《系統(tǒng)分析與設計課程設計》實驗指導書(面向對象方法)

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1、 北京信息科技大學 信息管理學院 實驗指導書 實驗名稱： 信息系統(tǒng)分析與設計 實驗類別： 課內實驗 適用專業(yè)： 信息安全 適用班級： 1301、1302 授課教師： 孫璇 一、實驗目的 本實驗課程是在學習《信息系統(tǒng)分析與設計》課程的主要理論

2、之后進行的實踐教學環(huán)節(jié)。要求學生根據指定的項目進行詳細系統(tǒng)分析與設計，按照小組工作形式完成系統(tǒng)的分析文檔和設計文檔。 本實驗主要目的是加強理論知識的理解，熟悉主流的建模工具和信息系統(tǒng)開發(fā)技術，了解需求分析的內容和方法，取得多層結構的信息系統(tǒng)的設計經驗，培養(yǎng)專業(yè)的文檔寫作能力，并初步體驗團隊合作的開發(fā)模式。 二、實驗要求 本實驗的實驗類型屬綜合設計型，學生根據每個小組分配的題目，開展有關課題的詳細調查工作，學習建模工具的使用，采用用例模型進行需求分析，使用面向對象方法建立系統(tǒng)邏輯模型和物理模型，撰寫分析和設計文檔。 三、實驗內容和步驟 1、 組隊

3、 (1) 學生自由組對，教師為每個小組分配課題。 2、 初步調查 (1) 小組成員閱讀課題原始需求，并以各種方式對課題展開詳細調查 (2) 小組成員討論，明確信息系統(tǒng)的基本范圍。包括確定系統(tǒng)邊界、以活動圖描述整個系統(tǒng)功能流程（如圖 1 所示） 辦公室 讀者 圖書出納 審核身份 辦理證件 查找書籍 登記借書 有續(xù)借 辦理續(xù)借 登記還書 有違規(guī) 登記違規(guī)罰 款 圖 1 活動圖（業(yè)務流程） 3、 成員分工 (1

4、) 確定小組成員的分工（最好根據功能分塊） (2) 制定本次課程設計的計劃 4、 建立用例模型 (1) 各小組成員根據分工了解有關業(yè)務功能，繪制用例圖（如圖 1）。 圖2 用例圖 (2) 書寫每個用例的詳細規(guī)格說明，示例如表1。 表 1  用例的詳細規(guī)格說明 用例名稱 參與者 假設 前置條件 后置條件 主事件流  借出圖書 圖書管理員（

5、主要參與者） ，讀者（次要參與者） 圖書館是開架借閱，讀者總是找到書后辦理借書手續(xù)，因此，借 書不需要驗證庫 存，而且每本書都是可識別的。 圖書管理員已被識別和授權 存儲借書記錄，更新庫存數量，所借圖書狀態(tài)為出借 1．圖書管理員將讀者借書卡提供給系統(tǒng)； 2．系統(tǒng)驗證讀者身份和借書條件； 3．圖書管理員將讀者所借圖書輸入系統(tǒng)； 4．系統(tǒng)記錄借書信息， 并且修改圖書的狀態(tài)和此種書的可借數量； 5．系統(tǒng)累加讀者的借書數量； 6．重復 3-5，直到圖書管理員確認全部圖書登記完畢； 備選事件流  7．系統(tǒng)打印

6、借書清單，交易成功完成。 2a．非法讀者 1．系統(tǒng)提示讀者身份錯誤，用例結束 2b．讀者借書數已達限額 1．系統(tǒng)提示讀者已達結束限額，用例結束 2c．讀者有過期未還書籍 1．系統(tǒng)提示讀者應歸還的書籍列表和到期日，用例結束 5a．讀者借書數已達限額 1．系統(tǒng)提示，并要求結束輸入 2．圖書管理員確認借書完成 5b．讀者有該書的預定記錄 1. 刪除該書的預定信息 非功能性需求 (3) 對于流程較為復雜的用例，可以繪制活動圖補

7、充說明該用例的處理過程。 (4) 小組集中，調整、優(yōu)化用例模型 5、 建立分析模型 (1) 在詳細的用例模型的基礎上，識別出系統(tǒng)中的對象，建立領域類圖（如讀者、圖書） (2) 初步確定領域類的屬性 (3) 定義領域類的關系（包括泛化、關聯，分析階段的完整類圖，如圖 3） 被預定 預定記錄 預定日期 1 * 館藏資源品種 * 資源名稱 資源項 國際出版號

