國開電大軟件工程形考作業(yè)3參考答案 (一)

答案見后幾頁

形考作業(yè)3:基于UML的大學(xué)圖書館圖書信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容說明

對實(shí)驗(yàn)2的面向?qū)ο蠓治鼋Y(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)系統(tǒng)構(gòu)架，勾畫出整個(gè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，這項(xiàng)工作由全組成員參加，包括主

要子系統(tǒng)及其接口，主要的設(shè)計(jì)類和中間件等系統(tǒng)軟件。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮系統(tǒng)的可

維護(hù)性，以簡單為第一原則一一簡單的類、簡單的接口、簡單的協(xié)議、簡單的描

述。

使用UML的配置圖描述系統(tǒng)的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及在此結(jié)構(gòu)上分布的軟件元素。

用類圖和順序圖對主要用例：借書、還書、處罰進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對其中的類進(jìn)行詳

細(xì)說明，包括屬性設(shè)計(jì)和方法設(shè)計(jì)。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1）通過本實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握UML建模語言的常用圖形，面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法和

過程。特別是熟悉包圖、順序圖、配置圖和類圖的應(yīng)用。

（2）以小組形式完成本實(shí)驗(yàn)，鍛煉同學(xué)之間的協(xié)作和溝通能力、自我學(xué)習(xí)和管

理能力。

（3）學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中熟練掌握常用的CASE工具。

三、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)

8學(xué)時(shí)

四、實(shí)驗(yàn)步驟

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)2畫出的系統(tǒng)用例圖和需求規(guī)格說明書規(guī)劃系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)。

（2）組長和小組成員共同協(xié)商一份設(shè)計(jì)規(guī)范：設(shè)計(jì)用的圖形符號(hào)、字體、大小

規(guī)范，界面設(shè)計(jì)規(guī)范，用語規(guī)范等。

（3）對借書用例、還書用例、處罰用例進(jìn)行用例設(shè)計(jì)和類設(shè)計(jì)。

（4）對借書用例、還書用例、處罰用例使用順序圖設(shè)計(jì)類之間的消息通信。

（5）編寫系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)格說明書。

五、實(shí)驗(yàn)要求

4人一組，分工如下：1名組長，負(fù)責(zé)整個(gè)小組的人員安排，工作計(jì)劃，文理質(zhì)

量，整體項(xiàng)目的協(xié)調(diào)等工作；2名系統(tǒng)分析員，專門負(fù)責(zé)需求分析，1名分析員,

專門負(fù)責(zé)系統(tǒng)的驗(yàn)收測試用例。雖然各有分工，但大家必須協(xié)同工作。

使用VISO或IBMRationalROSE工具軟件。

各種說明書使用WORD軟件。

六、結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果包括：

（1）系統(tǒng)配置圖及其說明。

（2）系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)劃分及其說明。

（3）借書用例、還書用例、處罰用例的詳細(xì)設(shè)計(jì)類圖及其屬性、方法說明。

（4）用順序圖分別對借|5用例、還M用例、處罰用例設(shè)計(jì)類之間的消息通信說

明。

（5）系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書。

七、成績評定

組長給小組內(nèi)每名成員評分，小組的成績由指導(dǎo)教師給出，小組成績作為組長的

成績，每名成員的成績;（組長評分+教師評分）/2。

請查看系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)格說明書模板，按照要求完成后提交你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（本次實(shí)

