UML系统建模与分析大作业

UML系统建模与分析大作业（精选12篇）

UML系统建模与分析大作业 篇1

题

目：

《图书馆管理系统》 专业班级：

学

号:

姓

名：

一、系统功能需求

1、基本功能

① 借阅者能够借阅书籍和还书。

② 图书管理员能够处理借阅者的借阅和还书请求。

③ 系统管理员可以对系统的数据进行维护，如增加、删除和更新书目，增加、删除和更新借阅者帐户，增加和删除书籍。

2、系统主要包括以下几个模块：

2.1、基本数据维护模块

① 添加借阅者帐户

② 修改更新借阅者帐户信息 ③ 添加书目

④ 修改和更新书目信息 ⑤ 添加书籍 ⑥ 删除书籍

2.2、基本业务模块

① 借书 ② 还书 ③ 书籍预留

④ 取消书籍预定

2.3、数据库模块

① 借阅信息管理 ② 书籍信息管理 ③ 帐户信息管理 ④ 书籍预留信息管理

2.4、信息查询模块

① 查询书籍信息 ② 查询借阅者信息

3、系统中的类

① 读者类Reader ② 图书馆人员类 LibraryStaff 图书馆管理员类LibraryManager 系统管理员类SystemManager 图书馆馆长类LibraryBoos ③ 图书馆数据库类LibraryDatabase 图书馆资源数据库ResourcesDatabase 图书馆读者数据库ReaderDatabase 图书馆工作人员数据库LibraryStaffbase ④ 图书馆资源类LibraryResources 实物书籍类BooksResources 电子书籍类ElectronicResources 书类Book

Magazine杂志类

4、系统的用例图

 借阅者请求服务的用例图

1借书还书resourcesDatabase下载（阅读）电子书长籍11读者身份验证1reader查询书籍资料阅读杂志readerDatabase11libraryDatabaselibraryStaffese

 图书馆工作人员用例图

图书馆管理员验证处理读者借书处理读书还书1systemManager添加书目resourcesDatabase1系统管理员验证删除书目1添加书籍1libraryDatabaselibraryStaff删除书籍readerDatabase删除读者用户libraryManager添加读者用户

二、软件系统体系结构建模 2.1、系统的时序图

 系统管理员添加书籍的时序图

 系统管理员添加借阅者帐户的时序图

 系统管理员删除书目的时序图

 图书管理员处理书籍借阅的时序图

 图书管理员处理书籍归还的时序图

 借阅者查询书籍信息的时序图

 借阅者预留书籍的时序图

ReaderReaderDatabase1:验证身份()ResourcesDatabase2:返回验证信息3:使用终端机器预留书籍()4:预留书籍信息5:返回书籍信息和馆藏地点

2.2、系统的协作图

 系统管理员添加书籍的协作图

SystemManager2:返回验证消息LibraryResources3:向数据添加新书()4:向书库添加新书()7:返回添加新书成功1:验证身份()5:返回添加成功信息LibraryStaffbaseResourcesDatabase  系统管理员删除书籍的协作图

SystemManager3:删除数据库书目()7:删除成功2:返回信息1:验证身份()LibraryResources5:返回删除消息4:删除馆藏的书()LibraryStaffbaseResourcesDatabase6:更新数据库

 图书管理员处理借书的协作图

对象13：发出借书请求4:输入ReaderID()5:返回读者信息11：将书给读者对象42:返回信息7:输入书籍ID()10:借阅成功1:验证身份()对象38:该书信息对象5对象29:标记该书借出

 图书管理员处理还书的协作图

 借阅者预留书籍的协作图2.3、系统的活动图

 借阅者的活动图

进入图书馆

Reader进入刷卡终端键盘输入ReaderId刷卡输入ReaderID验证成功享受Reader各项服务借书还书将书给图书馆管理人员将书还给图书馆管理员查询书籍资料登录查询终端机下载电子资料登录账户图书管理人员处理借书请图书馆管理人员处理还书请求输入查询资料信息进入电子资料数据库借书成功还书成功得到相关资料信息下载或阅览电子资愿该项服务结束结束离开图书馆  图书管理员的活动图

验证图书馆管理人员账户登录到管理员账户等待读者的还书请求等待读者的借书请书处理读者的还书请处理读者借书请求重新等待读者服务请求处理还书结束处理借书 借书将书给读者重新等待读者服务请求系统管理员的活动图

 系统管理员维护借阅者帐户的活动图

系统管理员 维护借阅者账户的活动图登录到系统管理员账户登录到维护读者账户模块添加读者账户删除读者账户修改更新读者账户输入新账户信息检查该账户信息修改更新读者数据库信息有欠款欠书开设新读者账户没有欠款欠书将账户给读者删除该账户信息督促该用户归还欠款书  系统管理员进行书目信息维护的活动图

系统管理员进行书目信息维护的活动图登录到系统管理员账户登录到书目信息维护模块添加书目删除书目修改更新书目向数据库中添加书目删除数据库中的书目修改更新数据库书目向书库添加新书目删除书库中书目 系统管理员维护书籍信息的活动图

系统管理员维护书籍活动图登录到系统管理员账登录到维护书籍模添加书籍删除书籍向书库添加书籍删除书库中书籍更新数据库书籍信

三、硬件系统体系结构建模

3.1、业务对象组件图 <><>Item.javaLoan.javaTitle.javaReservation.java3.2、用户界面的组件图

UpdateBorrowerFBorrowerFrame.jrame.javaavaCancelResevationFBorrowerWirame.javandow.javaFindBorroweReturnItemrDialog.javaFrame.javaLendItemFFindTitleDrame.javaialog.javaUpdateTitleTitleFramFrame.javae.java

3.3、系统的部署图

DatabaseApplication ServiceWeb Bussiness ApplicationOperation<>BorrowerInformation.java

MainWindow.javaReservationFrame.javaTitleInfoWindow.javaBorrowerInfoWindow.java

UML系统建模与分析大作业 篇2

据调查了解, 目前某大型三级甲等医院的手术室对医用高值耗材的管理手段还停留在手工记录阶段, 不仅效率低下, 而且准确率不高, 很容易出现差错。为了减轻医护人员在高值耗材管理方面的工作量, 从繁杂的管理工作中抽出身来, 集中精力进行医疗工作, 同时也可以提升全院的信息化水准, 现考虑从软件方面优化工作流程。本文利用UML思想对医用高值耗材管理系统进行分析和建模, 从进销存和耗材的可追溯性展开分析[1]。

1 UML (Unified Modeling Language) 介绍

UML是一种建模用的语言, 和其他语言一样, 它由基本词汇和语法两个部分构成。UML定义了一些建立模型所需要的、表达某种特定含义的基本元素。这些元素称为元模型, 相当于语言中的基本词汇。另外, UML还定义了这些元模型互相之间关系的规则, 以及如何用这些元素和规则绘制图形以建立模型来映射现实世界, 这些规则和图形称为表示法或视图, 相当于语言中的语法。

UML是统一建模语言和建模体系, 用于描述系统静态结构和动态行为, 为软件开发的所有阶段提供模型化和可视化支持, 从不同角度为系统架构建模。UML的标准化设计能有效地促进不同需求人员的交流, 有效地促进了系统分析、设计、开发、测试人员之间的相互分工协作。其建模过程具有如下优点:用例驱动、以系统架构为中心、迭代进化式开发过程。

2 系统分析

2.1 问题引入

据了解, 当患者手术中需要使用高值耗材时, 该手术的责任护士必须提前一天向手术室的高值耗材管理员提交高值耗材领用申请。手术结束后, 若有未使用的耗材, 该护士需要归还给耗材管理员, 已经使用的耗材, 则需填写高值耗材使用单。耗材管理员收回高值耗材使用单, 按患者进行计费, 未使用的耗材则重新办理入库。

手术室的耗材管理员每月按需向设备科提交高值耗材补货申请。经设备科审核后, 耗材厂家直接把需要的耗材送到手术室, 耗材管理员核对后办理入库。每月月底耗材管理员需要对高值耗材进行盘点, 当月患者计费的数量、实际的库存使用量和填写的高值耗材使用单三者应符合。同时需要统计每个月每种耗材的同期和同比增长率, 对于临近效期的耗材需及时标记出来[2]。可以根据需要按照科室、医生、或者手术类别等条件统计耗材的使用情况。

2.2 功能需求

通过对现状问题的分析, 高值耗材管理系统须提供以下功能:

1) 系统管理员通过系统后台维护人员字典、耗材字典、条形码管理。

2) 登录功能:所有操作必须在登陆后进行, 根据用户权限的不同展现出不同的用户界面。

3) 耗材出库申请管理:向手术责任护士提供申请录入、修改、提交和查询耗材的申请、领用、归还、计费、使用单回收情况。耗材管理员可以对申请进行审核、修改、拒绝、耗材归还、使用单确认收回和计费操作。