8、擁有 館藏目錄 價格 館藏流水號 1 1..* 簡介 1 * 狀態(tài) 館藏數量 1 1 可借數量 讀者 0..1 姓名 借書記錄 身份證號 碟片品種 借書日期 借書卡號 圖書品種 圖書限額 * 歸還日期 碟片類型 作者 已借圖書數

9、 登記 碟片數 出版社 1 碟片限額 制作公司 出版日期 已借碟片數 1 0..1 圖書管理員2 逾期記錄 使用 罰款細則 職工號 逾期天數 * 0..1 姓名 圖 3 定義了屬性和關聯的類圖 (4) 對于存在復雜狀態(tài)轉換的對象，繪制狀態(tài)圖（可選，如圖4）

10、 圖4 狀態(tài)圖 (5) 小組集中，調整、優(yōu)化分析模型 (6) 書寫分析文檔（模板見附件2） 6、 建立設計模型 (1) 小組討論，確定系統(tǒng)的總體架構模式，設計本系統(tǒng)和其他之間之間的接口（使用構件圖） (2) 在分析模型和總體架構基礎上， 設計出滿足功能需求的軟件類， 包括界面類、 控制類、 實體類、數據訪問類等，形成初步設計模型（如圖5）。 (3) 類的分層可以自行設計，但一個小組最好統(tǒng)一使用一種分層模式，至少做到表

11、現和業(yè)務分離。 圖 5 總體設計 (4) 采用可視化工具設計每個用例的用戶界面，根據架構（ 面，如圖 6）  C/S 或  B/S  可以是不同窗口界 圖 6 界面設計 (5) 識別出每個用例的參與類，根據用例的事件流繪制用例實現的順序圖（如圖 7）。

12、 圖 7 用例的順序圖 (6) 對照順序圖和其他詳細資料，可明確詳細地定義出類的屬性、方法，構造完整的類圖 (7) 對類進行詳細分析，并對照用例的順序圖，形成類調用的層次關系，在此基礎上形成 本系統(tǒng)內部組件的層次關系，小組討論，繪制組件圖（可選，如圖 8） Library.exe BLL.dll DAL.dll 圖8 組件

13、圖 (8) 在類圖基礎上，建立數據庫結構 (9) 書寫設計文檔（模板見附件3） 7、 編寫部分程序，驗證設計方案 8、 撰寫總結報告（模板見附件 4） (1) 各成員書寫個人總結 (2) 小組自評 (3) 上交全部文檔 四、實驗環(huán)境和設備 1、 實驗硬件設備： P4 微機一臺 2、 實驗軟件工具： 1) 建模工具（必選一） A. Rational Rose 2003 Enterprise Edition 或 7.0（推薦） B. Visio C. PowerDesigner1

14、5 D. IBM Rational Software Architect V6.0 2) 文檔編輯工具 A. Word 3) 集成開發(fā)環(huán)境 A. Visual Studio 2005 Team Edition 或 Visual Studio 6.0 （微軟平臺） B. Eclipse 或 JBuilder 或 Netbeans（ Java 平臺） /或 Java 開發(fā)框架（ Struts、 Spring ） C. 其它工具（ PB 等） 4) 數據服務器 A. Microsoft SQL server 2005 或 2000

15、 B. Oracle C. MySql 5) Web 服務器（可選，用于系統(tǒng)實現） A. Microsoft Internet information Service （ IIS ） B. Tomcat 五、實驗要求 1、 開發(fā)小組一起合作完整系統(tǒng)分析與設計，但每個成員都要完整的、獨立地完成各步驟。注意：成員分工不能只分配某一步驟的任務，比如僅數據庫設計或界面設計，每個成員必須參加所有步驟相關的工作，包括用例圖、用例描述、類設計、界面設計、數據庫設計等，因此建議按照子系統(tǒng)或功能組進行分工。 2、 以面向對象的方式完成軟件項

16、目的系統(tǒng)分析和設計，用 UML 語言建模，推薦使用 Rose/Visio/PowerDesigner 等建模工具。 3、 編寫程序實現部分用例功能，取得面向對象和組件編程的實際編程經驗。 4、 完成各個階段的文檔編制，感受文檔在整個開發(fā)過程中的重要作用。 5、 熟悉面向對象的軟件開發(fā)過程。 6、 小組成員在實驗過程要密切合作、充分交流，各部分應該互相聯系，組成完整的系統(tǒng)，而不是孤立的模塊。 六、實驗成績考核方法 實驗完成后，每個小組應完成三份文檔，根據文檔質量評定成績。文檔具體格式見附錄。 附錄 1：文檔封面 附錄 2：系統(tǒng)分

