【正文】 第一篇：基于UML的圖書管理系統(tǒng)的需求分析與設計基于UML的圖書管理系統(tǒng)的需求分析與設計摘要：本文對面向對象的概念、UML產生的背景及其基本內容進行了闡述，在對圖書館圖書管理系統(tǒng)進行功能描述和需求分析的基礎上，結合軟件工程和面向對象需求分析，設計了基于UML的用例圖、包圖和順序圖，狀態(tài)圖等語言機制的圖書館圖書管理系統(tǒng)模型。關鍵詞： UML；建模語言；面向對象；需求分析；圖書管理系統(tǒng) 1關于面向對象面向對象是一種的程序設計方法，或者說它是一種程序設計類型，其基本思想是使用對象，類，繼承，封裝，消息等基本概念來進行程序設計。它是從現實世界中客觀存在的事物（即對象）出發(fā)來構造軟件系統(tǒng)，并在系統(tǒng)構造中盡可能運用人類的自然思維方式，強調直接以問題域（現實世界）中的事物為中心來思考問題，認識問題，并根據這些事物的本質特點，把它們抽象地表示為系統(tǒng)中的對象，作為系統(tǒng)的基本構成單位（而不是用一些與現實世界中的事物相關比較遠，并且沒有對應關系的其它概念來構造系統(tǒng)）。這可以使系統(tǒng)直接地映射問題域，保持問題域中事物及其相互關系的本來面貌。它可以有不同層次的理解：（1）從世界觀的角度可以認為：面向對象的基本哲學是認為世界是由各種各樣具有自己的運動規(guī)律和內部狀態(tài)的對象所組成的；不同對象之間的相互作用和通訊構成了完整的現實世界。因此，人們應當按照現實世界這個本來面貌來理解世界，直接通過對象及其相互關系來反映世界。這樣建立起來的系統(tǒng)才能符合現實世界的本來面目。（2）從方法學的角度可以認為：面向對象的方法是面向對象的世界觀在開發(fā)方法中的直接運用。它強調系統(tǒng)的結構應該直接與現實世界的結構相對應，應該圍繞現實世界中的對象來構造系統(tǒng)，而不是圍繞功能來構造系統(tǒng)。（3）從程序設計的角度來看，面向對象的程序設計語言必須有描述對象及其相互之間關系的語言成分。這些程序設計語言可以歸納為以下幾類：系統(tǒng)中一切皆為對象；對象是屬性及其操作的封裝體；對象可按其性質劃分為類，對象成為類的實例；實例關系和繼承關系是對象之間的靜態(tài)關系；消息傳遞是對象之間動態(tài)聯系的唯一形式，也是計算的唯一形式；方法是消息的序列。面向對象的方法學包括了以下核心概念： 對象（object）：即指現實世界中各種各樣的實體。它可以指具體的事物也可以指抽象的事物。類（class）：類是具有相似內部狀態(tài)和運動規(guī)律的實體的集合（或統(tǒng)稱、抽象）。類的概念來自于人們認識自然、認識社會的過程。消息（Message）: 消息是指對象間相互聯系和相互作用的方式。一個消息主要由5部分組成：發(fā)送消息的對象、接收消息的對象、消息傳遞辦法、消息內容（參數）、反饋。封裝：對象間的相互聯系和相互作用過程主要通過消息機制得以實現。對象之間并不需要過多的了解對方內部的具體狀態(tài)或運動規(guī)律。面向對象的類是封裝良好的模塊，類定義將其說明（用戶可見的外部接口）與實現（用戶不可見的內部實現）顯式地分開，其內部實現按其具體定義的作用域提供保護。類是封裝的最基本單位。封裝防止了程序相互依賴性而帶來的變動影響。在類中定義的接收對方消息的方法稱為類的接口。繼承：類之間的繼承關系是現實世界中遺傳關系的直接模擬，它表示類之間的內在聯系，以及對屬性和操作的共享，即子類可以沿用父類的某些特征。重載：重載是指類的同名方法在給其傳遞不同的參數是可以有不同的運動規(guī)律。在對象間相互作用時，即使接收消息對象采用相同的接收辦法，但消息內容的詳細程度不同，接收消息對象內部的運動規(guī)律也可能不同。2 關于UMLUML(Unified Modeling Language)是在Booch方法、OOSE方法和OMT方法的基礎上演化而來的基于面向對象技術的標準建模語言。