第一篇：面向對象分析與設計,uml應用實例步驟詳解（范文模版）

《面向對象分析與設

計》

實驗參考資料

目 錄

一、課程編號...................................................................................................................................2

二、課程類型...................................................................................................................................2

三、本課程的地位、作用與任務...................................................................................................2

四、課程基本要求...........................................................................................................................2

五、實驗安排...................................................................................................................................2

實驗1：實驗準備............................................................................................................2 1．實驗器材....................................................................................................................2 2．rational rose安裝步驟.............................................................................................3 實驗2：用例分析與設計................................................................................................3

1、實驗目的....................................................................................................................3

2、實驗內容....................................................................................................................3

3、實驗步驟....................................................................................................................3

4、實驗報告要求............................................................................................................8 實驗3：類圖的設計........................................................................................................8 1．實驗目的....................................................................................................................8 2．實驗內容....................................................................................................................8 3．實驗步驟....................................................................................................................8 實驗4：狀態圖................................................................................................................9 1．實驗目的....................................................................................................................9 2．實驗內容....................................................................................................................9 3．實驗步驟....................................................................................................................9 實驗5：時序圖..............................................................................................................15 1．實驗目的..................................................................................................................15 2．實驗內容..................................................................................................................15 3．實驗步驟..................................................................................................................15 實驗6：協作圖..............................................................................................................21 1．實驗目的..................................................................................................................21 2．實驗內容..................................................................................................................21 3．實驗步驟..................................................................................................................21 實驗7，8：綜合設計實驗............................................................................................24 1．實驗目的..................................................................................................................24 2．實驗內容..................................................................................................................24 3．實驗步驟..................................................................................................................24

六、教材.........................................................................................................................................25

七、成績考核辦法.........................................................................................................................25

八、附A：完整UML建模過程例子..........................................................................................25 面向對象分析與設計

一、課程編號

本科軟件工程

二、課程類型

課程類型：必修課。

適用專業：軟件工程 試驗學時：10～24學時

三、本課程的地位、作用與任務

計算機軟件建模技術現在越來越廣泛的應用于軟件工程中。《面向對象系統分析設計》課程實驗的目的是為了使學生在課程理論學習的同時，通過在一個實踐的環境下，實際學習軟件統一建模語言，對軟件建模技術有一個初步的了解及認識。通過本指導書中的各個實驗，學習掌握對一般面向對象系統建模的方法與技術。總之，通過上述實驗環節，使學生加深了解和更好地掌握課程教學大綱要求的內容。

四、課程基本要求

1、學生應根據每個上機試驗的任務和教師所提的要求，上機前準備好上機內容。

2、上機時要針對一個實際的案例進行分析，畫出不同的階段UML圖。

3、上機結束后應按時提交試驗報告，對于上機未完成部分，應該下機后利用課余時間完成。

五、實驗安排

實驗1：實驗準備

1．實驗器材

1．計算機一臺。2．建模工具軟件。2．rational rose安裝步驟

（1）運行安裝軟件；

（2）單擊下一步，選擇rational rose enterprise edition；

（3）單擊下一步，選擇desktop installation from cd image，表示創建一個本地的應用程序而不是網絡的；

（4）隨后根據提示進一步操作，完成安裝，注冊；

（5）運行rational rose，進入主界面，new表示新建模型，existing表示打開現有，recent表示最近打開模型；

（6）熟悉模型的創建，保存，發布。

實驗2：用例分析與設計

1、實驗目的

1．熟悉用例圖的基本功能和使用方法。2．掌握如何使用建模工具繪制活動圖方法。

2、實驗內容

1.根據某圖書館的圖書管理系統開發進度，在完成對系統的需求建模，得到用例模型后，應針對每個用例進行業務分析，說明其具體的業務流程，現系統分析部指派您完成該項任務。要求：

2.對其中主要功能的用例書寫書面用例。

3、實驗步驟

書寫“刪除讀者信息”用例的書面用例。一般應包含以下信息：（1）管理員在錄入界面，輸入待刪除的讀者名；

（2）“業務邏輯”組件在數據庫中，查找待刪除的讀者名；

（3）如果不存在，則顯示出錯信息，返回步驟（1），如果存在則繼續；（4）“業務邏輯”組件判斷“待刪除的讀者”是否可以刪除；

（5）如果不可以，則顯示出錯信息，返回步驟（8），如果可以則繼續；（6）在數據庫中，刪除相關信息；（7）顯示刪除成功信息；（8）結束。分析: 在圖書管理系統中,管理員首先登錄系統,系統驗證通過后,管理方可向系統查詢數據,在查詢后,系統會給出提示,有沒有找到相關的數據,管理員根據系統查詢的返回結果,進行下一步的操作,就是刪除讀者,在刪除的過程中,系統會對查詢得到的結果判斷該記錄是否可以刪除,若可以刪除,則給刪除提示,若不能刪除,也給相關的提示信息。

繪圖步驟:(1)在用例圖上雙擊main,出現如圖2.1所示,為繪制用例圖做好準備。

圖2.1(2)在圖中的工具欄選取Actor圖標，在右邊的圖中添加一個Actor，并輸入名稱:administrator,如圖2.2所示。

(3)在左邊的工具欄中，選取用例的圖標，在右邊的圖中畫出一個用例，并輸入用例的名稱：login。

圖2.2（4）按照步驟（3），繪制出如圖2.4和圖2.5的兩個用例。

圖2.3

圖2.4

圖2.5（5）在繪出了用例后，接下來的是繪制參與者與用例實現，如圖2.6所示。

圖2.6

（6）根據步驟（5），同時完成如圖2.7和圖2.8。此時，刪除讀者用例圖就到此完成。其系統查詢讀者信息等其他的功能會在時序圖和活動圖中描繪。

（7）根據分析情況，進一步添加或細化用例圖。

圖2.7

圖2.8

4、實驗報告要求

1．可以細化、完善或者修改給出的例子，分析和設計用例圖，寫出實驗步驟，整理實驗結果。實驗操作和步驟盡量詳盡，并且按照指導書給出的范例，適當進行需求和系統分析，做出的各種框圖需要在實驗報告中畫出來，可以打印。

2． 小結實驗心得體會，對于遇到的問題給予分析。

實驗3：類圖的設計

1．實驗目的

1.掌握使用rose畫類圖的步驟。2.掌握類圖的基本語法。2．實驗內容

1.根據圖書管理系統的需要分析，用例圖，交互圖，對系統進行靜態建模，尋找和發現類，分析類之間的關系； 3．實驗步驟

1．打開前面初步構建的UML模型文件;2．打開Rose中的邏輯視圖（Logical View），選擇分析模型（analysis model）目錄。并在其下創建一個子目錄并命名為：“圖書館業務功能”。

3．用鼠標右擊“圖書館業務功能”在彈出來的菜單中選擇“New→Class diagram”項，創建類圖。

4．雙擊新建的類圖，并點右邊控件集中選中的類并用鼠標在圖中分別拖出上述類圖。5．設定上述抽象出來各類的屬性和操作。6．分析、設定以上各類之間的關系。

7．請根據教材中示例部分在Rational Rose中繪制類間的關系。

注意：這里沒有具體的相關的例子；

實驗4：狀態圖

1．實驗目的

1．熟悉狀態圖的基本功能和使用方法。2．掌握如何使用建模工具繪制狀態圖方法。2．實驗內容

1.通過某圖書館的圖書館管理系統的需求的初步分析，得出系統的用例圖和相應的活動態。通過這兩類圖我們可以初步了解系統的業務處理過程，但對業務處理過程的處理狀態間轉換了解仍不夠，這不利于設計人員對系統業務的進一步理解，而狀態圖能從對象的動態行為的角度去描述系統的業務活動。因此，指派你運用本節所學的狀態圖，完成如下任務：