4) 入库管理:该功能向耗材管理员提供查询历史入库明细, 手动生成入库单并支持打印。

5) 出库管理:该功能向耗材管理员提供查询历史出库明细, 手动生成出库单并支持打印。

6) 库存盘点:耗材管理员通过扫描每个库存耗材, 系统自动生成当前实物库存表, 并根据账面库存自动生成盈亏表。

7) 耗材使用单管理:耗材管理员通过扫描每个耗材使用单上的条码, 系统自动与记录的已归还的信息进行比对, 生成耗材使用单盈亏表。

8) 查询统计:统计每个月每种耗材的同期和同比增长率, 按照科室、大夫、或者手术类别等条件统计耗材的使用情况。

2.3 识别参与者

参与者是与系统进行交互的外部实体[3], 参与者身份不同使用系统的权限也不同。分析高值耗材管理系统的需求, 可识别出三个参与者:系统管理员、手术责任护士和耗材管理员。

2.4 识别用例

用例是从参与者的需求角度来分析系统的行为功能和所能够提供的服务[4]。分析参与者的需求和高值耗材管理系统功能, 可确定以下用例:

1) 系统管理员维护人员字典、耗材字典和条形码管理。

2) 手术责任护士申请录入、修改、提交和查询已使用耗材。

3) 耗材管理员对申请进行审核、拒绝、耗材归还、使用单确认收回和计费。

4) 耗材管理员查询并打印出入库单。

5) 耗材管理员盘点耗材实物。

6) 耗材管理员盘点耗材使用单。

7) 耗材管理员查询统计每月同期和同比增长率和耗材使用情况。

2.5 用例图构建用例模型

根据上述识别出的参与者和用例, 可确定参与者、用例及用例间的相互关系, 从而绘制出系统用例图, 如图1所示。

3 系统规划

3.1 构建静态结构模型

从高值耗材管理系统的需求出发, 运用类图对高值耗材的静态结构模型进行分析, 可确定以下实体类:

·用户类, 属性有工号、密码、姓名、性别和级别。操作有修改密码、登录和注销, 增删改查用户。

·耗材类, 属性有耗材类型码、耗材唯一码、耗材名称、耗材失效日期和当前耗材所在货架。操作有耗材出库入库、查询近效期耗材和增删改查耗材。

·耗材类型类, 属性有耗材类型码、耗材类型名称、耗材厂家和当前库存。操作有耗材类型增删改查, 耗材出库入库上账。

·耗材使用单类, 属性有耗材唯一码、患者ID、手术名称、主刀医生工号和状态 (是否上交至设备科) 。操作是耗材使用单增删改查。

·耗材流转日志类, 属性有耗材唯一码、转换前状态、转换后状态和转换时间。操作有耗材流转日志增删改查。

·耗材使用申请单类, 属性有耗材类型码、申请使用时间、申请时间和状态 (已提交、已审核、已领取、已结清、已计费) 。操作有耗材使用申请单增删改查、改变状态。

·耗材出入库单类, 属性有耗材唯一码、数量、出入库时间、状态 (已上账、未上帐、已保存) 和出库目标。操作有保存、上账、查询。

·耗材盘点单类, 属性有耗材唯一码、耗材类型码和盘点时间。保存、查询、生成耗材盈亏表。

·耗材使用单盘点类, 属性有已盘点耗材唯一码、耗材所属使用单和盘点时间。保存、查询、生成耗材使用单盈亏表。

根据已确定的类及其联系, 可绘制出系统类图, 如图2所示。

3.2 构建动态行为模型

下面用活动图对高值耗材管理系统的动态行为建模。依据高值耗材的用例视图和类图, 分析系统的对象逻辑关系和运行次序[5], 可以构建高值耗材管理系统的活动图和高值耗材生命周期状态图, 如图3、图4所示。

依据活动图对高值耗材管理系统的逻辑运行进行简单说明:护士填写并提交耗材使用申请单后, 耗材管理员进行审核, 如果审核不通过则打回, 护士修改后重新提交。若通过则进行备货。手术开始前护士到耗材库房领耗材, 耗材管理员办理出库手续。手术结束后护士把剩下的耗材退回耗材库房并提交纸质耗材使用单, 耗材管理员办理出入库手续、登记耗材使用单, 最后计费。

依据高值耗材对高值耗材管理系统的高值耗材生命周期中的状态变化进行简单说明:高值耗材厂家直接将高值耗材送到手术室耗材库房, 耗材为初始状态:在库状态。手术需要使用, 护士领用后变为护士领用状态。手术结束后如果没被使用则状态回到在库状态, 若已使用则变为出库未计费状态。耗材管理员收到耗材使用单并确认无误后对耗材计费, 耗材状态为出库已计费。

4 结束语

本文应用UML建模思想对高值耗材管理系统进行了分析与设计, 建立了系统需求分析、静态模型、动态模型、活动图和状态图, 一定程度上实现了软件开发的直观化, 可行化和整体化, 使系统更加符合高耦合低内聚的原则, 优化了系统各阶段的建模过程, 提高了软件开发的质量和效率。

摘要：论述了对基于UML的医用高值耗材管理系统进行分析建模的过程, 从需求分析到系统设计运用了类图、用例图、活动图和状态图等UML视图, 对不同建模阶段进行了不同层面的描述。

关键词：UML,医用高值耗材,建模

参考文献

[1]王志康, 娄海芳, 楼亚艳.我院医用高值耗材信息化管理的实践和体会[J].中华医院管理杂志, 2012, 28 (6) :468-469.

[2]骆如香, 陈云超, 温秀芬, 等.手术室医用高值耗材管理现状[J].护士进修杂志, 2016, 31 (12) :1087-1089.

[3]余存, 黄利军, 黄浩然, 等.基于UML状态图和Qt状态机框架的IEC104规约的分析与实现[J].电力系统保护与控制, 2015, 43 (15) :118-125.

[4]邵维忠, 梅宏.统一建模语言UML述评[J].计算机研究与发展, 1999, 36 (4) :2-11.

UML系统建模与分析大作业 篇3

关键词：UML；图示管理系统；建模

中图分类号：TP311.52

随着图书馆规模的壮大，各种图书信息量成倍增大，传统的人工管理方式必然会导致图书馆管理杂乱无章，从而影响图书馆的正常运作。因此为了保证整个图书馆正常运行和管理，这时就需要一套新的有效、合理、实用和规范的系统，来满足管理需求。然而在进行管理系统开发之前，我们必须先做好需求分析，分析越是详细越是节约系统开发所需的时间。

1 UML简介

1.1 UML的概念

UML即统一建模语言，是一种面向对象技术领域内的标准建模语言。它采用统一的图形和符号来代表模型元素，可避免一些不太必要的差异存在，这就是图书管理系统开发所需的成熟性的建模语言。

1.2 UML建模机制

UML主要包括静态建模机制与动态建模机制两种形式。

（1）静态建模机制主要有力图、对象图、类图、组件、包等。

（2）动态建模之地主要有消息、协作图、顺序图、活动图等。

2 图书管理系统需求与功能分析

2.1 图书管理系统的需求

图书管理系统是用来为学生提供方便的，他们对系统的需求：（1）能依照譬如书名、作者、编号等多种方式来查询图书馆的藏书，以便更好的借阅、续借、预借和归还；（2）能及时的查询和更新图书借阅情况、浏览动态信息和自己的基本资料等。

图书管理人员对系统的需求：（1）能便于查询图书和图书借阅情况，对借书还书进行处理，以及浏览图书动态信息；（2）能随时更新一些学生借阅图书超期通知、及图书借阅情况、藏书情况，方便学生能及时获取一些借书信息。

图书系统管理对系统的需求：（1）能提供录入、修改、登记、注销图书等功能；（2）能轻松进行新生信息登记和已毕业学生信息的注销等信息。

2.2 图书管理系统的功能

系统开发前首先必须对系统进行需求分析和功能分析，通过需求分析，我们主要把管理系统的使用成员分为三类：借阅者、工作人员及系统管理员。其中借阅者所需的功能主要是查询图书信息与个人借阅信息等；工作人员所需的功能主要是查询图书信息、借阅者借阅信息与借阅者还书信息等；系统管理员所需的功能主要有管理借阅者信息、图书信息和图书馆工作人员信息等。下面主要从三大模块来讲述所需功能：

（1）图书系统维护模块：对系统用户的身份进行录入、修改、分类和删除；对图书数据进行录入、校审、修改和删除；对借阅者数据进行录入、修改和删除，以及发布、删除和修改图书动态信息等。

