UML与Rose软件建模案例教程第7章 图书管理系统建模

第9卷第15期黑龙江科学V3 9 2018 年 8 月HEILONGJIANGSCIENCE August 2018用Rational R o s e实现图书管理系统的建模设计朱娜(河南省商丘市商丘师范学院图书馆，河南商丘476000)摘要：图书管理系统是一种面向广大读者的管理软件，通过该系统可实现图书资源的统一规范化管理。

通过工作人员与计算机的 结合,最大程度的减少了人力成本，实现了图书资源的电子化管理。

本文主要阐述了 R a tio n a l R o e的建模特点，详细展示了 R ation­al Roe在图书管理系统中的应用与实际作用。

关键词！R ation al Roe#图书管理系统;建模设计中图分类号：T P311.52 文献标志码：A文章编号：1674 -8646(2018)15 -0154 -03Realization of modeling desij»n of book management system with Rational RoseZHUNa(Library Shangqiu Normal University，Shangqiu476000，China)Abstract$The lilDrar management system is management software f or a wide range of readers.Through this system，unified and standardized management of book resources can be realized.Through the combination of staff and computers，the labor cost is minimized and the electronic management of book resources is realized.This article mainly describes the modeling features of Rational Rose，and shows in detail tlie application and pra in the library management system.Key words$Rational Rose;Library management system%Modeling design1UML及ROSE的概念和主要功能ULM(Unified Modeling language)是现阶段被广泛 应用于图书管理系统的一种建模语言，在中文建模中 应用广泛，便于建立，可极好的适应普通话且表达式定 义简单。

第7章 图书管理系统建模
157 图7-37 在【模型浏览】窗口新建的组件图
将数据库中的表建模为带有表构造型的组件，为映射进行可视化建模。

7.12.4 绘制图书管理系统的组件图
（1）建立新的组件图。

在Rational Rose 2003【模型浏览】窗口【Component View 】对应的行单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【New 】选项，然后单击下一级【Component Diagram 】菜单项，如图7-36所示。

此时，在【Component View 】文件夹中添加了一个默认名称为“NewDiagram ”的项，直接输入一个新的组件图名称“图书管理系统组件图”，如图7-37所示。

图7-36 创建组件图的快捷菜单
（2）显示组件图【编辑】窗口和编辑工具栏。

双击【模型浏览】窗口中的【Component View 】节点
中的项“图书管理系统组件图”，显示组件图【编辑】窗
口和编辑工具栏。

（3）添加组件。

单击编辑工具栏中的【Component 】按钮，然后在
组件图【编辑】窗口绘制组件的位置单击鼠标左键，添加
一个组件，其默认名称为“NewComponent ”，然后输入组
件名称“图书管理系统主界面”即可，如图7-38所示。

图7-38 在组件图【编辑】窗口绘制组件。

基于UML的图书馆管理系统建模设计一、摘要面向对象的软件工程，同传统的面向过程的软件工程相比,在需求的获取、系统分析、设计和实现方面都有着很大的区别.ＵＭL是OＯA和OOD的常用工具。

使用UML来构建软件的面向对象的软件工程的过程,就是一个对系统进行不断精化的建模的过程。

这些模型包括用例模型、分析模型、设计模型,然后，我们需要使用具体的计算机语言来建立系统的实现模型。

当然,在整个软件工程中，我们还需要建立系统的测试模型,以保证软件产品的质量．使用面向对象的工具来构建系统，就应该使用面向对象的软件工程方法。

然而,我们经常会发现,在实际的开发过程中,很多开发人员虽然能够理解UＭL的所有图形,却仍然不能得心应手的使用UMＬ来构建整个项目,其很大的原因,是仍然在使用原有的软件工程方法，而不清楚如何使用UMＬ来建立系统的这些模型，不清楚分析和设计的区别，以及他们之间的转化.应用软件系统，就其本质来说，是使用计算机对现实世界进行的数字化模拟。

应用软件的制造过程,按照ＵML的方法，就是建立这一系列模型的过程。

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书，另外，也可以通过网络或者图书馆的终端来查阅和预订书。