2.完成圖書業務模塊中還書用例的狀態圖。3．實驗步驟

1．業務分析：對圖書館管理系統中的還書主要業務的描述和分析可知，還書業務的動態行為是由：空閑（idle）、圖書查找（finding）、還書（reversion）、失敗（Failure）、歸還成功（Success）5種狀態及激活相互轉換的事件。

2．繪制狀態圖：請您根據分析運用UML繪制還書用例的狀態圖。分析：

還書的狀態圖，還書的主要業務都是由管理員來完成，首先管理員必須先登錄系統，并通過驗證后，便可以進行下一步的操作，查找該書的相關信息，如存在，則進行還書操作，如不存在該信息，則給出提示信息；

繪圖步驟：

（1）在用例圖中的還書（revesion）用例，單擊右鍵，如圖3.15所示，新建一個狀態圖，命名為revesion狀態圖，圖3.16所示。

圖3.15

圖3.16（2）雙擊“receivesion”狀態圖，展開后，在左邊的工具欄上選取一個實心圓點，此結點為開始結點，圖3.17所示；當還書的時候，操作者先要詢問系統的狀態，如果系統忙，操 10 作者則必需等待，因此，得到系統的兩種狀態，如圖3.19所示。

圖3.17

圖3.18

圖3.19（3）操作者在詢問系統和狀態后，得到的圖3.20所示兩種狀態，如果系統忙，操作者必需要等待、結束，如圖3.21和圖3.22所示，重返步驟（1）。

圖3.20 12

圖3.21

圖3.22（4）如系統空閑，則進行對還書的信息進行查詢操作，圖3.23所示；查詢也有兩種結果，一是查詢得到該書的相關信息，二查詢不到該書的相關信息；則此時有兩種狀態，需要 13 建立兩種狀態，如圖3.25所示。

圖3.23

圖3.24（5）最后，操作者進行了操作后，系統會給出操作的結果給操作者；操作成功或失敗，都會有提示信息給出。整個的還書的過程便完成；

實驗5：時序圖

1．實驗目的

1．理解時序（順序）圖的基本概念。

2．掌握在Rational Rose中繪制時序圖的操作方法。2．實驗內容

1.對圖書的相關操作完成時序圖； 3．實驗步驟

1．分析：根據對圖書業務功能模塊中的時序圖操作進行動態建模的操作步驟和方法，請你對書籍管理模塊中的交互操作進行動態建模。該模塊中主要存在新增書籍、修改書籍信息和刪除書籍三種交互操作。

2．請根據教材中示例部分在Rational Rose中繪制上述的交互圖。繪圖步驟：

（1）在Rose軟件的左邊欄目上的Logicl View單擊右鍵，新建一個時序圖，時序圖是交互圖一種表示，可以用時序來表示，如圖4.1；在此，先單間介紹一下用法：圖中的直線箭頭是發送消息；虛線箭頭是返回消息；曲折線是對象自己給自己發送消息并調用。

（2）接下來的是添加類，系統中的類是其他的方法的邊界，在上面做好的類找到可以直接拖拉來圖中，見圖4.2 和圖4.3所示。

圖4.1

圖4.2

圖4.3（3）添加類后，便可以添加方法了，開始是必需是外面的實體向系統發送消息，如圖4.4所示，是管理員登錄時向系統發送的消息；

圖4.4（5）可以按上一步的方法來完成其他的方法，如viladate（驗證）,返回驗證結果，當用戶收到結果后，可以正常登錄后便能進行增加圖書見圖4.5到圖4.9。最后得到的時序圖如圖4.10所示。

圖4.5 : administrator1: login : ActionFormSystem2: login3: validate

圖4.6 18 : administrator1: login : ActionFormSystem2: login3: validate4: result5: result

圖4.7 : administrator1: login : ActionFormSystem2: login3: validate4: result5: result6: add7: add

圖4.8

: administrator1: login : ActionFormSystem2: login3: validate4: result5: result6: add7: add8: addbook

圖4.9

: administrator1: login : ActionFormSystem2: login3: validate4: result5: result6: add7: add8: addbook9: addruselt10: addresult

圖4.10 20

實驗6：協作圖

1．實驗目的

1．理解協作圖的基本概念。

2．掌握在Rational Rose中繪制協作圖的操作方法。2．實驗內容

1.通過對教學內容的學習，使我們完成了某圖書館的管理系統的需求分析，并從業務對象中抽象出了類。現在需要對前面所給出的用例進行實現，主要是對書籍管理功能畫協作圖。3．實驗步驟

1．分析：根據上面的時序圖，我們也可以圖出協作圖。2．請根據上面時序圖部分在Rational Rose中繪制協作圖。繪圖步驟：

(1)完成了時序圖后，可以按F5鍵便得到增加圖書的協作圖，也可以畫出圖4.11這樣的協作圖。

1: login6: add : administrator5: result10: addresult : ActionForm3: validate8: addbook4: result9: addruselt2: login7: addSystem

圖4.11

（7）剩下的更新圖書信息和刪除圖書信息的交互圖在此不再一一詳細的介紹，其繪圖方法跟繪制增加圖書的方法一樣，最后得到見圖4.12 到圖4.15 21 : administrator : ActionForm1: login2: loginupdate : System3: validate4: result5: result6: updatebook7: updatebook8: updatebook9: updateresult10: updateresult

圖4.12

1: login6: updatebook : administrator5: result10: updateresult4: result9: updateresult2: login7: updatebook : ActionForm3: validate8: updatebookupdate : System

圖4.13

: administrator : ActionForm : System1: login2: login3: viladate4: viladateresult5: viladateresult6: delete7: delete8: delete9: deleteresult10: deleteresult

圖4.14

1: login6: delete : administrator5: viladateresult10: deleteresult : ActionForm3: viladate8: delete4: viladateresult9: deleteresult2: login7: delete : System

圖4.15

實驗7，8：綜合設計實驗

1．實驗目的

1．掌握用Rational Rose進行軟件建模。2．實驗內容

1.對一個系統進行建模。3．實驗步驟

1.對系統進行完整的建模。生成其用例圖，狀態圖，活動圖，時序圖以及協作圖。鼓勵創新。

2.可以選擇的系統有：本科生教務系統，圖書管理系統，編譯器，博客，即時通信軟件等等。24

六、教材

實驗教材以本實驗指導書為參考；

七、成績考核辦法

采用綜合實驗與撰寫報告綜合評分

八、附A：完整UML建模過程例子

基于UML的面向對象分析與設計案例

介紹

本文以實例的方式，展示了如何使用UML進行面向對象的分析與設計。本文將假設讀者對UML、面向對象等領域的基本內容已了然于胸，所以將不會過多闡述，而將重點放在應用過程上。本文的目的是通過一個完整的實例，展現基于UML的OOA&D過程的一個簡化模式，幫助朋友們更好的認識UML在OOA&D中起的作用。

經常聽到有朋友抱怨，說學了UML不知該怎么用，或者畫了UML卻覺得沒什么作用。其實，就UML本身來說，它只是一種交流工具，它作為一種標準化交流符號，在OOA&D過程中開發人員間甚至開發人員與客戶之間傳遞信息。另外，UML也可以看做是OO思想的一種表現形式，可以說“OO是神，而UML是型”。所以，想用好UML，扎實的OO思想基礎是必不可少的。然而，在UML應用到開發過程中時，還是有一定的模式可以遵循的。（注意，是模式而不是教條，我下面給出的流程只是一個啟發式過程，而不是說一定要遵循這個流程。）下面，我們通過一個CMS系統的分析設計實例，看看如何將UML應用到實際的開發中。

