UML軟件建模任務(wù)驅(qū)動教程（第3版）業(yè)務(wù)處理模塊建模

業(yè)務(wù)處理模塊建模UML軟件建模任務(wù)驅(qū)動教程（第3版）教學目標（1）理解狀態(tài)機、狀態(tài)與狀態(tài)機圖的區(qū)別；（2）熟悉UML狀態(tài)機圖的組成與描述方法；（3）熟悉UML通信圖的構(gòu)成（4）學會構(gòu)思狀態(tài)機圖與通信圖；（5）學會在RationalRose中繪制狀態(tài)機圖與通信圖；（6）認識UML時序圖、交互概況圖和組合結(jié)構(gòu)圖（1）狀態(tài)機、狀態(tài)與狀態(tài)機圖的區(qū)別；（2）UML狀態(tài)機圖的組成；（3）UML通信圖的構(gòu)成；（4）在RationalRose中繪制狀態(tài)機圖與通信圖任務(wù)驅(qū)動教學法、分組討論法、自主學習法、探究式訓練法教學導航教學重點教學方法課時建議6課時前導訓練任務(wù)6-1繪制圖書借出與歸還模塊的用例圖任務(wù)6-2繪制圖書借出類的類圖任務(wù)6-3繪制圖書借出界面類的類圖任務(wù)6-4繪制圖書借出的順序圖任務(wù)6-5繪制圖書借出的活動圖（1）創(chuàng)建一個Rose模型，將其命名為“06業(yè)務(wù)處理模塊模型”，且保存在本單元對應(yīng)的文件夾中。（2）分析“圖書借出與歸還”業(yè)務(wù)處理模塊的功能需求、參與者和用例，使用RationalRose繪制“圖書借出與歸還”業(yè)務(wù)處理模塊的用例圖。任務(wù)描述操作提示（1）啟動RationalRose。（2）保存Rose模型。（3）“圖書借出與歸還”業(yè)務(wù)處理模塊的主要功能有借出圖書、歸還圖書和續(xù)借圖書等，其中續(xù)借圖書又包括憑書續(xù)借和憑證續(xù)借。圖書借出與歸還主要由圖書借閱員完成。前導訓練任務(wù)6-1繪制圖書借出與歸還模塊的用例圖任務(wù)6-2繪制圖書借出類的類圖任務(wù)6-3繪制圖書借出界面類的類圖任務(wù)6-4繪制圖書借出的順序圖任務(wù)6-5繪制圖書借出的活動圖設(shè)計圖書管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理模塊的“圖書借出類”，且使用RationalRose繪制“圖書借出類”的類圖。任務(wù)描述操作提示“圖書借出類”的主要屬性有借閱ID、借閱者編號、圖書條碼、借出日期、應(yīng)還日期、續(xù)借次數(shù)、圖書借閱員等?！皥D書借出類”的主要方法有獲取借閱者數(shù)據(jù)、獲取圖書數(shù)據(jù)、獲取圖書借閱數(shù)量、獲取圖書借閱數(shù)據(jù)、獲取超期未還數(shù)據(jù)、判斷是否有超期未還圖書、新增借閱信息、修改現(xiàn)有圖書數(shù)量等。前導訓練任務(wù)6-1繪制圖書借出與歸還模塊的用例圖任務(wù)6-2繪制圖書借出類的類圖任務(wù)6-3繪制圖書借出界面類的類圖任務(wù)6-4繪制圖書借出的順序圖任務(wù)6-5繪制圖書借出的活動圖設(shè)計圖書管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理模塊的“圖書借出界面類”，且使用RationalRose繪制“圖書借出界面類”的類圖。任務(wù)描述操作提示“圖書借出界面類”的主要方法有創(chuàng)建窗體對象、獲取借閱者數(shù)據(jù)、獲取圖書數(shù)據(jù)、執(zhí)行借閱操作、修改借閱數(shù)據(jù)、檢查是否為空等。前導訓練任務(wù)6-1繪制圖書借出與歸還模塊的用例圖任務(wù)6-2繪制圖書借出類的類圖任務(wù)6-3繪制圖書借出界面類的類圖任務(wù)6-4繪制圖書借出的順序圖任務(wù)6-5繪制圖書借出的活動圖分析圖書管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理模塊的“圖書借出”所涉及的類、方法及其實現(xiàn)過程，使用RationalRose繪制圖書借出的順序圖。任務(wù)描述操作提示圖書借出涉及的參與者是圖書借閱員，涉及的類有“圖書借出界面類”“圖書借出類”和“數(shù)據(jù)庫操作類”。調(diào)用“圖書借出界面類”的方法創(chuàng)建窗口界面，調(diào)用“圖書借出界面類”“圖書借出類”和“數(shù)據(jù)庫操作類”的有關(guān)方法獲取借閱者數(shù)據(jù)和圖書數(shù)據(jù)。