当然,图书馆管理员也可以对图书进行管理.为了简化系统，我们没有把图书馆中的人员作细分。

本文只是对使用UＭL的过程做一个探讨，着眼于使用UMＬ进行建模的过程，说明各个层次的模型之间的区别和联系,展示系统演进的过程,而不会深入UML的细节方面.对于更加复杂的系统，其分析和设计的方法是相通的，可以举一反三。

二、图书馆管理系统可行性分析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.图书管理系统，为政府机关与广大企事业单位自动化办公提供了一个较好的解决方案.在开发过程中,按照软件工程的步骤，从设计到开发采用了面向对象的思想和技术,采用了SQL SERＶER 200０数据库，使得本系统可以方便的和其他子系统进行数据交换。

UML与Rose软件建模案例教程
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图7-18图书管理系统的用例图
7.8 构建图书管理系统的类模型
图书管理系统几个实体类的类图，以及图书借出类与图书类、借阅者类的关系如图7-19所示。

图书借出类与图书类为一对一的关系，每一本图书（对应一个唯一的条码）在同一时刻只能借出一次。

借阅者类与图书借出类为一对多的关系，每个借阅者可能借阅多本图书，也可能没有借阅一本图书。

书目类与图书类、图书类型类的关系如图7-19所示，书目类与图书类为一对多的关系，每一种书目至少对应有一本图书，也可能对应有多本图书。

图书类型类与书目类为一对多的关系，每种图书类型可以对应有多种不同的书目，也可能没有对应的书目。

借阅者类与借阅者类型类的关系如图7-19所示。

借阅者类型类与借阅者类为一对多的关系，每个借阅者类型可以对应有多个不同的借阅者。

图书管理系统主要界面类的类图如图7-20所示。

图书管理系统图书借出界面类与图书类、借阅者类、图书借出类之间的关系如图7-21所示。

第7章 图书管理系统建模143 7.6 分析图书管理系统的类进一步分析系统需求，以发现类以及类之间的关系，确定它们的静态结构和动态行为，是面向对象分析的基本任务。

系统的静态结构模型主要用类图和对象图描述。

在确定系统的功能需求后，下一步就是确定系统的类。

由于类是构成类图的基础，所以，在构造类图之前，首先要定义类，也就是将系统要的数据抽象为类的属性，将处理数据的方法抽象为类的方法。

通过自我提问和回答以下问题，有助于在建模时准确地定义类。

（1）在要解决的问题中有没有必须存储或处理的数据，如果有，那么这些数据可能就需要抽象为类。

例如，图书管理系统中必须存储或处理的数据有借阅数据、书目数据等。

（2）系统中有什么角色，这些角色可以抽象为类，例如，图书管理系统中的用户、借阅者等。

（3）系统中有没有被控制的设备，如果有，那么在系统中应该有与这些设备对应的类，以便能够通过这些类去控制相应的设备，例如，图书管理系统中的书标打印机等。

（4）有没有外部系统，如果有，可以将外部系统抽象为类，该类可以是本系统所包含的类，也可以是与本系统进行交互的类。

通过自我提问和回答以上列出的问题有助于建模时发现需要定义的类，但是定义类的基本依据仍然是系统的需求规格说明，应当认真分析系统的需求规格说明，进而确定需要为系统定义哪些类。

通过分析用例模型和系统的需求规格说明，可以初步构造系统的类图模型。

类图模型的构造是一个迭代的过程，需要反复进行，随着系统分析和设计的逐步深入，类图也会越来越完善。

系统对象的识别可以从发现和选择系统需求描述中的名词开始进行。

从图书管理系统的需求描述中可以发现诸如“书目”、“图书”、“借阅者”、“借阅信息”等重要名词，可以认为它们都是系统的候选对象，是否需要为它们创建类可以通过检查是否存在与它们相关的属性和行为进行判断，如果存在，就应该为相应候选对象在类图中建立模型。