17、析說明書模板 附錄 3：系統(tǒng)設計說明書模板 附錄 4：課程設計總結模板 附錄 1 北京信息科技大學 信息管理學院 信息系統(tǒng)分析與設計課程設計 實驗報告 （實習（課題）名稱） XXXXXXXXXXXXXX系統(tǒng)的分析與設計 專業(yè)名稱： 班 級： 組 別： 小組成員 學號 工作內容 成績 附錄 2 系統(tǒng)分析說明書（需求規(guī)格說明書） 目

18、錄 1 概述 ........................................................................................................... 錯誤！未定義書簽。 1.1 編寫目的 .......................................................................................... 錯誤！未定義書簽。 1.2 參考資料 ...........................................

19、............................................... 錯誤！未定義書簽。 1.3 術語和縮寫詞 * ................................................................................ 錯誤！未定義書簽。 2 業(yè)務流程分析 ........................................................................................... 錯誤！未定義書簽。 2.1 組織機構調查

20、.................................................................................. 錯誤！未定義書簽。 2.2 現行業(yè)務流程 .................................................................................. 錯誤！未定義書簽。 2.3 問題分析 * .................................................................................

21、....... 錯誤！未定義書簽。 3 需求 ........................................................................................................... 錯誤！未定義書簽。 3.1 功能需求 .......................................................................................... 錯誤！未定義書簽。 3.2 數據需求 ..........................

22、................................................................ 錯誤！未定義書簽。 3.3 性能需求 * ........................................................................................ 錯誤！未定義書簽。 3.4 非功能需求 * .................................................................................... 錯誤！未定義書

23、簽。 4 環(huán)境 ........................................................................................................... 錯誤！未定義書簽。 4.1 運行環(huán)境 .......................................................................................... 錯誤！未定義書簽。 4.2 開發(fā)環(huán)境 ..........................................

24、................................................ 錯誤！未定義書簽。 【注】本編寫指南中帶有“ * ”標志的表示可選部分，即在文檔編寫過程中可以依據實 際項目的具體情況進行取舍，文檔完成后這些“ * ”標記應該去掉。 1 概述 1.1 編寫目的 本文檔的編寫目的是為×××××項目的開發(fā)提供： a. 軟件總體要求，作為用戶和軟件開發(fā)人員之間了解的基礎； b. 功能、性能、接口和可靠性的要求，作為軟件人員進行設計和編碼的基礎； c. 驗收標準，作為用戶確認測試的依據。

25、 1.2 參考資料 包括所有和需求分析相關的原始資料： a. 項目來源； b. 本文檔中引用到的規(guī)范和資料等； c. 列出這些規(guī)范和資料的作者、編號、標題、發(fā)表日期、出版單位或資料來源。 1.3 術語和縮寫詞 * 列出本文檔中用到的專門術語的定義和縮寫詞，  縮寫詞要給出中文譯名和英文全稱，  常 用的不需要定義。 2 業(yè)務流程分析 2.1 組織機構調查 調查企業(yè)的組織結構，繪制組織結構圖，并說明各個職能部門的職責。 2.2 現行業(yè)務流程 采用 UML 活動圖或跨職能

26、流程圖說明日常管理工作的處理過程， 可能有多個業(yè)務流程。 格式可以采用如下形式： 流程 流程描述： 相關崗位及主要職責： 流程圖 流程詳述： 流程 流程描述： 相關崗位及主要職責： 流程圖 流程詳述： 2.3 問題分析 * 對現行流程進行分析，找到并說明其中不合理或瓶頸問題，提出應對措施。 3 需求 3.1 功能需求 詳細地說明該軟件系統(tǒng)的用戶，各用戶的功能及功能描述。 繪制用例圖， 并對每個用例建立詳細的規(guī)格說明， 必要的非功能性需求可以附加在用例說明中

27、 3.2 數據需求 繪制簡單的領域類圖，類應包含屬性，操作可選。 3.3 性能需求 * 如果對程序有運行時間、存儲空間和計算精度的特殊要求，在本節(jié)應加以說明。 3.4 非功能需求 * 包括可維護性、可移植性等非功能需求。 4 環(huán)境 4.1 運行環(huán)境 描述運行軟件系統(tǒng)所需的軟、硬件環(huán)境。 4.2 開發(fā)環(huán)境 描述開發(fā)軟件系統(tǒng)所需的軟、硬件環(huán)境。 附錄 3 設計說明書目錄 1 概述 ................................................