然后調(diào)用有關(guān)方法實現(xiàn)圖書借出、修改圖書現(xiàn)有數(shù)量、設(shè)置圖書狀態(tài)和重新獲取借閱數(shù)據(jù)等。前導訓練任務(wù)6-1繪制圖書借出與歸還模塊的用例圖任務(wù)6-2繪制圖書借出類的類圖任務(wù)6-3繪制圖書借出界面類的類圖任務(wù)6-4繪制圖書借出的順序圖任務(wù)6-5繪制圖書借出的活動圖分析圖書管理系統(tǒng)中“圖書借出”的動作狀態(tài)或活動狀態(tài)、決策以及各個狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，使用RationalRose繪制圖書借出的活動圖。任務(wù)描述操作提示圖書借出過程主要涉及以下活動或動作：選擇借閱者、顯示已借圖書信息、選擇圖書、執(zhí)行借書操作、修改圖書現(xiàn)有數(shù)量、設(shè)置圖書狀態(tài)、重新顯示已借書信息。還會涉及以下決策判斷：判斷借閱者是否有超期未還圖書，如果有超期未還圖書，則要先執(zhí)行罰款操作。判斷借書證狀態(tài)，對于無效借書證不能執(zhí)行借書操作，無效借書證主要指借書證過期失效、借書證已掛失、借書數(shù)量超出了限制數(shù)量等。引例探析我們使用計算機工作一般要經(jīng)過以下幾個狀態(tài)：開機、計算機啟動、工作中、空閑和關(guān)機，繪制狀態(tài)機圖描述計算機如何從啟動狀態(tài)到關(guān)機狀態(tài)，以及如何從工作狀態(tài)到空閑狀態(tài)?！驹囈辉嚒抗潭娫挼臓顟B(tài)機圖知識疏理1．認知UML的狀態(tài)機圖（1）狀態(tài)機概述狀態(tài)機是展示狀態(tài)與狀態(tài)轉(zhuǎn)換的圖。在面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計中，對象的狀態(tài)、狀態(tài)的轉(zhuǎn)換、觸發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件、對象對事件的響應(yīng)都可以用狀態(tài)機來描述。狀態(tài)機包含了一個類的對象在其生命周期內(nèi)所有狀態(tài)的序列以及對象對接收到的事件所產(chǎn)生的反應(yīng)。利用狀態(tài)機可以精確地描述對象的行為：從對象的開始狀態(tài)起，開始響應(yīng)事件并執(zhí)行某些動作，這些事件引起狀態(tài)的轉(zhuǎn)換；對象在新的狀態(tài)下又開始響應(yīng)狀態(tài)和執(zhí)行動作。知識疏理1．認知UML的狀態(tài)機圖（1）狀態(tài)機概述UML的狀態(tài)機由狀態(tài)、轉(zhuǎn)換、事件、動作和活動組成。①狀態(tài)表示一個模型在其生存周期內(nèi)的狀況，如滿足某些條件、執(zhí)行某些操作或等待某些事件。③事件是在某個時間產(chǎn)生的，可以觸發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，例如信號、對象的創(chuàng)建和銷毀、超時，以及條件的改變等。④動作是一個可執(zhí)行的原子計算，它導致狀態(tài)的變更或者返回一個值。②轉(zhuǎn)換表示兩個不同狀態(tài)之間的聯(lián)系，事件可以觸發(fā)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。⑤活動是在狀態(tài)機中進行的一個非原子的執(zhí)行，由一系列動作組成。知識疏理1．認知UML的狀態(tài)機圖（2）狀態(tài)機圖概述狀態(tài)機圖是對類所描述事件的補充說明，它顯示了類的所有對象可能具有的狀態(tài)，以及引起狀態(tài)變化的事件。狀態(tài)機圖僅用于具有下列特點的類：具有若干個確定的狀態(tài)，類的行為在這些狀態(tài)下會受影響且被不同的狀態(tài)改變。狀態(tài)機圖描述一段時間內(nèi)對象所處的狀態(tài)和狀態(tài)的變化狀態(tài)機圖顯示了單個類的生命周期知識疏理1．認知UML的狀態(tài)機圖（3）狀態(tài)機圖的組成①狀態(tài)。所有對象都具有狀態(tài)，狀態(tài)是對象執(zhí)行了一系列活動的結(jié)果。如果發(fā)生了某個事件，就會使對象的狀態(tài)發(fā)生變化。