、八、亠前言軟件體系結(jié)構(gòu)課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的一門重要的專業(yè)課.通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在已有的計(jì)算機(jī)軟硬件基礎(chǔ)知識、程序設(shè)計(jì)知識、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通信知識的基礎(chǔ)上系統(tǒng)掌握面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的基本方法和技術(shù)，并具有針對特定環(huán)境下的應(yīng)用問題進(jìn)行信息系統(tǒng)開發(fā)(包括系統(tǒng)分析，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn))的能力。通過學(xué)習(xí)本課程學(xué)生可以理解和掌握軟件體系結(jié)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)方法,掌握面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的建模標(biāo)準(zhǔn)UML語言，能夠利用RationalRose(或MicrosoftViso)軟件以某一信息系統(tǒng)為例進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)。本課程主要介紹系統(tǒng)原理的基本概念、系統(tǒng)開發(fā)過程RUP、對面向?qū)ο蠓治龊兔嫦驅(qū)ο笤O(shè)計(jì)的方法、對面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計(jì)的建模標(biāo)準(zhǔn)UML等內(nèi)容。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握的知識、內(nèi)容及掌握的程度要求為：使學(xué)生理解面向?qū)ο蟮男畔⑾到y(tǒng)的開發(fā)過程、系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的原則和方法；使學(xué)生掌握UML語言的基礎(chǔ)知識，以及UML在面向?qū)ο蟮能浖到y(tǒng)分析和設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，并能使用UML工具建立系統(tǒng)模型；使學(xué)生掌握在UML系統(tǒng)模型下應(yīng)用高級語言建立應(yīng)用系統(tǒng)的方法；通過案例教學(xué)和實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生在應(yīng)用面向?qū)ο蠹夹g(shù)開發(fā)軟件方面的動手能力和解決問題的能力，并鼓勵創(chuàng)新。本實(shí)驗(yàn)所要求的建模工具為RationalRose2003。#:ActionForm:ActionForm1:login6:deleteTa:administrator0一、—-5:viladateresult10:deleteresult五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1．整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2．小結(jié)實(shí)驗(yàn)心得體會。實(shí)驗(yàn)七對象圖和包一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．對象圖的基本概念。2．包的基本概念。掌握在RationalRose中繪制對象圖和包。二、實(shí)驗(yàn)器材1.計(jì)算機(jī)一臺。2.RationalRose工具軟件。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“圖書館管理系統(tǒng)”的分析和設(shè)計(jì)已按計(jì)劃完成類圖和交互圖的分析與設(shè)計(jì)，不過當(dāng)這份文檔提交給圖書館的使用人員審查時，他們認(rèn)為最好能用一個實(shí)例來說明系統(tǒng)的運(yùn)作，現(xiàn)系統(tǒng)分析部指派您完成該項(xiàng)任務(wù)，為系統(tǒng)繪制一張對象圖。