驗(yàn)得分將直接計(jì)入形成性考核總成績，務(wù)必重視！滿分為10分）

答案：

基于UML的大學(xué)圖書館圖書信息

管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

一、系統(tǒng)概述

1.1摘要

隨著圖書館規(guī)模的不斷擴(kuò)大，圖書數(shù)量也相應(yīng)的增加，有關(guān)圖書的各種信息

量也成倍增加，面對這龐大的信息量，傳統(tǒng)的人工方式管理會(huì)導(dǎo)致圖書館管理上

的混亂，人力與物力過多浪費(fèi)，圖書館管理費(fèi)用的增加，從而使圖書館的負(fù)擔(dān)過

重，影響整個(gè)圖書館的運(yùn)作和控制管理，因此，必須制定一套合理、有效，規(guī)范

和實(shí)用的圖書管理系統(tǒng)，對圖書資料進(jìn)行集中統(tǒng)一的管理。而開發(fā)一套完善的圖

書管理系統(tǒng)的前提就是要進(jìn)行軟件開發(fā)建模。

UML它是一個(gè)支持模型化和軟件系統(tǒng)開發(fā)的圖形化語言，為軟件開發(fā)的所有

階段提供模型化和可視化支持，包括由需求分析到規(guī)格，到構(gòu)造和配置。面向

對象的分析與設(shè)計(jì)方法的發(fā)展在80年代木至90年代中出現(xiàn)了一個(gè)高潮，UML是

這個(gè)高潮的產(chǎn)物。它不僅統(tǒng)一了Booch、Rumbaugh和Jacobson的表示方法，而

且對其作了進(jìn)一步的發(fā)展，并最終統(tǒng)一為大眾所接受的標(biāo)準(zhǔn)建模語言。它的各個(gè)

模型可以幫助開發(fā)人員更好地理解業(yè)務(wù)流程，建立更可靠、更完善的系統(tǒng)模型。

從而使用戶和開發(fā)人員對問題的描述達(dá)到相同的理解，以減少語義差異，保障分

析的正確性。

關(guān)于這個(gè)圖書館系統(tǒng)，基本的需求比較簡單，就是允許學(xué)生可以在圖書館借

閱和歸還圖巾，另外，也可以通過網(wǎng)絡(luò)或者圖竹館的終端來查閱和預(yù)訂書。當(dāng)然,

圖書館管理員也可以本圖書進(jìn)行管理。為了簡化系統(tǒng)，我們沒有把圖書館中的人

員作細(xì)分。

1.2圖書管理系統(tǒng)可行性分析

圖書管理系統(tǒng)是一個(gè)面向?qū)W校圖書館用來進(jìn)行圖書管理的管理信息系統(tǒng)

(MIS)o該信息系統(tǒng)能夠方便地為借閱者提供各種借閱服務(wù)，也能夠?yàn)閳D書管

理員和系統(tǒng)管理員提供方便的管理服務(wù)。

隨著政府機(jī)關(guān)與廣大企事業(yè)單位內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的廣泛建立，在通用信息平臺(tái)上構(gòu)

筑高效實(shí)用的協(xié)同工作和自動(dòng)化辦公應(yīng)用系統(tǒng)，滿足信息高度共享和即時(shí)發(fā)布的

需求，有效實(shí)現(xiàn)內(nèi)部知識(shí)管理，已成為眾多用戶的共同需求。所以，一套行之有

效的應(yīng)用軟件開發(fā)是非常有必要的。

二、需求分析

2.1功能性需求

?圖書管理系統(tǒng)能夠?yàn)橐欢〝?shù)量的借閱者提供服務(wù)。每個(gè)借閱者能夠擁有唯一

標(biāo)識(shí)其存在的編號(hào)。圖書館向每一個(gè)借閱者發(fā)放圖書證，圖書證中包含每一

個(gè)借閱者的編號(hào)和個(gè)人信息。系統(tǒng)通過一個(gè)單獨(dú)的程序?yàn)榻栝喺咛峁┓?wù)，

不需要管理人員的干預(yù)，這些服務(wù)包括提供查詢圖書信息、、查詢個(gè)人信息服

務(wù)和預(yù)定圖書服務(wù)等。

?當(dāng)借閱者需要借閱書籍、歸還書籍時(shí)需要通過圖書管理員進(jìn)行，即借閱者不

直接與系統(tǒng)交互，而是圖書管理員充當(dāng)借閱者的代理與系統(tǒng)交互。當(dāng)借聞?wù)?/p>

節(jié)約的圖書數(shù)量超過限制時(shí)，不允許借閱者再進(jìn)行借閱。當(dāng)借閱者借閱的圖

書超過一定的期限時(shí)，需要對其進(jìn)行處罰。借'聞圖書時(shí)需要圖書證作為憑據(jù),

歸還時(shí)不需要。

?系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理維護(hù)工作，維護(hù)工作包括圖書的添加、刪除和修