它統(tǒng)一了面向對象建模的基本概念、術語和圖示符號，描述了建模過程中所必須遵循的基本步驟，提供了一整套描述軟件系統(tǒng)模型的概念和圖形表示法，可從不同的視角為系統(tǒng)建模。統(tǒng)一建模語言UML是一種語義豐富、通用、可視化的建模語言和事實上的國際工業(yè)標準，易于理解和交流。UML提供的豐富的視圖從多個視角描述系統(tǒng)的不同側面，可以有效運用于軟件的建模、分析與設計。標準建模語言UML的定義包括UML語義和UML表示法兩個部分。UML語義通過其元模型來嚴格地定義。UML表示法定義UML符號的表示法，為開發(fā)者或開發(fā)工具使用這些圖形符號和文本語法來建模提供標準。這些圖形符號和文字所表達的是應用級的模型，在語義上它是UML元模型的實例。UML的主要內容通常用用例圖、類圖、對象圖、狀態(tài)圖、活動圖、構件圖、配置圖、順序圖、協(xié)作圖和包圖等l0種圖來描述，它們從不同的角度和層次為系統(tǒng)建模提供支持，完全可以描述系統(tǒng)的方方面面。與傳統(tǒng)的軟件建模方法相比, UML 有如下一些特點:(1)UML 是一個可視化建模語言, 是一種圖形化的面向對象的設計工具語言,而不是可視化程序設計語言,但用UML描述的模型可與各種編程語言直接相連,把UML 模型映射成編程語言。在不同程序中使用同樣的UML 圖表類型, 因為UML 具有任意程序的獨立性,定義一個標準程序不是一個UML 的目標。(2)UML 是一種可用于詳細描述的語言,其所建立的模型是精確、無歧義和完整的。同時UML是一種文檔化的語言,對其各建模元素可進行詳細說明,并能生成所建模型的文檔。標準建模語言UML支持面向對象的分析與設計,定義良好、易于表達、功能強大。它的最大用途是利用圖形來描述真實世界各個對象的符合表示,讓所有系統(tǒng)設計者在構建系統(tǒng)需求分析、對象模型化定義到對象設計的整個開發(fā)過程完全標準化。3 本課題的研究意義一個圖書館的圖書資料庫在正常運轉中總是面對大量的讀者信息、書籍信息以及兩者相互作用產生的借書信息、還書信息。圖書館作為一個信息資源的集散地，圖書和用戶借閱資料繁多，包含著很多的信息數據。以前對信息管理的主要方式是基于文本、表格等紙介質的手工處理，對于圖書借閱情況(如借書天數、超過限定借書時間的天數)的統(tǒng)計和核實等往往采用人工檢查，對借閱者的借閱權限以及借閱天數等采用人工計算、手抄進行，數據信息處理工作量大，容易出錯和丟失。因此，建立一個智能化、系統(tǒng)化、信息化的圖書資料庫是十分重要的。使用計算機軟件對圖書進行管理，是計算機應用的一部分。充分利用計算機的功能，實現對讀者管理、書籍管理等自動化控制，將會使圖書資料庫的工作強度大大減弱，可以實現圖書檢索迅速、可靠性高、存儲量大、壽命長、成本低，能最大限度地提高圖書管理的效率，也是圖書管理信息化、正規(guī)化管理的必然趨勢。4 基于UML的圖書管理系統(tǒng)的需求分析與設計過程 圖書管理系統(tǒng)的開發(fā)和應用主要通過兩個步驟來實現：首先是基于系統(tǒng)功能的需求分析，其次是系統(tǒng)模型的設計和實現。需求分析是軟件工程過程的一個重要階段,其中一個主要任務是確定系統(tǒng)的功能需求,采用面向對象方法,基于UML的可視化系統(tǒng)需求分析,因為有用戶的積極參與,既可以加快設計者對于問題的理解,又能夠在系統(tǒng)描述方面減少語義差異,保證分析的正確性。需求分析的目標就是建立需求模型,即從功能需求出發(fā)建立用例模型, UML的用例視圖從用戶的需求中提取,以盒圖的方式描述待開發(fā)的系統(tǒng)的功能需求。每個用例都指定了客戶的需求即他們需要系統(tǒng)干什么。用例圖為設計活動不僅記錄需求而且還提供了一種挖掘的信息, 它記錄了需求到設計結果之間的映射關系,能夠確保設計結果具有明確的根據或者說具有可維護性,基于UML的軟件開發(fā)過程是以用例驅動的。