基于UML的圖書管理系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用

王玉筠

摘 要：對UML的主要功能進行了詳細(xì)的介紹，同時分析了基于UML圖書管理系統(tǒng)的開發(fā)要點，包括模型的設(shè)計和實現(xiàn)過程，然后對圖書管理系統(tǒng)的應(yīng)用進行了簡要的介紹。

關(guān)鍵詞：UML；圖書管理系統(tǒng)； 建模設(shè)計；開發(fā)應(yīng)用

一、UML概述

所謂的UML，英文全稱為The Unified Modeling Language，也就是同意建模語言，是一種用于編制系統(tǒng)藍圖的標(biāo)準(zhǔn)化語言，常用于復(fù)雜系統(tǒng)建立可視化系統(tǒng)模型。

1.靜態(tài)建模。UML提供了諸如類圖、例圖以及實施圖和組件圖等眾多圖來進行圖書管理系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)建模。類圖（Class Diagram）主要用于對系統(tǒng)中類之間的關(guān)系進行描述；例圖（Use Diagram）主要用于對系統(tǒng)的需求進行分析；實施圖（Deployment Diagram）用于對節(jié)點處理和節(jié)點活動的配置；組件圖（Component Diagram）用于組件以及組件之間關(guān)系的顯示。2.動態(tài)建模。UML用于動態(tài)建模的圖主要是協(xié)作圖、順序圖、狀態(tài)圖以及活動圖來對系統(tǒng)的動態(tài)進行建模。協(xié)作圖（Collaboration Diagram）是從空間上對系統(tǒng)中對象之間消息的發(fā)送和接受進行描述，順序圖（Sequence Diagram）則是從時間上進行描述，狀態(tài)圖（State Diagram）則是用于對對象狀態(tài)變化進行建模的；活動圖（Activity Diagram）是按照活動控制流程制作的流程圖。3.正向工程。將模型轉(zhuǎn)化成代碼被稱為正向工程，可以實現(xiàn)模型向具體語言的映射。正向工程中的元素測試可以借助況圖來實現(xiàn)，而類圖可以將模型形成具體的代碼。4.逆向工程。與正向工程相反，逆向工程是實現(xiàn)代碼向圖形化模型的轉(zhuǎn)化，是把代碼轉(zhuǎn)化成模型的過程。逆向工程主要功能是保證系統(tǒng)同模型的一致性，使得模型能夠準(zhǔn)確而真實地反映出系統(tǒng)現(xiàn)狀。

二、基于UML圖書管理系統(tǒng)的開發(fā)

基于UML的圖書管理系統(tǒng)開發(fā)，主要的兩個步驟時建模和實現(xiàn)，建模主要通過兩個步驟實現(xiàn)，一個是需求分析，然后就是系統(tǒng)模型的設(shè)計（主要是設(shè)計例圖、交互框圖和合作框圖）。以下就借助Rational 來對建模過程進行統(tǒng)一的描述，其中的圖形是利用Rationa-Rose工具進行繪制的。

1.需求分析。圖書管理系統(tǒng)中的主要角色是由兩個，一個是圖書管理員，另一個則是結(jié)束這，其中圖書管理員就是此系統(tǒng)的用戶，而借書者則是客戶，這兩者的聯(lián)系都設(shè)計到了書記。其中圖書管理員實現(xiàn)借書者的功能，如果使用例示圖就可以表述為：借出書目（Lend Process）；預(yù)訂（ Make Reservation）和刪除預(yù)訂（Remove Reservation）；增加數(shù)目（Add Book）；刪除書目（Remove Book）；增加標(biāo)題（Add Title）和更新標(biāo)題（Update Title）；增加借書者（Add Borrower）和更新借書者（Update Borrower）。

（1）例圖設(shè)計。根據(jù)上述分析，我們可以將需求劃分為三個子模塊：管理子系統(tǒng)（Management Subsystem）、借書子系統(tǒng)（Lend Subsystem）和購書子系統(tǒng)（Purchase Subsystem）。其中管理子系統(tǒng)包括對圖書的書名增添以及更新、增加和更新借書者信息這四個主要過程；借書子系統(tǒng)包括對書目的返回、預(yù)定和刪除預(yù)定這四個子操作；購書子系統(tǒng)則包括了增加和刪除書目兩個過程。因此圖書管理系統(tǒng)的主要構(gòu)成可以表述為圖1。