狀態(tài)機圖中可以定義以下幾種狀態(tài)開始狀態(tài)結(jié)束狀態(tài)中間狀態(tài)復合狀態(tài)知識疏理1．認知UML的狀態(tài)機圖（3）狀態(tài)機圖的組成②轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換表示當一個特定事件發(fā)生或者某些條件得到滿足時，一個源狀態(tài)下的對象在完成一定的動作后將發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)向另一個稱之為目標狀態(tài)的狀態(tài)。當發(fā)生轉(zhuǎn)換時，轉(zhuǎn)換進入的狀態(tài)稱為活動狀態(tài)，轉(zhuǎn)換離開的狀態(tài)變?yōu)榉腔顒訝顟B(tài)。一個轉(zhuǎn)換一般包括五個部分源狀態(tài)目標狀態(tài)觸發(fā)事件監(jiān)護條件動作知識疏理1．認知UML的狀態(tài)機圖（3）狀態(tài)機圖的組成③事件。事件表示在某一特定的時間或空間出現(xiàn)的能夠觸發(fā)狀態(tài)改變的變化，例如接收到的從一個對象對另一個對象發(fā)送的信號、某些值的改變或一個時間段的終結(jié)。事件有多種，大致可分為入口事件、出口事件、動作事件、信號事件、調(diào)用事件、時間事件、延遲事件等多種。知識疏理2．認知UML的通信圖（1）通信圖概述通信圖主要用于顯示系統(tǒng)之間需要哪些鏈接以傳遞交互的消息。通信圖也表示對象之間的交互關(guān)系通信圖側(cè)重于描述哪些對象之間有消息傳遞順序圖和通信圖在語義上是等價的，所以可以先從一種交互圖進行建模，然后再將其轉(zhuǎn)換成另一種圖，而且在轉(zhuǎn)換中不會丟失信息。010203知識疏理2．認知UML的通信圖（2）通信圖的構(gòu)成①對象②鏈接③消息流鏈接用于在通信圖中傳輸或?qū)崿F(xiàn)消息的傳遞，鏈接以連接兩個參與者的單一線條表示。鏈接的目的是讓消息在不同系統(tǒng)對象之間傳遞。沒有鏈接，兩個對象之間無法彼此交互。知識疏理3．認知UML的時序圖時序圖最常應(yīng)用于實時或嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)中。在時序圖中，每個消息都有與其相關(guān)的時間信息時序圖顯示系統(tǒng)內(nèi)各對象處于某種特定狀態(tài)的時間，以及觸發(fā)這些狀態(tài)發(fā)生變化的消息。時序圖用于描述系統(tǒng)特定情況下各對象之間的交互。方法指導狀態(tài)機圖的描述方法如下所示。（1）狀態(tài)：用一個圓角矩形表示，框內(nèi)標有狀態(tài)的名稱和其他信息。（2）轉(zhuǎn)換：用帶箭頭的直線表示，從出發(fā)狀態(tài)指向目標狀態(tài)。（3）開始狀態(tài)：開始狀態(tài)是狀態(tài)機圖的起點，用實心圓表示。（4）結(jié)束狀態(tài)：終始狀態(tài)是狀態(tài)機圖的終點，用一個圓中套一個小實心圓表示。（5）判定：判定是狀態(tài)機圖中一個特定的位置，工作流在此按條件取值發(fā)生分支，用一個空心小菱形表示。（6）同步：同步定義了并發(fā)工作流的分叉（Fork）與匯合（Join），同步用一條粗短實線表示，分叉的示意圖如圖所示，匯合的示意圖如圖所示。狀態(tài)的分叉示意圖狀態(tài)的匯合示意圖任務(wù)6-6繪制圖書的狀態(tài)機圖和圖書借出的通信圖引導訓練任務(wù)描述（1）繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書的狀態(tài)機圖。（2）繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書借出的通信圖。任務(wù)實施1．構(gòu)思圖書管理系統(tǒng)中圖書的狀態(tài)機圖新書進入流通狀態(tài)已借出狀態(tài)待借出狀態(tài)退出流通狀態(tài)圖書管理系統(tǒng)中的圖書主要有四種狀態(tài)：任務(wù)實施2．繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書的狀態(tài)機圖（1）創(chuàng)建狀態(tài)機圖（2）顯示狀態(tài)機圖【編輯】窗口任務(wù)實施2．繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書的狀態(tài)機圖（3）添加開始狀態(tài)任務(wù)實施2．繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書的狀態(tài)機圖（4）添加狀態(tài)（5）設(shè)置狀態(tài)的屬性任務(wù)實施2．繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書的狀態(tài)機圖（6）添加結(jié)束狀態(tài)任務(wù)實施2．繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書的狀態(tài)機圖（7）添加狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換（8）添加轉(zhuǎn)換的事件任務(wù)實施2．繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書的狀態(tài)機圖（9）完善狀態(tài)機圖（10）保存繪制的狀態(tài)機圖單擊菜單【File】→【Save】，或者單擊工具欄中的【Save】按鈕保存所繪制的狀態(tài)機圖。任務(wù)實施3．構(gòu)思圖書管理系統(tǒng)中圖書借出的通信圖（1）圖書借閱員執(zhí)行借出圖書操作，系統(tǒng)發(fā)送創(chuàng)建界面的消息，圖書借出界面創(chuàng)建并顯示后，界面發(fā)送獲取借閱者信息的消息，然后向圖書借出類發(fā)送獲取借閱者信息的消息，接著向數(shù)據(jù)庫操作類發(fā)送從數(shù)據(jù)表提取數(shù)據(jù)的消息。數(shù)據(jù)庫操作類收到消息后，從后臺數(shù)據(jù)表中提取所需的借閱者數(shù)據(jù)后返回到圖書借出界面。（2）界面發(fā)送獲取圖書信息的消息，然后向圖書借出類發(fā)送獲取圖書信息的消息，接著向數(shù)據(jù)庫操作類發(fā)送從數(shù)據(jù)表提取數(shù)據(jù)的消息。數(shù)據(jù)庫操作類收到消息后，從后臺數(shù)據(jù)表中提取所需的圖書數(shù)據(jù)后返回到圖書借出界面。（3）界面發(fā)送借出操作的消息，然后向圖書借出類發(fā)送增加借閱記錄的消息，接著向數(shù)據(jù)庫操作類發(fā)送向數(shù)據(jù)表插入記錄的消息。數(shù)據(jù)表執(zhí)行記錄插入和更新操作后，返回借出成功的消息。任務(wù)實施4．繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書借出的通信圖（1）建立新的通信圖（2）顯示通信圖的【編輯】窗口和編輯工具欄雙擊【模型瀏覽】窗口中的“UseCaseView”節(jié)點中的項“圖書借出通信圖”，顯示通信圖【編輯】窗口和編輯工具欄。任務(wù)實施4．繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書借出的通信圖（3）添加一個類對象任務(wù)實施4．繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書借出的通信圖（4）添加一個參與者對象任務(wù)實施4．繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書借出的通信圖（5）添加對象之間的通信路徑任務(wù)實施4．繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書借出的通信圖（6）添加對象間的消息在通信圖的對象之間添加消息為消息1添加內(nèi)容任務(wù)實施4．繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書借出的通信圖（6）添加對象間的消息為反身消息添加多個消息內(nèi)容的方法添加多個消息的通信圖任務(wù)實施4．繪制圖書管理系統(tǒng)中圖書借出的通信圖（7）添加數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流描述通信圖中一個對象向另一個對象發(fā)送消息時返回的消息。一般來說，對通信圖的每個消息都加上數(shù)據(jù)流是不必要的，這樣會使通信圖中堆滿價值不大的信息。只要在一些重要消息上附加數(shù)據(jù)流即可。