首先我們進行角色識別，角色識別的任務是找出所有可能與系統(tǒng)發(fā)生交互行為的外部實體、對象、系統(tǒng)。它們的行為不受系統(tǒng)控制，但是可以提供輸入給系統(tǒng)。對于一所大學的圖書管理系統(tǒng)，基本的功能是完成圖書的借閱和相關信息的管理，服務的對象有本科生，研究生，教師，及其他學校的學生，還有社會人員，這些人可歸結為一類即讀者。而為幫助讀者順利完成借還書的可以是工作人員，可以是自動借還書機，他們可以歸結為一類即圖書管理人員。因此對于一個圖書管理系統(tǒng)主要有兩類角色，讀者、圖書管理員。其次，在主要角色的基礎上，可以識別出與角色相應的用例，從而得到系統(tǒng)的用例模型。與讀者相關的過程包括：借書、還書、預定、圖書信息檢索、借閱查詢(如查詢本人借書記錄、還書期限、是否超期)、個人相關信息查詢及修改(如學號、姓名、性別、年級、專業(yè)、家庭住址、聯系電話、出生日期、民族、政治面貌、身份證號等)。與圖書管理員相關的過程包括：辦理借書、辦理還書、解除預定、圖書訂購、讀者信息管理（增加/刪除讀者、修改讀者權限及密碼、借閱超期罰款）、圖書信息管理（增加/刪除數目、圖書類別等相關信息的修改、流通情況）。系統(tǒng)管理（系統(tǒng)的登陸、退出、日志維護、系統(tǒng)更新）。以上分析中，與讀者，圖書管理員相關的過程構成了本系統(tǒng)的基本用例。 系統(tǒng)的整體結構綜上所述一個圖書管理系統(tǒng)的整體結構可以分為三大模塊：圖書管理模塊、讀者管理模塊、系統(tǒng)管理模塊。（1）圖書管理模塊包括與圖書相關的一些過程，主要有圖書的借出、圖書的歸還、預定、圖書信息檢索、圖書訂購、圖書相關信息管理。（2）讀者管理模塊主要包括與讀者有聯系相關的過程，主要有增加/刪除讀者、修改讀者權限及密碼、借閱信息查詢、個人信息查詢及修該、借閱超期和丟失罰款。（3）系統(tǒng)管理模塊包括系統(tǒng)的登陸、退出、系統(tǒng)維護、系統(tǒng)更新。綜上我們畫出系統(tǒng)的整體結構，如圖一所示：圖一 圖書管理系統(tǒng)的整體結構 圖書管理系統(tǒng)的用例圖從以上分析中我們不難得出系統(tǒng)的基本用例圖，如圖二所示：圖二系統(tǒng)的基本用例圖圖書管理和圖書管理是圖書管理系統(tǒng)的重要組成部分，為此我們按照前文所述將圖書管理模塊和讀者模塊以及系統(tǒng)管理模塊詳細精化得出如下的用例圖，如圖三、圖四、圖五所示：圖三 圖書管理模塊的用例圖圖四讀者管理用例圖圖五系統(tǒng)管理模塊的用例圖 圖書管理系統(tǒng)的行為圖 我們再進行動態(tài)建模分析。對于圖書管理系統(tǒng)借書還書是兩個重要的過程，我們先來分析一下借書、還書的一般過程，并由借書的一般過程畫出其順序圖、協(xié)作圖以及活動圖。（1）借書的過程：讀者刷卡進入圖書館，或者先查詢圖書及個人借閱信息，或者直接去挑選圖書，選擇好圖書后進入借書程序，管理員先檢查讀者的借書證件，查驗能否借閱，比如：證件是否無效或書籍是否已經借滿等，即檢驗其借書的合法性和有效性，如果是非法用戶或借書數量范圍外，則該讀者不能借閱圖書。如果滿足借閱要求，則再獲取所借書的標題以進行庫內搜索，獲取書目查詢此書的數量，看是否還有此書，如果沒有則阻止其他借書者可能進行的預訂活動，將此書借出，根據書號將此書的借閱標志位取反以表示此書已借出，并將此書的書目減1。并為此讀者記錄借閱日期，以及歸還日期，在歸還日期內未能歸還和續(xù)借的，并為其記錄超借天數及罰款數額。（2）還書過程：在返還圖書的過程中，管理員首先獲取讀者的借閱信息和被歸還的書籍的信息，如書標題信息，數量等，并一一審核每本書的歸還日期是否超過應歸還日期。在完成階段，將此書的書號登記并設計標志位為已歸還，以便讀者網上預訂和繼續(xù)借閱，同時將此類圖書的數量加1，如果讀者超期或丟失所借書籍，則要進行賠償處理。