（2）图书工作人员模块：主要是查询图书信息；借阅、预借、续借和返还图书；修改和删除图书的借阅信息；查询借阅者信息等。

（3）图书借阅者模块：譬如查询图书数目；查询个人借阅图书情况；修改部分限定的借阅者个人信息等。

2.3 系统例图分析

系统分析阶段最关键的就是建立例图来分析，用例图的形式来表现用户所期望的功能，它能被所有想成为参与者的外部用户看到。利用用户视图，使用者能清楚的看到系统后续每个阶段所需完成的任务，整个系统的建设过程都是环绕所建的用例图来进行的。譬如在建设图书管理系统用例图的时候，要考虑到系统中书目消息和信息是不受任何条件限制的，任何用户都可以随意浏览。

3 图书管理系统的设计

采用UML进行图书管理系统的建模，分析系统必须采用面向对象的方法，然后建立可视化的模型用图形直观地表现信息，从而架设面向对象的系统模型。

3.1 静态系统模型

系统设计中最主要就是类图，使用者想要一步步的完善整个系统，就首先必须了解系统基本的类以及它们之间的关系。使用类图来描绘系统中那些类的静态结构，不但对系统中的类以及各组类间的关系等进行了定义，而且确定了类的属性和操作。因此它在定义信息结构的同时更阐述了系统的行为，与数据模型大不一样。

3.1.1 参与者类

参与者类主要有Borrower、librarian、Administrator三大类，Borrower类是表示借阅者类，它所包含的属性比较多，例如账户姓名、ID、地址等等，但是借阅和还书是最主要的操作；librarian类是表示工作人员类，包含的属性有账户、姓名、地址等；Administrator类是表示系统的管理员类。

3.1.2 其他类

除了上面的三种类别外，系统还包括譬如Item、Load、Title、Reservation等类别，其中Item类是表示固定某本图书的类，它包括书的编号等属性，一般用来进行预订、查询等操作；Load类是表示具体某本书的借阅情况类，它包括所借图书的借书时间、ISBN等属性；Title类是表示书目信息记录的类，它基本包括图书名称、ISBN、作者、图书总量等属性，用来进行查询、借出、撤销、创建、归还等操作；Reservation类是表示预借信息类，它包括预借书的ISBN、预借时间等属性。

3.2 动态系统模型

一般由消息、协作图、顺序图、状态图以及活动图构成系统的动态行为，这些图形一般被用在系统的主要的用例和对象上，方便更准确的分析系统的动态行为和特征。图书管理系统里包括的每个服务操作，都是由各个对象相互合作提供的。下面主要是介绍如何绘制协作图、顺序图和活动图，以及它们如何从动态层面上来描述系统内部的行为过程和协助关系。

3.2.1 顺序图

顺序图主要是各对象间的动态交互关系的描述，主要是表现对象间消息传送的时间顺序。顺序图包括水平轴和垂直轴，水平轴用来表示各个对象，垂直抽用来表示时间。顺序图中用一个个垂直虚线矩形框来表示对象，并在上面标明类名和对象名。

图书管理系统中需要绘制的顺序图非常多，主要包括借阅者还书顺序图、借阅者借书顺序图、工作人员处理还书顺序图、工作人员处理借书顺序图、借阅者查询书顺序图以及系统管理员增加图书顺序图等等。

3.2.2 协助图

协作图主要是各个对象间的链接关系和交互合作关系的描述。尽管它和顺序图一样都是用来描绘对象间的交互合作关系，但是它们所注重的地方有差异。顺序图侧重于表现各个对象交互关系的时间顺序，而协作图则是侧重于表现各个交互对象之间的静态链接关系。

3.2.3 活动图

活动图主要是各操作行为的描述，或是对象和用例内部工作过程的描述。活动图虽然是由状态图变化而成的，可是他们却有不同的利用价值。活动图是利用对象的状态变化来获知动作以及动作的结果。活动图中的活动不间断，在一个活动结束后立马进入另外一个活动。

图书管理系统中标明有确切的活动的类别主要有借阅者、图书管理人员和系统管理员，这三个类别都包括很多的活动。

4 总结

只有选择了最适合的图书管理系统的UML分析和设计工具，才能最大程度地减轻工作量，让用户更准确地理解模型，从而进行良好的沟通。本文主要介绍如何利用建模语言UML来创建图书管理系统。图书管理系统的建设中通过利用了UML可视化建模工具的各种图形，从而实现整个系统面对对象分析、设计和开发，大大的节省了开发的时间。

参考文献：

[1]姜慧霖，杨克领.基于UML的图书管理系统设计[J].科技信息（学术研究），2007（27）.

[2]周莹，张宇华.UML及其在图书管理系统中的应用[J].电脑与信息技术，2004（04）.

[3]刘锋.图书管理系统的UML建模分析与设计[J].计算机与信息技术，2008（04）.

[4]花昀峤.基于面向对象技术的图书管理系统研究[D].吉林大学，2009.

UML系统建模与分析大作业 篇4

基于UML和HLA的装备维修保障体系中部分仿真过程建模,首先确定联邦目标,得出装备维修保障系统效能,确定仿真应用的`边界和范围,描述仿真应用中的对象及对象间交互.接着决定仿真应用中的联邦成员,开发联邦对象模型.通过运用程序设计语言实现编程,最后运行联邦,分析输出结果,实现仿真系统中的时间管理服务所有权管理服务.

作 者：石磊 刘佳 赵晓明 潘平俊 SHI Lei LIU Jia ZHAO Xiao-ming PAN Ping-jun 作者单位：石磊,赵晓明,潘平俊,SHI Lei,ZHAO Xiao-ming,PAN Ping-jun(空军工程大学电讯工程学院,陕西西安710077)

刘佳,LIU Jia(总参军代局西安地区代表室,陕西西安710077)

UML系统建模与分析大作业 篇5

一、本课题的研究意义

一个图书馆的图书资料库在正常运转中总是面对大量的读者信息、书籍信息以及两者相互作用产生的借书信息、还书信息。图书馆作为一个信息资源的集散地，图书和用户借阅资料繁多，包含着很多的信息数据。以前对信息管理的主要方式是基于文本、表格等纸介质的手工处理，对于图书借阅情况(如借书天数、超过限定借书时间的天数)的统计和核实等往往采用人工检查，对借阅者的借阅权限以及借阅天数等采用人工计算、手抄进行，数据信息处理工作量大，容易出错和丢失。因此，建立一个智能化、系统化、信息化的图书资料库是十分重要的。使用计算机软件对图书进行管理，是计算机应用的一部分。充分利用计算机的功能，实现对读者管理、书籍管理等自动化控制，将会使图书资料库的工作强度大大减弱，可以实现图书检索迅速、可靠性高、存储量大、寿命长、成本低，能最大限度地提高图书管理的效率，也是图书管理信息化、正规化管理的必然趋势。

二、图书馆图书管理系统的需求分析与设计过程

图书管理系统的开发和应用主要通过两个步骤来实现：首先是基于系统功能的需求分析，其次是系统模型的设计和实现。

2.1需求分析

需求分析是信息系统设计过程中的一个重要阶段，其中一个主要任务是确定系统的功能需求,并采用面向对象方法,即基于UML的可视化系统进行需求分析。需求分析的目标就是建立需求模型,即从功能需求出发建立图形模型, UML的视图从用户的需求中提取,以图形的方式描述待开发的系统的功能需求。每个图形都指定了客户的需求，即他们需要系统干什么。用图形为设计活动不仅记录需求而且还提供了一种挖掘的信息, 它记录了需求到设计结果之间的映射关系,能够确保设计结果具有明确的根据或者说具有可维护性,基于UML的信息系统设计过程是以建模图形驱动的。

首先我们进行角色的认识，对于一所大学的图书管理系统，基本的功能是完成图书的借阅和相关信息的管理，服务的对象有本科生，研究生，教师，及其他学校的学生，还有社会人员，这些人可归结为一类即读者。而为帮助读者顺利完成借还书的可以是工作人员，可以是自动借还书机，他们可以归结为一类即图书管理人员。因此对于一个图书管理系统主要有两类角色，读者、图书管理员。

其次，在主要角色的基础上，可以识别出与角色相应的用例，从而得到系统的用例模型图。与读者相关的过程包括：借书、还书、预借（想借的书已借出，预定要借的书籍）、图书信息检索、借阅查询(如查询本人借书记录、还书期限、是否超期)、个人相关信息查询及修改(如学号、姓名、性别、年级、专业、家庭住址、联系电话、出生日期、民族、政治面貌、身份证号等)。与图书管理员相关的过程包括：办理借书、办理还书、删除预借对象、图书订购、读者信息管理（增加/删除读者、修改读者权限及密码、借阅超期罚款）、图书信息管理（增加/删除数目、图书类别等相关信息的修改、流通情况）。系统管理（系统的登陆、退出、日志维护、系统更新）。以上分析中，与读者，图书管理员相关的过程构成了本系统的基本用例。

