1、系统开发规范与文档编写 课程辅导,徐惠民,大型作业的目的,通过大型作业的练习，使得学生熟悉软件工程过程和软件生存周期，对于软件需求分析方法和软件设计方法有一个感性的认识，熟悉软件文档的编写。,概述,每个作业都是一个具体的应用系统的分析和设计。作业提出基本的系统需求和功能需求，并完成了相当的一部分的分析和设计工作，提供了相应的结果。提出学生作业可以完成的工作，包括需求分析，软件设计及文档编写。,特点,综合性：作业内容涉及软件生命周期阶段，包括分析、设计、文档各项。引导性：提供分析和设计的部分结果，引导学生继续完成其他的任务。开放性：作业内容可以根据具体情况来决定，例如，也可以主要是阅读已经完成的
2、设计，写出总结。,方法,复习熟悉软件需求分析、软件设计、文档编写的有关内容。阅读大型作业中提供的分析和设计结果，熟悉软件分析和设计的具体过程。先熟悉，再实践，根据实际情况提出具体要求。,基本知识,大型作业二是用面向对象设计方法进行软件分析和设计。目前普遍使用面向对象设计方法是UML方法，作业二就是要用UML方法来设计一个选修课管理系统。必须首先熟悉UML的基本知识。,基本知识,UML是一个通用的、标准的建模语言，最常用于建立软件系统的模型。UML方法溶入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发的全过程。,基本知识,UML中
3、有九种图（diagram）和五种视图（view）。九种图包括：用例图、类图、对象图、状态图、顺序图、协作图、活动图、构件图和部署图。用来观察系统的五种视图有：用例视图、逻辑视图、构件视图、并发视图和部署视图。,基本知识,使用UML的过程,UML给出了面向对象建模的表示和规则，但并没有指定应用UML的过程和方法。尽管如此，要想成功的使用UML，科学的过程还是必要的。,面向对象软件开发框架,需求,分析,设计,实现,测试,用例模型,分析模型,设计模型,实现模型,测试模型,用例驱动开发流程图,分析,设计,实现,测试,用例,需求,用例模型,静态模型,动态模型,实现模型,用例驱动开发流程：用例模型,用例模
4、型用于系统需求的获取，描述系统的功能需求。 用例模型由用例图组成，用例图展示了参与者、用例以及它们之间的关系。 创建用例模型的工作包括：定义系统，寻找参与者和用例，描述用例，定义用例之间的关系。,用例驱动开发流程：用例描述,用例描述用例图只对所构建的系统进行定位和界定范围，提供了对所要完成任务的综合概述。然而，对于参与者和系统的具体交互过程，则没有叙述。用例描述提供了用例模型的实质内容，这些内容是大多数用例建模工作的基础。用例描述一般用活动图来表示。,用例驱动开发流程：静态模型,建立静态模型的过程，实际上是对问题域的一个抽象过程，它把问题域与应用域有关的各种类、对象以及它们之间的相互关系进行适
5、当的抽象和分类，以揭示系统的结构。静态模型有类图、对象图和包图。,用例驱动开发流程：动态模型,动态模型用来描述系统的动态行为，显示对象在系统运行期间不同时刻的动态交互，从而实现一组对象的相应功能。UML中用状态图、顺序图、协作图和活动图来建立动态模型。,用例驱动开发流程：实现模型,系统的实现模型包括构件图和配置图。它们描述了系统实现时的一些特性。如源代码的静态结构和运行时刻的实现结构。构件图显示代码本身的逻辑结构，配置图显示系统运行时的结构。,选修课教学管理系统,系统需求：1. 开设课程管理管理员对所开设的课程进行管理，允许对所开设的课程进行增加，修改，删除等。,选修课教学管理系统功能,2.查
6、询可以按课程名，教师名，学号等多种方式查询课程信息。对于学生的选课信息，学生只能查询本人的。,选修课教学管理系统功能,3.学生选课管理学生根据所查询的课程信息，选择自己所要选修的课程。对于已经选择了，但不希望选修的课程，可以进行退选。每个学生最多选修8个学分。,选修课教学管理系统功能,4.用户信息管理 能够使用系统的每个学生、教师和管理员每人都有一个ID，管理员可以对用户进行增加，删除，修改等操作。,选修课教学管理系统功能,5.学生成绩管理成绩管理包括如下功能：（1）成绩录入管理员录入学生的成绩信息。（2）成绩查询学生可以查看自己所选各科课程的成绩。教师可以查询自己所教课程的学生成绩，并打印报