知識鏈接順序圖與通信圖同屬于交互圖，在實際設(shè)計中，只要繪制其中的一種圖，選擇已繪制一種圖后按F5鍵，就能自動創(chuàng)建另一種圖。任務(wù)6-7繪制圖書歸還類的類圖同步訓練任務(wù)6-8繪制圖書歸還的順序圖任務(wù)6-9繪制圖書歸還的活動圖任務(wù)6-10繪制借書證的狀態(tài)機圖設(shè)計圖書管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理模塊的“圖書歸還類”，且使用RationalRose繪制“圖書歸還類”的類圖。任務(wù)描述操作提示“圖書歸還類”的主要屬性有借閱者編號、圖書條碼、圖書借閱員等。主要方法有獲取圖書借閱數(shù)據(jù)、修改圖書借閱數(shù)據(jù)、修改圖書的現(xiàn)存數(shù)量和設(shè)置圖書狀態(tài)等。同步訓練任務(wù)6-7任務(wù)6-8任務(wù)6-9任務(wù)6-10繪制圖書歸還類的類圖繪制圖書歸還的順序圖繪制圖書歸還的活動圖繪制借書證的狀態(tài)機圖設(shè)計圖書管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理模塊的“借閱者類”和“借閱者數(shù)據(jù)管理界面類”，且使用RationalRose繪制“借閱者類”和“借閱者數(shù)據(jù)管理界面類”的類圖。任務(wù)描述操作提示（1）“借閱者類”的主要屬性有借閱者編號、姓名、性別、出生日期、借閱者類型、借書證狀態(tài)、辦證日期、截止日期、證件號碼、押金剩余、所屬部門等。（2）“借閱者數(shù)據(jù)管理界面類”的主要方法有創(chuàng)建窗體對象、獲取借閱者數(shù)據(jù)、新增借閱者、修改借閱者數(shù)據(jù)、刪除借閱者和打印借閱者數(shù)據(jù)等。（3）“新增借閱者界面類”的主要方法有創(chuàng)建新增借閱者窗體對象、初始化數(shù)據(jù)、檢查必須輸入數(shù)據(jù)的控件是否為空、保存新增的借閱者數(shù)據(jù)等。同步訓練任務(wù)6-7任務(wù)6-8任務(wù)6-9任務(wù)6-10繪制圖書歸還類的類圖繪制圖書歸還的順序圖繪制圖書歸還的活動圖繪制借書證的狀態(tài)機圖分析圖書管理系統(tǒng)中“圖書歸還”的動作狀態(tài)或活動狀態(tài)、決策及各個狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，使用RationalRose繪制圖書歸還的活動圖。任務(wù)描述操作提示圖書歸還過程主要涉及以下活動或動作：顯示已借圖書信息、選擇待歸還圖書、執(zhí)行歸還圖書操作、修改圖書現(xiàn)有數(shù)量、設(shè)置圖書狀態(tài)、重新顯示已借書信息。還會涉及以下決策判斷：判斷圖書是否超期，如果圖書已超期，則要先執(zhí)行罰款操作。判斷圖書是否被損壞，如果圖書被損壞，則先執(zhí)行處罰，然后執(zhí)行歸還操作。同步訓練任務(wù)6-7任務(wù)6-8任務(wù)6-9任務(wù)6-10繪制圖書歸還類的類圖繪制圖書歸還的順序圖繪制圖書歸還的活動圖繪制借書證的狀態(tài)機圖分析圖書管理系統(tǒng)中借書證的主要狀態(tài)，使用RationalRose繪制借書證的狀態(tài)機圖。任務(wù)描述操作提示借書證的主要狀態(tài)有：有效狀態(tài)、掛失狀態(tài)、無效狀態(tài)。單元小結(jié)狀態(tài)機圖是對類所描述事件的補充說明，它顯示了類的所有對象可能具有的狀態(tài)，以及引起狀態(tài)變化的事件。通信圖主要用于顯示系統(tǒng)之間需要哪些鏈接以傳遞交互的消息。從通信圖中可以很容易分辨出要發(fā)生交互時需要連接哪些系統(tǒng)對象。本單元介紹了UML狀態(tài)機圖的組成與描述方法，介紹了UML通信圖的基本概念與構(gòu)成，還介紹了UML的時序圖、交互概況圖和組合結(jié)構(gòu)圖。重點介紹了RationalRose中狀態(tài)機圖和通信圖的繪制方法。單元習題（1）UML的狀態(tài)機圖的圖形元素主要包括（）、轉(zhuǎn)換、（）、決策和（）。（2）UML中用狀態(tài)機對軟件系統(tǒng)的（）特征建模，通常一個狀態(tài)機依附于一個類，并且描述一個類的實例。（3）UML通信圖的圖形元素主要包括（）、鏈接和（）。通信圖也展示了對象之間的交互關(guān)系，強調(diào)的是交互的情況和參與交互的對象。（4）通信圖和順序圖只