1.從需求到業務用例圖

OOA&D的第一步，就是了解用戶需求，并將其轉換為業務用例圖。我們的CMS系統需求非常簡單，大致課做如下描述：這個系統主要用來發布新聞，管理員只需要一個，登錄后可以在后臺發布新聞。任何人可以瀏覽新聞，瀏覽者可以注冊成為系統會員，注冊后可對新聞進行評論。管理員在后臺可以對新聞、評論、注冊會員進行管理，如修改、刪除等。

通過以上需求描述，我們畫出如下的業務用例圖：

這里要注意三點：

1.業務用例是僅從系統業務角度關注的用例，而不是具體系統的用例。它描述的是“該實現什么業務”，而不是“系統該提供什么操作”。例如，在實際系統中，“登錄”肯定要作為一個用例，但是這是軟件系統中的操作，而用戶所關注的業務是不包含“登錄”的。2.業務用例僅包含客戶“感興趣”的內容。3.業務用例所有的用例名應該讓客戶能看懂，如果某個用例的名字客戶看不懂什么意思，它也許就不適合作為業務用例。

2.從業務用例圖到活動圖

完成了業務用例圖后，我們要為每一個業務用例繪制一幅活動圖。活動圖描述了這個業務用例中，用戶可能會進行的操作序列。活動圖有個很重要的使命：從業務用例分析出系統用例。例如，下面是“新聞管理”的活動圖：

可以看到，一個“新聞管理”這個業務用例，分解出N多系統操作。這里要特別注意這些操作，其中很多“活動”都很可能是一個系統用例（當然，不是每個都是）。例如，由這個活動圖可以看出，系統中至少要包含以下備選系統用例：登錄、注銷登錄、查看新聞列表、修改新聞、刪除新聞。

這樣，將每個業務用例都繪制出相應的活動圖，再將其中的“活動”整合，就得出所有備選系統用例。

3.從活動圖到系統用例圖

找出所有的備選系統用例后，我們要對他們進行合并和篩選。合并就是將相同的用例合并成一個，篩選就是將不符合系統用例條件的備選用例去掉。

一個系統用例應該是實際使用系統的用戶所進行的一個操作，例如，“查看新聞列表”就不能算一個系統用例，因為他只是某系統用例的一個序列項。

最終我們得出的系統用例圖如下：

4.從系統用例圖到用例規約

得出系統用例圖后，我們應該對每一個系統用例給出用例規約。關于用例規約，沒有一個通用的格式，大家可以按照習慣的格式進行編寫。對用例規約唯一的要求就是“清晰易懂”。

下面給出“登錄”這個系統用例的一個規約：

5.繪制業務領域類圖

完成了上面幾步，下面應該是繪制業務領域類圖了。所謂業務領域類圖要描述一下三點：

1.系統中有哪些實體。2.這些實體能做什么操作。3.實體間的關系。

這里要特別強調：這里的實體不是Actor，而是Actor使用系統時使用的所調用的實體，是處在系統邊界之內的實體。例如，管理員就沒有作為一個實體出現在這里，因為管理員處在系統邊界之外，它所有的工作都可以通過調用這三個類的方法完成。并且，這里的“注冊會員”實體也不是剛才用例圖中注冊會員這個Actor，而是作為一個系統內的業務實體，供Actor們使用的。例如，其中的注冊功能是給注冊會員這個Actor使用，而移除則是給管理員這個Actor使用的。

理解以上這段話非常重要，我經常看到由于混淆了實體和Actor的關系而導致畫出的領域類圖不準確或職責分配不準確。

大家可能還注意到，我們這里沒有給出每個實體的屬性。其實，在領域分析階段，實體的屬性并不重要，重要的是找出實體的操作。

6.繪制實現類圖

以上這幾步，就是分析的過程。而下面的步驟就是設計了。

設計沒有分析那么好描述，因為分析是“客戶面”，它只關心系統本身的功能和業務，而不關心任何和計算機有關的東西。但是，設計和平臺、語言、開發模型等內容關系緊密，因而很難找出一個一致的過程。但是，一般在設計過程中實現類圖是要繪制的。

實現類圖和領域類圖不一樣，它描述的是真正系統的靜態結構，是和最后的代碼完全一致的。因此，它和平臺關系密切，必須準確給出系統中的實體類、控制類、界面類、接口等元素以及其中的關系。因此，實現類圖是很復雜的，而且是平臺技術有關的。所以，我在這里不可能給出一個準確的實現類圖，不過為了描述，我還是給出一個簡化了的實現類圖，當然，它是不準確的，而只是從形式上給出實現類圖的樣子。

我們假設這個系統建構于.NET 3.5平臺上，并且使用ASP.NET MVC作為表示層，整體使用三層架構。那么，用戶模塊體系的實現類圖大體是這樣子（不準確）：

7.繪制序列圖

有了靜態結構，我們還要給出動態結構，這樣，才能看清系統間的類是如何交互的，從而有效幫助程序員進行編碼工作。

上圖給出的是用戶登錄的序列圖。首先注冊會員作為Actor，調用UserController的Login方法啟動序列，然后序列按圖示步驟執行。其中UserServices作為業務組件，首先調用數據訪問組件的GetByName確定用戶是否存在，如果存在，再調用GetByNameAndPassword確定輸入密碼是否是此用戶的密碼。從而完成業務功能。

要注意，序列圖在實際中是很多的，幾乎每個類方法都配有相應的序列圖。

8.后面的步驟

在完成了上面的過程后，就可以進行編碼、調試、測試等工作了。但這些已經超出了本文討論的范圍。

總結

本文簡要給出了使用UML進行OOA&D的過程。當然，由于示例較小，而且本人水平有限，所以給出的相關內容可能不是很準確。而且軟件分析設計本來就不是一個固定模式的過程，隨著系統的不同整個過程會有變化。本文只是想起到一個拋磚引玉的作用，讓朋友們大致了解UML的使用流程。至于實際的分析設計，還需要深入的學習和實踐的積累。

第二篇：UML與面向對象分析與設計

UML與面向對象分析與設計

實驗實踐訓練體系

適用專業: 計算機科學技術、軟件工程

第一部分 課程與實驗綜述

一．課程簡介及實踐要求：

《UML與面向對象分析與設計》是以介紹面向對象的統一建模語言UML為主,使學生了解面向對象技術的基本概念,掌握面向對象的分析和設計方法,以及與面向對象技術相關的一些軟件開發技術,同時掌握在Rational Rose環境下用UML進行分析和設計的技術。本課程在教學內容方面著重基本理論、基本知識和基本方法，在培養實踐能力方面著重設計構思和設計技能的基本訓練，熟練的上機操作能力和分析能力。

實驗實踐訓練是UML與面向對象分析與設計教學的重要技能環節。通過實驗，使學生加深理解、驗證、鞏固課堂教學內容，特別是通過設計和綜合實驗，發揮學生的想象力和創新能力。

二．課程實驗目的要求：

通過UML的實驗,學生應該: 1．學會用面向對象的思想去分析和設計相關系統;2．學會用Rose建模工具進行軟件建模。三．課程實驗參考資料

1.(美)Joseph Schmuller著.UML基礎、案例與應用.人民郵電出版社,2004 2.(美)Hans-Erik Eriksson.UML 2工具箱.電子工業出版社,2004 3.吳際,金茂忠.UML面向對象分析.北京航空航天大學出版社,2002 4.趙從軍.UML設計及應用.機械工業出版社,2004 5.Grady Booch,James Rumbaugh,Ivar Jacobson.UML用戶指南.機械工業出版社,2001 6.吳建,鄭潮,汪杰.UML基礎與Rose建模案例.人民郵電出版社,2004 第二部分 實驗實踐指導