7、表。,用例模型,确定参与者和用例 ：分析可以识别三个参与者：学生，教师和管理员。学生：查询课表，选课，查询考试成绩教师：查询课表，查询课程成绩管理员：管理所开设的课程，管理用户，录入成绩，执行各种查询功能。,用例模型,显然，学生、教师、管理员都是学校里的人员，有一些相同的属性，如ID，姓名，部门等，可以将三者的共性提取出来，形成一个抽象的参与者用户。,用例模型,确定用例,前面已经识别出了参与者，根据系统需求中的描述，可以将系统分为两个顶层用例：选课管理和成绩管理，画出系统的顶层用例图。,确定用例,确定用例,选课管理用例可以分解为：1课程信息查询：提供按学生查询，按任课教师查询，按课程名查询等多
8、种查询方式。2选课：学生对自己所选的课程进行管理，包括增加所选课程，删除所选课程等。,确定用例,3课程信息管理：管理员对学校所开设的课程进行管理，包括增加课程，删除课程，修改课程信息等。4用户管理：为简化处理，假设系统从学生管理系统中获取学生信息，从学校人事管理系统中获取教师信息 。,确定用例,确定用例,成绩管理用例可以分解为以下用例：1 学生成绩查询学生查询自己所选课程的成绩。2 课程成绩查询教师查询自己所教课程的学生成绩。3 成绩管理管理员录入或修改学生成绩。,确定用例,可以根据上述对于成绩管理用例的分解，具体画出成绩管理用例的用例图。,确定用例,除此之外，显然，系统还需要一个登录的用例：
9、,用例描述,1登录用例的描述1.1 简单描述本用例描述了用户如何登录到系统中。1.2 前置条件无1.3 后置条件如果用例成功，则用户登录到系统中。否则，系统状态不变。,用例描述,1.4 事件流1.4.1 基本流（1）当用户开始使用系统时，登录用例启动；（2）系统提示用户输入用户名和密码；（3）用户提交；（4）系统验证输入的用户名和密码，用户登录成功,用例描述,1.4.2 备选流在基本流4中，如果用户输入的名字或密码没有通过验证，系统提示错误信息，用户可以重新输入或中止该用例。,当用户开始使用系统时，登录用例启动,用户提交,系统提示用户输入用户名和密码,系统验证输入的用户名和密码，用户登录成功,
10、名字或密码没有通过验证，系统提示错误信息,用例描述,大型作业教材中还给出了其他用例的用例描述；可以根据这些描述，画出相应的活动图，作为练习。,静态模型,把问题域与应用域有关的各种类、对象以及它们之间的相互关系进行适当的抽象和分类，以揭示系统的结构。,静态模型,定义系统对象：从用例模型中查找系统对象，并进一步抽象为类。 确定每一个类的属性和操作。 识别出系统中的类后，还要识别出类间的关系，建立类图。,静态模型,User（用户） 类可以将学生，教师和管理员的共性部分抽象出来，作为单独的一个类User，这样就简化了其它的三个类，并提高了系统的可维护性和可复用性。,静态模型,属性： ID：惟一标识一个
11、用户的一个字符串 ；Name：用户的名字；Dept：所在部门；Password：口令。方法： Verify：验证用户名和口令是否有效；Add：增加用户；Delete：删除用户；Find：查找用户。,静态模型,Student（学生） Student类封装类学生的信息，Student类的属性定义了按某种方式定位的学生信息，其操作定义了学生可以执行的各种功能。Teacher（教师） Teacher类封装了教师的信息，用于对教师信息进行管理。 Administrator（管理员） 管理员类用于对管理员的进行维护 。,静态模型,除了和参与者有关的类，还要定义一些和课程有关的类：Course（课程）类；C
