答案見后幾頁

形考作業3:基于UML的大學圖書館圖書信息管理系統設計實驗

一、實驗內容說明

對實驗2的面向對象分析結果進行系統概要設計和詳細設計。

設計系統構架，勾畫出整個系統的總體結構，這項工作由全組成員參加，包括主

要子系統及其接口，主要的設計類和中間件等系統軟件。設計時要考慮系統的可

維護性，以簡單為第一原則一一簡單的類、簡單的接口、簡單的協議、簡單的描

述。

使用UML的配置圖描述系統的物理拓撲結構以及在此結構上分布的軟件元素。

用類圖和順序圖對主要用例：借書、還書、處罰進行設計，并對其中的類進行詳

細說明，包括屬性設計和方法設計。

二、實驗目的

（1）通過本實驗使學生掌握UML建模語言的常用圖形，面向對象的設計方法和

過程。特別是熟悉包圖、順序圖、配置圖和類圖的應用。

（2）以小組形式完成本實驗，鍛煉同學之間的協作和溝通能力、自我學習和管

理能力。

（3）學生在實驗過程中熟練掌握常用的CASE工具。

三、實驗學時

8學時

四、實驗步驟

（1）根據實驗2畫出的系統用例圖和需求規格說明書規劃系統的物理結構。

（2）組長和小組成員共同協商一份設計規范：設計用的圖形符號、字體、大小

規范，界面設計規范，用語規范等。

（3）對借書用例、還書用例、處罰用例進行用例設計和類設計。

（4）對借書用例、還書用例、處罰用例使用順序圖設計類之間的消息通信。

（5）編寫系統設計規格說明書。

五、實驗要求

4人一組，分工如下：1名組長，負責整個小組的人員安排，工作計劃，文理質

量，整體項目的協調等工作；2名系統分析員，專門負責需求分析，1名分析員,

專門負責系統的驗收測試用例。雖然各有分工，但大家必須協同工作。

使用VISO或IBMRationalROSE工具軟件。

各種說明書使用WORD軟件。

六、結果

實驗結果包括：

（1）系統配置圖及其說明。

（2）系統體系結構劃分及其說明。

（3）借書用例、還書用例、處罰用例的詳細設計類圖及其屬性、方法說明。

（4）用順序圖分別對借|5用例、還M用例、處罰用例設計類之間的消息通信說

明。

（5）系統設計說明書。

七、成績評定

組長給小組內每名成員評分，小組的成績由指導教師給出，小組成績作為組長的

成績，每名成員的成績;（組長評分+教師評分）/2。

請查看系統設計規格說明書模板，按照要求完成后提交你的實驗結果。（本次實

驗得分將直接計入形成性考核總成績，務必重視！滿分為10分）

答案：

基于UML的大學圖書館圖書信息

管理系統設計實驗

一、系統概述

1.1摘要

隨著圖書館規模的不斷擴大，圖書數量也相應的增加，有關圖書的各種信息

量也成倍增加，面對這龐大的信息量，傳統的人工方式管理會導致圖書館管理上

的混亂，人力與物力過多浪費，圖書館管理費用的增加，從而使圖書館的負擔過

重，影響整個圖書館的運作和控制管理，因此，必須制定一套合理、有效，規范

和實用的圖書管理系統，對圖書資料進行集中統一的管理。而開發一套完善的圖

書管理系統的前提就是要進行軟件開發建模。

UML它是一個支持模型化和軟件系統開發的圖形化語言，為軟件開發的所有

階段提供模型化和可視化支持，包括由需求分析到規格，到構造和配置。面向

對象的分析與設計方法的發展在80年代木至90年代中出現了一個高潮，UML是

這個高潮的產物。它不僅統一了Booch、Rumbaugh和Jacobson的表示方法，而

且對其作了進一步的發展，并最終統一為大眾所接受的標準建模語言。它的各個

模型可以幫助開發人員更好地理解業務流程，建立更可靠、更完善的系統模型。

從而使用戶和開發人員對問題的描述達到相同的理解，以減少語義差異，保障分

析的正確性。

關于這個圖書館系統，基本的需求比較簡單，就是允許學生可以在圖書館借

閱和歸還圖巾，另外，也可以通過網絡或者圖竹館的終端來查閱和預訂書。當然,

圖書館管理員也可以本圖書進行管理。為了簡化系統，我們沒有把圖書館中的人

員作細分。

1.2圖書管理系統可行性分析

圖書管理系統是一個面向學校圖書館用來進行圖書管理的管理信息系統

(MIS)o該信息系統能夠方便地為借閱者提供各種借閱服務，也能夠為圖書管

理員和系統管理員提供方便的管理服務。

隨著政府機關與廣大企事業單位內部網絡的廣泛建立，在通用信息平臺上構

筑高效實用的協同工作和自動化辦公應用系統，滿足信息高度共享和即時發布的

需求，有效實現內部知識管理，已成為眾多用戶的共同需求。所以，一套行之有

效的應用軟件開發是非常有必要的。

二、需求分析

2.1功能性需求

?圖書管理系統能夠為一定數量的借閱者提供服務。每個借閱者能夠擁有唯一

標識其存在的編號。圖書館向每一個借閱者發放圖書證，圖書證中包含每一

個借閱者的編號和個人信息。系統通過一個單獨的程序為借閱者提供服務，

不需要管理人員的干預，這些服務包括提供查詢圖書信息、、查詢個人信息服

務和預定圖書服務等。

?當借閱者需要借閱書籍、歸還書籍時需要通過圖書管理員進行，即借閱者不

直接與系統交互，而是圖書管理員充當借閱者的代理與系統交互。當借聞者

節約的圖書數量超過限制時，不允許借閱者再進行借閱。當借閱者借閱的圖

書超過一定的期限時，需要對其進行處罰。借'聞圖書時需要圖書證作為憑據,

歸還時不需要。

?系統管理員負責系統的管理維護工作，維護工作包括圖書的添加、刪除和修

改；書目的添加和刪除；借閱者的添加、刪除和修改，并且系統管理員能夠

