实验4 UML时序图和协作图实验.docx

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实验4UML时序图和协作图实验

大理学院课程教案

（理论教学）

课程名称：

软件工程

课程类型：

（2）1、必修；2、选修；3、其它

授课对象：

计算机科学与技术专业（本、专科）2010级1,2班

授课时间：

2012至2013学年第3学期

计划学时：

64学时（其中：

理论48，实验：

16）

任课教师：

杜英国

所属学院：

数学与计算机学院

课程管理部门（教研室）：

软件教研室

大理学院教务处制

课程名称：

软件工程

教材：

面向对象软件工程－使用UML、模式与Java

清华大学出版社出版（出版社），BerndBrueggeAllenH.Dutoit编著，2006年第2版

授课人1：

杜英国专业技术职务：

讲师

学历：

研究生学位：

硕士

授课人2：

专业技术职务：

学历：

学位：

实验题目：

实验四UML时序图和协作图实验计划学时：

4学时

实验类型：

（1）1、演示性2、验证性3、综合性4、设计性

每组实验的学生人数：

1人

教学目的和要求：

掌握时序图和协作图的相同点和区别；能够根据事件流，准确确定对象，画出时序图和协作图；熟练使用软件创建时序图和协作图。

实验方法（包括实验中需要注意的问题等）：

通过Rose工具完成本实验，注意区别时序图、状态图的概念。

实验重点（主要解决的问题和达到的目的）：

重点掌握时序图的概念，创建方法。

实验难点（预计实验过程中会遇到的问题和解决方案）：

教学方法（实验前的教学和实验过程中的指导方法）：

实验前理论课上讲解UML基本原理，在实验过程中结合实验环境（RationalRose工作环境）演示实验内容，再由学生自己练习。

实验仪器和材料：

计算机，WindowsXP，RationalRose2003企业版

实验报告要求和思考题：

实验完提交实验报告。

参考资料：

1．《UML实践教程—面向.NET开发人员》（美）MartinL.Shoemaker著清华大学出版社

2．《UML和模式应用》（美）CraigLarman著李洋郑龚译机械工业出版社

3．《SOFTWAREENGINEERING》APRACTITIONER’SAPPROACHROGERS.PRESSMAN清华大学出版社

实验四UML时序图和协作图实验

一、实验目的

要求：

掌握时序图和协作图的相同点和区别；能够根据事件流，准确确定对象，画出时序图和协作图；熟练使用软件创建时序图和协作图。

二、时序图预备知识

1．概述

时序图是强调消息时间顺序的交互图。

时序图描述了对象之间传送消息的时间顺序，用来表示用例中的行为顺序。

时序图将交互关系表示为一个二维图。

其中，纵轴是时间轴，时间沿竖线向下延伸。

横轴代表了在协作中各独立的对象。

时序图示例：

2．时序图的组成

时序图包含了4个元素：

1对象（Object）

2生命线（Lifeline）

3消息（Message）

4激活（Activation）

3．对象

时序图中对象的符号和对象图中对象所用的符号一样。

将对象置于时序图的顶部意味着在交互开始的时候对象就已经存在了，如果对象的位置不在顶部，那么表示对象是在交互的过程中被创建的。

4．生命线

生命线是一条垂直的虚线，表示时序图中的对象在一段时间内的存在。

每个对象的底部中心的位置都带有生命线。

生命线是一个时间线，从时序图的顶部一直延伸到底部，所用的时间取决于交互持续的时间。

对象与生命线结合在一起称为对象的生命线，对象的生命线包含矩形的对象图标以及图标下面的生命线。

对象的生命线：

5．消息

消息定义的是对象之间某种形式的通信，它可以激发某个操作、唤起信号或导致目标对象的创建或撤销。

消息是两个对象之间的单路通信，从发送方到接收方的控制信息流。

消息可以用于在对象间传递参数。

消息可以是信号，也可以是调用。

在UML中，消息使用箭头来表示，箭头的类型表示了消息的类型。

5．激活

激活表示该对象被占用以完成某个任务，去激活指的则是对象处于空闲状态、在等待消息。

在UML中，为了表示对象是激活的，可以将该对象的生命线拓宽成为矩形。

其中的矩形称为激活条或控制期，对象就是在激活条的顶部被激活的，对象在完成自己的工作后被去激活。

激活条：

6．对象的创建和撤销

如果对象位于时序图的顶部，说明在交互开始之前该对象已经存在了。

如果对象是在交互的过程中创建的，那么它应当位于图的中间部分。

对象在创建消息发生之后才能存在，对象的生命线也是在创建消息之后才存在的。

创建对象的两种表示方法：

如果要撤销一个对象，只要在其生命线终止点放置一个“X”符号即可，该点通常是对删除或取消消息的回应。

7．使用RationalRose绘制时序图的步骤

1）创建时序图

2）时序图工具栏按钮简介

3）添加对象

4）添加消息

8．图书馆管理系统的时序图

1）系统管理员添加书籍的时序图

2）图书管理员处理借书的时序图（不包括预留书籍的情况）

3）系统管理员删除书目的时序图

4）借阅者预留书籍的时序图

三、协作图预备知识

1．概述

协作图描述的是和对象结构相关的信息。

协作图的用途是表示一个类操作的实现。

协作图对交互中有意义的对象和对象之间的链建模。

在UML中，协作图用几何排列来表示交互作用中的对象和链，附在链的箭头代表消息，消息的发生顺序用消息箭头处的编号来说明。

协作图示例：

协作图包含了3个元素：

1对象（Object）

2链（Link）

3消息（Message）

2．对象

协作图与时序图中的对象的概念是一样，只不过在协作图中，无法表示对象的创建和撤销，所以对于对象在图中的位置没有限制。

3．链

协作图中链的符号和对象图中链所用的符号是一样的，即一条连接两个类角色的实线。

为了说明一个对象如何与另一个对象连接，可以在链的末路上附上一个路径构造型。

4．消息

协作图中的消息类型与时序图中的相同，只不过为了说明交互过程中消息的时间顺序，需要给消息添加顺序号。

顺序号是消息的一个数字前缀，是一个整数，由1开始递增，每个消息都必须有唯一的顺序号。

可以通过点表示法代表控制的嵌套关系。

嵌套可以具有任意深度。

与时序图相比，协作图可以显示更为复杂的分支。

5．协作图建模技术

1设置交互的语境。

2通过识别对象在交互中扮演的角色，设置交互的场景。

3对每个对象设置初始特性。

4描述对象之间可能有信息沿着它传递的链。

5从引起交互的消息开始，适当地设置其顺序号，然后将随后的每个消息附到适当的链上。

6如果需要说明时间或空间约束，可以用时间标记修饰这个消息，并附上合适的时间和空间约束。

7如果需要更形式化地说明这个控制流，可以为每个消息附上前置和后置条件。

6．使用RationalRose绘制协作图的步骤

1）创建协作图

2）协作图工具栏按钮简介

3）添加对象

4）添加消息

5）添加数据流

7．图书馆管理系统的协作图

1）系统管理员添加书籍的协作图

2）图书管理员处理借书的协作图

4）图书管理员处理还书的协作图

5）系统管理员删除书籍的协作图

四、实验内容

1．根据实验2内容，分析并绘制时序图。