12、ourseSelect（选课信息）类；可以考虑这些类应该有什么属性和方法。,静态模型,定义用户界面类：显然，在系统运行过程中，用户经常需要和系统进行交互。一个用户友好的系统通常都采用直观的图形可视化界面，因此需要定义系统的用户界面类。通过对系统的不断分析和细化，可识别出下述的界面类。,静态模型,主要是一些窗口或者对话框。通过窗口或者对话框中的按钮、菜单等控件的当作，完成各种选课管理系统需要完成的功能。如由MainWindow QueryCourseScore QueryCourseWnd,动态行为模型,动态模型用来描述系统的动态行为，显示对象在系统运行期间不同时刻的动态交互，从而实现一组对象的
13、相应功能。UML中用状态图、时序图、协作图和活动图来建立动态模型。,动态行为模型,时序图 顺序图显示特定用例（也可以是用例的一部分）的详细流程。并且显示了它们之间的交互，显示对象之间发送消息的顺序，即系统执行的某一特定时间所发生的事件。 顺序图有两个维度：垂直维度以发生的时间顺序显示消息/调用的序列；水平维度显示消息被发送到的对象实例。,动态行为模型,登录时序图 在执行登录时，首先由用户启动系统，窗口LoginWnd被创建，用户在填写完用户名和口令之后提交各系统验证，若正确，向主窗口发送消息，创建主窗口。 应该注意到时序图和用例描述的不同：直接和系统对象发生联系。,动态行为模型,选课时序图 1
14、.当学生在主窗口中执行选择课程功能时，用例启动。2.由主窗口向选课窗口发送创建窗口消息来创建选课窗口。3.选课窗口调用CourseSelect类的FindByStudent操作，获取当前学生的所有选课信息。4.通过ShowCouese操作显示在窗口中。,动态行为模型,5.由学生修改课程后，通过选课窗口的Update操作进行提交。6.选课窗口向CourseSelect类发送SelectCourse消息，进行课程更新。7.最后，由学生在界面上点击关闭，来向选课窗口发送销毁窗口消息，用例结束。,动态行为模型,协作图与顺序图一样，协作图也展示对象间的动态协作关系。它除了说明消息的交互外，还显示对象间的
15、关系。通常可在顺序图或者协作图之间选择一个来表示协作关系。如果强调时间和顺序，则使用顺序图；如果强调多个对象间的协作，则选择协作图,动态行为模型,学生成绩查询的协作图 首先，学生通过主窗口的菜单或工具条，向主窗口发送学生成绩查询请求。主窗口创建学生成绩查询窗口，之后，学生成绩查询窗口调用课程选择对象中的FindByStudent方法，将该学生所选择的课程及每门课程的成绩显示出来。最后，学生通过学生成绩查询窗口的按钮，向该窗口发送关闭消息。,动态行为模型,活动图 活动图展示了连续的活动流，活动图通常用来描述完成一个操作所需要的活动。当然它还能用于描述其他活动流，如描述用例。活动图由动作状态组成，
16、它包含完成一个活动的活动规约（即规格说明）。,实现模型,系统的实现模型包括构件图和配置图。本系统是一个基于校园局域网的系统。 可以通过配置图显示它的物理结构：共有4个结点组成。,作业要求,1参照用例模型中的登录活动图，画出学生选课的活动图（只要求包含两个对象：用户和系统）。,作业要求,选课用例由学生启动。启动之后，系统将弹出选课窗口，在窗口中显示所开设的全部课程，并对所选择的课程作出标记。学生对自己所选的课程进行修改后，提交给系统。系统首先检查学生所选课程的学分是否超标（大于8分），若不超标，则更新系统数据，否则，显示错误信息，回到选课界面修改所选课程。,作业要求,2在系统的静态模型中，为所有
17、的界面类定义了基类Window，画出类Window与别的界面类的关系图。,作业要求,3在系统的静态模型中，Library包中的系统类与GUI包中的界面类也存在着关联关系，例如，LoginWnd类需要User类来进行身份验证。找出与每一个GUI类相关联的系统类，并画出结构图。,作业要求,4参照登录时序图和选课时序图，画出学生成绩查询和课程成绩查询的时序图。,作业要求,5画出登录和选课的协作图和活动图。,作业要求,6若系统需要对学生和教师信息进行管理，包括增加学生，删除学生，修改学生信息，增加教师，删除教师和修改教师信息等功能，建立系统的用例模型（包括用例图，用例描述），静态模型（要求在原来的类图上对类、类属性和操作进行增减，并划出类图），行为模型（包括时序图、协作图和活动图）。,