改；書目的添加和刪除；借閱者的添加、刪除和修改，并且系統(tǒng)管理員能夠

查詢借閱者、圖書和圖書管理員的信息。

?可以通過圖書的名稱或圖書的ISBN/ISSN號(hào)對圖書進(jìn)行查找。

2.2系統(tǒng)模塊

?基本業(yè)務(wù)處理模塊：基本業(yè)務(wù)處理模塊主要用于實(shí)現(xiàn)圖書管理員對借閱者借

閱圖書和歸還圖書的處理。圖書管理員通過合法的認(rèn)證登錄到該系統(tǒng)中，從

而管理借閱者的借閱和歸還等活動(dòng)。

?信息查詢模塊：信息查詢模塊主要用于實(shí)現(xiàn)借閱者對信息的查詢，包括圖書

信息的查詢、自身信息的查詢和書籍的預(yù)定等功能。

?系統(tǒng)維護(hù)模塊：系統(tǒng)維護(hù)模塊主要用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理員對系統(tǒng)的管理和對數(shù)

據(jù)庫的維護(hù)，系統(tǒng)的管理包括對借閱者信息、圖書信息、圖竹管理員信息和

書目信息等信息的維護(hù)。數(shù)據(jù)庫的維護(hù)包括數(shù)據(jù)庫的備份、恢復(fù)等數(shù)據(jù)庫管

理操作。

2.3用例圖

2.3.1借閱者用例圖

?查找圖書：借閱者可以通過圖書名稱或ISBN/ISSN號(hào)查找圖書的詳細(xì)信息。

?登錄系統(tǒng)：借閱者能夠根據(jù)圖書證編號(hào)和相關(guān)密碼登錄自助機(jī)器，查詢圖書

信息、個(gè)人信息和進(jìn)行圖書預(yù)定。

?查詢個(gè)人信息：每一個(gè)借閱者都可以通過自助機(jī)器在登錄后查詢自己的信

息、，但是不允許在未授權(quán)的情況下查詢其他人的信息。

?預(yù)定圖書：在登錄自助系統(tǒng)后，借閱者可以預(yù)定相關(guān)的書籍內(nèi)容。

?借閱圖書：借閱者可以通過圖書管理員借閱相關(guān)書籍。

?歸還圖書：借閱者通過圖書管理員歸還書籍，如果未按時(shí)歸還，需要繳納罰

金。

圖2-3-1借閱者用例圖

2.3.2圖書管理員用例圖

?處理借閱：借閱者可以通過圖書管理員借閱書籍。當(dāng)圖書管理員處理借閱時(shí),

需要檢查用戶的合法性，如果不合法，不允許借閱書籍。如果之前該圖書已

經(jīng)被該借閱者預(yù)定，需要?jiǎng)h除該圖書的預(yù)定信息。

?處理歸還：借閱者可以通過圖書管理員歸還書籍。當(dāng)借閱者的書籍超過一定

的期限時(shí).，圖書管理員需要收取罰金。

收取罰金

圖2-3-2圖書管理員用例圖

2.3.3系統(tǒng)管理員用例圖

?查詢書籍信息：系統(tǒng)管理員有權(quán)限去查詢各種圖書的信息。

?添加書籍：書籍的添加是通過系統(tǒng)管理員進(jìn)行的，圖書添加時(shí)要輸入書籍的

詳細(xì)信息。

?刪除書籍：書籍的刪除也是通過系統(tǒng)管理員進(jìn)行的，圖書刪除時(shí)書籍的所有

信息都將被刪除。

?修改書籍：書籍的信息可以被系統(tǒng)管理員修改。

?查詢讀者信息：系統(tǒng)管理員有權(quán)限去查詢讀者的信息。

?添加讀者：讀者的添加是通過系統(tǒng)管理員進(jìn)行的，讀者被添加時(shí)需要輸入讀

者的詳細(xì)信息。

?刪除讀者：讀者的刪除也是通過系統(tǒng)管理員進(jìn)行的，讀者被刪除時(shí)讀者的所

有信息都將被刪除。

?修改讀者信息：讀者的信息可以被系統(tǒng)管理員修改。