2.2 系统的整体结构

综上所述一个图书馆图书管理系统的整体结构可以分为三大模块：图书管理模块、读者管理模块、系统管理模块。

（1）图书管理模块包括与图书相关的一些过程，主要有图书的借出、图书的归还、预借、图书信息检索、图书订购、图书相关信息管理。

（2）读者管理模块主要包括与读者有联系相关的过程，主要有增加/删除读者、修改读者权限及密码、借阅信息查询、个人信息查询及修该、借阅超期和丢失罚款。

（3）系统管理模块包括系统的登陆、退出、系统维护、系统更新。综上我们画出系统的整体结构，如图一所示：

图一 图书管理系统的整体结构

2.3 图书管理系统的用例图

从以上分析中我们不难得出系统的基本用例图，如图二所示：

图二 系统的基本用例图

图书管理和图书管理是图书管理系统的重要组成部分，为此我们按照前文所述将图书管理模块和读者模块以及系统管理模块详细精化得出如下的用例图，如图

三、图

四、图五所示：

图三 图书管理模块的用例图

图四 读者管理用例图

图五 系统管理模块的用例图

2.4 图书管理系统的交互图

UML建模优缺点 篇6

UML语言使系统建模过程标准化，统一化，规范化。

UML在整个软件开发过程中采用相同的概念和表示方法，在不同的开发阶段，不必转换概念和表示方法，避免了传统软件开发方法的两个鸿沟。

UML采用图形化的表现形式。产生的模型易于理解，易于开发人员与用户之间的沟通，从而能够及时得到用户的反馈信息。

用UML进行系统建模所得到的建模制品不仅仅包括各种模型框图，还有大量丰富的文档，这些文档给系统后期的维护工作带来了便捷。UML不是一门程序设计语言，但可以使用代码生成工具将UML模型转换为多种程序设计语言代码，或使用反向生成工具将程序源代码转换为UML模型。2.UML的缺点：

任何事物都有正反两个方面，UML这种新兴的建模工具也存在它本身的一些不足，总结如下：

无法从语法上建立状态图与顺序图的关系。

UML系统建模与分析大作业 篇7

关键词：UML,建模,请假,E-R图

0 引言

现行的高校学生请假管理基本上还是手工作业、人工管理，没有实现无纸化、网络化办公，使得学生管理的工作效率低。通过开发学生请假系统，一方面可以更加准确、科学地对学生请假情况进行管理，改进教学工作，充分调动学生上课的积极性;另一方面也提高了辅导员老师的工作效率[1]。

1 需求分析

需求分析是软件开发最基本的，也是最重要的一点。开发高校学生请假系统的目的就是要帮助高等院校的学生管理部门提高工作效率，实现请假记录网络化和自动化。学生请假要写清系别、班级、请假原因、请假天数，由辅导员老师初步审核，再由系学生主任审核，如果请假天数超过3天，由主管学生工作的院长审核。根据系统要实现的目标和任务，分析系统包括如下主要功能模块。

(1)学生请假模块，学生输入登录的验证信息，经过用户认证模块验证正确后就可以访问系统进行请假记录的填写和查询操作。

(2)辅导员和学生主任模块，完成对系内学生请假信息审核、查询、统计和基础数据管理的功能。

(3)主管院长模块，完成对所有院系学生的请假信息进行查询、统计、审核的工作，在学期末根据各系学生请假的记录信息写出总结。

(4)教师模块，完成对上课班级学生请假信息的查询、记录、统计工作。

(5)基础数据管理模块，有部门管理、专业管理、班级管理、教师管理几个功能。

(6)课程信息模块，有学期管理、课程信息管理、学期教学计划管理几个功能。

(7)系统管理模块，有用户管理、数据维护和退出三个功能。

2 UML建模

系统建模是软件开发过程中的核心部分，建模的目的是把要设计的结构和系统行为紧密结合在一起，更好的掌握系统应具有的功能，从而使开发的系统更好的满足用户需求。UML有静态建模和动态建模两种建模机制[2]。进行系统分析和设计的第一步是创建系统的用例模型。用例图用来描述系统的用户或参与者的操作，在需求分析阶段起着重要的作用，系统整个开发过程都围绕着需求用例表述的问题和问题模型进行。

2.1 总体业务建模

用例图在需求分析阶段起着重要的作用，系统整个开发过程都围绕着需求用例表述的问题和问题模型进行[3]。创建系统用例的第一步是确定系统的参与者，经过综合分析系统有6个参与者，分别是学生、学生主任或辅导员、任课教师、教学秘书、教务部管理员和主管院长。通过上述分析建立系统的用例包图如图1所示。

2.2 学生请假建模

学生请假建模的主要业务有学生登录、个人信息修改、请假模块、打印模块和查询模块，学生请假例图如图2所示。

参与者:学生

描述:当学生因故不能按时上课时，办理请假手续，等待相关工作人员审核。

前置条件:当学生因故不能按时上课时，办理请假手续。

事件流:

(1)学生登录系统，验证通过后，打开请假窗口。

(2)如实填写系别、班级、姓名和请假的理由等信息，如无错误进行提交，更新数据库。

(3)系辅导员和学生主任审核。

(4)如请假超过3天，由主管学生工作的院长审核。

(5)任课教师填写请假学生的缺课记录。

(6)教学秘书、教务部管理人员查询学生请假和缺课记录。

3 数据库设计

系统包含的实体有教师、课程、请假、审核人、缺课和学期。根据需求分析的结果，从E-R模型出发，进行逻辑结构的设计[4]。将E-R模型转换为关系模式，关系模式如下，其中主码用下划线表示:

(1)教师(教师ID，姓名，系别)。

(2)课程(课程ID，课程名，班级，课程性质)。

(3)学生(学生ID，姓名，班级)。

(3)请假(请假ID，学生ID，请假理由，请假天数，学期ID)，其中学生ID是学生关系模式的外码，学期ID是学期关系模式的外码。

(4)审核人(审核人ID，姓名，职务，所属部门)，审核人包括教学秘书、辅导员、系主任、主管学生工作的院长。

(5)缺课(缺课ID，学生ID，课程ID，学期ID)，其中学生ID是学生关系模式的外码，课程ID是课程关系模式的外码，学期ID是学期关系模式的外码。

(6)学期(学期ID，学期)。

其中学生、教师和审核人的E-R图如图3所示。

4 系统设计

系统采用B/S结构开发，B/S结构是Web兴起后的一种网络结构模式，B/S结构的优点是访问系统不受时间和空间的限制，只要有一台能上网的电脑就能使用系统，客户端实现了零维护，统一了客户端，系统功能集中在服务器端，方便了系统扩展，简化了系统的开发、维护和使用[5]。

系统前台采用Visual Studio.Net 2005，后台数据库采用Microsoft SQL server 2005，运行环境为企业内部网或广域网。用户根据浏览器呈现的Web页面信息，向服务器提交服务请求，这些请求包括对数据库的查询、修改、插入等，服务器端对请求信息进行处理，并将处理结果通过网络返回给浏览器端。将整个业务应用划分为表示层、业务逻辑层、数据访问层三层架构。在客户端与数据库服务器间加入“中间层”，也称组件层。中间层负责处理应用程序的业务规则、数据访问、合法性校验，客户端不直接与数据库进行交互，而是通过COM/DCOM通讯与中间层建立连接，经由中间层与数据库进行交互。三层体系结构不是指物理上的三层，也不是指放置三台机器，不仅仅只有B/S结构才是三层体系结构，三层是指逻辑上的三层[6]。

以学生请假为例，学生登陆系统并验证通过后，进入如图4所示界面，学生如实填写院系、班级、请假理由等相关信息，之后点击提交按钮等待审核。

5 结束语

系统建模的目的是把要设计的结构和系统行为紧密结合在一起，更好的掌握系统应具有的功能，从而使开发的系统更好的满足用户的需求[7]。在实际系统的开发过程中，通过对学生请假的具体情况进行需求分析，运用UML建模技术对系统建模，采用B/S结构进行开发，经过测试，取得了令人满意的效果。

参考文献

[1]王淑蓉,陈尚波,孟德恩,等.基于工作流的请假审批系统设计与实现[J].现代电子技术,2012(10):18-20.

[2]皮慧娟,彭松行.基于WEB的签到考勤管理系统的设计[J].平顶山工学院学报,2008(6):23-25.

[3]布玛丽亚木·玉苏甫.高校考勤管理系统设计研究[J].企业技术开发,2011(15):189-190.

[4]林芳,浦云明,郭更生.基于Web的企业考勤管理系统设计[J].软件导刊,2010(8):100-101.