查詢借閱者、圖書和圖書管理員的信息。

?可以通過圖書的名稱或圖書的ISBN/ISSN號對圖書進行查找。

2.2系統模塊

?基本業務處理模塊：基本業務處理模塊主要用于實現圖書管理員對借閱者借

閱圖書和歸還圖書的處理。圖書管理員通過合法的認證登錄到該系統中，從

而管理借閱者的借閱和歸還等活動。

?信息查詢模塊：信息查詢模塊主要用于實現借閱者對信息的查詢，包括圖書

信息的查詢、自身信息的查詢和書籍的預定等功能。

?系統維護模塊：系統維護模塊主要用于實現系統管理員對系統的管理和對數

據庫的維護，系統的管理包括對借閱者信息、圖書信息、圖竹管理員信息和

書目信息等信息的維護。數據庫的維護包括數據庫的備份、恢復等數據庫管

理操作。

2.3用例圖

2.3.1借閱者用例圖

?查找圖書：借閱者可以通過圖書名稱或ISBN/ISSN號查找圖書的詳細信息。

?登錄系統：借閱者能夠根據圖書證編號和相關密碼登錄自助機器，查詢圖書

信息、個人信息和進行圖書預定。

?查詢個人信息：每一個借閱者都可以通過自助機器在登錄后查詢自己的信

息、，但是不允許在未授權的情況下查詢其他人的信息。

?預定圖書：在登錄自助系統后，借閱者可以預定相關的書籍內容。

?借閱圖書：借閱者可以通過圖書管理員借閱相關書籍。

?歸還圖書：借閱者通過圖書管理員歸還書籍，如果未按時歸還，需要繳納罰

金。

圖2-3-1借閱者用例圖

2.3.2圖書管理員用例圖

?處理借閱：借閱者可以通過圖書管理員借閱書籍。當圖書管理員處理借閱時,

需要檢查用戶的合法性，如果不合法，不允許借閱書籍。如果之前該圖書已

經被該借閱者預定，需要刪除該圖書的預定信息。

?處理歸還：借閱者可以通過圖書管理員歸還書籍。當借閱者的書籍超過一定

的期限時.，圖書管理員需要收取罰金。

收取罰金

圖2-3-2圖書管理員用例圖

2.3.3系統管理員用例圖

?查詢書籍信息：系統管理員有權限去查詢各種圖書的信息。

?添加書籍：書籍的添加是通過系統管理員進行的，圖書添加時要輸入書籍的

詳細信息。

?刪除書籍：書籍的刪除也是通過系統管理員進行的，圖書刪除時書籍的所有

信息都將被刪除。

?修改書籍：書籍的信息可以被系統管理員修改。

?查詢讀者信息：系統管理員有權限去查詢讀者的信息。

?添加讀者：讀者的添加是通過系統管理員進行的，讀者被添加時需要輸入讀

者的詳細信息。

?刪除讀者：讀者的刪除也是通過系統管理員進行的，讀者被刪除時讀者的所

有信息都將被刪除。

?修改讀者信息：讀者的信息可以被系統管理員修改。

?添加竹目：書目的添加是通過系統管理員進行的，巾目被添加時要輸入竹目

的描述信息。

?刪除書目：書目的刪除也是通過系統管理員進行的，書目被刪除時所有關于

該書目的圖巾信息都將被清空。

圖2-3-3系統管理員用例圖

三、系統靜態結構

3.1類圖

3.1.1參與者的基本類圖

分析確定系統參與者的屬性。系統管理員登錄系統時，需要提供系統管

理員的用戶名和密碼；對于每一個借閱者而言，圖書證中包含借閱者的名稱、

地址等，不同類型的借閱者可以借閱不同數目的圖書，并且不同的借閱者允

許借閱和預定的天數也是不一的。根據分析結果建立參與者的基本雷圖模

型，如圖3-1-1所示。

借網者

1^Userid：String

^Nane：String

,能Address：String

aMaxBooks:Integer

1^,-MaxBorrowDays:Integer

孰Passwords：String

MaxReserveDays：Integer

系統管理員圖書管理員

^AdninistratorNrime:String^>LibrarianNane:String

?Passwords:String^Passwords:String

圖3-1-1參與者基本類圖

3.1.2業務實體類圖

系統中的主要業務實體類通常需要在數據庫中進行存儲，如需要存儲圖書的

信息，就需要一個圖書類，同樣，預定信息可以確定預定類；借閱信息可以確定

借閱類；對于書目信息的存儲需要一個書目類。

每一本圖書擁有和其他圖書相區別的編號、目錄名稱編號、ISBN名稱、作

者名稱、出版社名稱、書名稱以及出版口期；借閱書籍時，借閱信息存儲書籍的

編號、借閱者的編號以及借閱日期；預定圖書信息存儲書籍的編號、借閱者的編

號以及預定日期；書目信息包含書目的編號和書目的名稱。業務實體類如圖

3-1-2所不。

圖書

引BookId:Long

^>TitleId:Integer

第ISBN:String

取Author:String借閱

^Publisher:String射BookId:Long

能Name:String^Userid:String

^?PublishDate:DaterLoanDate:Date

預定

能BookId:Long書目

勖Useld:String能Titleld:Integer

^>ReserveDate:Date鼠Title:String

圖3T-2業務實體類圖

3.1.3類之間的關系

圖1t

命Id:

命BOokId

書目6借閱

配Titls

^>TitleId:IntegerBX?能Bookid:Long

能IS

thor:飄serld:String

電Title:String命AUi

publs%LoanDate：Date

命hse

xame?