1．以借書過程為例繪制對象圖；四、實(shí)驗(yàn)步驟為了更好的描述借書過程，根據(jù)圖7.1繪制借書過程中某一時刻的對象圖圖7.1(1)確定對象的值假定管理員在為讀者“S05001”辦理“UMLGuide”的借書手續(xù)，這時首先彈出一個借書窗口“l(fā)fLend”，在其上輸入讀者ID和書名，點(diǎn)擊“借書”按鈕。這里lfLend對象將調(diào)用業(yè)務(wù)管理者類bmMain對象的findBookByName方法去獲取一個書名為'UMLGuide”的Book對象bLend，然后bmMain再通過lendBook方法，去調(diào)用bLend對象findFreeItem方法，去查找一本可借閱的圖書，這里假定找到圖書iLend，然后使用setLoanState更改iLend的借閱狀態(tài)為“借出”，完成借書過程。表7.1描述了在成功設(shè)置iLend對象借閱狀態(tài)為“借出”狀態(tài)時，與借書過程有關(guān)的各對象的值。表7.1類名對象名屬性值方法LendFramelfLendBookName二"UMLGuide"ReaderID=”S05001”lendBookBookManagerbmMainfindBookByNamelendBookBookbLendBookName="UMLGuide"ISBN="ISBN12315"findFreeItemItemiLendISBN="ISBN12315"ItemID="B05001"getItemIDsetLoanState⑵繪圖，根據(jù)(1)中的描述，繪制出當(dāng)iLend狀態(tài)變更時，系統(tǒng)中各對象的狀態(tài)如圖7.2所示。（3）根據(jù)分析設(shè)計(jì)情況，進(jìn)一步設(shè)計(jì)對象和包之間的關(guān)系圖7.2五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1．整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2．小結(jié)實(shí)驗(yàn)心得體會。實(shí)驗(yàn)八組件圖和配置圖一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．理解組件圖的基本概念。2．理解組件圖的應(yīng)用：邏輯配置。3．理解配置圖的基本概念。4．理解配置圖的應(yīng)用：物理配置。5．掌握組件圖和配置圖繪制的方法。二、實(shí)驗(yàn)器材1．計(jì)算機(jī)一臺。2．RationalRose工具軟件。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“圖書館管理系統(tǒng)”的分析和設(shè)計(jì)已按計(jì)劃完成類圖和交互圖的分析與設(shè)計(jì)，下一步將完成系統(tǒng)的組件圖和配置圖，現(xiàn)系統(tǒng)分析部指派您完成如下任務(wù)：1．完成系統(tǒng)的組件圖。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.繪制組件圖分析：“圖書館管理系統(tǒng)”中，通過分析可以發(fā)現(xiàn)類圖中的類應(yīng)分為4個部分：1?用戶接口模塊（UI）,主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)和用戶的交互，包括Frame類，Dialog類等。業(yè)務(wù)對象模塊（BO），主要負(fù)責(zé)處理系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)計(jì)算，如借書，還書等功能的具體操作。數(shù)據(jù)存儲模塊（DB），主要負(fù)責(zé)處理對數(shù)據(jù)的存儲。通用工具模塊（UTIL）,包括系統(tǒng)中通用函數(shù)。通過一個主程序StartClass來啟動。由于系統(tǒng)中的類較多，這里以業(yè)務(wù)對象模塊（BO）為例來講解如何創(chuàng)建組件圖，BO模塊中包括：Item類：書目類，表示一本實(shí)際存在的書籍或雜志；Loan類：借書業(yè)務(wù)類，將借閱者和圖書館關(guān)聯(lián)起來，一個Loan對象表示借出的一本書;BorrowerInfomation類：借閱者信息類，表示一個借閱者；Title類：表示一種書或一種雜志。如《C++編程思想》就是一種書，用1個title表示，如果有2本這樣的書，則需要用2個Item表示。Reservation類：預(yù)定信息類，表示一個預(yù)定信息。Item類和Loan類之間互相依賴，Loan類和BorrowerInfomation類之間互相依賴，BorrowerInfomation類和Reservation類之間互相依賴，Reservation類和Title之間互相依賴，Title和Item類之間互相依賴。繪圖步驟：（1）在組件視圖中雙擊Main圖，出現(xiàn)圖8.1，為編輯組件圖做好準(zhǔn)備，這時繪圖工具欄中的圖標(biāo)如圖中橢圓所示，其中具體含義可參看本節(jié)“補(bǔ)充圖標(biāo)”一段的介紹。圖8.1

（2）在組件視圖中，從工具欄中選擇MainProgram圖標(biāo)，在右邊的繪圖區(qū)中添加一個新組件，并取名StartClass.java表明新增一個主程序。Ba-tiansLlRci電?-±1?E.il?耳ditYiftwForn&.1H^rcwse^4^41*tQueryZ^cJ-e^dd-Ins^indcv][41f穴巳丨晶電園I*P[n回畫凰固回|閨?1毀気回旦疽0

也：■■Use匚azeV：亡豐Logic^alViCrsrponentVjew疽0

也：■■Use匚azeV：亡豐Logic^alViCrsrponentVjew：-[^M^irL1D5tartCLis5.j--[3111。衛(wèi)_口舊51Vi*wI悶P/oTtlProperticsABt包&[FStartCIass.java圖8.2（3）選擇新創(chuàng)建的組件，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇“OpenSepcification”,彈出圖10.3對話框。（4）在對話框中，可以修改組件的名稱，設(shè)置組件的類型，指定實(shí)現(xiàn)的語言。這里新組件的名稱定為“StartClass.java”，組件構(gòu)型為MainProgram（Rose中提供了多種構(gòu)型，大部分在補(bǔ)充圖標(biāo)一段中均有簡單的介紹），實(shí)現(xiàn)語言為JAVA（Rose中默認(rèn)的是分析語言Analysis），修改結(jié)果如圖8.4所示。圖8.3