[5]WANG&nbsp;Jian,LI&nbsp;Wei-li.The&nbsp;Design&nbsp;and&nbsp;Implementation&nbsp;of&nbsp;An&nbsp;Online&nbsp;Teaching&nbsp;System&nbsp;Based&nbsp;on&nbsp;B/S&nbsp;Structure&nbsp;and&nbsp;ASP&nbsp;Technology[J].Journal&nbsp;of&nbsp;Donghua&nbsp;University,2007(1):75-78.

[6]孙朝云,张羽.基于B/S结构网上评教系统设计与实现[J].计算机应用与软件,2012(3):183-186.

UML系统建模与分析大作业 篇8

摘 要：随着计算机和互联网技术的迅速发展，网络将高校内部的学术论文汇聚到一起，在线处理稿件己成为可能。各高校内部迫切需要规范化的学术论文投稿在线系统来满足学术论文投稿工作的高效率进行，系统应用UML分析设计B/S结构的系统模型，实现在线投稿、信息实时发布、信息储存量大、处理速度快捷、数据准确直观、查询检索灵活方便、成本降低、可视化等具体功能。

关键词：论文管理系统；高效率；在线投稿

中图分类号：TP391 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2016）07-0078-04

随着网络信息化的不断发展，计算机技术在期刊论文编辑流程中的应用日益增加。传统的高校学术论文投稿工作的流程是：投稿者通过投稿信箱投稿，或者将纸质版和电子版论文交到学校的编辑部，编辑部的人员进行审稿和后续的一系列繁琐的审稿工作，工作量大、效率低，极大地制约了学术期刊的编辑出版。建立在线投稿、在线查询、留言咨询、编辑在线审稿等一系列的在线论文投稿系统已成趋势，本系统是使用UML建模语言和数据库Microsoft SQL 2008相结合的开发模式，系统程序结构逻辑清晰明了，易于扩展，具有良好的跨浏览器兼容性。系统在开发过程中，结合自身投稿经验，全面了解编辑部稿件的审核、刊用、发表流程，运用全面的需求调研和贴切的系统设计理念设计和开发；系统中包含多种消息互动，如系统消息、用户消息、审稿通知、催审通知，使编辑部用户之间随时交流，保证了用户之间的互动性；系统完全基于浏览器界面设计，用户端无需再安装任何软件只需联网就可进行论文投稿的相关工作；系统应用UML分析设计B/S结构的系统模型，维护简单快捷，避免了C/S系统维护的繁琐，降低维护成本，良好的系统开放性和可扩展性使系统升级和功能扩展工作更加轻松方便。本系统的应用，减轻了编辑人员的重复劳动，可以全方位整合资源，提高工作效率，此外，还可以帮助编辑部管理作者、专家信息，实现编辑部与投稿作者的网上通信，实现投稿、审稿的网络化，扩大工作的范围和影响力，提高稿件质量。

一、系统结构

系统分为投稿用户模块、管理员模块、审稿模块，由于其面对的用户不同，其功能也不同，具有相对独立性，模块之间又相互联系，各个模块分为若干子模块，如图1所示为系统结构。

1.投稿用户模块

投稿用户模块分为用户注册、用户登录、在线投稿、查看稿件状况、个人信息修改、安全退出6个子模块，在登录作者中心后，您可以：投稿、跟踪查询您的稿件信息、与编辑部交流、查询稿件缴费情况。

投稿模块的各子模块功能介绍如下：

（1）用户注册：用户第一次投稿，请先注册，并记住用户名和口令，系统把用户设置的用户名和密码通过用户注册的E-mail发送给用户。

（2）用户登录：如果用户已经拥有用户名和密码，直接登录即可，请不要重复注册，否则可能导致用户信息查询不完整。

（3）在线投稿：用户登录个人中心后，根据可查看投稿须知、版权协议、论文模板、系统要求和使用帮助，按照要求修改论文的格式后就可进行投稿。

（4）查看稿件状况：用户投稿后几天后，可以再次登录作者中心查看稿件审核情况：初审、复审、缴费、退稿，作者根据审核情况进行后续操作。

（5）个人信息修改：用户登录之后修改个人信息、密码等，在作者中心可进行个性化设置。

（6）安全退出：完成投稿后，作者点击安全退出按钮，就可以退出作者中心，保证稿件的安全性。

2.管理员模块

管理员模块分为系统参数设置、系统状态设置、投稿用户管理、投稿论文管理、文件更新管理、专家信息管理、论文分配评审7个子模块，管理员模块的各子模块功能介绍如下：

（1）系统参数配置：包括UML文件的配置、UML和IIS配置、UML MMC管理单元的配置、UML网站管理工具的配置、UML配置API、为 SQL Server 创建和配置应用程序服务数据库等一系列的配置，保证UML配置的安全。

（2）系统状态设置：在系统正常时，系统状态设置为可用，用户可正常登录本系统；维修或者更新系统时，系统状态暂时设置为不可用，待系统正常后恢复可用状态。

（3）投稿用户管理：对投稿用户的添加、修改、删除、查询、密码重置等。

（4）投稿论文管理：对投稿论文的教学目的、选题、研究方法进行分类管理等，分为导出论文信息和论文状态管理2部分。

（5）文件更新管理：在投稿用户投稿的前几天内，投稿作者可随时更新论文直到送到初审，管理员根据投稿作者的要求，对论文更新管理工作。

（6）专家信息管理：对专家信息的新增、更新、修改、删除、查询等的管理。

（7）论文分配评审：根据投稿稿件类型进行分析，分类分配对应的专家进行评审工作，评审给出评审意见，投稿作者可导出评审意见并进行论文的修改工作。

3.评审模块

评审模块分为审核送审稿件、给出评审意见、账号管理、其他功能4个子模块，评审模块的各子模块功能介绍如下：

（1）审核送审稿件。审核的过程分为3轮：第一轮由编辑部进行初审；第二轮由专家评审；第三轮由编委进行终审；审核完成后进行后续工作，审核过程中可对稿件进行通过、修改、退稿等操作。

（2）给出评审意见。审核论文结束后，对论文的缺陷和不足给出评审意见，根据评审意见，投稿作者修改论文。

（3）账号管理。对账号进行添加、删除、查看、信息修改，禁用、启用等操作。

（4）其他功能。实现站内用户之间的联系与沟通，对稿件的分类进行添加、修改、删除、查看等其他功能。

二、系统配置及运行环境

1.系统配置

本系统的开发环境为UML+SQL Server 2008，系统只需要Web服务器，本地电脑无需安装任何软件，不需要配置内部服务器，只要能上网系统就可运行。

2.运行环境

（1）服务器端：Windows XP、Windows 2003、Windows 2007、Windows 2008；

（2）客户端：Windows XP、Windows 2003、Windows 2007、Windows 2008；

（3）数据库：Microsoft SQL Server 2005、SQL Server 2008；

（4）浏览器：IE 、360、UC、QQ浏览器兼容。

三、系统分析图

1.管理员用例图

系统管理员主要是维护整个系统的正常运行，包括的主要用例有：系统资源配置、系统用户管理、用户权限管理、系统角色管理，如图2所示为管理员用例图。

（1）系统资源配置：系统管理员配置系统的实现环境、后期维护与管理等。

（2）系统用户管理：对用户的添加、修改、删除、查询、密码重置等。

（3）系统角色管理：对系统角色的新增、修改、删除、查询。

（4）用户权限管理：系统权限的初始化、修改、删除进行管理。

2.数据流图

数据流图从数据传递和加工角度，以图形方式将校内在线论文投稿系统结构化，本系统的整个数据流程是：投稿用户和审核专家登录作者中心，完成各自的任务，确认无误后安全退出系统，系统数据流图表达了系统管理员从添加任务到输出的变换过程，如图3所示系统数据流。

3.顺序图

本系统的顺序图纵向代表时间轴，时间沿竖线向下延伸。横向轴代表了登录、数据库管理、添加审核论文任务、数据库4个模块在协作中各独立对象的类元角色，类元角色用生命线表示，从左到右方向用实线表示，从右到左方向用虚线表现，如图4所示为系统管理员添加投稿论文任务的顺序。

四、系统审稿流程分析

校内论文在线投稿系统是基于Web的现代化的编辑管理系统，系统的应用，减少了重复劳动，减轻了编辑人员的工作量，使论文编辑更加科学化，规范化，提高了工作的质量与效率，使投稿和评审变得简单化、规范化。本系统中，投稿人（作者）、编辑、评审专家是系统的主体，系统的6种稿件状态如下：