“借阅者”是具有自己的属性特征的，例如，具有不同借书证号的“借阅者”是不同的人，姓名分别为“张亮”和“夏天”的“借阅者”是不同的人。

图书管理系统建模举例1.系统需求系统的功能性需求描述如下：·图书管理系统为管理员提供主功能界面。

·图书管理系统在启动时要求管理员输人口令，只有口令正确，才可以进入系统的主功能界面。

·管理员负责对图书管理系统的维护工作，因此系统应赋予管理员对图书信息、读者信息和出版社信息进行录入、修改、查询和删除等功能的操作权限。

·管理员作为读者的代理实现借书与还书业务。

·图书信息、读者信息和出版社信息保存在对应的数据库表中。

在上述功能性需求分析的基础上，可以写出较为详细的需求规格说明书，作为进行系统分析、设计和实现的依据。

需求分析规格说明书由系统最终用户提出需求，系统分析人员负责编写。

图书管理系统需求分析规格说明书如下：·这是一个图书馆图书借阅管理的应用系统；·图书管理系统负责将图书、杂志借给读者，前提条件是这些读者在系统进行了注册，图书和杂志也在系统中进行了注册；·图书馆负责新书的购买，当书和杂志已经过时或者破旧不堪时，可以将这些图书和杂志从图书馆管理系统中删除；·图书管理员是图书馆的员工，负责与读者打交道，并且是在系统提供的支持下开展工作；·图书管理系统能够容易地建立、修改和删除系统中的信息，包括图书信息、读者信息、以及出版社信息等；·图书管理系统能够在所有流行的平台环境(windows，uNIx等操作系统)上运行，并具有一个美观的图书用户界面；·图书管理系统容易扩展新功能。

2.分析建模Use case diagram 分析采用下列描述项撰写用例的脚本。

· 用例名称——表明用户的意图或用例的用途。

· 参与者——与该用例相关的参与者列表。

· 前置条件——一个条件列表，如果其中包含条件，则这些条件必须在访问用例之前得到满足。

·后置条件——一个条件列表，如果其中包含条件，则这些条件将在用例完成以后得到满足。

Rational Rose建模工具及实例设计—图书管理系统一、图书管理系统的需求分析（一）系统功能模块对于图书管理系统进行详细了解和分析，一个功能完全，满足基本需要的系统，必须包括以下的几个模块。

（1）基本数据维护功能模块（2）基本业务功能模块（3）数据库维护功能模块（4）信息查询功能模块（5）安全/使用管理功能模块（6）帮助功能模块1、基本数据维护功能基本数据维护功能模块，如图7图7基本数据维护功能模块2、基本业务功能需求模块基本业务功能需求功能模块，如图8图8基本业务功能需求功能模块（二）数据库维护功能数据库维护功能模块，如图9：图9数据库维护功能模块3、查询功能需求查询功能需求模块图，如图10：图10查询功能需求4、安全使用管理功能需求安全使用管理功能需求模块图，如图11：图11安全使用管理功能需求二、系统的UML基本模型（一）用例设计介绍选择菜单[File-New]打开如图12所示的“Create New Model”对话框，点击[Cancel]按钮。

此时，Rational Rose会自动加载本身的一些构架模型。

加载完成后，就可以开始设计自己的模型，在此之前保存该模型，并将该模型取名为“图书管理系统”。

1、确定系统用例设计的内容图书管理系统用于对书籍的借阅以及对读者信息进行统一的管理，凡是有关这些操作的内容都属于系统的范围，比如读者要借书、还书、预留书籍，工作人员查看读者信息了查看书籍信息等。

2、对参与者的确定需要分析系统设计的问题领域，明确系统运行的主要任务。

根据图书管理系统的需求分析，可以得到如下任务：●读者要借书籍●读者要还书籍●读者要预留书籍●读者要撤销预留书籍●工作人员根据读者要求提供服务●工作人员进行查询，修改信息这个用例图的参与者严格说有两个，一个是图书馆工作人员，一个读者，而实际系统使用的主要操作者是图书馆工作人员，读者没有操作系统的权限，只是想工作人员提供请求服务的信息。

信息学部实验报告课程名称：UML实验名称：图书管理系统实验类型：□验证性□综合性□设计性实验日期：学生姓名：学号：班级：专业：学部：指导教师：成绩：评语：2011年—2012年第二学期图书管理系统一、实验目的实操系统建模---图书管理系统，熟悉掌握ROSE软件各部分的实际功能。

