基于 L UML 的 图书 管理 信息 系统开发
王玉凡 苑津莎 （河北软件职业技术学院，华北电力大学，河北 保定 071000）
E:mail:, 摘
要
针对普遍采用结构化分析的软件工程的管理信息系统程序繁杂、可维护性差、效率低的缺点,提出了一种基于 OOSE和 UML 的系统分析和设计方法。该系统具有运行可靠、高效、查询方便、可扩展和易维护的特点。
关键词
统一建模语言， 面向对象技术，软件工程，图书管理 Study on Management Information System for Book Based on UML WANG Yu fan,
YUAN Jin sha (Dept. of Hebei Software Institute, North China Electric Power University, Baoding 071000, China) Abstract:
Aiming at the feature of low efficiency and high maintance cost and complexity in the management information system based on software engineering for structured analysis , a analysis and a designing method of management information system for book based on UML and OOSE in the paper. The new management system is reliable, efficient, convenient and easy to maintain. Keywords:
UML ，Object-Oriented Technology， SE，Book Management 1
引言
软件质量由正确性、健壮性、可扩展性、兼容性、可重用性、可移植性、可维护性、可操作性这几个方面来衡量的。其中正确性、可维护性、可操作性是任何软件开发一个自始至终的目标，也是最初级的目标。在当前软件规模日渐扩大，软件危机日益严重的情况下，更多的软件设计人员把目光投向可扩展性、兼容性、可重用性和可移植性上来，而这个目标概括为：提高软件产品的重用性，提高软件产品的质量[1] 。因此软件工程学应运而生了。传统的软件工程——结构化分析（SA，Structured Analysis）和面向对象的软件工程（OOSE）是两种不同系统分析和设计技术。SA尽管有它固有的应用领域诸如嵌入式软件方向、移动通信软件方向等，
但是SA有致命的缺陷，因为SA是把数据流看作在系统中流动来执行系统的具体功能的，但是用户需求改变的往往是功能的改变，所以最后生成的软件的新版本往往不能满足用户需求，要想满足用户的需求需要大面积的反馈活动，然而这恰恰是违背了结构化分析的理念，因为结构化分析的各个阶段相互转化都存在一定的鸿沟，所以采用传统的软件工程开发的软件往往无法满足用户的最终需求，软件的可移植性、可维护性、可扩展性不好。然而面向对象软件工程的理念是从面向对象的分析（OOA）到面向对象的设计（OOD）、面向对象的编码（OOP）、面向对象的测试（OOT）和面向对象的维护整个阶段都是使用一套语义基础和符号体系，每个阶段之间不存在转换的鸿沟，实现了无缝连接，克服了传统的软件工程的缺陷，成为当代软件设计的主流。传统的软件工程和面向对象的软件工程如图1、图2所示。
3.
面向对象技术
面向对象技术是近三十年来学术界和工业界研究和应用的一个热点。面向对象技术通过方法、消息、类、继承、封装和实例等机制构造软件系统。并为软件重用提供强有力的支持。那么什么是面向对象？软件工程学为此下了一个定义：面向对象=对象+类+继承+通信。换句话说就是在采用面向对象技术进行软件开发时，必须要使用以下四个原则。
3.1 以数据为中心 这是一种直观而自然的方法。系统要处理哪些数据,要用到哪些数据,就把这些数据抽象出来,作为系统部件的一部分。
3．2 以职责为中心 随着OO应用的经验的积累,发现有些时候以职责为中心来进行类的捕捉会捕捉到一些以数据为中心的方法无法捕获的类,因为这些类并不代表实际存在的数据，而是代表一定的职责或程序的一个动作,但这些类往往会对降低耦合提高可重用性和扩展性有巨大的好处。
3．3 考虑软件的重用性 使用OO的目的就是为了提供系统的可重用性。软件重用是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相似软件元素的过程。最理想的重用技术是它的重用产品能够和用户的需求完全一致,不需要用户做任何自定义,并且能够无需用户学习就能够被使用。然而，一种重用技术能够适合今天,可能不适合明天。一个重用产品越是能够被自定义，它越是可能在一个特定的环境下被使用,但是这也需要用户进行更多的学习，研究和实践。
1.4 合理的进行类的划分 4 4 。
UML 建模机制及步骤
4.1 UML建模机制
UML是一种以图形符号表示并提供5类、9种模型图的面向对象的可视化的标准建模语言。第一类 问题域 需求分析 总体设计 详细设计 编程 测试 计算机 分析与设计鸿沟 图1 传统的软件工程 问题域 OOA
OOD
OOP
OOT
图2 面向对象软件工程 计算机
用例图：从用户角度描述系统功能，指出各功能操作者，为需求分析提供标准化手段；第二类，静态图：描述系统静态结构，类或对象的属性、操作和 相互的关系，是建立动态模型的基础，主要有类图 (ClassDiagram )、对象图（ObjectDiagram）、包图（PackagDiagram）；第三类，行为图：描述系统动态模型和组成对象间交互关系 有状态图 (State Diagram)、活动图(Activity Diagram )；第四类，交互图：描述对象间交互关系，有顺序图（Sequence Diagram）、合作图(Collaboration Diagram);第五类, 实现图:包括构件图(ComponentDiagram) 和配置图 (DeploymentDiagram) [2] 。