（1）收稿状态：稿件送达编辑部，其相关资料录入稿件投稿系统，没有送审；

（2）送初审状态：稿件送给到评审专家进行初审，论文审核处理中；

（3）退稿状态：稿件未被编辑部录用；

（4）改稿状态：稿件需修改后重新审核录用；

（5）录用状态：稿件审核通过，没有正式发表；

（6）刊出状态：稿件被刊登，正式发表。

稿件审核的过程是：用户登录个人中心按投稿要求申请投稿，编辑部收稿对稿件进行初审，不符合刊载题材范围的稿件，编辑部直接退稿，符合刊载题材的稿件，系统记录投稿时间，生成文章投稿编号，显示稿件已被送入初审状态；初审通过后进行第二轮评选工作：专家评审；专家评审通过后进行第三轮评审：编委终审，未通过编辑部退稿。编委评审通过后进行编辑加工，未通过编辑部退稿。编辑加工是根据编辑部的要求，投稿作者修改稿件返回进行质量合格鉴定，不合格寄作者修改，合格后进行主编审定然后进行录排；录排需寄作者再次校对，校对无误后编辑部进行录排，录排的过程是：编辑校对—发稿会—校对修改；上述过程进行完毕后，稿件就可以出版，出版之前进行最后一次质量检查，无误后寄作者反馈给编辑部方可出版。如图5所示为系统稿件审核流程。

五、结束语

本系统通过软件测试，数据传输准确、运行稳定，系统采用动态数据实现技术以及模块化程序设计技术，使系统具有良好的可扩展性和可移植性。通过合理选择数据结构、操作系统和开发环境，构成一个完善的网络体系结构，系统的应用减轻管理员的工作量，提高论文投稿的效率，同时通过多重审核，大大提高了稿件的质量，系统经过多次修改、完善，目前已是稳定版本，各项功能实现完整，达到预期效果。系统的特点如下。

（1）高安全性：在系统的设计过程中，充分利用网络软件和硬件提供的各种安全措施，既保证用户共享资源，又充分考虑系统及数据资源的容灾、备份、恢复的要求，系统提供强大的数据库备份工具，保证所有数据的安全性，管理员可设置不同的用户角色限制用户权限保障用户的个人隐私。

（2）可靠性：系统对软件和硬件设施优化选型，保证了系统的可靠性，此外，系统利用先进的软件编码技术进行代码编写，良好的可靠性使得系统在数据传输方面更加便捷，保证了数据的严密性与准确性。

（3）可维护性：系统的维护简单方便，相关人员对后台数据库及时更新维护工作主要包括：软件的及时更新、更改、硬件环境的配置等。

（4）实用性：系统从不同类别用户角度出发，满足了投稿用户、专家、编辑部工作人员等相关人员的需求，经历不断调试，反复操作，从理论到实践，再从实践到理论的过程，最终使得审稿工作更加顺利的进行。

参考文献：

[1]刘婕，张琳.ASP.NET 2.0+SQL Server动态网站开发[M].北京：电子工业出版社，2007： 54-60.

[2]房大伟，庞娅娟.ASP.NET开发典型模块大全[M].北京：人民邮电出版社，2010：43-56.

[3]杨继成.浅谈高校学报信息管理系统的设计与应用[C].第二届全国核心期刊与期刊国际化、网络化研讨会论文集，2004.

[4]刘佳.网络投稿系统的设计与实现[D].北京：北京邮电大学，2009.

[5]黄方圆.基于工作流技术的行政审批系统的设计与实现[D].上海：上海交通大学，2006.

[6]张翔，赵群，罗向阳.期刊网络化办公系统的设计与实现[J].科技与出版，2011（2）：66-68.

UML系统建模与分析大作业 篇9

具体要求

一、总体要求：

1． 本课程为专业必选考查类课程，以大作业加平时成绩的形式给定最终成绩。

2． 每班六个题目，每4-5为一组，自由组合，分工合作。10月26日上课

前请各班上交分组及组长情况表。

3． 所有作业需完成VHDL核心代码的设计，并采用QuartusII进行相关仿

真或平台实现，否则全组不及格。

4． 各小组推选一人于第十周（11月5日和9日）上讲台讲解题目设计思路、源代码分析、仿真结果及演示。

5． 各小组组长于11月30日前到老师处汇报题目的完成情况，并接受考核。

6． 每名同学于11月30日前提交一份大作业报告，并由班长统一送交老师。

二、大作业题目：

1． 频率计设计（平台实现）

1)

2)

3)

4)能对输入的方波信号频率进行采样； 采样频率范围为0~999999Hz，以1Hz为单位进行显示； 采用六个七段数码管显示当前采样的频率值； 本电路系统输入时钟为6MHz。

2． 方波发生器设计（仿真实现）

1)

2)

3)系统的输入时钟为6MHz； 系统输出频率为对系统时钟的1~32分频；(5位二进制输入)； 系统输出频率的占空比可调，分为25%、50%、75%三档；(采用2位二进制

位输入控制)。

3． 竞赛抢答器设计（平台实现）

1)

2)抢答器的输入路数为8路；(8位二进制输入)当主持人宣布开始（按下某一键时为有效），抢答时当某一方先按下按键，其

他键则失效；

3)

4)

5)用1个七段数码管显示抢中的路编号； 系统复位键按下后，进行下一轮抢答； 系统的输入时钟为6MHz。

4． 交通灯控制系统设计（平台实现）

1)交叉路口为十字路口；

2)

3)每路口设直行、左转、右转的方向指示灯； 每个方向指示灯有三种颜色，即红、绿、黄三色。为简化设计，右转指示灯常

绿；黄灯闪动时间间隔为0。5S，持续时间自定义。

4)

5)每路口需用两个数码管显示允许通行或禁止通行的时间； 系统的输入时钟为6MHz。

5． 点阵字符显示控制器设计（仿真实现）

1)

2)

3)用16*16点阵的发光二极管显示字符； 可显示字符为0~9的数字字符与A~F英文字母； 输入为四位二进制矢量。

6． 万年历及电子钟设计（平台实现）

1)

2)

3)

4)能显示年、月、日、时、分、秒、星期，共需15个数码管； 年、月、日、时、分、星期均需可调； 系统默认时间为2000年01月01日00时00分00秒星期6； 系统输入时钟为6MHz。

三、大作业报告要求：

1． 题目功能分析；

2． 总体模块划分；

3． 代码实现；

4． 仿真结果；

5． 设计心得、体会；

6． 报告采用统一的A4封面，其中1、2、5项必须为手写，3、4项为打印。

7． 网络工程专业不再进行期末考试，期终成绩以作业测试、讲解、报告综

UML系统建模与分析大作业 篇10

关键词：UML；SystemC；建模；描述

中图分类号：TP311.1 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 08-0000-02

The Method Using UML and SystemC for System-level Modeling of Embedded System

Chen Ke,Deng Fuyu

(Sichuan Vocational and Technical College,Suining629000,China)

Abstract:This paper designs an UML model of an embedded system fruitcleaner with UML modeling tool Rational Rose,then makes a system-level description targeting this system with executable SystemC language on the basis of UML model prototype.This paper also obtains the final description result of the fruitcleaner system,and emulation result by running.

Keywords:UML;SystemC;Modeling;Description

一、引言

SystemC语言是一种理想的软/硬件协同设计语言，其描述得到的模型具有可执行性。目前为了实现对UML所描述的嵌入式系统进行模拟验证，采用合适的方法将UML模型转换成相应的SystemC描述是比较有效的途径，也是当前嵌入式系统软硬件协同设计领域研究的热点。

二、果蔬清洗机的系统级UML模型设计

从整体上看，一个果蔬清洗机（fruitcleaner）的系统结构主要包含有一个洗涤桶（tub）、一个引擎（engine）和一个臭氧发生器（generator）。

（一）清洗周期的定义

对于果蔬清洗机而言，从关闭清洗机的门进行系统初始化开始到清洗完毕排空洗涤桶的水并打开清洗机的门为止，整个过程被定义为一个完整的清洗周期。因此，该系统一个清洗周期由六个阶段构成。实际上，在对该系统进行初始化动作（Start）阶段时，就由清洗模式cleaning mode指定Fill，Generate，Feed Clean和Discharge这五个阶段持续的时间。

（二）系统级UML模型图

该系统主要包含两个Use Case：清洗果蔬和设置清洗的模式。系统重点针对清洗果蔬

这个用例，分别画出其类图、顺序图、状态图和活动图。该系统包含有四个类：Tub、Engine、Generator和Fruitcleaner，每个类包含有相应的方法和属性。顺序图中有四个对应类的对象参与六个交互进程。图1显示的是fruitcleaner的类图。

图1.fruitcleaner的类图

三、用SystemC描述果蔬清洗机的系统级模型

UML是一种图形化的统一建模语言，用UML描述的嵌入式系统模型虽然有很强的可读性，但是却不可执行，即无法在系统级描述的基础上进行仿真，验证系统功能描述的准确性。在实际的嵌入式系统设计流程中，为了能对UML所描述的嵌入式系统进行功能模拟验证并得出有效结论，因此有必要再用SystemC进行嵌入式系统的系统级描述。鉴于在Rational Rose软件中设计的UML用例图、类图、顺序图、状态图和活动图都能很直观地反映系统的执行功能，因此利用UML图形描述来作为后续SystemC描述所需的模型书面文档是行之有效的途径。这部分采用合适的方法把UML图中的元素与SystemC中的相关模块和进程对应起来，对直观的图形描述进行抽象，得到能执行的程序代码。此外，在系统功能模拟验证完成后，系统的软硬件划分、软硬件综合等设计流程都将通过SystemC完成。这样就把UML和应用于整个后期设计的SystemC紧密地联系起来了，在当前的嵌入式系统软硬件协同设计领域有其独到的作用。