二、实验内容及步骤用例图：借阅者用例图：图书管理员用例图：系统管理员用例图：类图：参与者的基本类图：Administrator主角1主角2业务实体类：类之间的关系示例：1.“借阅者查找图书”用例序列图：借阅者查找图书序列图：借阅者查找图书协作图：Borrower2.“借阅者查询个人信息”用例借阅者查询个人信息序列图：借阅者查询个人信息协作图：Borrower 3. “借阅者预订图书”用例借阅者预订图书序列图：借阅者预订图书协作图：4.“图书管理员处理借阅”用例图书管理员处理借阅序列图：图书管理员处理借阅协作图：Libiarian5.“图书管理员处理图书还书”用例图书管理员处理图书还书序列图：图书管理员处理图书还书协作图：6.“系统管理员查询书籍”用例系统管理员查询书籍信息序列图：系统管理员查询书籍信息协作图：7.“系统管理员添加书籍”用例系统管理员添加书籍序列图系统管理员添加书籍协作图：：8.“系统管理员删除书籍”用例系统管理员删除书籍序列图：系统管理员删除书籍协作图：1.2修改图书信息:Administrator9“系统管理员查询借阅者信息”用例系统管理员查询借阅者信息序列图：系统管理员查询借阅者信息协作图：：Administrator11.“系统管理员添加借阅者”用例系统管理员添加借阅者序列图：系统管理员添加借阅者协作图：1.1添加借阅者信息：:Borrower12.“系统管理员删除借阅者”用例系统管理员删除借阅者序列图：系统管理员删除借阅者协作图：主角1主角213.“系统管理员修改借阅者信息”用例系统管理员修改借阅者信息序列图：系统管理员修改借阅者信息协作图：14.“系统管理员添加书目”用例系统管理员添加书目序列图：系统管理员添加书目协作图：：15.“系统管理员删除书目”用例系统管理员删除书目序列图：系统管理员删除书目协作图：图书状态图：借阅者状态图：借阅者活动图：图书管理员活动图：系统管理员管理借阅者信息活动图：系统管理员图书信息活动图：系统管理员维护书目信息活动图三、实验心得通过此次系统的理论知识整理以及实验步骤的操作，让我进一步熟悉了ROSE软件的各部分的实际功能和应用。

UML实例教程图书管理系统中UML建模分析与设计
1、UML简介
UML(统一建模语言)是面向对象建模语言的标准，它可以对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模，它的主要作用是帮助用户进行面向的描述和建模，它可以描述软件从需求分析到软件实现和测试的全过程。

标准建模语言UML的重要内容可以由五类图(十种图形)来定义，如表1所示。

2、图书管理系统的UML建模设计
以图书管理系统为例，结合RationalRose2003工具软件绘制图形，详细阐述UML实例教程中UML建模过程。

2.1需求分析描述
图书信息管理系统是使用计算机实现图书大量信息处理的电子档案管理系统，在本系统中主要满足借书者、图书管理员和系统管理员3方面的需求。

对借书者来说主要是查询个人信息、查询图书信息、预定当前正在被别人借阅的图书、借阅图书和返还图书等；图书管理员是系统的主要使用者，负责借书处理和还书处理，当读者预定的图书借出给定预定者后取消图书预定；系统管理员主要负责系统的维护工作，涉及到读者信息管理，图书信息管理，系统状态维护等。

系统的功能分析如图1所示。

图1图书管理系统功能分析图
2.2模型建立
1)用例模型的建立
UML实例教程中建立用例模型首先要确定角色(Actors)，Actors表示提供或接收系统信息的人或系统，他们是与系统有交互作用的人或事务，代表一个系统的使用者或外部通信的目标。