?添加竹目：書目的添加是通過系統(tǒng)管理員進(jìn)行的，巾目被添加時(shí)要輸入竹目

的描述信息。

?刪除書目：書目的刪除也是通過系統(tǒng)管理員進(jìn)行的，書目被刪除時(shí)所有關(guān)于

該書目的圖巾信息都將被清空。

圖2-3-3系統(tǒng)管理員用例圖

三、系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)

3.1類圖

3.1.1參與者的基本類圖

分析確定系統(tǒng)參與者的屬性。系統(tǒng)管理員登錄系統(tǒng)時(shí)，需要提供系統(tǒng)管

理員的用戶名和密碼；對于每一個(gè)借閱者而言，圖書證中包含借閱者的名稱、

地址等，不同類型的借閱者可以借閱不同數(shù)目的圖書，并且不同的借閱者允

許借閱和預(yù)定的天數(shù)也是不一的。根據(jù)分析結(jié)果建立參與者的基本雷圖模

型，如圖3-1-1所示。

借網(wǎng)者

1^Userid：String

^Nane：String

,能Address：String

aMaxBooks:Integer

1^,-MaxBorrowDays:Integer

孰Passwords：String

MaxReserveDays：Integer

系統(tǒng)管理員圖書管理員

^AdninistratorNrime:String^>LibrarianNane:String

?Passwords:String^Passwords:String

圖3-1-1參與者基本類圖

3.1.2業(yè)務(wù)實(shí)體類圖

系統(tǒng)中的主要業(yè)務(wù)實(shí)體類通常需要在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行存儲(chǔ)，如需要存儲(chǔ)圖書的

信息，就需要一個(gè)圖書類，同樣，預(yù)定信息可以確定預(yù)定類；借閱信息可以確定

借閱類；對于書目信息的存儲(chǔ)需要一個(gè)書目類。

每一本圖書擁有和其他圖書相區(qū)別的編號(hào)、目錄名稱編號(hào)、ISBN名稱、作

者名稱、出版社名稱、書名稱以及出版口期；借閱書籍時(shí)，借閱信息存儲(chǔ)書籍的

編號(hào)、借閱者的編號(hào)以及借閱日期；預(yù)定圖書信息存儲(chǔ)書籍的編號(hào)、借閱者的編

號(hào)以及預(yù)定日期；書目信息包含書目的編號(hào)和書目的名稱。業(yè)務(wù)實(shí)體類如圖

3-1-2所不。

圖書

引BookId:Long

^>TitleId:Integer

第ISBN:String

取Author:String借閱

^Publisher:String射BookId:Long

能Name:String^Userid:String

^?PublishDate:DaterLoanDate:Date

預(yù)定

能BookId:Long書目

勖Useld:String能Titleld:Integer

^>ReserveDate:Date鼠Title:String

圖3T-2業(yè)務(wù)實(shí)體類圖

3.1.3類之間的關(guān)系

圖1t

命Id:

命BOokId

書目6借閱

配Titls

^>TitleId:IntegerBX?能Bookid:Long

能IS

thor:飄serld:String

電Title:String命AUi

publs%LoanDate：Date

命hse

xame?