配blis

puhD

圖3-1-3類之間的關系

3.1.4邊界類圖

邊界類是一種用于對系統外部環境與其內部運作之間的交互進行建模的類。

這種交互包括轉換事件，并記錄系統表示方式中的變更。圖書管理系統中建立的

邊界類模型如圖所示。

圖書管理界面書目管理界面用戶侑息顯示界面圖書預定界面

圖3-1-3邊界類圖

3.2類的清單

名稱生成可見性抽象類的類型

圖書管理界面TRUEpublicFALSEClass

借閱者管理界面TRUEpublicFALSEClass

書目管理界面TRUEpublicFALSEClass

登錄界面TRUEpublicFALSEClass

上界面TRUEpublicFALSEClass

用戶信息顯示界面TRUEpublicFALSEClass

圖書預定界面TRUEpublicFALSEClass

控制類TRUEpublicFALSEClass

借閱者TRUEpublicFALSEClass

圖書管理員TRUEpublicFALSEClass

系統管理員TRUEpublicFALSEClass

3.3類的屬性清單

3.3.1借閱者屬性清單

名稱代碼數據類型可見性類元只讀

借閱者編號UseridStringprivate借閱者FALSE

借閱者名稱NameStringprivate借閱者FALSE

借閱者地址AddressStringprivate借閱者FALSE

最大借書數量MaxBooksIntegerprivate借閱者FALSE

最長借閱口期MaxBorrowDaysIntegerprivate借閱者FALSE

密碼PasswordsStringprivate借閱者FALSE

最大預定天數McixReserveDaysIntegerprivate借閱者FALSE

3.3.2圖書管理員屬性清單

名稱代碼數據類型可見性類元只讀

圖書管理員名LibrarianNameStringprivate圖書管理員FALSE

稱

密碼PasswordsStringprivate圖書管理員FALSE

3.3.3系統管理員屬性清單

名稱代碼數據類型可見性類元只讀

系統管理員名AdministratorNStringprivate系統管理員FALSE

稱ame

密碼PasswordsStringprivate系統管理員FALSE

3.3.4借閱類的屬性清單

名稱代碼數據類型可見性類元只讀

圖書編號BookIdLongprivate借閱FALSE

借閱者編號UseridStringprivate借閱FALSE

借閱日期LeanDateDateprivate借閱FALSE

3.3.5圖書類的屬性清單

名稱代碼數據類型可見性類元只讀

圖書編號BookIdLongprivate圖書FALSE

書目名稱編號TitleldIntegerprivate圖書FALSE

ISBN名稱ISBNStringprivate圖書FALSE

作者AuthorStringprivate圖書FALSE

出版社PublisherStringprivate圖書FALSE

書名NameStringprivate圖書FALSE

出版□期PublishDateDateprivate圖書l-Al.S-

3.3.6書目類的屬性清單

名稱代碼數據類型可見性類元只讀

書目名稱編號TitleldIntegerprivate書目FALSE

書目名稱TitleStringprivate書目FALSE

3.3.7預定類的屬性清單

名稱代碼數據類型可見性類元只讀

圖書編號BookidLongprivate預定FALSE

借閱者編號UseldStringprivate預定FALSE

預定日期RcservcDateDateprivate預定FALSE

四、系統動態結構

4.1序列圖

序列圖描繪系統中的一組對象在時間上交互的整體行為。在圖書管理系統

中，根據以上的用例可以獲得以下序列圖。

4.1.1借閱者查找圖書序列圖