用例是系统中的一个功能单元，可以被描述为参与系统之间的一次交互作用。

用例模型的用途是列出系统中的用例和参与者，并且显示哪个是用例的执行。

根据以上的系统分析，本系统确定的角色有借书者、图书管理员和系统管理员。

UML建模的用例图如图2所示。

第7章 图书管理系统建模151图7-27 包图示意图 图书管理系统其他模块活动图的绘制已在前面各章予以介绍，在此不再重复说明。

7.11 构建图书管理系统的包模型随着软件越来越复杂，一个程序往往包含了数百个类。

那么如何管理这些类就成了一个需要解决的问题。

一种有效的管理方式是将类进行分组，将功能相似或相关的类组织在一起，形成若干个功能模块。

在UML 中，对类进行分组时使用包。

大多数面向对象的语言都提供了类似UML 包的机制，用于组织及避免类之间的名称冲突。

例如，Java 中的包机制，C#中的命名空间。

用户可以使用UML 包为这些结构建模。

7.11.1 包图概述包图（Package Diagram ）是维护和控制系统总体结构的重要建模工具。

对复杂系统进行建模时，经常需要处理大量的类、接口、组件和图，这时就有必要将这些元素进行分组，即把语义相近并倾向于同一变化的元素组织起来加入同一个包中，以方便理解和处理整个模型。

包图由包和包之间的关系组成的，包图模型如图7-27所示。

在UML 中，包的绘制是用两个矩形表示的，包括一个小矩形和一个大矩形，小矩形紧贴在大矩形的左上角。

同其他的建模元素一样，每个包都必须有一个与其他包相区别的名称，包的名称是一个字符串，它有两种形式：简单名和路径名。

其中简单名仅包含一个简单的名称，而路径名是以包处于的外围包的名字作为前缀的。

包图经常用于查看包之间的依赖性。

因为一个包所依赖的其他包若发生变化，该包可能会被破坏，所以理解包之间的依赖性对软件的稳定性至关重要。

这里需要注意，包图几乎可以组织所有UML 元素而不只是类，例如，包可以对用例进行分组。

7.11.2 绘制包图在面向对象的系统分析中，通常将系统中的类分为3种：用户界面类、业务处理类和数据访问类。

用户界面类由系统中的用户界面组成，例如，用户登录界面、用户管理界面、图书借出界面等；业务处理类则负责系统中的业务逻辑处理；数据库访问类则负责保存处理结果。

使用UML和RationalRose建立系统模型毕业论文设计课题：使用UML和Rational Rose建立系统模型毕业院系：信息工程学院毕业生姓名：指导老师：毕业设计任务书一．题目：1. 课题：使用UML和Rational Rose设计一个应用系统（图书馆管理系统）模型二．课题来源及选题依据：本课题来自于导师荣胜。

UML是面向对象技术领域占主导地位的标准建模语言。

UML是信息技术行业的蓝图，是详细描述系统结构的方法。

利用这个蓝图，我们建立和维护系统就越来越容易，保证系统能适应需求的改变。

Rational Rose是分析和设计面向对象软件系统的强大的可视化工具，可以用来先建模系统在编写代码，从而一开始就保证系统结构合理。

三．本设计（论文及其它）应达到的要求：本课题要求用统一建模语言（UML）和Rational Rose设计面向对象应用程序的模型主要任务为：1．对图书管理系统用UML和Rose进行项目需求分析、结构规划，用Rose创建活动框图，演示事件流程，处理流程时要利用Sequence和Collaboration框图，此外还要创建组件框图。

2．用Rose创建Sequence，Collaboration，Class，Component与Deployment框图，产生框架代码，创建代码后，通过逆向转出工程代码让软件与模型同步。

3．撰写毕业设计说明书。

4．英文文献的阅读和翻译。

四．接受任务学生：五．开始及完成日期：六．指导老师：摘要UML是由一组不同框图构成的，分别提供系统设计的不同角度。

有些较高级，提供系统功能的信息；有些较详细，包括实现系统时要建立的特定类和组件；还有一些介于中间，从高层角度提供设计细节。

UML（统一建模语言）事实上是面向对象建模语言的工业标准。

他包含了许多和软件系统模型结构相匹配的子语言。

UML语言被作为一种综合性并有在特色的语言在发展，延伸到许多特色领域中。

可视化建模和Rational Rose在软件开发过程的几个阶段很有用。

1.系统概述系统概述前的学习指导（参照课本）：信息系统开发的目的是要满足用户需求，为了达到这个目的，设计人员必须充分系统的商用总体目标（本系统就是方便图书馆的借还书）和用户的工作方式（本系统中用户可以凭借浏览器在线观看用户的一些与图书馆挂钩的信息，即借阅者不直接与系统交互，但出于特定的需求，本系统中借阅者可以再前台进行续借操作）。