28、........................................................... 錯誤！未定義書簽。 1.1 編寫目的 .......................................................................................... 錯誤！未定義書簽。 1.2 參考資料 .......................................................................................... 錯誤！未定義書簽。

29、 1.3 術語和縮寫詞 * ................................................................................ 錯誤！未定義書簽。 2 需求概述 ................................................................................................... 錯誤！未定義書簽。 3 總體結構設計 .........................................................

30、.................................. 錯誤！未定義書簽。 3.1 對外接口設計 * ................................................................................ 錯誤！未定義書簽。 3.2 內部結構設計 .................................................................................. 錯誤！未定義書簽。 3.3 出錯處理設計 * ................

31、................................................................ 錯誤！未定義書簽。 3.4 其它 * ................................................................................................ 錯誤！未定義書簽。 4 類的詳細設計 ...........................................................................................

32、 錯誤！未定義書簽。 4.1 XX 類 ................................................................................................ 錯誤！未定義書簽。 4.1.1 描述 ....................................................................................... 錯誤！未定義書簽。 4.1.2 屬性 ......................................

33、................................................. 錯誤！未定義書簽。 4.1.3 公有方法 ............................................................................... 錯誤！未定義書簽。 4.1.4 私有方法 ............................................................................... 錯誤！未定義書簽。 4.2 XX 類 ..........

34、...................................................................................... 錯誤！未定義書簽。 4.2.1 描述 ....................................................................................... 錯誤！未定義書簽。 4.2.2 屬性 .........................................................................

35、.............. 錯誤！未定義書簽。 4.2.3 公有方法 ............................................................................... 錯誤！未定義書簽。 4.2.4 私有方法 ............................................................................... 錯誤！未定義書簽。 5 用例實現的詳細設計 ..........................................

36、..................................... 錯誤！未定義書簽。 5.1 XX 用例 ............................................................................................ 錯誤！未定義書簽。 5.1.1 功能說明 ............................................................................... 錯誤！未定義書簽。 5.1.2 界面設計 ........

37、....................................................................... 錯誤！未定義書簽。 5.1.3 參與類 ................................................................................... 錯誤！未定義書簽。 5.1.4 交互設計 ............................................................................... 錯誤！未定義書簽

38、。 5.2 XX 用例 ............................................................................................ 錯誤！未定義書簽。 5.2.1 功能說明 ............................................................................... 錯誤！未定義書簽。 5.2.2 界面設計 .......................................................

39、........................ 錯誤！未定義書簽。 5.2.3 參與類 ................................................................................... 錯誤！未定義書簽。 5.2.4 交互設計 ............................................................................... 錯誤！未定義書簽。 6 數據庫設計 ..................................

40、............................................................. 錯誤！未定義書簽。 【注】本編寫指南中帶有“ * ”標志的表示可選部分，即在文檔編寫過程中可以依據實 際項目的具體情況進行取舍，文檔完成后這些“ * ”標記應該去掉。 1 概述 1.1 編寫目的 本文檔的編寫目的是： 詳細定義×××××軟件的總體功能； 給出系統(tǒng)的結構設計和過程設計，作為程序編寫的依據。 1.2 參考資料 包括： a. 項目來源； b. 本文

41、檔中引用到的規(guī)范和資料等； c. 列出這些規(guī)范和資料的作者、編號、標題、發(fā)表日期、出版單位或資料來源。 1.3 術語和縮寫詞 * 列出本文檔中用到的專門術語的定義和縮寫詞，縮寫詞要給出中文譯名和英文全稱，常用的不需要定義。 2 需求概述 概述系統(tǒng)的特性和需求，擴充軟件需求說明中的信息，給出增加的細節(jié)，詳盡地指出對軟件需求說明中有關特性和需求作出的變更。 （詳細說明見《需求說明》 ）。 3 總體結構設計 3.1 對外接口設計 構件圖：說明本系統(tǒng)和外部系統(tǒng)之間的接口關系（對外的供接口，需要其他系統(tǒng)的接口） 。 3.2

