《软件工程》课程实验指导书信息科学与工程学院2016-08-2023 / 23.前言《软件工程》课程是计算机科学与技术本科专业的一门重要的专业课.通过本课程的学习,使学生在已有的计算机软,硬件基础知识,程序设计知识,数据库和网络通信知识的基础上系统掌握面向对象系统分析与设计的基本方法和技术,并具有针对特定环境下的应用问题进行信息系统开发<包括系统分析,设计与实现>的能力通过学习本课程学生可以理解和掌握面向对象系统的分析和设计的方法和分步过程、掌握面向对象系统分析和设计的建模标准UML语言,能够利用Rational Rose〔或Microsoft Visio软件以某一信息系统为例进行系统分析和设计主要介绍UML的基本概念、面向对象分析和面向对象设计的方法、面向对象分析和设计的UML建模标准等内容通过本课程的学习,学生掌握的知识、内容及掌握的程度要求为：1. 使学生理解面向对象的信息系统的开发过程、系统分析和设计的原则和方法； 2. 使学生掌握UML语言的基础知识,以及UML在面向对象的软件系统分析和设计中的应用,并能使用UML工具建立系统模型； 3. 使学生掌握在UML系统模型下应用高级语言建立应用系统的方法； 4. 通过案例教学和实验,提高学生在应用面向对象技术开发软件方面的动手能力和解决问题的能力,并鼓励创新。
本实验所要求的建模工具为Rational Rose 2003本课程通过对LSTC图书馆管理系统进行建模设计开发实验要求计算机软件建模技术现在越来越广泛的应用于软件工程中《软件工程》课程实验的目的是为了使学生在课程理论学习的同时,通过在一个实践的环境下,实际学习软件统一建模语言,对软件建模技术有一个初步的了解及认识通过本指导书中的各个实验,学习掌握对一般面向对象系统建模的方法与技术总之,通过上述实验环节,使学生加深了解和更好地掌握《软件工程》课程教学大纲要求的内容在《软件工程》的课程实验过程中,要求学生做到：〔1预习实验指导书有关部分,认真做好实验内容的准备,就实验可能出现的情况提前作出思考和分析〔2仔细观察上机时出现的各种现象,记录主要情况,作出必要说明和分析〔3认真书写实验报告实验报告包括实验目的和要求,实验情况及其分析对需编程的实验,写出程序设计说明,给出源程序框图和清单〔4遵守机房纪律,服从教师指挥,爱护实验设备〔5实验课程不迟到、不早退、不缺席如有事不能出席,需出示系上假条实验的验收将分为两个部分第一部分是上机操作,包括检查模型质量和即时提问第二部分是提交书面的实验报告此外,针对以前教学中出现的问题,本实验将采用阶段检查方式,每个实验都应当在规定的时间内完成并检查通过,过期视为未完成该实验,不计成绩。
以避免期末集中检查方式产生的诸多不良问题,希望同学们抓紧时间,合理安排,认真完成目录《软件工程》实验指导书1前言2实验要求3目录4实验一 Rational Rose基本操作5实验二用例图10实验三活动图17实验四状态图26实验五类33实验六类的关系41实验七交互图46实验八对象图和包55实验九组件图和部署图57实验十正向工程64实验一 Rational Rose基本操作一.实验目的1．熟悉Rose的系统界面,掌握其基本使用方法2．熟悉模型图标元素3．掌握用例图的绘制方法二. 实验内容1．练习Rose的基本使用2．熟悉UML模型元素及表示方法3．绘制图书馆管理系统的用例图三. 实验内容1> Rose简介Rose是美国的Rational公司的面向对象建模工具,利用这个工具,可以建立用UML描述的软件系统的模型,而且可以自动生成和维护C++、Java、VB和Oracle等语言和系统的代码Ø Rational Rose在建模方面具有以下特点：1.保证模型和代码高度一致Rose可以实现真正意义上的正向、逆向和双向工程2.支持多种语言Rose本身能够支持的语言包括C++、Visual C++、Java、Visual Basic、PowerBuilder等,还可为数据库应用产生数据库描述语言。
3.为团队开发提供强有力的支持Rose提供了两种方式来支持团队开发：一种是采用SCM<软件配置管理>的团队开发方式；另一种是没有SCM情况下的团队开发方式这两种方式为用户提供了极大的灵活性,用户可以根据开发的规模和开发人员数目以及资金情况等选择一种方式进行团队开发4.支持模型的Internet发布Rose的Internet Web Publisher能够创建一个基于Web的Rose模型的HTML版本,使得其他人员能够通过标准的浏览器,如IE来浏览该模型5.生成使用简单且定制灵活的文档Rose本身提供了直接产生模型文档的功能6.支持关系型数据库的建模利用Rose能够进行数据库的建模Rose能够为ANSI、Oracle、SQL Server等支持标准DDL的数据库自动生成数据描述语言Ø Rational Rose 基本使用Rational Rose主界面如下图所示：:Rose的工作区分为4个部分：浏览器、文档区、编辑区和日志区1.浏览器——用来浏览、创建、删除和修改模型中的模型元素浏览器是层次结构,组成树形视图样式,用于在Rose模型中迅速定位浏览器可以显示模型中的所有元素,包括用例、关系、类和组件等,每个模型元素可能又包含其他元素。