配blis

puhD

圖3-1-3類之間的關(guān)系

3.1.4邊界類圖

邊界類是一種用于對系統(tǒng)外部環(huán)境與其內(nèi)部運(yùn)作之間的交互進(jìn)行建模的類。

這種交互包括轉(zhuǎn)換事件，并記錄系統(tǒng)表示方式中的變更。圖書管理系統(tǒng)中建立的

邊界類模型如圖所示。

圖書管理界面書目管理界面用戶侑息顯示界面圖書預(yù)定界面

圖3-1-3邊界類圖

3.2類的清單

名稱生成可見性抽象類的類型

圖書管理界面TRUEpublicFALSEClass

借閱者管理界面TRUEpublicFALSEClass

書目管理界面TRUEpublicFALSEClass

登錄界面TRUEpublicFALSEClass

上界面TRUEpublicFALSEClass

用戶信息顯示界面TRUEpublicFALSEClass

圖書預(yù)定界面TRUEpublicFALSEClass

控制類TRUEpublicFALSEClass

借閱者TRUEpublicFALSEClass

圖書管理員TRUEpublicFALSEClass

系統(tǒng)管理員TRUEpublicFALSEClass

3.3類的屬性清單

3.3.1借閱者屬性清單

名稱代碼數(shù)據(jù)類型可見性類元只讀

借閱者編號(hào)UseridStringprivate借閱者FALSE

借閱者名稱NameStringprivate借閱者FALSE

借閱者地址AddressStringprivate借閱者FALSE

最大借書數(shù)量MaxBooksIntegerprivate借閱者FALSE

最長借閱口期MaxBorrowDaysIntegerprivate借閱者FALSE

密碼PasswordsStringprivate借閱者FALSE

最大預(yù)定天數(shù)McixReserveDaysIntegerprivate借閱者FALSE

3.3.2圖書管理員屬性清單

名稱代碼數(shù)據(jù)類型可見性類元只讀

圖書管理員名LibrarianNameStringprivate圖書管理員FALSE

稱

密碼PasswordsStringprivate圖書管理員FALSE

3.3.3系統(tǒng)管理員屬性清單

名稱代碼數(shù)據(jù)類型可見性類元只讀

系統(tǒng)管理員名AdministratorNStringprivate系統(tǒng)管理員FALSE

稱ame

密碼PasswordsStringprivate系統(tǒng)管理員FALSE

3.3.4借閱類的屬性清單

名稱代碼數(shù)據(jù)類型可見性類元只讀

圖書編號(hào)BookIdLongprivate借閱FALSE

借閱者編號(hào)UseridStringprivate借閱FALSE

借閱日期LeanDateDateprivate借閱FALSE

3.3.5圖書類的屬性清單

名稱代碼數(shù)據(jù)類型可見性類元只讀

圖書編號(hào)BookIdLongprivate圖書FALSE

書目名稱編號(hào)TitleldIntegerprivate圖書FALSE

ISBN名稱ISBNStringprivate圖書FALSE

作者AuthorStringprivate圖書FALSE

出版社PublisherStringprivate圖書FALSE

書名NameStringprivate圖書FALSE

出版□期PublishDateDateprivate圖書l-Al.S-

3.3.6書目類的屬性清單

名稱代碼數(shù)據(jù)類型可見性類元只讀

書目名稱編號(hào)TitleldIntegerprivate書目FALSE

書目名稱TitleStringprivate書目FALSE

3.3.7預(yù)定類的屬性清單

名稱代碼數(shù)據(jù)類型可見性類元只讀

圖書編號(hào)BookidLongprivate預(yù)定FALSE

借閱者編號(hào)UseldStringprivate預(yù)定FALSE

預(yù)定日期RcservcDateDateprivate預(yù)定FALSE

四、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)

4.1序列圖

序列圖描繪系統(tǒng)中的一組對象在時(shí)間上交互的整體行為。在圖書管理系統(tǒng)