圖8.3圖8.4（5）組件圖描述的是系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)視圖，因此要指定實(shí)現(xiàn)組件功能的文件。點(diǎn)擊File選項(xiàng)卡，在列表框中點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇“InsertFile”，彈出文件對話框。在對話框中，鍵入StartClass.java,點(diǎn)擊“打開”按鍵，這時對話框如圖8.5所示。圖8.5（6）雙擊StartClass.java,彈出是否創(chuàng)建對話框，詢問是否創(chuàng)建文件，選擇“YES”,彈出記事本，這時可輸入相應(yīng)的源程序（注意：如果這里選擇的文件已經(jīng)存在，則不會彈出創(chuàng)建文件對話框，而是直接顯示相應(yīng)文件內(nèi)容）。（7）創(chuàng)建相應(yīng)的包。選擇包圖標(biāo)，在右圖中創(chuàng)建。這里同樣需要對每個組件打開“Open

Specification”對話框，設(shè)置具體的屬性，對“包”組件來說需要在Files選項(xiàng)卡中指明與其對應(yīng)的目錄。創(chuàng)建完畢的組件圖如圖8.6所示。Eai■■■■■alBose-Cioititled)一[CoapoiieQlDiagxu:CcBponentVie?/lain]FileEditKiawF^rri&tErdwgeRaportJusry7oolsAdd-IrasYiitdouH?lp■H孕Hx||口3[H「乳電茴昌丨同確畫咼131兩魚口百車(ujlILtLcdJITl-llUsfiCasaVipwFpLocical/lem曰”?匚二j]Comp-anGntViqve--QBO:CJDB:C3iniLei-Qinj匾]Main￡1ESt^ir-tClass.j:■■■hjlBapldynantVi*wJISlijrlCIJ：;;jj-.-r:ForHelpjpressFl圖8.6JISlijrlCIJ：;;jj-.-r:ForHelpjpressFl（8）選擇業(yè)務(wù)對象包（B0）,雙擊，打開業(yè)務(wù)對象包的詳細(xì)組件圖，這里根據(jù)分析的結(jié)果分別創(chuàng)建Title.java,Item.java，Loan.java，BorrowerInfomation.java，Reservation.java組件，并設(shè)置好每個組件的構(gòu)型和對應(yīng)的文件。創(chuàng)建好的BO包組件圖如圖8.7。圖10.7（9）創(chuàng)建依賴關(guān)系。在本節(jié)“關(guān)系”一段中，已經(jīng)描述過依賴關(guān)系使用虛線表示，因此根據(jù)分析中的結(jié)果，在圖中將相互依賴的組件連接即可。完成后的組件圖如圖8.8。

