，Check：检查，destory:销毁；Add:增加，Dele:删除iv. LoanBook:借阅信息类：属性Ltime,日期型；操作：Create:创建；Loan,借书；Retu，还书；v. LoanForm：借阅窗体类，版型为Form;m) 在Logical View建立设计包，包名为“设计模型”，在“设计模型”包中分别建立“用户界面”和“业务逻辑”包；n) 在“用户界面”包中建立类框图；把分析模型中的边界类拖到框图中；o) 在“业务逻辑”包中建立类框图；把分析模型中的实体类和控制类拖到框图中；p) 设置类的规范（名称，类型，版型，可见性，基数，存储需求，持续性，并发性，抽象类）；

28、q) 添加类的属性（名称，数据类型，初始值，可见性）；r) 添加类的操作（名称，返回数据类型，可见性，变元等）；s) 设置类之间的关系；设计类框图如下：t) 保存模型文件；实验2-5建立交互框图一、实验目的：1、掌握建立时序框图；2、掌握建立协作框图；二、实验要求：1、根据分析模型中的用例实现，设计模型中的设计类，使用rose建立时序框图；2、将设计类中的操作映射消息；3、根据时序框图，使用ROSE模型转换功能，建立协作框图；三、预备知识：1、添加时序框图：l 右击rose浏览器中的包Logical View，选择弹出菜单中的New菜单，单击Sequence Diagram；l 命名时序框图；

29、2、添加对象：l 选择时序框图工具栏中的object，单击时序框图中要放对象的位置;l 双击对象，在对象规范窗口中设置对象的名称并将对象映射类；l 在Persistence中设置对象持续性（持续，静态或临时）；l 在multiple instances中设置对象的多个实例；3、使用消息：l 选择时序框图工具栏中的object Message；l 将鼠标从发送消息的对象或角色生命线拖动到接受消息对象或角色生命线；l 设置消息规范，命名消息，将消息映射对象操作；l 设置消息同步信息：（1） simple(简单)，这个消息在单个控制线程中运行；（2） synchronous(同步),客户发出消息后，

30、等待供应者响应这个消息；（3） balking(阻止)，如果供应者无法立既接收消息，客户放弃这个消息；（4） timeout(超时)，如果供应者无法在指定时间内接收消息，客户放弃这个消息；（5） asynchronous(异步)，客户发出消息给供应者，然后客户继续处理，不等待消息是否被接收；（6） procedure call （过程调用）,客户机等待处理消息的整个嵌套顺序完成后才继续；（7） return（返回），表示从过程调用返回；l 设置消息频率：aperiodic(不定期)和periodic(定期)4、添加生命线结束：l 选择时序框图工具栏中的destruction Marker图标；

31、l 单击对象生命线；5、使用时序框图创建协作框图：l 打开时序框图；l 选择菜单Browse-create Collaboration或按F5;6、时序框图工具栏说明：对象对象消息对象反身消息对象返回消息对象删除，生命周期结束对象过程调用对象异步消息锁住选中项目7、协作框图工具栏说明：对象类实例对象连接对象自身连接连接消息反向连接消息对象数据流对象反向数据流四、实验内容：1、初步建立借书用例的时序框图，参考如下图，同学根据自己的借书用例分析设计实际建立；2、创建借书用例的协作框图；3、细化设计类，参考如下图；4、细化借书用例时序框图，包括对象映射类，消息映射类操作等，参考如下图；5、检查模型，

32、选择菜单Tools-check model,对模型进行检查；6、建立还书、预定等用例的时序框图；7、保存模型。实验2-6 建立状态框图一、实验目的：1、掌握建立对象的状态框图；二、实验要求：1、根据设计模型中设计类，在rose中建立它们的状态框图；三、预备知识：1、添加状态框图：l 右击浏览器中的类，选择弹出菜单中的New菜单，单击Statechart Diagram；l 右击类框图的类，选择弹出菜单中的Sub Diagram菜单，单击New Statechart Diagram；2、添加状态：l 选择状态框图工具栏中的State，单击状态框图中要放对象的位置;l 双击对象，在状态规范窗口中设

33、置状态的名称和动作；3、增加过渡：l 选择状态框图工具栏中的Transition；l 单击过渡开始的状态向过渡结束状态拖动一条过渡线；l 设置过渡规范，包括事件，保护条件等；4、增加开始状态： l 选择状态框图工具栏中的Start State图标；l 单击状态框图中的出现开始状态处；5、增加停止状态： l 选择状态框图工具栏中的End State图标；l 单击状态框图中的出现停止状态处；6、状态框图工具栏说明：开始状态结束状态从一个活动或状态过渡到另一活动或状态过渡到当前活动或状态状态四、实验内容：1、建立Bitem(书目)状态框图，参考如下图；2、建立Reader(读者)状态框图，参考如下图；3、根据设计类，建立其他类的状态