无论是开发简单的应用程序，还是开发商用型的大规模软件系统，首先要做的是就是确定系统的系统需求，即确定系统的功能。

收集到的系统分为三类，即功能性需求，非功能性需求，可用性需求。

功能性需求和非功能性需求是系统分析与设计中的常用种类，可用性需求常常被忽略，但被忽略并不代表它不重要，事实上，可用性是衡量一个软件是否成功的重要因素之一图书馆的计算机信息化管理，就是将传统图书馆业务的手工操作转变成由计算机管理，即将图书馆图书的常规业务，利用计算机技术，进行高效、准确的信息化管理。

其功能需求如下：（1）借阅者可以通过网络查询馆藏书籍信息，更改自己的信息（邮箱，联系方式，密码），能够查询自己的借书情况,能够在一定条件下续借图书；（2）参与者分管理员，教师，学生，管理员负责后台系统的运维，教师与学生都可以借书，但是借书的权限有所不同；（3）图书管理员对系统后台的运维包括以下：图书管理；借阅管理；用户管理；图书管理主要有：添加与删除图书以及查看图书等等借阅管理主要有是针对用户的借阅与归还，但是得通过管理员的相关操作进行，即借阅者的借阅不直接与系统交互，让图书管理员充当借阅者的代理与系统交互用户管理主要对用户信息进行操作，包括更新，添加，删除，修改等（4）对于系统的公告，馆藏，部门等等本uml系统模型不进行详细讨论系统后台功能性需求进一步分析（1）借阅者持有借阅卡；借阅卡有借阅者名和借阅者卡号（对本系统就是大学的借阅证）。

（2）图书管理员作为借阅者的代理借书。

（3）图书管理月作为借阅者的代理还书。

Rose顺序图图1.4增加书目条款信息的Sequence图: Librarian:FindTitleDialog: Title :UpdateTitle...: Title : Item开始时进行查找，按书名查找，然后点击OK按钮可以对图书信息进行更新，更新后将信息返回到图书信息库中，同时书目条款信息中的图书基本信息将和图书信息库保持一致。

如果要添加书目条款信息，可以点击添加按钮，然后对条款信息添加，完成后保存信息。

同时要在图书信息库中添加相关条款信息，对信息更新。

增加书目的Sequence 框图如图1.5：: TitleFrame : Title : Item : LibrarianCheckif alreadyexistCreateTitle anditemobjectsStoreitems andtitle图1.5增加书目的Sequence在增加书目之前首先要检查书库中是否有要增加的这本书，若没有就在库中添加，同时创建条款信息和书目名称并保存。

第一步要点击添加按钮，然后查找书目名称和检索号，没有找到即可添加，创建一个新的名称和条款信息，填写并保存。

借阅书籍的Sequence 框图如图1.6：要借阅图书由图书管理员点击查找标题按钮，进入借阅条款界面，之后再进行查找，找到书籍之后将书的名称返还给借阅者，也可以直接点击查找按钮。

若要查看该书的详细信息则点击OK按钮，系统将标题信息返还，可以查看各条款信息。

图书管理员同时可以查看借阅者的信息，点击查找借阅者信息按钮，进入借阅条款界面，之后再进行查找，也可以直接进行查找，进入查询借阅者信息界面，按姓名查找，找到后将信息返还，对其中的各条信息进行选择，如果该用户要借阅图书则点击OK按钮，图书即被借出，同时信息被保存。

系统将更新这本书的信息，将其状态置为已借出，并更新用户的信息，在其已借书目当中增加该本书。

: Librarian: Title: FindBorrowe... : BorrowerInf...: Item : Loan: LendItemFrame: FindTitleDialog图1.6对书籍进行预约的Sequence 框图如图1.7：: Librarian: Reservation...: FindTitleDialog: Title: FindBorrowe... : BorrowerInf...: Reservation。