四、描述结果

以Generator对象为例，给出SystemC下的部分描述代码结果：

SC_MODULE（Generator）

{sc_infcGenetratorOn_in；

sc_infcGenetratorOff_in；

void on（）；

void off（）；

SC_CTOR（Generator）

{SC_METHOD（on）；

………………

………………

}

}；

void Generator：：on（）

{printf（“Switch on the generator.n”）；

printf（“Waiting……n”）；

}

void Generator：：off（）

{printf（“Switch off the generator.n”）；

}

五、模拟仿真运行结果

代码编写完成后，最后在SystemC 2.2平台环境下试运行，通过调试、修改，得出模拟验证的仿真结果如图2所示：

图2.SystemC 2.2平台仿真结果

通过以上运行结果可以看出，从系统准备就绪（ready），启动清洗周期（Start a cleaning cycle）开始，到最后清洗周期结束，描述方法对系统模型运行连续性的影响得到了较好的体现。其中，几个Waiting语句的时间延迟也成功地反映了系统运行阶段的时间约束特性，嵌入式系统的实时响应特性与预期效果保持了大体一致，说明以UML图形化模型为蓝本写出的SystemC代码具有简洁、高效的特点。总的来说，该模拟仿真结果基本达到了预期效果，说明了以上的工作取得了初步成效。

参考文献：

[1]吴迪.嵌入式系统原理,设计与应用[M].北京;机械工业出版社,2005:45-66

[2]高焕堂.UML嵌入式设计[M].北京:清华大学出版社,2008:124-140

[3]陈咏恩.SystemC,一种软/硬件协同设计语言[J].电路与系统学报,2001,1

[4]陈燕,杜玄,彭澄廉.基于SystemC描述的嵌入式系统的自动化验证[J].同济大学学报(自然科学版),2004,8

[作者简介]陈科，男，四川职业技术学院电子电气工程系，助教，硕士，研究方向：电气自动化技术；邓馥郁，女，四川职业技术学院电子电气工程系，助教，硕士，研究方向：电气自动化技术。

浅谈基于UML的系统建模过程 篇11

近年软件系统复杂性的提高, 传统的建模方法已不能满足复杂的系统需求。面向对象技术是软件工程技术领域的重中之重, 建模语言也一直是研究的重点。UML (统一建模语言) 是在Booch方法、OMT方法、OOSE方法的原则上形成的, 并成为面向对象技术重要成果。

1 常见的软件建模方法介绍

提出了软件工程以来, 已经有了多种建模方法, 例如:功能分解方法、信息建模方法、数据流的方法和面向对象的建模方法。

1.1 功能分解建模法

根据系统需要提供的功能来组织系统的方法称为功能分解建模法。它的核心思想是, 该系统是基于分而治之的功能, 再分别基于用于设计数据结构需求的功能/子功能。先对各种具体实现功能进行定义, 然后将其分解成多个子功能, 并且确立功能之间的接口。

功能分解建模的优势是, 它能够更好地运用过程抽象原则, 但主要用于对象的操作建模;功能分解建模方法的不足: (1) 该法的体系构成问题域的只是间接映射, 因此不能直接反映的东西, 那么就很难对问题域进行深入了解的分析和判断测试结果是否为正确的。 (2) 以适应变化的需求的能力较差。在系统功能为中心的不稳定的配置系统, 往往只适合那些谁需要一个清晰, 稳定的情况下, 当用户需求发生变化, 系统功能肯定会被改变。

1.2 数据流建模法

数据流建模方法 (又称为结构分析法) 的基本思想是跟踪数据流, 研究数据的流动, 以及如何处理每个链接, 找到数据流和处理。然后, 问题域将由数据流、处理和文件数据流图进行表述, 并使用数据字典和处理说明对数据流和加工进行详细说明。

数据流的方法, 该方法具有一定的严格的规则, 从源头到目的地终点, 如数据流的优势, 只能传输、转换和存储, 不能消失和产生的, 因此很容易避免错误和遗漏。数据流的方法也是渐进细化的, 进程可通过精炼和较低的数据流图的分解的原则;数据流法的劣势, 重点是研究的问题域, 当系统是复杂的, 难以测试分析结果的正确性。从分析到设计的过渡, 由于表示法不一致, 存在一定的困难。

1.3 信息建模法

信息建模法是从“实体-关系法 (E-R) ”造型演变而来, 之后增加了一些面向对象的特性。该方法的核心内容是实体和关系, 实体是对问题域中对象的物理描述, 该描述包含事物数据的属性信息的说明;关系 (带有自身属性) 是用来描述每种事物之间在问题域中数据方的联系。

利用信息建模方法主要强调的是建模和数据建模的状态。不足之处: (1) 它不是对象建模, 而是信息建模和状态的建模并。 (2) 该对象仅有属性, 没有操作。就是没有把属性的操作封装入实体对象。 (3) 夫类和子类之间不存在操作的继承, 只有属性的继承关系。 (4) 不存在的消息通信。

1.4 面向对象建模法

面向对象的建模方法的问题域是完全和直接映射, 其中从面向对象编程领域的演变, 通过对象 (包括属性和行为特性) 来完成对问题域的映射;它依靠结构和连接反映事物间在问题域的关系, 例如分类, 组装之间的关系既是如此;它依靠继承, 封装, 消息等原则对问题域的复杂性进行控制。

面向对象分析方法的优势, 在软件开发, 设计和实现的各个阶段达到充分地体现, 并且每个阶段被用于相同的原则去定义和表达方式, 它不需要它们之间存在任何转换;面向对象方法支持并鼓励复用, 其中包括实现再利用, 分析, 设计, 建模结果复用。

2 常用的面向对象建模方法对比

2.1 Booch方法

Booch的方法是UML的主要来源。该系统的Booch的逻辑和物理结构, 并描述这2种结构的静态和动态的语义来区分的方法。此方法的优点是在项目的设计和施工阶段表现出超强的能力, 而且它的迭代和增量的思想为大型软件的开发提供支撑。它拥有丰富的面向对象概念如图1所示。

2.2 OMT方法

这种方法是基于实体-关系模型上扩展类, 继承和行为获得的。它提供了3种模式如图2所示, 该方法的开发过程分为4个阶段来完成如图3所示。

2.3 OOSE方法

OOSE方法最大的特点是用例 (use CASE) , 并在介绍用例时引入外部角色的概念。它涉及到整个软件生命周期, 包括4个阶段:需求分析, 设计, 实施和测试。并生成3种模型如图4所示。

对比3种方法, Booch方法在项目的设计和构造阶段的表达能力较强, OMT适合于分析和描述数据密集型信息系统, 而OOSE为以用例作为途径来驱动需求捕获、分析和高层设计提供极好的支持。

3 基于UML的面向对象建模过程

3.1 RUP

RUP是一个二维的软件开发模型, 其中开发过程的动态结构用横轴 (时间组织) 进行描述, 表达了它的主要内容, 包括周期, 阶段, 迭代和里程碑;而发展过程中的静态结构用垂直轴 (内容组织) 来描述, 内容则由活动, 产品, 工作者和工作流程来表示。RUP组织结构中的动态过程, 软件生存被分解成周期, 每个周期划分如下:初始阶段, 细化阶段, 施工阶段和过渡阶段4个连续阶段。

3.1.1 RUP过程的核心工作流

RUP的6个核心工作流程由业务建模、需求分析、系统分析与设计、实现、测试、系统配置组成。每个过程都会生成一个产物——模型, 构成了下一过程成分的工作依据。RUP过程中统一使用UML语言来描述模型中的用例模型、设计模型, 当然也可以使用其他的描述方式;使用程序设计语言和文字文档来完成实现模型和测试模型的任务。核心过程工作流与模型之间的关系如图5所示。

3.1.2 RUP的迭代开发模式

RUP中的每个阶段可以进一步细分成多个迭代, 在一定意义上的迭代通过所有这些工作流的完整工作流程包括:需求工作流程, 分析和设计工作流, 实现工作流程, 测试流程等。迭代不是反复做同样的事情, 而是要细化和实现不同的用例。RUP的迭代开发过程是可控的, 在项目起始阶段就要规划项目迭代的个数、每个迭代的延续时间以及目标。在每一个迭代的起始阶段都给出详细的迭代计划和具体的迭代工作流, 每次迭代过程都生成本次迭代的规范, 为下次迭代做服务。在迭代终端, 测试工作和评估本次迭代过程必不可少, 为下一次迭代做准备。RUP迭代模型如图6所示。