s&S/IDui心em】ILosn.jsva]tem..0vajTitle.javaTorILalp..s&S/IDui心em】ILosn.jsva]tem..0vajTitle.javaTorILalp..pr^EKFl■應(yīng)Plain0IleplDynentYierriDdalTropartiAE西[nnt:tiedj申』口VseCaseVie?v申*UlLogicalViewCorrp□口《1±View由口|BQ:DHE：i-Qirm]BorTovdnformartion.ja1^1H?.tidudlIL￡.dsc-(nutitic>1)-Dia.grn*：UU/lein]-Ini=1Sf:LeEditYlcwf^rriatEroirtseReportSueryroalaAdd.-Lri5血ndwKelp-Iffljc|□k盤1生建孕崢口總帕邕國悝匡］4S圖8.82.繪制配置圖分析：圖書館管理系統(tǒng)”目前開發(fā)的是一個單機(jī)版系統(tǒng)，其中所有的運(yùn)算均在一臺機(jī)器上完成，但是由于打印報(bào)表的需要，系統(tǒng)還應(yīng)配備一臺打印機(jī)。因此得出系統(tǒng)中存在2個節(jié)點(diǎn)：①一臺主機(jī)，其類型是Processor。②一臺打印機(jī)，其類型是Device。繪圖步驟：(1)瀏覽窗口中選擇“DeploymentView”，彈出如圖8.9所示窗口。13ESiO口旨圍區(qū)［3*MEultLc3iRM?.pa:jbialTEi13ESiO口旨圍區(qū)［3*MEultLc3iRM?.pa:jbialTEi-inixi-fi>|X|命E.<i>3c—(iucm.11tlied)—[De>l.vjwentDi-hi^jt囲FllaEdiLYlswFornatHaportToolskdd.~Iii￡Vind^vHalp養(yǎng)I(ujititlci)EF~C]UseC-as-i乃的Logic-alVipk￡]-CZ>Conpon?D.tVieir■■-厲曲誕0莎*2Yi莎"應(yīng)IMode-1Erojer1.l*3圖8.9(2)在圖中添加分別添加一個Processer和Device,并分別命名為“computerwithjavasupport”和“Printer”，添加元畢后，其結(jié)果如圖8.10所示。圖8.10vu-ul臥玨-(.mtitlclj~[■巴p]L解]vu-ul臥玨-(.mtitlclj~[■巴p]L解]r■弋n/lDiugirm』口］兇団FlLagd.31ViewFormatErRApbrt7daleAdd-IncWindovHdp_|百因□y緊卑殆尋□回硒旦囹回|圍心20?回?匡回.B-;■(nn-titltdj□U=eCut￥iwLdgieeJ_View[_jCflrip&MritVi20?回?匡回.B-;■(nn-titltdj□U=eCut￥iwLdgieeJ_View[_jCflrip&MritVi01B^pl&rmeritV:tv"IQ)er"withOPrin-tei-Nkd±LPtropertitsJ4VForHelpjpressPl圖8.11五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1．整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2．小結(jié)實(shí)驗(yàn)心得體會。實(shí)驗(yàn)九正向工程一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．理解正向工程的基本概念。2．利用Rose工具生成代碼框架。3．在實(shí)現(xiàn)過程中使用轉(zhuǎn)換后的代碼。4．Java編程綜合練習(xí)。二、實(shí)驗(yàn)器材1．計(jì)算機(jī)一臺。2．RationalRose工具軟件。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容現(xiàn)在，“圖書館管理系統(tǒng)”的分析和設(shè)計(jì)工作已經(jīng)基本完成，即將進(jìn)入編碼階段。為了加快編碼進(jìn)度，可以利用建模工具執(zhí)行正向工程，將系統(tǒng)中的模型轉(zhuǎn)換成指定語言類型的代碼框架，現(xiàn)要求您完成該項(xiàng)任務(wù)。四、實(shí)驗(yàn)步驟使用Rose工具將設(shè)計(jì)的模型通過正向工程生成代碼框架。按照使用Rose工具生成代碼的6步基本步驟可以順利的完成代碼框架的生成工作。（1）檢查模型，（2）創(chuàng)建組件（3）將類映射到組件（4）設(shè)置代碼生成屬性（5）選擇類，組件和包（6）生成代碼步驟：（1）在上面做好的類圖和組件圖，瀏覽窗口中選擇“ComponentView”；見圖9.1。（2）本例是用實(shí)現(xiàn)administrator類為例來講一下怎樣實(shí)現(xiàn)正向工程，首先在左邊的工具欄內(nèi)選一個組件，并命名為administrator類，并找到這個類。（3）在上面的圖中找到administrator類后，把它拖拉到剛才建好的組件圖里面，見圖9.2所示。二0Chs-E-;s-El-:s-:rh■RationalRose一ubI.ndl一[ConpcmentDlagra>:Component￥ie-..IZ冋3畫FileEditVie#FormatBi_owseReport3.ueryToolsAdd-InsWindowHelp■o1X□Q昌榕口[gl確畫囹団圉3圖9.1圖9.2置。CoK.pon.entSpecificationforad...[?'||X|HelpGeneralDetailRealizesFilesBrowse置。CoK.pon.entSpecificationforad...[?'||X|HelpGeneralDetailRealizesFilesBrowse做完上一步后，雙擊該組件，在找開的對話框中，選“Files”這個選項(xiàng)，如圖9.3那樣設(shè)圖9.3做完一步后，右鍵單擊該組件，便會看到有一項(xiàng)為“Java/J2EE”，如圖9.4所示，當(dāng)鼠標(biāo)移到該項(xiàng)上時會有彈出快捷菜單“GenerateCode,“見圖9.5,接下來會一另一個對話框出現(xiàn)，選擇剛才添加的類點(diǎn)擊中間的“Assige”鍵，圖9.6示。到此，正向工程生成代碼做完，不過，生成的代碼沒有具體的代碼，有類的屬性和方法，但沒有方法，這需要程序員編寫。XadiTiinistrator￥readerI_1——|administrOpanSpaci￡ication...OpengtarLdardSpeciticati.cm...SnlnctInBrowser￡七ere?:>typeDisplj.yFormatXadiTii