在圖書管理系統(tǒng)中角色主要由管理員、借書者組成，兩者是通過書聯(lián)系一起，即借書和還書兩個操作，同時在管理者和書籍之間也存在著管理員返還、購置和借出書籍等過程。（2）合作框圖和交互框圖設(shè)計。在進行借書此操作時，管理員首先需要對讀者的節(jié)約證件進行檢查，保證讀者是擁有有效證件并且所借最大書籍?dāng)?shù)目是否借滿，在以上條件均滿足的條件下，系統(tǒng)才會依照搜索的條件對圖書館中的圖書進行搜索，獲得書籍的數(shù)目，如果還存在未借出的書籍，就將此書借出并且對書籍的數(shù)目減一，同時對書號包含的借閱標(biāo)志位取反表示此書已經(jīng)借出。同樣，在進行還書過程中也可以按照將整個過程分為準(zhǔn)備工作和完成工作，準(zhǔn)備階段是管理員了解書籍信息并按照每本書的信息檢查歸還日期是否超過了理應(yīng)歸還的日期。完成階段就是將此書書號等級并且將標(biāo)志位歸還為零，同時將此書的數(shù)量加一。（3）模型實現(xiàn)。實現(xiàn)圖的主要用途就是將現(xiàn)有的系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)化為具體的代碼，此過程需要使用到逆向工程，目前眾多的UML建模工具都是可以提供這種轉(zhuǎn)化或者映射的，例如：Rational Rose就能夠成功實現(xiàn)模型想JAVA，VC++和VB等語言的轉(zhuǎn)化。存在于UML中的許多類都是可以在正向工程匯總使用，這些類在系統(tǒng)中都是存在一個類似圖的。每一個順序圖對象都是可以借助一個類實現(xiàn)，對象則抽取其中的某個具體功能。然后將這種類映射到具體的語言就能夠成功實現(xiàn)代碼了。在這個系統(tǒng)中，我們自定義了一個基類用于表示角色，這個基類借助繼承就能夠創(chuàng)建借書者、書籍和管理者的具體對象了并且加入對象的特殊屬性，同時，借書者這個類同書籍信息和讀者信息兩個類有著緊密的聚合關(guān)系，書籍類則與書籍的詳細(xì)信息、價格和登記等有聚合關(guān)系，通過此種劃分，部分類中的屬性和相關(guān)的方法就已經(jīng)可以定義了。

2.系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)。系統(tǒng)模型的設(shè)計完成之后就要上機進行編程設(shè)計了，本系統(tǒng)可以使用JAVA加上Oracle數(shù)據(jù)訪問技術(shù)實現(xiàn)的。在此系統(tǒng)中，設(shè)計了抽象的架構(gòu)視圖幫助開發(fā)者實現(xiàn)具體的路標(biāo)，并且對于任務(wù)的分配和具體技能提出了明確的要求，在基礎(chǔ)上設(shè)計了組件圖，它主要顯示在軟件組件中各代碼本身的結(jié)構(gòu)，對于各組件的關(guān)聯(lián)，包括源代碼，編譯代碼等提供了幫助，為此設(shè)計了圖2的組件圖為具體系統(tǒng)在web上實現(xiàn)提供了幫助。

三、小 結(jié)

對于一個圖書館而言，圖書管理系統(tǒng)對于圖書的借閱和歸還整理都起到了巨大的幫助作用。同時數(shù)字圖書館的開發(fā)建設(shè)工作也是一件很復(fù)雜的軟件設(shè)計項目，需要依賴數(shù)據(jù)庫管理知識以及具體的編程語言和應(yīng)用軟件提供幫助。圖書管理系統(tǒng)是數(shù)字圖書館建設(shè)過程中一個重要的模塊，也是對大型軟件系統(tǒng)的一種嘗試，借助UML的強大功能來設(shè)計圖書管理系統(tǒng)能夠較為簡單地實現(xiàn)模型向代碼的映射并且保證整個系統(tǒng)的安全性和可靠性，是一種值得嘗試的制作圖書管理系統(tǒng)的方法。

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