基于UML的图书管理系统的分析与设计.doc

基于UML的图书管理系统的需求分析与设计
摘要：本文对面向对象的概念、UML产生的背景及其基本内容进行了阐述，在对图书馆图书管理系统进行功能描述和需求分析的基础上，结合软件工程和面向对象需求分析，设计了基于UML的用例图、包图和顺序图，状态图等语言机制的图书馆图书管理系统模型。
关键词：UML；建模语言；面向对象；需求分析；图书管理系统
1关于面向对象
面向对象是一种的程序设计方法，或者说它是一种程序设计类型，其基本思想是使用对象，类，继承，封装，消息等基本概念来进行程序设计。它是从现实世界中客观存在的事物（即对象）出发来构造软件系统，并在系统构造中尽可能运用人类的自然思维方式，强调直接以问题域（现实世界）中的事物为中心来思考问题，认识问题，并根据这些事物的本质特点，把它们抽象地表示为系统中的对象，作为系统的基本构成单位（而不是用一些与现实世界中的事物相关比较远，并且没有对应关系的其它概念来构造系统）。这可以使系统直接地映射问题域，保持问题域中事物及其相互关系的本来面貌。它可以有不同层次的理解：
（1）从世界观的角度可以认为：面向对象的基本哲学是认为世界是由各种各样具有自己的运动规律和内部状态的对象所组成的；不同对象之间的相互作用和通讯构成了完整的现实世界。因此，人们应当按照现实世界这个本来面貌来理解世界，直接通过对象及其相互关系来反映世界。这样建立起来的系统才能符合现实世界的本来面目。
（2）从方法学的角度可以认为：面向对象的方法是面向对象的世界观在开发方法中的直接运用。它强调系统的结构应该直接与现实世界的结构相对应，应该围绕现实世界中的对象来构造系统，而不是围绕功能来构造系统。
（3）从程序设计的角度来看，面向对象的程序设计语言必须有描述对象及其相互之间关系的语言成分。这些程序设计语言可以归纳为以下几类：系统中一切皆为对象；对象是属性及其操作的封装体；对象可按其性质划分为类，对象成为类的实例；实例关系和继承关系是对象之间的静态关系；消息传递是对象之间动态联系的唯一形式，也是计算的唯一形式；方法是消息的序列。
面向对象的方法学包括了以下核心概念：
对象（object）：即指现实世界中各种各样的实体。它可以指具体的事物也可以指抽象的事物。
类（class）：类是具有相似内部状态和运动规律的实体的集合（或统称、抽象）。类的概念来自于人们认识自然、认识社会的过程。
消息（Message）:消息是指对象间相互联系和相互作用的方式。一个消息主要由5部分组成：发送消息的对象、接收消息的对象、消息传递办法、消息内容（参数）、反馈。
封装：对象间的相互联系和相互作用过程主要通过消息机制得以实现。对象之间并不需要过多的了解对方内部的具体状态或运动规律。面向对象的类是封装良好的模块，类定义将其说明（用户可见的外部接口）与实现（用户不可见的内部实现）显式地分开，其内部实现按其具体定义的作用域提供保护。类是封装的最基本单位。封装防止了程序相互依赖性而带来的变动影响。在类中定义的接收对方消息的方法称为类的接口。
继承：类之间的继承关系是现实世界中遗传关系的直接模拟，它表示类之间的内在联系，以及对属性和操作的共享，即子类可以沿用父类的某些特征。
重载：重载是指类的同名方法在给其传递不同的参数是可以有不同的运动规律。在对象间相互作用时，即使接收消息对象采用相同的接收办法，但消息内容的详细程度不同，接收消息对象内部的运动规律也可能不同。
2关于UML
UML(UnifiedModelingLanguage)是在Booch方法、OOSE方法和OMT方法的基础上演化而来的基于面向对象技术的标准建模语言。它统一了面向对象建模的基本概念、术语和图示符号，描述了建模过程中所必须遵循的基本步骤，提供了一整套描述软件系统模型的概念和图形表示法，可从不同的视角为系统建模。统一建模语言UML是一种语义丰富、通用、可视化的建模语言和事实上的国际工业标准，易于理解和交流。UML提供的丰富的视图从多个视角描述系统的不同侧面，可以有效运用于软件的建模、分析与设计。标准建模语言UML的定义包括UML语义和UML表示法两个部分。UML语义通过其元模型来严格地定义。UML表示法定义UML符号的表示法，为开发者或开发工具使用这些图形符号和文本语法来建模提供标准。这些图形符号和文字所表达的是应用级的模型，在语义上它是UML元模型的实例。UML的主要内容通常用用例图、类图、对象图、状态图、活动图、构件图、配置图、顺序图、协作图和包图等l0种图来描述，它们从不同的角度和层次为系统建模提供支持，完全可以描述系统的方方面面。
与传统的软件建模方法相比,UML有如下一些特点:
(1)UML是一个可视化建模语言,是一种图形化的面向对象的设计工具语言,而不是可视化程