實驗一

用例圖

一、實驗目的

1.學會分析系統中的參與者和用例 2.掌握用例圖的繪制方法

二、實驗器材

1.計算機一臺；

2.Rational Rose 工具軟件；

三、實驗內容

畫出ATM系統的用例圖

四、實驗步驟

1.分析

ATM自動取款機：客戶可以取錢，存錢，查詢余額，轉帳，修改密碼。通過分析可找出如下幾個參與者： 1．ATM 2．客戶

通過分析得到如下用例：

（1）存款（2）取款（3）查詢余額（4）轉帳（5）修改密碼（6）打印收據 2．繪圖步驟：

下面介紹在Rose2003中創建用例圖的過程：

（1）在“Use Case View“中雙擊Main圖，或者右擊“Use Case View“，彈出在快捷菜單中選擇“New”－>“UseCase Diagram”，雙擊圖標，出現圖1，為編輯用例圖做好準備。

（2）在用例視圖中，從工具欄中選擇Actor圖標，在右邊的繪圖區中添加一個新元素，并取名客戶表明新增一個參與者，如圖2所示。

圖2（3）同樣的方法添加參與者“ATM”,如圖3所示。

圖3(4)在工具欄上選擇用例的圖標，依次添加存款、取款、查詢余額、轉帳、修改密碼、打印收據，如圖4所示。

圖4（5）添加參與者和用例間的關聯關系，如圖5所示。

圖5

五、實驗報告要求

1． 整理實驗結果。2． 小結實驗心得體會。

實驗二

交互圖

一、實驗目的

1.學會用協作圖實現用例

2.掌握順序圖的繪制方法以及順序圖和協作圖的相互轉換。

二、實驗器材

1.計算機一臺；

2.Rational Rose 工具軟件；

三、實驗內容

畫出ATM取款的順序圖，并轉換為協作圖。

四、實驗步驟

1.分析

ATM取款的場景：

（1）通過讀卡機，用戶插入ATM卡；

（2）ATM系統從卡上讀取銀行ID、帳號、加密密碼、并用主銀行系統驗證銀行ID和帳號；

（3）用戶輸入密碼，ATM系統根據上面讀出的卡上加密密碼，對密碼進行驗證；（4）用戶輸入取款數量；

（5）ATM系統通知主銀行系統，傳遞儲戶帳號和取款數量，并接收返回的確認信息；（6）ATM系統輸出先進、ATM卡和顯示帳戶余額的收據；（7）ATM系統記錄事務到日志文件。尋找場景中的對象：ATM、客戶和帳戶。2．繪圖步驟：

下面介紹在Rose2003中創建順序圖的過程：

（1）在“Logical View”中新建“Sequence Diagram“，雙擊圖標，出現圖1，為編輯順序圖做好準備。

（2）在順序圖編輯窗口中，從工具欄中選擇Object圖標，在右邊的繪圖區中添加一個新元素，并取名Customer表明新增一個對象，如圖2所示。

圖2

（3）同樣的方法，添加ATM對象和Account對象，如圖3所示。

圖3（4）根據ATM取款的場景，獲得第一條消息為“客戶向ATM機提交取款需求”，向圖中添加消息，如圖4所示。

圖4

（5）同樣的方法添加其它消息，如圖5所示。

圖5（6）根據順序圖生成協作圖，步驟如下：“Browse”－>“Create Collaboration Diagram”，生成的協作圖，如圖6所示。

圖6

五、實驗報告要求

1． 整理實驗結果。2． 小結實驗心得體會。

實驗三 類圖

一、實驗目的

1.理解類的基本概念 2.理解類間的關系 3.掌握類圖的繪制方法

二、實驗器材

1.計算機一臺；

2.Rational Rose 工具軟件；

三、實驗內容

分析選課系統中的類及關系，然后畫出它們的類圖。

四、實驗步驟

1.分析

在選課系統中，通過分析可抽象出如下幾個類： 1．學生類 2．管理員類 3．課程類

學生類和管理員類的屬性較容易分析，這里只列出課程類的屬性和方法：（1）課程名稱（2）開課教室（3）課程號（4）授課教師（5）選課的學生（6）開課起始時間（7）允許選課的學生人數（8）設置課程號（9）設置課程名稱（10）查詢課程號

（11）查詢允許選課的學生人數 2．繪圖步驟：

下面介紹在Rose2003中創建類和它們之間關系的過程：

（1）在“Logical View“中雙擊Main圖，或者右擊“Logical View“，彈出在快捷菜單中選擇“New”－>“Class Diagram”，雙擊圖標，出現圖1，為編輯類圖做好準備。

圖1

（2）在邏輯視圖中，從工具欄中選擇class圖標，在右邊的繪圖區中添加一個新元素，并取名Student表明新增一個類。

圖2

（3）選擇新創建的元素，點擊鼠標右鍵，在彈出的菜單中選擇“Open Sepcification”,彈出圖3對話框。

（4）在對話框中，可以修改元素的名稱，這里新元素的名稱定為“Student”，如圖4所示。

圖3

圖4（5）點擊“Attributes”選項卡，添加屬性，如圖5所示。

圖5（6）點擊“operations”選項卡，添加方法如圖6所示。

圖6（7）同樣的方法添加Course類，如圖7所示。

圖7（8）創建兩個類之間的關系，通過分析得出：學生類和課程類之間為單向關聯。選擇圖標欄的“關聯”，由學生類指向課程類。如圖8所示。

圖8（9）創建關聯名。右擊關聯，選擇“open specification“，鍵入關聯名，如圖9所示。

圖9（10）分別在“Role A Detail“和“Role B Detail“選項卡中鍵入名稱和多重性，如圖10所示。

圖10（11）重復（2）－（10）中的步驟完成選課系統整個類圖的創建。

五、實驗報告要求

1． 整理實驗結果。2． 小結實驗心得體會。實驗四 狀態圖和活動圖

一、實驗目的

1． 熟悉狀態圖和活動圖的基本功能和使用方法。2． 掌握如何使用建模工具繪制狀態圖和活動圖方法。

二、實驗器材

1.計算機一臺；

2.Rational Rose 工具軟件；

三、實驗內容

（1）分析圖書管理系統中的書和借書證的狀態，畫出它們的狀態圖；（2）分析管理員的活動狀態，畫出管理員的活動圖。

四、實驗步驟

1.分析

在圖書管理系統中，分析書的狀態如下： 1．可借 2．被借 3．被預約 4．刪除

借書證的狀態如下： 1．可用 2．不可用 3．刪除

管理員的活動如下： 1． 處理還書 2． 處理借書 3． 處理罰款 讀者的活動如下： 1．登錄 2．找書 3．預約 4．瀏覽 2．繪圖步驟：

下面介紹在Rose2003中創建類和它們之間關系的過程：

（1）在“Logical View“中信件“StateChart Diagram”，雙擊圖標，出現圖1，為編輯狀態圖做好準備。

圖1（2）在工具欄中選擇“Start State”圖標添加到編輯窗口中，如圖2所示。

圖2（3）在工具欄中選擇“State”圖標，添加一個元素，命名為“New book”，如圖3所示。

圖3

（4）同樣的方法添加其它狀態，如圖4所示。

圖4

（5）書的各個狀態之間添加轉移及相應的事件，如圖5所示。

圖5

（6）同樣的方法得借書證的狀態圖，如圖6所示。

圖6

（7）在Rose2003中，繪制圖書管理員的活動圖，新建“Activity Diagram”，如圖7所示：

圖7

（8）讀者的活動圖如圖8所示：

圖8

五、實驗報告要求

1． 整理實驗結果。2． 小結實驗心得體會。

第三篇：面向對象分析與設計課程總結

面向對象分析與設計

課程總結

0923010208 指導老師：莊育飛

這學期學院開設了面向對象分析與設計（UML）這門課，通過老師的講解，自己一些相關書籍的閱讀和實踐作業的完成，逐步對課程有了由淺及深的認識。我覺得學習這門課還是受益匪淺的。