3.2 基于UML的系统建模过程

基于UML和RUP过程的研究, 结合项目的实际开发, 根据RUP的核心流程组织开发的系统, 提出适合中型软件的基于UML的建模方法。具体步骤如下: (1) 业务建模; (2) 需求分析; (3) 将用例分类, 并按用例制定迭代计划:在每一次迭代中进行步骤 (4-7) ; (4) 系统分析; (5) 系统设计; (6) 实现; (7) 单元测试; (8) 集成与系统测试; (9) 配置, 交付用户使用; (10) 系统维护。由于面向对象的方法可以追溯, 上述每个步骤不是连续的, 而是以一个用例为中心的迭代增量的过程。当在稍后阶段发现前面阶段不合理时, 可以随时被追踪到前阶段, 进行修改。图7可以直观的说明上述建模过程及每个阶段所得到的模型。

4 结语

软件系统的分析设计与实现使用UML和RUP进行描述, 降低开发的复杂性, 加速了软件开发周期。首先, UML的5类视图和十种图形能够很全面地来对软件系统进行建模, 基于软件开发的各个阶段需求, 分别形成静态模型和动态模型。其次, RUP的优势在软件开发过程中能够得到充分的体现。

摘要：文章首先介绍了软件建模的常用方法, 然后分析对比了面向对象中常用的建模方法、以及在统一过程指导下UML在系统建模中的应用, 并介绍了一种比较适合中小型软件项目的UML建模过程。

关键词：UML,RUP,建模,面向对象

参考文献

[1]邵维忠, 杨芙清.面向对象的系统分析[M].北京:清华大学出版社, 广西:广西科学技术出版社, 1998:1-11, 32-41.

[2]夏伦先, 唐盛群, 马捷, 等.使用设计模式指导UML类模型的建立[J], 小型微型计算机系统, 2002, 23 (4) :460-46.

UML系统建模与分析大作业 篇12

UML (Unified Modeling Language, 统一建模语言) 是面向对象程序设计领域中的一种用于创建可视化程序模型的建模语言, 可以直观地反映出程序代码中对象之间的联系, 支持从需求分析开始到软件设计乃至实现的系统开发全过程, 这一点对于开发大规模密集系统意义尤为重要。

2、基于UML的建模机制

UML提供用例图、活动图、交互图等9种图形化模型, 在系统开发的不同阶段发挥作用, 下面针对系统开发的不同时期进行说明:

在开发过程的早期--分析阶段, 分析人员和领域专家可以通过创建用例图详细说明系统的表达含义, 捕获系统中用户能够看见的功能, 验证系统的体系结构, 驱动实现和生成测试用例;并使用活动图捕获系统的动态行为, 给工作流以及操作建模。需要注意的是, 活动图侧重于关注问题领域的工作流, 而不关心程序的逻辑流, 这与下文提及的状态图不同。

进入设计阶段, 由分析人员、设计人员和代码实现人员创建类图用来详细描述系统中的名字和模型概念以及对象间的协作关系, 从而建立逻辑数据库表, 并在开发过程中不断将其精确化。

具体到类的实例--对象的设计, 分析人员、设计人员和代码实现人员除了需要使用对象图捕获实例和连接, 举例说明数据对象结构;还要考虑到一个对象在不同状态下的不同行为, 状态图面向事件捕获系统动态行为, 帮助开发人员创建对象生命周期模型, 从而为起反作用的对象 (用户接口、设备等) 建模。

进一步观察对象的交互, 需要使用交互图描述对象之间的动态合作关系以及合作过程中的行为次序, 从而把握模型流程的控制。交互图有时序图 (也称序列图、顺序图) 和合作图两种形式, 如果强调对象之间消息发送的时间和顺序, 则使用时序图说明;如果强调对象间的上下级协作关系, 则选择合作图进行对象结构和控制的协调。

系统集成阶段, 集成人员和程序人员创建组件图和分布图分别描述代码组件的物理结构和系统硬件的拓扑结构, 两者都是体系结构规范的一部分实现。前者描述代码组件的依存关系, 可用来指定物理数据库, 组织源代码, 构造一个可执行的发布版本;后者描述系统硬件的分布, 标识了系统性能瓶颈。

UML作为一种模型语言, 它可以帮助开发人员清晰地表达设计思想, 仔细思考设计方案, 使之专注于建立产品的模型和结构, 而不是选用什么程序语言和算法实现。当模型建立之后, 模型可以被UML工具转化成指定的程序语言代码。

3、在线选课系统的分析与设计

3.1 系统分析

系统分析是开发系统的第一步。开发人员需要结合系统用户及相关专业人士了解系统的需求, 从而界定系统的主要功能及用户界面。

在线选课系统应具有以下功能: (1) 课程管理, 包括录入并维护课程信息, 设置选课的约束控制, 如时间, 选课人数, 学分限制等, 删除课程等功能。 (2) 提供选课以及删除选课功能。 (3) 提供查询功能, 以及相关的打印功能。 (4) 验证用户身份, 管理合法账号信息, 从而保证系统的安全使用。在线选课系统的用户主要有教务管理员 (Admin) 和学生 (Student) 。

明确了在线选课系统的功能以及主要用户, 可确定出选课系统的用例如下: (1) 登录验证:提供用户进入系统时合法性验证功能。 (2) 课程管理:提供管理员添加、修改和删除课程信息的功能。 (3) 用户管理:提供管理员添加、修改和删除用户信息的能。 (4) 选课:提供学生选择课程功能。 (5) 查询课程:提供学生查询选课功能。 (6) 取消选课:提供学生取消选课功能。本系统的用例图如图1所示。

根据实际的业务流, 如添加课程、删除课程、修改课程、查询课程、选课等, 可以创建活动图为系统操作建模, 如图2所示。

3.2 系统设计

面向对象的系统设计, 首要任务是找出系统中的类和对象, 确定他们之间的关系, 并通过类图、对象图状态图来描述。

类图不但描述选课系统中类的静态结构, 还表示类之间的联系:关联, 泛化, 聚集和组成等。从系统的需求出发, 可确定用户类、管理员类、学生类、课程管理类、课程选择接口类、打印选课表接口类等实体类及接口类, 如图3所示。

在系统结构建立之后, 为了表达系统的内部动态和行为特征, 还需建立时序图和合作图。时序图可以清楚地显示对象之间交互的时间顺序, 它比活动图更适合较复杂的场景, 协作图显示对象之间的通信链接和消息, 更有利于给定对象之间的协作关系。时序图中的两个轴:水平轴表示不同的对象;垂直轴表示时间, 用来表示在某段时间内对象是存在的。对象间通过消息通信, 当收到信息时接受对象即激活。

以管理员进行课程管理为例, 管理员登录系统, 首先要验证身份, 否则拒绝进入;管理员成功登录之后, 进入课程界面, 可以进行课程管理, 包括进行新课程信息的录入、课程信息的维护、选课情况的打印等操作, 并且可以得到系统的返回结果。当管理员结束登录, 发出"登出"系统请求, 关闭系统。学生登录系统, 首先也要验证身份, 否则拒绝进入。学生成功登录之后, 进入选课界面, 学生可以进行查询课程信息, 选择课程, 取消选课等操作, 并且可以得到系统的返回结果。当学生结束登录, 发出"登出"系统请求, 关闭系统。图4给出, 学生选课时序图。

3.3 系统集成

在前期设计完成的基础上, 大型系统的开发往往有多名程序员参与, 系统集成阶段必须要对系统文件的组成关系进行结构化的说明, 还要给出系统运行的硬件环境。

本文所述的在线选课系统采用B/S架构, 由登录页面, 课程管理页面, 选课页面等多个页面组成, 具体操作涉及若干可执行文件以及数据库的访问;硬件方面, 需要使用web服务器、数据库服务器、具有浏览器的客户端PC机以及网络支持。图5、图6分别给出了系统的部分代码组件的组件图和系统分布图。

4、结束语

本文介绍了UML用于在线选课系统的建模, 通过分析系统的功能需求, 逐步得出系统模型。

使用UML建模的方法, 对提高软件的生产率、质量、可靠性和维护性将起到非常重要的作用, 优化了系统各阶段的建模过程。系统的分析和设计模型创建完成之后, 就为准确、高效地创建实现与部署模型奠定了坚实的基础。

参考文献

[1]冀振燕.UML系统分析设计与应用[M].人民邮电出版社.2003.

[2]张龙祥.UML与系统设计[M].人民邮电出版社, 2001.

[3]陈卓艳.刘真.基于UML的软件开发过程[J].山东科技大学学报 (自然科学版) .2003. (02)