国开电大软件工程形考作业3参考答案 (一)

答案见后几页

形考作业3:基于UML的大学图书馆图书信息管理系统设计实验

一、实验内容说明

对实验2的面向对象分析结果进行系统概要设计和详细设计。

设计系统构架，勾画出整个系统的总体结构，这项工作由全组成员参加，包括主

要子系统及其接口，主要的设计类和中间件等系统软件。设计时要考虑系统的可

维护性，以简单为第一原则一一简单的类、简单的接口、简单的协议、简单的描

述。

使用UML的配置图描述系统的物理拓扑结构以及在此结构上分布的软件元素。

用类图和顺序图对主要用例：借书、还书、处罚进行设计，并对其中的类进行详

细说明，包括属性设计和方法设计。

二、实验目的

（1）通过本实验使学生掌握UML建模语言的常用图形，面向对象的设计方法和

过程。特别是熟悉包图、顺序图、配置图和类图的应用。

（2）以小组形式完成本实验，锻炼同学之间的协作和沟通能力、自我学习和管

理能力。

（3）学生在实验过程中熟练掌握常用的CASE工具。

三、实验学时

8学时

四、实验步骤

（1）根据实验2画出的系统用例图和需求规格说明书规划系统的物理结构。

（2）组长和小组成员共同协商一份设计规范：设计用的图形符号、字体、大小

规范，界面设计规范，用语规范等。

（3）对借书用例、还书用例、处罚用例进行用例设计和类设计。

（4）对借书用例、还书用例、处罚用例使用顺序图设计类之间的消息通信。

（5）编写系统设计规格说明书。

五、实验要求

4人一组，分工如下：1名组长，负责整个小组的人员安排，工作计划，文理质

量，整体项目的协调等工作；2名系统分析员，专门负责需求分析，1名分析员,

专门负责系统的验收测试用例。虽然各有分工，但大家必须协同工作。

使用VISO或IBMRationalROSE工具软件。

各种说明书使用WORD软件。

六、结果

实验结果包括：

（1）系统配置图及其说明。

（2）系统体系结构划分及其说明。

（3）借书用例、还书用例、处罚用例的详细设计类图及其属性、方法说明。

（4）用顺序图分别对借|5用例、还M用例、处罚用例设计类之间的消息通信说

明。

（5）系统设计说明书。

七、成绩评定

组长给小组内每名成员评分，小组的成绩由指导教师给出，小组成绩作为组长的

成绩，每名成员的成绩;（组长评分+教师评分）/2。

请查看系统设计规格说明书模板，按照要求完成后提交你的实验结果。（本次实

验得分将直接计入形成性考核总成绩，务必重视！满分为10分）

答案：

基于UML的大学图书馆图书信息

管理系统设计实验

一、系统概述

1.1摘要

随着图书馆规模的不断扩大，图书数量也相应的增加，有关图书的各种信息

量也成倍增加，面对这庞大的信息量，传统的人工方式管理会导致图书馆管理上

的混乱，人力与物力过多浪费，图书馆管理费用的增加，从而使图书馆的负担过

重，影响整个图书馆的运作和控制管理，因此，必须制定一套合理、有效，规范

和实用的图书管理系统，对图书资料进行集中统一的管理。而开发一套完善的图

书管理系统的前提就是要进行软件开发建模。

UML它是一个支持模型化和软件系统开发的图形化语言，为软件开发的所有

阶段提供模型化和可视化支持，包括由需求分析到规格，到构造和配置。面向

对象的分析与设计方法的发展在80年代木至90年代中出现了一个高潮，UML是

这个高潮的产物。它不仅统一了Booch、Rumbaugh和Jacobson的表示方法，而

且对其作了进一步的发展，并最终统一为大众所接受的标准建模语言。它的各个

模型可以帮助开发人员更好地理解业务流程，建立更可靠、更完善的系统模型。

从而使用户和开发人员对问题的描述达到相同的理解，以减少语义差异，保障分

析的正确性。

关于这个图书馆系统，基本的需求比较简单，就是允许学生可以在图书馆借

阅和归还图巾，另外，也可以通过网络或者图竹馆的终端来查阅和预订书。当然,

图书馆管理员也可以本图书进行管理。为了简化系统，我们没有把图书馆中的人

员作细分。

1.2图书管理系统可行性分析

图书管理系统是一个面向学校图书馆用来进行图书管理的管理信息系统

(MIS)o该信息系统能够方便地为借阅者提供各种借阅服务，也能够为图书管

理员和系统管理员提供方便的管理服务。

随着政府机关与广大企事业单位内部网络的广泛建立，在通用信息平台上构

筑高效实用的协同工作和自动化办公应用系统，满足信息高度共享和即时发布的

需求，有效实现内部知识管理，已成为众多用户的共同需求。所以，一套行之有

效的应用软件开发是非常有必要的。

二、需求分析

2.1功能性需求

•图书管理系统能够为一定数量的借阅者提供服务。每个借阅者能够拥有唯一

标识其存在的编号。图书馆向每一个借阅者发放图书证，图书证中包含每一

个借阅者的编号和个人信息。系统通过一个单独的程序为借阅者提供服务，

不需要管理人员的干预，这些服务包括提供查询图书信息、、查询个人信息服

务和预定图书服务等。

•当借阅者需要借阅书籍、归还书籍时需要通过图书管理员进行，即借阅者不

直接与系统交互，而是图书管理员充当借阅者的代理与系统交互。当借闻者

节约的图书数量超过限制时，不允许借阅者再进行借阅。当借阅者借阅的图

书超过一定的期限时，需要对其进行处罚。借'闻图书时需要图书证作为凭据,