利用浏览器可以增加模型元素<参与者、用例、类、组件、图等>；浏览现有的模型元素；浏览现有的模型元素之间的关系；移动模型元素；更名模型元素；将模型元素添加到图中；将文件或者URL链接到模型元素上；将模型元素组成包；访问模型元素的详细规范；打开图浏览器中有4个视图：Use Case View<用例视图>、Logical View<逻辑视图>、Component View<组件视图>、Deployment View<配置视图>2.文档区——用来显示和书写各个模型元素的文档注释文档区用于为Rose模型元素建立文档,例如对浏览器中的每一个参与者写一个简要定义,只要在文档区输入这个定义即可3.编辑区——用来显示和创作模型的各种图在编辑区中,可以打开模型中的任意一张图,并利用左边的工具栏对图进行浏览和修改修改图中的模型元素时,Rose会自动更新浏览器同样,通过浏览器改变元素时,Rose也会自动更新相应的图这样就可以保证模型的一致性4.日志区——用来记录对模型所做的所有重要动作Ø Rational Rose的视图Rose模型中有4个视图：Use Case View<用例视图>、Logical View<逻辑视图>、 Component View<组件视图>、Deployment View<配置视图>。
每个视图针对不同的对象,具有不同的作用1. Use Case View<用例视图>用例视图包括系统中的所有参与者、用例和用例图,还可能包括一些时序图或协作图用例视图是系统中与实现无关的视图,它只关注系统功能的高层形状,而不关注系统的具体实现方法通常在项目开始时要先确定,之后不轻易修改 2. Logical View<逻辑视图>逻辑视图关注系统如何实现用例中提出的功能,提供系统的详细图形,描述组件之间如何关联另外,逻辑视图还包括需要的特定类、类图和状态图利用这些细节元素,开发人员可以构造系统的详细信息从逻辑视图中可以看到系统的逻辑结构 3. Component View<组件视图>组件视图显示代码模块之间的关系组件视图包含模型代码库、可执行文件、运行库和其他组件的信息组件是代码的实际模块在Rose中,组件和组件图在组件视图中显示从组件视图中可以看出系统实现的物理结构4. Deployment View<配置视图>配置视图关注系统的实际配置,可能与系统的逻辑结构有所不同例如,系统可能使用三层逻辑结构,但配置可能是两层的配置视图还要处理其他问题,如容错、网络带宽、故障恢复和响应时间等一个项目只有一个配置视图。
Ø 使用Rational Rose建模1．创建模型Rose模型文件的扩展名是.mdl,要创建模型,需要完成下列步骤：1) 从菜单栏选择"File→New",或单击标准工具栏中的"New"按钮；2) 弹出如图2-14所示的对话框,选择要用到的框架,单击"OK"按钮如果不使用模板,单击"Cancel"按钮如果选择使用模板,Rose会自动装入此模板的默认包、类和组件模板提供了每个包中的类和接口,各有相应的属性和操作通过创建模板,可以收集类与组件,便于作为基础设计和建立多个系统如果单击"Cancel"按钮,表示创建一个空项目,用户需要从头开始创建模型2.保存模型Rational Rose的保存,类似于其他应用程序可以通过菜单或者工具栏来实现1) 保存模型：通过选择菜单"File→Save"或者工具栏的"Save"按钮,来保存系统建模2) 保存日志：激活日志窗口〔见图2-30,通过菜单"File→Save Log As"来保存,或者右键单击日志窗口,在弹出的菜单中选择"Save Log As"命令来保存3.设置全局选项全局选项可以通过菜单Tools→Options进行设置1) 设置字体在Options对话框中,可以设置文档窗口字体、日志窗口字体和默认字体,点击不同的Front按钮,就可以分别设置字体。
2) 设置颜色 Rose中可以单独修改对象的颜色点击Options对话框中的Line Color和Fill Color按钮,用户可以分别设置对象的线颜色和填充颜色2> UML中的模型元素UML中的模型元素包括事物和事物之间的联系事物是UML中重要的组成部分,它代表任何可以定义的东西事物之间的关系能够把事物联系在一起,组成有意义的结构模型每一个模型元素都有一个与之相对应的图形元素模型元素的图形表示使UML的模型图形化,而图形语言的简明和直观使其成为人们建立问题模型的有力工具Ø 事物UML模型中的事物可分为结构事物、动作事物、分组事物和注释事物4类这些事物是UML模型中面向对象的基本的建筑块,他们在模型中属于静态部分,代表物理上或概念上的元素1. 结构事物UML模型中最基本的结构化事物共有7种,类、接口、协作、用例、活动类、组件和节点〔1类〔如图1-1所示Ø 对具有相同属性、方法、关系和语义的对象的抽象〔2接口〔如图1-2所示Ø 类或组件提供特定服务的一组操作的集合Ø 描述了类或组件的对外可见的动作〔3协作〔如图1-3所示Ø 定义了交互操作Ø 代表构成系统的模式的实现〔4用例〔如图1-4所示Ø 描述系统对一个特定角色执行的一系列动作。
Ø 组织动作事物图1-1 类 图1-2 接口 图1-3 协作 图1-4 用例 〔5主动类〔如图1-5所示Ø 类对象有一个或多个进程或线程的类〔6组件〔如图1-6所示Ø 实现了一个接口集合的物理上可替换的系统部分〔7节点〔如图1-7所示Ø 在运行时存在的一个物理元素Ø 代表一个可计算的资源Ø 通常占用一些内存和具有处理能力图1-5 活动类 图1-6 组件 图1-7 节点2. 动作事物动作事物是UML模。