面向對象(Object Oriented,OO)是一門以實踐為主課程，課程中可以分開兩塊OOA（面向對象系統分析)和OOD（面向對象系統設計）。

OOA（面向對象系統分析)主要內容: 研究問題域和用戶需求,運用面向對象的觀點和原則發現問題域中與系統責任有關的對象,以及對象的特征和相互關系.OOA不涉及針對具體實現采取的設計決策和有關細節,獨立于具體實現的系統模型。是一個完整確切反映問題域和用戶需求的系統模型。OOA的優勢：復

用、可擴展、可維護性、彈性。

OOD（面向對象系統設計）：以OOA模型為基礎，按照實現的要求進行設計決策，包括全局性的決策和局部細節的設計，與具體的實現條件相關。OOD的步驟：細化重組類→細化和實現類之間的關系，明確其可見性→增加屬性,指定屬性的類型和可見性→分配職責,定義執行每個職責的方法→對消息驅動的系統,明確消息傳遞的方式→利用設計模式進行局部設計→畫出詳細的類圖和時序圖。

面向對象的分析與設計方法將致力于解決傳統軟件研發過程中由于軟件模塊化結構化程度不高帶來的軟件重用性差、軟件可維護性差、開發出的軟件不能滿足用戶需要等方面問題。面向對象的概念包括：對象、對象的狀態和行為、類、類的結構、消息和方法。對象概念將包含對象唯一性、抽象性、繼承性、多態性的重要特征。面向對象的要素包含：抽象、封裝性、共享性三方面。

在設計模式的研究過程中，我們組選擇的是迭代器（Iterator）的設計模式研究。完成設計研究后，我對迭代器的設計模式有了更為深刻的理解。迭代器（Iterator）提供一個方法順序訪問一個聚合對象的各個元素，而又不暴露該對象的內部表示。并了解到迭代器設計模式一般在以下三類場合使用較多。

? 訪問一個聚合對象的內容而無需暴露它的內部表示。

? 支持對聚合對象的多種遍歷。因為遍歷狀態是保存在每一個迭代器對象中的。

? 為遍歷不同的聚合結構提供一個統一的接口。根據實現方式的不同，效果上會有差別。同時還簡化了容器的接口。但是在java Collection中為了提高可擴展性，容器還是提供了遍歷的接口。

在面向對象的軟件設計中，我們經常會遇到一類集合對象，這類集合對象的內部結構可能有著各種各樣的實現，但是歸結起來，無非有兩點是需要我們去關心的：一是集合內部的數據存儲結構，二是遍歷集合內部的數據。面向對象設計原則中有一條是類的單一職責原則，所以我們要盡可能的去分解這些職責，用不同的類去承擔不同的職責。Iterator模式就是分離了集合對象的遍歷行為，抽象出一個迭代器類來負責，這樣既可以做到不暴露集合的內部結構，又可讓外部代碼透明的訪問集合內部的數據。

在Java Collection的應用中，提供的具體迭代器角色是定義在容器角色中的內部類。這樣便保護了容器的封裝。但是同時容器也提供了遍歷算法接口，你可以擴展自己的迭代器。至于迭代器模式的使用。客戶程序要先得到具體容器角色，然后再通過具體容器角色得到具體迭代器角色。這樣便可以使用具體迭代器角色來遍歷容器了。

OOA和OOD之間沒有明顯的界限。OOA與OOD的不可分割性正好說明了OO思想的強大，即軟件過程階段的無縫連接，在交流與溝通中不會產生鴻溝，這是相對結構化思想的好處，因為從功能模塊到某塊詳細控制邏輯設計兩者之間的聯系不是十分緊密，需要分析人員與設計人員的再溝通。

通過課程的學習與實踐，對面向對象的理念，以及相關方法，設計模式有了更為深刻的理解與掌握。針對面向對象的分析與設計課程的授課內容及方法，我個人覺得對我還是有不少的幫助和 提高。結合自己的工作，雖然與開發接觸的比較少，但是在運維過程中，如果能了解開發原理，結合實際的工作，會對一些源代碼的分析能力以及工作效率的提高起到明顯的幫助作用。

莊老師上課經常說一些與課程無關的內容，我已開始并不理解他的作法，后來我慢慢認識到面向對象分析設計的學習就是培養思想的一種過程，這種思維方式還是需要大量的實踐才能靈活的運用。目前的階段，只能說是知道有這樣一種設計思想、這種解決問題的方案，至于在何時應該使用、如何去使用，就需要在今后的經驗中去累積了。

下面是一些我掌握的基礎知識

9種UML圖：

類 圖：描述類的結構（包括屬性以及類之間的相互關系）

對象圖：對象以及對象之間的相互關系

構件圖：構件及其相互依賴關系

部署圖：構件在各節點上的部署

順（時）序圖：強調時間順序的交互圖，用于將系統行為分配給類。一般包含了邊界、控制、實體對象

協作圖：強調對象協作的交互圖，與時序圖同構

狀態圖：類所經歷的各種狀態，包括狀態之間的轉換以及觸發轉變的事件

活動圖：對工作流程建模

用例圖：與用例文檔結合進行需求捕獲，測試依據

面向對象設計七個原則：

開-閉 原則、里氏轉換原則、依賴倒轉原則、接口隔離原則、組合/聚合復用原則、迪米特法則、單一職責

ICONIX開發過程：域模型——用例文檔——健壯性分析——健壯圖——時序圖

設計模式：

1)創建模式: 涉及對象的創建

單例模式, 工廠模式, 建造者模式，原型模式

2)結構模式:涉及類和對象的組合

Facede外觀模式, 代理模式, 適配器模式, 裝飾模式

3)行為模式: 刻畫了類和對象交換及分配職責的方式.主要目標是解耦

觀察者模式, 命令模式, 模板模式

本學期學了《面向對象系統分析與設計》課程，本課程我們主要是學習了面向對象的統一建模語言UML,了解面向對象技術的基本概念,掌握面向對象的分析和設計方法,以及與面向對象技術相關的一些軟件開發技術,同時掌握在IBM RSA軟件環境下用UML進行分析和設計的技術。在《面向對象系統分析與設計》 的上級課程上，我們的實踐能力方面著重設計構思和設計技能的得到基本訓練，熟練的上機操作能力和分析能力，加深理解、驗證、鞏固課堂教學內容。

數據庫是以信息處理為核心的任何應用系統的基礎，數據庫設計的質量直接關系到系統開發的成敗和優劣。數據庫設計的方法與系統使用的開發方法有著密切的關系，同時還與所應用的數據庫模型(層次模型、網狀模型、關系模型、對象模型)有關。目前經常采用E—R(Entity—Relationship)圖的方法設計數據庫。但E—R圖設計數據庫存在的主要問題是只能對資料建模，而不能對行為建模。而UML類圖的描述能力更強，UML類圖是E—R圖的擴充。對于關系模型來說，可以用類圖描述數據庫模式，用類描述數據庫表。

UML是應用面向對象方法進行系統開發的全程建模語言，可用于業務分析、需求分析、系統設計、系統實現與測試等系統開發的各個環節。UML概念設計的基本工作分為兩個方面：