中，根據(jù)以上的用例可以獲得以下序列圖。

4.1.1借閱者查找圖書序列圖

:圖書

:圖書管理界而

1：查找圖書

->

2:根梅圖書編號(hào)杳找圖書

3:返回圖書信息

<

4:顯示圖書信息

<

圖4-1-1借閱者查找圖書序列圖

4.1.2借閱者查詢個(gè)人信息序列圖

:用戶信息顯示界面

2:返回宅錄信息

3;實(shí)例化借閱者對皴

4:返回借閱者信息

<

5:顯示借閱者信息

圖4-1-2借閱者查詢個(gè)人信息序列圖

4.1.3借閱者預(yù)定圖書序列圖

:做定

X:I匆杼詢過界面:圖書

借閱者

~|1:預(yù)定圖書

2:查找圖書

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

3:返回圖書信息

<

4:漆加預(yù)定圖書

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

5:返回是否預(yù)訂成功信息

《

6:顯示是否預(yù)丁成功信息

<--------——------

圖4T-3借閱者預(yù)定圖書序列圖

4.1.4圖書管理員處理借閱序列圖

:圖書:借閱

:圖M特用員:圖書法理界面

I:提交圖書證和書籍

2:借出圖書

3:選擇圖書

—>

4：書本值e

<

5:添加借閱國書信息

6：6，借閱圖書信息

7:添加借閱信息消息

8:顯示借閱信息

<

9:歸還書籍和圖書正

<

圖4-1-4圖書管理員處理借閱序列圖

4.1.5圖書管理員處理還書序列圖

:借同

:圖心省理員:圖仔管理界面

1：提交借閱書籍

2;處理還節(jié)

3:獲取圖書信息

>

4:圖書信息

5:刪除借門記錄

G吉是否超期

<

7:列除借閱記錄

<

8:返回網(wǎng)除消息

9:顯示歸還消息

<

圖4-1-5圖書管理員處理還書序列圖

4.1.6系統(tǒng)管理員查詢書籍序列圖

:圖書管理界面

1：查找圖書

2:根據(jù)圖書編號(hào)查找圖書

3:返回圖書信息

4:顯示圖書信息T

<

圖4-1-6系統(tǒng)管理員查詢書籍序列圖

4.1.7系統(tǒng)管理員添加書籍序列圖

：M目:圖書

:系統(tǒng)管理員:圖-竹管理界而

圖4-1-7系統(tǒng)管理員添加書籍序列圖

4.1.8系統(tǒng)管理員刪除書籍序列圖

;圖書

:圖書管理界面

1：刪除圖書

2:查找圖書

3:圖書信息

<

4：刪除圖書

5:刪除信息

<

6:顯示刪除信息

<

圖4-1-8系統(tǒng)管理員刪除書籍序列圖

4.1.9系統(tǒng)管理員修改書籍序列圖

:留居管理界面:圖書

1:修改到書

2:查找圖書

3：圖書信息

<

4:篆改圖書信息

5:修改圖書

6:修改信息

<

7:顯示修改信息

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

圖4-1-9系統(tǒng)管理員修改書籍序列圖

4.1.10系統(tǒng)管理員杳詢借閱者信息序列圖

:系統(tǒng)管理員:借閱者

1：查詢借閱者信息

2:查詢借閱者信息

>r

3:借閱者信息

4:顯示借閱者信息

<

圖4-1-10系統(tǒng)管理員查詢借閱者信息序列圖

4.1.11系統(tǒng)管理員添加借閱者序列圖

借閱者

1：添加借閱者

2:添加借閱苕信息

3:插入借閱者

4:插入借閱者信息

<

5:顯示插入借閱者信息是否成功

<

圖4TT1系統(tǒng)管理員添加借閱者序列圖

4.1.12系統(tǒng)管理員刪除借閱者序列圖

:系統(tǒng)管理員

1：刪除消?閱者

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

2:杳溝借閱者

-^1

3:借閱者信息

<

4:刪除借閱者

->

5：是否刪除成功

<

6:顯示是否刪除成功信息

<

圖4-1-12系統(tǒng)管理員刪除借閱者序列圖

4.1.13系統(tǒng)管理員修改借閱者信息序列圖

:借閱者管理界面

:借閱者

1：修改借閱者信息

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

2:查詢借閱者

>

3:借閱者信息

<

4:填寫修改信息

5:修改借閱者

6:是否修改成功

<

7:顯示修改是否成功消息

<

圖4-1-13系統(tǒng)管理員修改借閱者信息序列圖

4.1.14系統(tǒng)管理員添加書目序列圖

:朽目

1：添加書目

>

2:喻入書目信息

<