归还时不需要。

•系统管理员负责系统的管理维护工作，维护工作包括图书的添加、删除和修

改；书目的添加和删除；借阅者的添加、删除和修改，并且系统管理员能够

查询借阅者、图书和图书管理员的信息。

•可以通过图书的名称或图书的ISBN/ISSN号对图书进行查找。

2.2系统模块

•基本业务处理模块：基本业务处理模块主要用于实现图书管理员对借阅者借

阅图书和归还图书的处理。图书管理员通过合法的认证登录到该系统中，从

而管理借阅者的借阅和归还等活动。

•信息查询模块：信息查询模块主要用于实现借阅者对信息的查询，包括图书

信息的查询、自身信息的查询和书籍的预定等功能。

•系统维护模块：系统维护模块主要用于实现系统管理员对系统的管理和对数

据库的维护，系统的管理包括对借阅者信息、图书信息、图竹管理员信息和

书目信息等信息的维护。数据库的维护包括数据库的备份、恢复等数据库管

理操作。

2.3用例图

2.3.1借阅者用例图

•查找图书：借阅者可以通过图书名称或ISBN/ISSN号查找图书的详细信息。

•登录系统：借阅者能够根据图书证编号和相关密码登录自助机器，查询图书

信息、个人信息和进行图书预定。

•查询个人信息：每一个借阅者都可以通过自助机器在登录后查询自己的信

息、，但是不允许在未授权的情况下查询其他人的信息。

・预定图书：在登录自助系统后，借阅者可以预定相关的书籍内容。

•借阅图书：借阅者可以通过图书管理员借阅相关书籍。

•归还图书：借阅者通过图书管理员归还书籍，如果未按时归还，需要缴纳罚

金。

图2-3-1借阅者用例图

2.3.2图书管理员用例图

•处理借阅：借阅者可以通过图书管理员借阅书籍。当图书管理员处理借阅时,

需要检查用户的合法性，如果不合法，不允许借阅书籍。如果之前该图书已

经被该借阅者预定，需要删除该图书的预定信息。

•处理归还：借阅者可以通过图书管理员归还书籍。当借阅者的书籍超过一定

的期限时.，图书管理员需要收取罚金。

收取罚金

图2-3-2图书管理员用例图

2.3.3系统管理员用例图

•查询书籍信息：系统管理员有权限去查询各种图书的信息。

•添加书籍：书籍的添加是通过系统管理员进行的，图书添加时要输入书籍的

详细信息。

•删除书籍：书籍的删除也是通过系统管理员进行的，图书删除时书籍的所有

信息都将被删除。

•修改书籍：书籍的信息可以被系统管理员修改。

•查询读者信息：系统管理员有权限去查询读者的信息。

•添加读者：读者的添加是通过系统管理员进行的，读者被添加时需要输入读

者的详细信息。

・删除读者：读者的删除也是通过系统管理员进行的，读者被删除时读者的所

有信息都将被删除。

・修改读者信息：读者的信息可以被系统管理员修改。

•添加竹目：书目的添加是通过系统管理员进行的，巾目被添加时要输入竹目

的描述信息。

•删除书目：书目的删除也是通过系统管理员进行的，书目被删除时所有关于

该书目的图巾信息都将被清空。

图2-3-3系统管理员用例图

三、系统静态结构

3.1类图

3.1.1参与者的基本类图

分析确定系统参与者的属性。系统管理员登录系统时，需要提供系统管

理员的用户名和密码；对于每一个借阅者而言，图书证中包含借阅者的名称、

地址等，不同类型的借阅者可以借阅不同数目的图书，并且不同的借阅者允

许借阅和预定的天数也是不一的。根据分析结果建立参与者的基本雷图模

型，如图3-1-1所示。

借网者

1^Userid：String

^Nane：String

,能Address：String

aMaxBooks:Integer

1^,-MaxBorrowDays:Integer

孰Passwords：String

MaxReserveDays：Integer

系统管理员图书管理员

^AdninistratorNrime:String^>LibrarianNane:String

?Passwords:String^Passwords:String

图3-1-1参与者基本类图

3.1.2业务实体类图

系统中的主要业务实体类通常需要在数据库中进行存储，如需要存储图书的

信息，就需要一个图书类，同样，预定信息可以确定预定类；借阅信息可以确定

借阅类；对于书目信息的存储需要一个书目类。

每一本图书拥有和其他图书相区别的编号、目录名称编号、ISBN名称、作

者名称、出版社名称、书名称以及出版口期；借阅书籍时，借阅信息存储书籍的

编号、借阅者的编号以及借阅日期；预定图书信息存储书籍的编号、借阅者的编

号以及预定日期；书目信息包含书目的编号和书目的名称。业务实体类如图

3-1-2所不。

图书

引BookId:Long

^>TitleId:Integer

第ISBN:String

取Author:String借阅

^Publisher:String射BookId:Long

能Name:String^Userid:String

^►PublishDate:DaterLoanDate:Date

预定

能BookId:Long书目

勖Useld:String能Titleld:Integer

^>ReserveDate:Date鼠Title:String

图3T-2业务实体类图

3.1.3类之间的关系

图1t

命Id:

命BOokId

书目6借阅

配Titls

^>TitleId:IntegerBX•能Bookid:Long

能IS

thor:飘serld:String

电Title:String命AUi

publs%LoanDate：Date

命hse

xame•

配blis

puhD

图3-1-3类之间的关系

3.1.4边界类图

边界类是一种用于对系统外部环境与其内部运作之间的交互进行建模的类。

这种交互包括转换事件，并记录系统表示方式中的变更。图书管理系统中建立的

边界类模型如图所示。

图书管理界面书目管理界面用户侑息显示界面图书预定界面

图3-1-3边界类图

3.2类的清单

名称生成可见性抽象类的类型

图书管理界面TRUEpublicFALSEClass

借阅者管理界面TRUEpublicFALSEClass

书目管理界面TRUEpublicFALSEClass

登录界面TRUEpublicFALSEClass

上界面TRUEpublicFALSEClass

用户信息显示界面TRUEpublicFALSEClass

图书预定界面TRUEpublicFALSEClass

控制类TRUEpublicFALSEClass

借阅者TRUEpublicFALSEClass

图书管理员TRUEpublicFALSEClass

系统管理员TRUEpublicFALSEClass

3.3类的属性清单

3.3.1借阅者属性清单

名称代码数据类型可见性类元只读

借阅者编号UseridStringprivate借阅者FALSE

借阅者名称NameStringprivate借阅者FALSE

借阅者地址AddressStringprivate借阅者FALSE

最大借书数量MaxBooksIntegerprivate借阅者FALSE

最长借阅口期MaxBorrowDaysIntegerprivate借阅者FALSE

密码PasswordsStringprivate借阅者FALSE

最大预定天数McixReserveDaysIntegerprivate借阅者FALSE

3.3.2图书管理员属性清单

名称代码数据类型可见性类元只读

图书管理员名LibrarianNameStringprivate图书管理员FALSE

称

密码PasswordsStringprivate图书管理员FALSE

3.3.3系统管理员属性清单

名称代码数据类型可见性类元只读

系统管理员名AdministratorNStringprivate系统管理员FALSE

称ame

密码PasswordsStringprivate系统管理员FALSE

3.3.4借阅类的属性清单

名称代码数据类型可见性类元只读

图书编号BookIdLongprivate借阅FALSE

借阅者编号UseridStringprivate借阅FALSE

借阅日期LeanDateDateprivate借阅FALSE

3.3.5图书类的属性清单

名称代码数据类型可见性类元只读

图书编号BookIdLongprivate图书FALSE

书目名称编号TitleldIntegerprivate图书FALSE

ISBN名称ISBNStringprivate图书FALSE

作者AuthorStringprivate图书FALSE

出版社PublisherStringprivate图书FALSE

书名NameStringprivate图书FALSE

出版□期PublishDateDateprivate图书l-Al.S-

3.3.6书目类的属性清单

名称代码数据类型可见性类元只读

书目名称编号TitleldIntegerprivate书目FALSE

书目名称TitleStringprivate书目FALSE

3.3.7预定类的属性清单

名称代码数据类型可见性类元只读

图书编号BookidLongprivate预定FALSE

借阅者编号UseldStringprivate预定FALSE

预定日期RcservcDateDateprivate预定FALSE

四、系统动态结构

4.1序列图