所以我們不難畫出借書一般過程的順序圖，如圖六所示：圖六借書一般過程的順序圖有順序圖可得到協(xié)作圖，如圖七所示。仔細分析借書過程的細節(jié)，可以畫出如圖八所示的活動圖，它表示了復雜算法的過程，尤其是過程中的判斷、并發(fā)和同步。圖七借書一般過程的協(xié)作圖以上我們用多種語言機制分析了讀者的主要相關事件流，下面我們繪制圖書管理員使用系統(tǒng)的狀態(tài)圖分析圖書管理員的主要事件流。從以上分析可知，圖書管理員相關的過程包括：辦理借書、辦理還書、解除預定、圖書訂購、讀者信息管理（增加/刪除讀者、修改讀者權限及密碼、借閱超期罰款）、圖書信息管理（增加/刪除數目、圖書類別等相關信息的修改、流通情況）。由此我們可繪制如圖九所示的圖書管理員使用系統(tǒng)的狀態(tài)圖：圖九圖書管理員使用系統(tǒng)的狀態(tài)圖 圖書管理系統(tǒng)的靜態(tài)圖 定義并描述了各個類后，我們可以根據實際情況引入包來管理類，本圖書館管理系統(tǒng)可以劃分為四個包：用戶管理：對系統(tǒng)用戶進行管理，為用戶提供信息服務接口，便于對系統(tǒng)進行操作。借閱管理包括借書處理，還書處理和罰款處理等。讀者管理包括對讀者圖書等信息進行維護，主要有讀者信息的增刪，對圖書更新資料進行維護。系統(tǒng)服務：包括系統(tǒng)登錄檢查，安全維護等。系統(tǒng)的包圖如圖十所示：圖十系統(tǒng)包圖 圖書管理系統(tǒng)的實現 經過系統(tǒng)分析和設計后，就可以根據設計模型在具體的環(huán)境中實現系統(tǒng)，生成系統(tǒng)的源代碼、可執(zhí)行程序和相應的軟件文檔，建立一個可執(zhí)行系統(tǒng)。進而需要對系統(tǒng)進行測試和排錯，保證系統(tǒng)符合預定的要求，獲得一個無錯的系統(tǒng)實現。測試結果將確認所完成的系統(tǒng)可以真正使用。參考文獻[1] :高等教育出版社 [2] :人民郵電出版社[3] [4] [J].中國圖書館學報，2002，(3)． [5] 劉治國．構建基于B／S結構的圖書管理系統(tǒng)[J]．信息技術，2005(3)：72—73． [6] :人民郵電出版社 結束語本文以一個圖書館圖書管理系統(tǒng)開發(fā)為背景，針對圖書館對圖書資源進行有效利用和管理的功能需求，采用統(tǒng)一建模語言(UML)對圖書資源進行面向對象的描述，通過利用統(tǒng)一建模語言UML中的各種圖形，分析和設計圖書管理系統(tǒng)，建起了圖書管理的面向對象模型，探討了基于UML的體系結構建模及其實現問題。由建模過程可以看出UML在體系結構建模方面存在很好的優(yōu)勢，不但從整體上正確描述了該圖書管理系統(tǒng)的體系結構，并且可以充分利用UML面向對象的優(yōu)勢，從而實現整個軟件系統(tǒng)面向對象的分析、設計與開發(fā)，大大縮短開發(fā)周期，最終使得項目成功完成，此管理系統(tǒng)節(jié)省了管理人員和讀者的大量時間，有利于信息處理效率的提高。鑒于篇幅有限，本文只對主要部分和主要過程做了介紹，限于水平，歡迎各位讀者對本文的缺點、錯誤提出批評。第二篇：uml圖書管理系統(tǒng)需求分析與設計圖書館圖書管理系統(tǒng)的需求分析與設計一、本課題的研究意義一個圖書館的圖書資料庫在正常運轉中總是面對大量的讀者信息、書籍信息以及兩者相互作用產生的借書信息、還書信息。圖書館作為一個信息資源的集散地，圖書和用戶借閱資料繁多，包含著很多的信息數據。以前對信息管理的主要方式是基于文本、表格等紙介質的手工處理，對于圖書借閱情況(如借書天數、超過限定借書時間的天數)的統(tǒng)計和核實等往往采用人工檢查，對借閱者的借閱權限以及借閱天數等采用人工計算、手抄進行，數據信息處理工作量大，容易出錯和丟失。因此，建立一個智能化、系統(tǒng)化、信息化的圖書資料庫是十分重要的。使用計算機軟件對圖書進行管理，是計算機應用的一部分