:圖書

:圖書管理界而

1：查找圖書

->

2:根梅圖書編號杳找圖書

3:返回圖書信息

<

4:顯示圖書信息

<

圖4-1-1借閱者查找圖書序列圖

4.1.2借閱者查詢個人信息序列圖

:用戶信息顯示界面

2:返回宅錄信息

3;實例化借閱者對皴

4:返回借閱者信息

<

5:顯示借閱者信息

圖4-1-2借閱者查詢個人信息序列圖

4.1.3借閱者預定圖書序列圖

:做定

X:I匆杼詢過界面:圖書

借閱者

~|1:預定圖書

2:查找圖書

---------------------->

3:返回圖書信息

<

4:漆加預定圖書

---------------------------------------------->

5:返回是否預訂成功信息

《

6:顯示是否預丁成功信息

<--------——------

圖4T-3借閱者預定圖書序列圖

4.1.4圖書管理員處理借閱序列圖

:圖書:借閱

:圖M特用員:圖書法理界面

I:提交圖書證和書籍

2:借出圖書

3:選擇圖書

—>

4：書本值e

<

5:添加借閱國書信息

6：6，借閱圖書信息

7:添加借閱信息消息

8:顯示借閱信息

<

9:歸還書籍和圖書正

<

圖4-1-4圖書管理員處理借閱序列圖

4.1.5圖書管理員處理還書序列圖

:借同

:圖心省理員:圖仔管理界面

1：提交借閱書籍

2;處理還節

3:獲取圖書信息

>

4:圖書信息

5:刪除借門記錄

G吉是否超期

<

7:列除借閱記錄

<

8:返回網除消息

9:顯示歸還消息

<

圖4-1-5圖書管理員處理還書序列圖

4.1.6系統管理員查詢書籍序列圖

:圖書管理界面

1：查找圖書

2:根據圖書編號查找圖書

3:返回圖書信息

4:顯示圖書信息T

<

圖4-1-6系統管理員查詢書籍序列圖

4.1.7系統管理員添加書籍序列圖

：M目:圖書

:系統管理員:圖-竹管理界而

圖4-1-7系統管理員添加書籍序列圖

4.1.8系統管理員刪除書籍序列圖

;圖書

:圖書管理界面

1：刪除圖書

2:查找圖書

3:圖書信息

<

4：刪除圖書

5:刪除信息

<

6:顯示刪除信息

<

圖4-1-8系統管理員刪除書籍序列圖

4.1.9系統管理員修改書籍序列圖

:留居管理界面:圖書

1:修改到書

2:查找圖書

3：圖書信息

<

4:篆改圖書信息

5:修改圖書

6:修改信息

<

7:顯示修改信息

<-----------------

圖4-1-9系統管理員修改書籍序列圖

4.1.10系統管理員杳詢借閱者信息序列圖

:系統管理員:借閱者

1：查詢借閱者信息

2:查詢借閱者信息

>r

3:借閱者信息

4:顯示借閱者信息

<

圖4-1-10系統管理員查詢借閱者信息序列圖

4.1.11系統管理員添加借閱者序列圖

借閱者

1：添加借閱者

2:添加借閱苕信息

3:插入借閱者

4:插入借閱者信息

<

5:顯示插入借閱者信息是否成功

<

圖4TT1系統管理員添加借閱者序列圖

4.1.12系統管理員刪除借閱者序列圖

:系統管理員

1：刪除消?閱者

4------------------------->

2:杳溝借閱者

-^1

3:借閱者信息

<

4:刪除借閱者

->

5：是否刪除成功

<

6:顯示是否刪除成功信息

<

圖4-1-12系統管理員刪除借閱者序列圖

4.1.13系統管理員修改借閱者信息序列圖

:借閱者管理界面

:借閱者

1：修改借閱者信息

-------------------->

2:查詢借閱者

>

3:借閱者信息

<

4:填寫修改信息

5:修改借閱者

6:是否修改成功

<

7:顯示修改是否成功消息

<

圖4-1-13系統管理員修改借閱者信息序列圖

4.1.14系統管理員添加書目序列圖

:朽目

1：添加書目

>

2:喻入書目信息

<