· 一是從系統分析和系統設計所建立的各種類圖中抽取持久型類。

· 二是確定持久型類之間的關系，并用類圖描述這種關系，從而把類圖作為數據

庫概念設計的結果。

1．抽取持久型類

持久型類是指類的完整信息需要在數據庫中存儲的類。在UML中，類可以分為

邊界類、實體類和控制類三種類型。

· 接口類和控制類的信息一般不需要長久存儲。

· 持久型類只可能是實體類，但并不是所有實體類的信息都需要長久地存儲，持久型類只需要從那些信息需要長久存儲的實體類中抽取。

2．確定類關系

在比較復雜的系統分析和設計中，并沒有建立立足于整個系統的整體類圖，而只是建立了一個個針對具體用例的類圖。也就是說，所提取的持久型類被分散到各個用例類圖當中了。因此，需要對抽取的持久型類進行分析，以確定它們之間的相互關系，建立起反映這些類關系的類圖。

UML數據建模與E—R圖有著本質的區別。在E—R圖中，應用型數據庫系統的重點是數據庫結構。概念設計是應用型數據庫系統開發的重點和難點。而UML是用于面向對象系統開發的全程建模語言，可用于需求分析、系統分析與設計、系統實現、系統測試等系統開發的所有環節。由于UML基于面向對象技術，而要保持方法的一致性，最好選擇面向對象數據庫。但是，目前的面向對象數據庫在實現技術上還不十分成熟，即使應用面向對象技術和環境開發應用系統，通常的做法是使用UML進行建模，用關系型數據庫儲存和管理數據。

通過一學期的學習和實踐，我了解到uml具有以下特點[1]：

(1)面向對象。uml支持面向對象技術的主要概念，提供了一批基本的模型元素的表示圖形和方法，能簡潔明了地表達面向對象的各種概念。

(2)可視化，表示能力強。通過uml的模型圖能清晰地表示系統的邏輯模型和實現模型。可用于各種復雜系統的建模。

(3)獨立于過程。uml是系統建模語言，獨立于開發過程。

(4)獨立于程序設計語言。用uml建立的軟件系統模型可以用Java、vc++、smalltaik等任何一種面向對象的程序設計來實現。

(5)易于掌握使用。uml圖形結構清晰，建模簡潔明了，容易掌握使用。使用uml進行系統分析和設計，可以加速開發進程，提高代碼質量，支持動態 的業務需求。uml適用于各種規模的系統開發。能促進軟件復用，方便地集成已有的系統，并能有效處理開發中的各種風險。

而且uml是一種功能強大的、面向對象的可視化系統分析的建模語言，它采用一整套成熟的建模技術，廣泛地適用于各個應用領域。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。

通過對學籍管理系統的開發可以看到，uml作為軟件工程中的建模語言，代表了面向對象方法的軟件開發技術的發展方向，具有重大的經濟價值和國防價值，并獲得了國際上的廣泛支持，具有非常好的應用前景。

由于明年需要參加考研，復習很緊張，所以這學期面向對象分析與設計這門課程我并沒有深入地去學習，但這無法影響我對UML的喜愛，老師上課很生動，不光在學習上教導我，在生活和做人理念上也對我有所幫助。這篇學習總結寫得比較亂，但我都有用心，在以后的學習過程中我會繼續努力，再次多謝莊老師的教誨。

第四篇：面向對象分析與設計實驗報告

實 實

驗

報

告

課程名稱

面向東西闡發與設計

專業班級

_ _ ___

__ __

學

號

__

___

姓

名

___

__ __

同組成員

實驗日期

_

成績

____________ ___________

人為治理系統 1.1 系統的成果需求

人為治理系統包羅員工治理、人為治理、銷售獎金治理、保險用度治理等。

1.人為治理 在取得授權的情況下，有關人員要進行如下事情。

（1)人為錄入

人為治理員錄入員工的人為，修改錄入的墮落（維護），形成人為表。

（2）銷售獎金錄入 人為治理員錄入員工的銷售獎金，修改錄入的墮落（維護），形成銷售獎金表。

（3）保險用度的錄入 人為治理員錄入員工的若干保險用度，修改錄入的墮落（維護），形成保險用度統計表。

（4）盤算人為 人為治理員按事情證號碼來進行人為的盤算統計，然后生成報表再上報給財務部。

（5）盤算銷售獎金 人為治理員憑據事情證號碼進行人為銷售獎金的盤算統計，然后生成報表上報給財務部。

(6)盤算若干保險的扣除用度 人為治理員憑據事情證號碼進行若干保險的盤算統計，然后生成報表上報給財務部、(7)人為或銷售獎金、保險用度查詢 公司員工可以憑據自己的事情證號碼查詢自己的人為或銷售獎金及保險用度。

人為治理的主要業務流程：

此處給出以上 7 個業務之間的流程圖（用運動圖描述）

1.2 創建需求模型

對人為治理系統先分別子系統，然后再通過創建用況模型，對需求進行捕獲與描述。

1.2.1

分別子系統

限定人為治理系統的成果為：人為治理、統計部分、財務系統、員工治理。對上述的每個成果，用一個子系統來實現。下圖給出了這些子系統以及它們之間的依賴。

人為治理系統中子系統以及它們之間的依賴：

此處給出子系統的擺設圖如下

上圖中的子系“財務系統”要分別使用子系統“員工治理”、“人為治理”中的員工號碼、員工姓名、員工人為。子系統“人為治理”要分別使用子系統“統計部分”和“員工治理”中的員工信息和統計的人為信息。子系統“統計部分”要使用子系統“員工治理”中的員工信息。

1.2.2 識別 參加者

子系統“人為治理”的人員用戶有人為治理員和員工。與子系統“人為治理”有關的子系統有“統計部分”、“員工治理”和“財務系統”，這些子系統是“人為治理”的參加者。

1.2.3 識別用況

對 1.1 節的中的用況需求，現歸納整理如下。

1.人為治理

（1）錄入與維護人為、銷售獎金及保險用度 人為治理員需錄入員工的人為、銷售獎金及若干保險用度信息做出人為表、銷售獎金表及保險用度表。

（2）盤算人為或銷售獎金及保險用度 人為治理員按事情證號碼進行盤算做出人為報表、銷售獎金報表及保

險用度表。

（3）查詢人為、銷售獎金或保險用度

員工查詢自己的人為、銷售獎金及保險用度。

（4）登錄 人為治理員和員工進入該子系統都需要登錄。

1.2.4 對需求進行捕獲與描述

通過到目前為止掌握的需求，開端了解了系統所要完成的成果。下面進一步創建參加者與用況之間的干系，并對用況進行詳細的描述。

圖 1.3 為子系統“人為治理”的用況圖。

首先，使用系統的員工和人為治理員都先要進行登錄。參加者“人為治理員”通過用況“錄入與維護人為、銷售獎金及保險用度”來錄入、修改，形成人為表、銷售獎金表及保險用度表；再通過用況“盤算人為、銷售獎金及保險用度”生成人為報表、銷售獎金報表及保險用度表并予以宣布。所宣布的人為報表、銷售獎金報表及保險用度表供參加者“員工”、“財務系統”和“人為治理員”使用。員工要通過用況“查詢人為、銷售獎金及保險用度”來得知自己的人為、銷售獎金及保險用度。