42、 內部結構設計 1、架構說明（分層） ：說明整體架構的層次結構（如界面層、業(yè)務層等） ，每層采用的技術（如界面層采用 Windows 窗體界面還是 Web 界面）。 2、類圖、包圖：可以先繪制包圖（每個包中有哪些類，可以按照層來分包，也可以按照子系統(tǒng)分包），類圖要完整，包含類的屬性和方法、類之間的關系。 3、組件圖：繪制系統(tǒng)組件圖，說明系統(tǒng)最后實現為哪些組件（如 EXE 、 DLL 等），每個組件 實現了哪些類，組件之間的依賴關系等 3.3 出錯處理設計 * 包括對出錯輸出信息、出錯處理對策的說明。

43、 3.4 其它 * 說明設計當中對于安全保密、維護等情況的設計考慮。 4 類的詳細設計 對系統(tǒng)當中主要的類逐一進行詳細設計和說明。 4.1 XX 類 描述 用文字形式簡單描述該類的主要內容。 屬性 列出該類的主要屬性及其描述。 公有方法 詳細描述類的 Public 方法，包括功能、輸入、輸出和實現算法。復雜算法可以采用盒圖或程序流程圖、類程序語言等方式加以說明。 私有方法 詳細描述類的私有或保護方法，包括功能、輸入、輸出和實現算法。復雜算法可以采用盒圖或程序流程圖、類程序語言等方式加以說明。

44、 4.2 XX 類 描述 用文字形式簡單描述該類的主要內容。 屬性 列出該類的主要屬性及其描述。 屬性名 屬性說明 _teacherName(String) 教師姓名 公有方法 詳細描述類的 Public 方法，包括功能、輸入、輸出和實現算法。復雜算法可以采用盒圖或程序流程圖、類程序語言等方式加以說明。 方法名  方法說明 TeacherName  get/set 方法 Add(Teacher t1)  增加一名新教師 私有方法 詳細描述類的

45、私有或保護方法，包括功能、輸入、輸出和實現算法。復雜算法可以采用盒圖或程序流程圖、類程序語言等方式加以說明。 ?? 5 用例實現的詳細設計 對《需求分析》文檔當中所有用例的具體實現逐一進行說明。 5.1 XX 用例 功能說明 用文字形式簡單的描述該用例的主要功能。 界面設計 采用用戶界面原型 （如 Windows 窗口或網頁） 描述該用例的操作界面， 說明數據的輸入形式和驗證手段，特殊的界面操作約束關系和控制流程可適當說明。 參與類 列出所有參與該項功能的類。 交互設計 用順序圖描述該用例的具體實現。

46、 5.2 XX 用例 功能說明 用文字形式簡單的描述該用例的主要功能。 界面設計 采用用戶界面原型 （如 Windows 窗口或網頁） 描述該用例的操作界面， 說明數據的輸入形式和驗證手段，特殊的界面操作約束關系和控制流程可適當說明。 參與類 Login.aspx, LoginControl, 交互設計 用順序圖描述該用例的具體實現。只需要繪制用例規(guī)約中的主事件流。 ?? 6 數據庫設計 對程序當中所采

47、用的數據庫相關規(guī)格說明等進行定義。建議給出數據庫表結構，數據類型應符 合所選擇的 DBMS 規(guī)定（如 SQL Server2005 或 Oracle）。 表 1：XXX 表 字段名 含義 類型（長度） 默認值 允許空  主鍵 √  外鍵  備注 其他如取值范圍等 表 2： XXX  表 字段名  含義  類型（長度）  默認值  允許空  主鍵 √  外鍵  備注 其他如取值范圍等

48、 ? ... 此外，如果需要觸發(fā)器、存儲過程等，需要描述其詳細設計。 附錄 4 課程設計總結 目錄 1 課程設計目的 19 2 課程設計完成情況 19 3 小組成員具體分工 19 4 個人總結 19 5 小組自評評分 19 1 課程設計目的 [ 明確實習應達到的目的 ] 2 課程設計完成情況 [ 簡要描述實習課題要完成的工作有哪些、工作成果有哪些 ] 3 小組成員具體分工 [ 每個成員必須獨立而且完整地完成

49、部分功能模塊（用例）的實現，而不能只是完成像僅僅數據庫設計、或某一層類設計、或測試等工作 ] 4 個人總結 學號 姓名 工作總結： 學號 姓名 工作總結： 學號 姓名 工作總結： 學號 姓名 工作總結： 5 小組自評評分 [ 經小組集體討論，給小組每人一個評分，百分制 ] 學號： 姓名 評分 學號： 姓名 評分 學號： 姓名 評分 學號： 姓名 評分