序列图描绘系统中的一组对象在时间上交互的整体行为。在图书管理系统

中，根据以上的用例可以获得以下序列图。

4.1.1借阅者查找图书序列图

:图书

:图书管理界而

1：查找图书

->

2:根梅图书编号杳找图书

3:返回图书信息

<

4:显示图书信息

<

图4-1-1借阅者查找图书序列图

4.1.2借阅者查询个人信息序列图

:用户信息显示界面

2:返回宅录信息

3;实例化借阅者对皴

4:返回借阅者信息

<

5:显示借阅者信息

图4-1-2借阅者查询个人信息序列图

4.1.3借阅者预定图书序列图

:做定

X:I匆杼询过界面:图书

借阅者

~|1:预定图书

2:查找图书

---------------------->

3:返回图书信息

<

4:漆加预定图书

---------------------------------------------->

5:返回是否预订成功信息

《

6:显示是否预丁成功信息

<--------——------

图4T-3借阅者预定图书序列图

4.1.4图书管理员处理借阅序列图

:图书:借阅

:图M特用员:图书法理界面

I:提交图书证和书籍

2:借出图书

3:选择图书

—>

4：书本值e

<

5:添加借阅国书信息

6：6，借阅图书信息

7:添加借阅信息消息

8:显示借阅信息

<

9:归还书籍和图书正

<

图4-1-4图书管理员处理借阅序列图

4.1.5图书管理员处理还书序列图

:借同

:图心省理员:图仔管理界面

1：提交借阅书籍

2;处理还节

3:获取图书信息

>

4:图书信息

5:删除借门记录

G吉是否超期

<

7:列除借阅记录

<

8:返回网除消息

9:显示归还消息

<

图4-1-5图书管理员处理还书序列图

4.1.6系统管理员查询书籍序列图

:图书管理界面

1：查找图书

2:根据图书编号查找图书

3:返回图书信息

4:显示图书信息T

<

图4-1-6系统管理员查询书籍序列图

4.1.7系统管理员添加书籍序列图

：M目:图书

:系统管理员:图-竹管理界而

图4-1-7系统管理员添加书籍序列图

4.1.8系统管理员删除书籍序列图

;图书

:图书管理界面

1：删除图书

2:查找图书

3:图书信息

<

4：删除图书

5:删除信息

<

6:显示删除信息

<

图4-1-8系统管理员删除书籍序列图

4.1.9系统管理员修改书籍序列图

:留居管理界面:图书

1:修改到书

2:查找图书

3：图书信息

<

4:篆改图书信息

5:修改图书

6:修改信息

<

7:显示修改信息

<-----------------

图4-1-9系统管理员修改书籍序列图

4.1.10系统管理员杳询借阅者信息序列图

:系统管理员:借阅者

1：查询借阅者信息

2:查询借阅者信息

>r

3:借阅者信息

4:显示借阅者信息

<

图4-1-10系统管理员查询借阅者信息序列图

4.1.11系统管理员添加借阅者序列图

借阅者

1：添加借阅者

2:添加借阅苕信息

3:插入借阅者

4:插入借阅者信息

<

5:显示插入借阅者信息是否成功

<

图4TT1系统管理员添加借阅者序列图

4.1.12系统管理员删除借阅者序列图

:系统管理员

1：删除消•阅者

4------------------------->

2:杳沟借阅者

-^1

3:借阅者信息

<

4:删除借阅者

->

5：是否删除成功

<

6:显示是否删除成功信息

<

图4-1-12系统管理员删除借阅者序列图

4.1.13系统管理员修改借阅者信息序列图

:借阅者管理界面

:借阅者

1：修改借阅者信息

-------------------->

2:查询借阅者

>

3:借阅者信息

<

4:填写修改信息

5:修改借阅者

6:是否修改成功

<

7:显示修改是否成功消息

<

图4-1-13系统管理员修改借阅者信息序列图

4.1.14系统管理员添加书目序列图

:朽目

1：添加书目

>

2:喻入书目信息

<