此處要求給出各個用況的相關運動圖 如下是對上述各用況的描述。

用況：錄入與維護人為、銷售獎金及保險用度 【前置條件：人為治理員已經登錄樂成】

人為治理員選擇人為錄入與維護、銷售獎金錄入與維護、保險用度的錄入與維護。

系統出現出供錄入和修改人為、銷售獎金及保險用度的界面 人為治理員處理懲罰完數據（錄入、修改）后，發控制命令

若為生存，系統進行存儲，并通知結果治理員是否樂成 若為取消，退出本成果

用況：盤算人為、銷售獎金及保險用度 【前置條件：人為治理員已經登錄樂成】

人為治理員發出進行人為、銷售獎金及保險用度盤算的請求

按事情證號生成人為、銷售獎金及保險用度報表，并發送到子系統“財務系統”中 用況：查詢人為、銷售獎金及保險用度 【前置條件：員工已經登錄樂成】

交互內容見表 1.1 中編號為 1 的那欄的輸入/輸出部分。1.3 系統闡發

在掌握了上述的需求后，下面開始使用面向東西要領進行系統闡發。

1.3.1 尋找類

人為治理 在子系統“人為治理”中，也要設立兩個類“員工”和“人為治理員”，用它們分別模擬相應的參加者。

人為治理中的東西是人為和銷售獎金及保險用度，因而設立類“人為組成”、“銷售獎金表”及“保險用度表”。種種人為組成許多，需要設立類“人為表”，它與類“人為組成”形成組合干系。

子系統“人為治理”需要從人為治理部分獲取信息，需要設立需接口“人為治理”。子系統“人為治理”要向財務系統提供數據，需要設立供接口“財務系統”。

1.3.2 創建狀態機圖

對付上述所找到的類，現在憑據上述的闡發能理解它們的職責了。現針對子系統“人為治理”中的類“人為表”繪制一個狀態機圖。

憑據問題域，可為類“人為表”的東西設立了 5 個狀態，分別為：初始、初始化、查詢、封閉和終止。

施加在人為表上的時間有：宣布、查詢和封閉。這些事情都是針對人為表所發消息的響應。

下圖展示的是針對人為表的狀態機圖。

圖 人為表的狀態機圖 1.3.3

創建類圖

對在 1.3.1 節中找到的各個類進行考察，分別界說它們的屬性和操縱，考慮它們之間的干系，繪制出類圖。

（1）類“員工”

該類中屬性有“姓名”、“事情證號”、“密碼”和“職務”，操縱有“登入”、“查詢”、“修改密碼”、“查詢人為”和“查詢年終獎金”。

（2）類“人為” 該類中有屬性“事情證號”和“人為”。

（3）類“人為表”

該類中有屬性“姓名”、“事情證號”、“時間”和“人為額”。它與類“人為”組成組合干系，在其中要設立操縱“生成人為組成”、“查詢人為組成”。它另有一個操縱“查詢人為”，供員工查詢人為之用。

（4）類“銷售獎金表” 該類中有屬性“姓名”、“事情證號”、“時間”和“銷售獎金額”。它與類“人為”組成組合干系，在其中要設立操縱“生成銷售獎金組成”、“查詢銷售獎金組成”。它另有一個操縱“查詢銷售獎金額”，供員工查詢銷售獎金之用。

（5）類“保險用度表” 該類中有屬性“姓名”、“事情證號”、“時間”和“保險用度”。它與類“人為”組成組合干系，在其中要設立操縱“生成年保險用度組成”、“查詢保險用度組成”。它另有一個操縱“查詢保險用度”，供員工查詢保險用度。

（6）類“人為治理員” 該類中有屬性“姓名”、“事情證號”和“密碼”；屬性有“登入”、“錄入與維護人為”、“修改密碼”、“生成人為表”、“生成銷售獎金表”、“生成保險用度表”、“盤算人為”、“盤算銷售獎金”、“盤算保險用度”、“向財務部發人為表”、“向財務部發銷售獎金表”及“向財務部發保險用度表”。

上述的六個類及其間的干系如下圖所示。

圖 人為治理部分分類圖 人為治理員按事情證號輸入與維護人為組成，為此在類“人為治理員”與類“人為表”之間設立一個關聯“錄入與維護人為表”。人為治理員還要生成人為報表，因此在類”人為治理員與類“人為表”間設立一個關聯“盤算”。

員工要查詢人為情況，因而在類“員工”和“人為表”間設立關聯“查詢人為”。

類“銷售獎金表”及類“保險用度表”和類“人為治理員”、類“員工”之間的關聯創建與上述類似。

1.3.4

創建順序圖

在上一節中，以文字的形式說明了類之間的關聯作用。這種說明往往不能清楚的描述事物間的交互情況，這就需要使用交互圖來予以準確的表達。對付員工查詢人為來講，下圖給出針對員工以及員工人為查詢有關的東西創建的順序圖

圖

員工以及與員工查詢人為有關的東西之間的交互情況（一）

圖

員工以及與員工查詢人為有關的東西之間的交互情況（二）

1.4

系統設計

1.4.1

問題域部分設計

人為查詢子系統通過數據庫與其他子系統互換數據，即，通過需接口從數據庫中獲取數據，通過供接口向數據庫寫入數據。故需要憑據供需雙方配合約定的借口規約設計相應的數據庫表的結構，并在接口相關的類操縱中結構 SQL 語句即可。

1.4.2

界面部分設計

應該針對表 1-1 中的內容進行界面設計，憑據第 8 章的要求設計出全部界面。

下圖 所示的是用戶登入界面，該界面也適用于員工。

下二圖 是在登入樂成后，系統給出的選擇時間界面。

圖 登入界面

圖 選擇時間界面

在選擇時間并確定后，出現下圖所示的界面。

圖 1-10

人為

1.4.3

數據治理部分設計

類“人為”和“人為表”組成了組合干系，對他們分別設立兩張表，并在與類“人為”對應的表中用外鍵隱含它與類“人為報表”的關聯。對付類“員工”和類“人為治理員”也分別設立一張表，用于存儲相應的東西。

下面給出了類“人為”和類“人為表”所對應的數據庫表的結構。

表 表

類“人為”所對應的數據庫表的結構

本表的主要害字為事情證號

表 表

類“人為表”所對應的數據庫 表的結構

本表的主要害字為事情證號+時間，外鍵為事情證號。

表 表

類“銷售獎金”所對應的數據庫表的結構

本表的主要害字為事情證號+時間，外鍵為事情證號

表 表

類“保險用度”所對應的數據庫表的結構

本表的主要害字為事情證號+時間，外鍵為事情證號

第五篇：傳感器設計及應用實例論文

壓力傳感器（壓力變送器）的原理及應用

概 述：壓力傳感器是工業實踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業自控環境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業，下面就簡單介紹一些常用傳感器原理及其應用

1、應變片壓力傳感器原理與應用

力學傳感器的種類繁多，如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。下面我們主要介紹這類傳感器。

在了解壓阻式力傳感器時，我們首先認識一下電阻應變片這種元件。電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產生力學應變基體上，當基體受力發生應力變化時，電阻應變片也一起產生形變，使應變片的阻值發生改變，從而使加在電阻上的電壓發生變化。這種應變片在受力時產生的阻值變化通常較小，一般這種應變片都組成應變電橋，并通過后續的儀表放大器進行放大，再傳輸給處理電路（通常是 A/D轉換和CPU）顯示或執行機構。

它由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。根據不同的用途，電阻應變片的阻值可以由設計者設計，但電阻的取值范圍應注意：阻值太小，所需的驅動電流太大，同時應變片的發熱致使本身的溫度過高，不同的環境中使用，使應變片的阻值變化太大，輸出零點漂移明顯，調零電路過于復雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。

電阻應變片的工作原理

金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象，俗稱為電阻應變效應。金屬導體的電阻值可用下式表示：

式中：ρ——金屬導體的電阻率（Ω·cm2/m）

S——導體的截面積（cm2）

L——導體的長度（m）

我們以金屬絲應變電阻為例，當金屬絲受外力作用時，其長度和截面積都會發生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會發生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長時，其長度增加，而截面積減少，電阻值便會增大。當金屬絲受外力作用而壓縮時，長度減小而截面增加，電阻值則會減小。只要測出加在電阻的變化（通常是測量電阻兩端的電壓），即可獲得應變金屬絲的應變情況。來源: http://tede.cn