4.2 UML的建模过程主要步骤 (1)建立需求模型，即从功能需求出发建立用例模型，得到系统的功能。
(2)建立对象模型 包括静态模型和动态模型。
(3)建立系统实现模型，使用配置图定义系统的软硬件结构及通信机制，表示软硬件系统之间的合作关系；使用构件图描述系统由那些构件组成。
(4)检查模型之间的一致性，通常这个过程需要反复多次才能完整地描述系统。
(5)在构件图的基础上生成开发语言的代码框架。
5 5 。用 UML 对 图书 管理 系统建模分析
5.1 系统需求分析 图书管理系统是实现图书借阅的自动化管理，通过用户访谈、情景分析等获取用户需求的方式来了解到该系统的主要功能如下：
1）图书管理员是的主要工作就是和读者打交道并在软件系统的支持下进行工作。
2）图书按性质分为两种：图书和杂志，它们的借阅政策（如借阅时间长短）是不同的。
3）图书馆将图书和杂志借给借书者。所有的借书者已经预先注册，所有的图书和杂志也预先注册。
4）图书馆负责新书的购买。每一本图书可购进多本书，当旧书超期或破旧不堪时，要从图书馆去掉。
5）借阅人可以预订当前已借出的图书和杂志。
6）图书馆能够容易地建立、修改和删除标题、借书者、借阅信息和预订信息。
7）所有图书和借书者的信息要能够方便地进行查询。
8）系统容易扩展新功能。
根据以上功能分析建立系统的需求分析模型，主要是应用UML对系统进行领域角色分析、业务分析和建立用例模型。用例模型分析是十分重要的。它从用户角度描述系统功能，并指出功能的操作者。图3是该系统的高层用例图。
BorrowerActorBorrow BookCancel ReservationReturn BookReserve Title<<extend>> LoginMatain Borrower InfoMatain Title InfoLibrarianMaintain Book Info 图3 系统角色和高层用例图 建立初始用例模型，只是完成了系统需求分析的一部分。要实际建立系统，针对每个系统用例还需要更具体的细节，即用例的详细流程。每个用例是一组场景的集合，而每个场景又是一个步骤序列。这些步骤在用例模型中并没有表现出来，活动框图是另一种建模事件流的方式，在逻辑复杂且有许多其他事件流的情况下，这种方式更直观地表达了事件的详细活动过程。图4就是用例“借书”的活动框图。借书者提出借书申请选择借书选项查找选择标题选择有效书目查找借书者把书给借书者登记借阅取消预定无预定有预定找到借书者找不到借书者信息存在有效书目无有效书目标题存在没有该标题
图4 用例“借书”的活动框图 5.2 系统静态模型设计 系统的静态结构模型主要由对象类图和对象图表达。它是从Use Case中发现对象类，确定类的属性和主要操作。本系统的部分类及其属性、操作
见图5。主要有借阅者、书刊、物理书刊、借阅记录、预定记录等类以及它们之间的关系。因为建模工具Rational Rose不支持关联类的建模，所以只能用Visio做出系统主要的类图。找出类和对象之间的静态关系[3] 。
-Name-Tel-Address-Bianhao借阅者 借阅者-Date预定 预定0..*0..*-Name-Author-ISBN-Number of Books书刊 书刊-ID-State物理书刊 物理书刊-Date借阅 借阅10..*-Name-Author-ISBN-Lending Time物理书刊 物理书刊-Name-Author-ISBN-Lending Time杂志书刊 杂志书刊
图 5 系统主要的类图 5.3 系统动态模型设计 在任何一个系统中，对象都不是孤立存在的，它们之间通过传递消息进行交互。根据前面的分析我们知道，用例“借书”包括两个主要的情景，分别处理借书者有预订和没有预订的情况。下面通过时序图对借书者没有预订图书的情况进行分析如图6所示。
: Librarian:Lend Window:Title :Borrower Infomation:loan :Book1: find title2: find title3: find book4: find on title5: identify borrower6: find borrower7: create a new loan 图 6 用例“借书”的顺序图 5.4 配置图的设计 对系统进行物理建模时需要用到组件图和配置图，配置图描述运行软件系统中的硬件和软件的物理结构，即系统执行过程中系统资源元素的配置情况以及软件到这些字眼元素的映射。本系统主要是针对学院的学生、教师和图书管理人员，因此，在设计系统时，采用B/S结构，后台数据库和应用服务器设置在图书馆，它们通过路由器连接到校园网的服务器上，这样，学生、教师都通过互联网在任何地方登陆该系统，它的配置图如图7所示：
应用服务器图书管理员客户端借阅者客户端后台数据库
图7 系统的配置图 6 6 。结束语
图书管理系统的结构复杂、规模庞大、开发周期长、其模型的构建也是一个不断修改完善的过程，在实际的开发过程中我们把UML 和当前流行的建模工具Rational Rose 结合起来，利用上面提出的建模过程和(C#)编程语言来对系统进行开发，在实际的图书管理系统的开发中取得了满意的效果。
7 7 。参考文献
1．黄银珍，李明蛾. 利用OO技术与UML描述提高软件质量[J]
科技信息（信息科学）. 2．万荣红,赵高正. 基于UML的工程项目合同管理信息系统设计与实现 计算机应用与软件 2006（8）23卷 8期. 3.郭庚麒，杨丽.编著 软件工程基础教程 北京：科学出版社 2007 117-127
作者简介
王玉凡(1972-),女,河北保定人,硕士研究生,主要研究方向为信息系统与信息安全; 苑津莎(1957-),男,河北保定人,教授,博士生导师, 主要研究方向为信息系统与信息安全