2、陶瓷壓力傳感器原理及應用

抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應變式傳感器相兼容。通過激光標定，傳感器具有很高的溫度穩定性和時間穩定性，傳感器自帶溫度補償0～70℃，并可以和絕大多數介質直接接觸。

陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。陶瓷的熱穩定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達-40～135℃，而且具有測量的高精度、高穩定性。電氣絕緣程度 >2kV，輸出信號強，長期穩定性好。高特性，低價格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發展方向，在歐美國家有全面替代其它類型傳感器的趨勢，在中國也越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴散硅壓力傳感器。

3、擴散硅壓力傳感器原理及應用

工作原理

被測介質的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產生與介質壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發生變化，和用電子線路檢測這一變化，并轉換輸出一個對應于這一壓力的標準測量信號。來源:www.tmdps.cn

4、藍寶石壓力傳感器原理與應用

利用應變電阻式工作原理，采用硅-藍寶石作為半導體敏感元件，具有無與倫比的計量特性。

藍寶石系由單晶體絕緣體元素組成，不會發生滯后、疲勞和蠕變現象；藍寶石比硅要堅固，硬度更高，不怕形變；藍寶石有著非常好的彈性和絕緣特性（1000 OC以內），因此，利用硅-藍寶石制造的半導體敏感元件，對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性；藍寶石的抗輻射特性極強；另外，硅-藍寶石半導體敏感元件，無p-n漂移，因此，從根本上簡化了制造工藝，提高了重復性，確保了高成品率。

用硅-藍寶石半導體敏感元件制造的壓力傳感器和變送器，可在最惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價比高。

表壓壓力傳感器和變送器由雙膜片構成：鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片。印刷有異質外延性應變靈敏電橋電路的藍寶石薄片，被焊接在鈦合金測量膜片上。被測壓力傳送到接收膜片上（接收膜片與測量膜片之間用拉桿堅固的連接在一起）。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片產生形變，該形變被硅-藍寶石敏感元件感知后，其電橋輸出會發生變化，變化的幅度與被測壓力成正比。

傳感器的電路能夠保證應變電橋電路的供電，并將應變電橋的失衡信號轉換為統一的電信號輸出（0-5，4-20mA或0-5V）。在絕壓壓力傳感器和變送器中，藍寶石薄片，與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起，起到了彈性元件的作用，將被測壓力轉換為應變片形變，從而達到壓力測量的目的。

5、壓電壓力傳感器原理與應用

壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應就是在這種晶體中發現的，在一定的溫度范圍之內，壓電性質一直存在，但溫度超過這個范圍之后，壓電性質完全消失（這個高溫就是所謂的“居里點”）。由于隨著應力的變化電場變化微小（也就說壓電系數比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數，但是它只能在室溫和濕度比較低的環境下才能夠應用。磷酸二氫胺屬于人造晶體，能夠承受高溫和相當高的濕度，所以已經得到了廣泛的應用。

現在壓電效應也應用在多晶體上，比如現在的壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。

壓電效應是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態測量，因為經過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態的應力。

壓電傳感器主要應用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優異的特點。壓電式加速度傳感器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經得到了廣泛的應用，特別是航空和宇航領域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發動機內部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業，例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。

壓電式傳感器也廣泛應用在生物醫學測量中，比如說心室導管式微音器就是由壓電傳感器制成的，因為測量動態壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的應用就非常廣泛。

BP01型壓力傳感器及其在便攜式電子血壓計中的應用

介紹了德利康公司的BP01型壓力傳感器的主要性能和參數給出了一個用BP01作傳感器組成的便攜式電子血壓計的實際電路,并對該應用電路的工作原理進行了說明,同時給出了該便攜式電子血壓計電路的設計和調試方法。概述

BP01 型壓力傳感器是為監測血壓而專門設計的,主要用于便攜式電子血壓計。它采用精密厚膜陶瓷芯片和尼龍塑料封裝,具有高線性、低噪聲和外界應力小的特點;采用內部標定和溫度補償方式,從而提高了測量的精度、穩定性以及可重復性,在全量程范圍內,精度為±1%,零點失調不大于±300μV。BP01的主要性能參數

BP01的內部等效電路和外形封裝如圖1所示;表1所列為BP01在電源電壓Vs為5.0V、環境溫度TA為25℃時的主要性能參數。

BP01的極限參數如下：

·最大工作電壓：20VDC;

·最大耐壓：1500 mmHg;

·工作溫度范圍：0～70℃;

·引腳焊接溫度（最大值）：250℃（2～4秒）。基于BP01的電子血壓計

3.1工作原理

用BP01構成的便攜式電子血壓計的原理電路如圖2所示,它由偏置電源電路（A1、A2）、前置處理電路（A3～A6）、顯示電路（A7）和壓力傳感器（BP01）組成,該血壓計的血壓測量范圍為0～200mmHg,分辨率為0.1mmHg,工作電源為一節9V迭層電池。現將血壓計中各主要電路的工作原理分述如下：

a.偏置電源電路

電源電路由帶有內置參考電壓的雙運放LM10組成,A1構成同相放大器,A2構成跟隨器,它們的作用是將內置的參考電壓放大后用作壓力傳感器BP01的偏置電壓Vs,其Vs的值由下式決定：

Vs=Vref（1+R2/R3）

式中：Vref為LM10的內置參考電壓。其值為200mV,將此值連同電路中的R2和R3的值代入上式即可求得偏置電壓Vs的值為5V。

b.前置處理電路

前置處理電路由A3～A6四個運算放大器組成,其中A3構成失調偏置電路以對電路失調進行補償;A5構成跟隨器,用于對壓力傳感器BP01的輸出信號進行隔離緩沖;A4、A6構成放大電路,其增益AV由下式決定：

AV=1+（R1/RT）

若忽略失調,前置處理電路的輸出電壓Vout為：

Vout=2（1+R1/RT）VIN

式中：VIN為壓力傳感器BP01的輸出電壓。

c.顯示電路

顯示電路選用三位半的顯示驅動器。工作時,壓力傳感器BP01的輸出經前置處理電路放大后,由顯示驅動電路來驅動LCD,以讀出測量的血壓值。

3.2調試方法

a.零壓輸出調整

在零壓輸出時,調整失調電位器RP1,在血壓計的顯示值為000.0時,即可認為完成了零壓輸出調整。

b.前置電路增益的調整

壓力傳感器BP01的滿量程輸出與偏置電壓有一定的關系,當5V偏置時,在200mmHg壓力下的輸出為10mV,其對應的顯示驅動電路的輸入為200mV,因此前置電路的增益AV為200mV/10mV,這樣,利用前面Av的計算公式即可反推出增益電阻RT的值。

若選取電阻R1為10kΩ,則增益電阻RT應為1.1kΩ。調試時可先用電位器調整輸出值,再用萬用表測出該電位器的阻值,最后再換成固定電阻。

c.滿量程調整

滿量程調整時,先在顯示電路的輸入端加上200mV電壓,然后調整電位器RP2,使其讀數為199.9mmHg即可。

上調整完成之后,一般應多重復幾次,以使顯示值可靠地符合精度要求。

3.3元器件的選擇

為保證測量精度,上述電路的外圍元器件的選擇也是一個不容忽視的重要環節。一般情況下,電位器RP1、RP2應選用1%精度的金屬膜多圈電位器;電阻應選用1%精度的金屬膜電阻器;電容一般選用聚脂薄膜或者云母電容。結束語

在使用壓力傳感器BP01和其它器件設計便攜式電子血壓計時,應注意的是：對于不同的偏置電壓,其輸出也不同,因而前置處理電路的增益應做相應的調整,以滿足滿量程的不同要求。