高校图书管理系统的UML设计

吴锋珍

（福建水利电力职业技术学院 福建永安 366000）

高校图书管理系统的UML设计

吴锋珍

（福建水利电力职业技术学院 福建永安 366000）

笔者介绍了UML统一建模语言，同时对高校图书管理系统的静态结构、动态行为、实现构造和模型组织等进行了建模设计。UML是一种定义良好的、易于表达的、功能强大的且普遍实用的建模语言。它吸取了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。

UML 图书管理 建模

1 引言

在高校中，图书馆是师生阅读各类图书资源、吸取前人知识营养的地方，拥有丰富的图书资源和举足轻重的地位，因此高校信息管理系统的建设当然也缺少不了图书管理系统的建设，它是高校信息管理系统建设的重要组成部分。

随着办学规模的扩大，学生和教职工的人数快速增长，学生和教职工对图书阅读的需求不断扩大，图书馆的场地规模和馆藏图书的数量也在快速的增加，为了应对大量图书的借阅、归还及入库编号等日常管理工作，现在的图书管理方式已经不能满足这些日常管理工作的需求了，从而改变现在这种传统的图书管理方式已经是势在必行了。

2 UML概述

在上个世纪80年代末至90年代初，软件工程中面向对象方法出现了一个快速的发展，UML技术就是在这种形势下产生的。它在Booch、Rumbaugh和Jacobson三人所创建的表示方法的基础上进行了进一步的发展和改良，并最终发展成为一种统一的、标准的建模语言。

UML的概念和模型分为静态结构、动态行为、实现构造、模型组织和扩展机制等部分。模型包含两个方面的含义：一个是语义方面的含义，另一个是可视化的表达方法，即模型包含语义和表示法。这种划分方法只是从概念上对UML进行划分，并且这也是较为常用的划分方法。

2.1 视图

UML是用模型来描述系统的结构或静态特征以及行为或动态特征的，它从不同的视角为系统的架构建模形成系统的不同视图（view）。

在UML中主要包括以下几种视图：

静态视图：是对在应用领域中的各种概念以及与系统实现相关的各种内部概念进行的建模。

用例视图：描述了系统的参与者与系统进行交互的功能，是参与者所能观察和使用到的系统功能的模型图。

交互视图：描述了执行系统功能的各个角色之间相互传递消息的顺序关系，是描绘系统中各种角色或功能交互的模型。

状态机视图：通过对象的各种状态来建立模型来描述对象随时间变化的动态行为。

活动视图：是一种特殊形式的状态机视图，是状态机的一个变体，用来描述执行算法的工作流程中涉及的活动。

物理视图：是对应用自身的实现结构建模，提供了将系统中的类映射成物理构件和节点的机制。

2.2 图

UML作为一种可视化的建模语言，其主要表现形式就是将模型进行图形化表示。UML规范严格定义了各种模型元素的符号，并且还包括这些模型和符号的抽象语法和语义。

在UML中主要包括以下几种类型的图：

用例图：描述了系统的参与者与系统进行交互的功能，是系统提供的一个完整的逻辑功能单元。类图：描述了系统的静态视图，表示了不同的实体（人、事物和数据）是如何彼此相关联起来。顺序图：显示了一个具体用例或者用例的一部分的一个详细流程。

状态图：表示某个类所处的不同状态及该类在这些状态中的转换过程。

活动图：是用来表示两个或者更多的对象之间在处理某个活动时的过程控制流程。

构件图：提供系统的物理视图，它是根据系统的代码构件显示了系统代码的整个物理结构。

部署图：用于表示该软件系统如何部署到硬件环境中，它是显示在系统中的不同的构件在何处物理地运行，以及如何进行彼此的通信。

2.3 模型元素

把可以在图中使用的基本概念统称为模型元素。模型元素使用相关的语义、元素的正式定义、确定的语句来表达准确的含义。模型元素在图中用其相应的元素符号表示。把模型元素划分为面向对象的事物的描述和对事物关系的描述。

事物：是UML模型中面向对象基本的模块，它们在模型中属于静态部分。事物作为对模型中最具有代表性的成分的抽象，在UML中，定义了结构事物、行为事物、分组事物和注释事物等四种基本的面向对象的事物。

关系：UML模型是由上面定义的各种类型的事物以及这些事物之间的各种关系构成的。关系是指支配、协调各种模型元素存在并相互使用的规则。UML中主要包含四种关系，分别是依赖、关联、泛化和实现。

3 高校图书管理系统的UML建模

3.1 创建系统用例模型

用例视图（Use Case）是系统各方参与人员的角度所能观察和使用到的系统功能的模型图，它描述了系统提供的功能，显示了系统的参与者与系统之间所进行的交互。一个用例描述的是系统的一个具体的功能，是系统参与者与系统之间进行的一次交互作用。以借阅者用例图为例进行说明

借阅者能够通过该系统进行如下活动：

（1）查询书籍信息：借阅者可以通过图书名称或ISBN/ISSN号查找图书的详细信息。

（2）登录自助系统：借阅者能够根据自己图书证编号和相关密码登录自助机器，查询图书信息、个人信息。

（3）查询借阅者信息：每一个借阅者都可以通过该系统在登录后查询自己的相关信息，但是不允许查询其他人信息，管理人员或系统管理员才可以查询其他人信息。

（4）借阅书籍：借阅者可以通过图书管理员借阅相关书籍。

（5）归还书籍：借阅者通过图书管理员归还书籍，如果未按时归还，需要交纳罚金。

该系统的借阅者用例图如图1所示。

图1 高校图书管理系统借阅者用例图

图2 高校图书管理系统参与者的基本类图

3.2 创建系统静态模型

在获得系统的基本需求用例模型的基础上，我们通过对系统对象各种属性的考察，从而创建系统的静态模型。

静态视图是对在应用领域中的各种概念以及与系统实现相关的各种内部概念进行的建模。类图是静态视图中主要的可视化表达的图。

类图（Class Diagram）是由类、接口等模型元素以及它们之间的关系构成的，它显示了系统的静态结构，包含系统中存在或定义的各种类、类的内部结构以及类与类之间的相互关系等内容。

第一，先确定系统的参与者的属性。系统管理员登录系统，需要提供系统管理员的用户名称和密码，因此每一个系统管理员应该拥有用户名称和密码属性。同理，图书管理员也一样，拥有用户名称和密码属性。对于每一个借阅者，对每一个借阅者进行了一个图书证编号，图书证中包含借阅者的名称、地址等，不同类型的借阅者可以借阅不同数目的图书，并且，不同的借阅者允许借阅的天数也是不一样的。借阅者登录自助系统的时候需要密码，因此，我们可以创建借阅者编号、借阅者名称、借阅者地址、最大允许借阅书籍数目、最大借阅日期、密码和最大预定天数。该系统参与者的基本类图如图2所示。

第二，可以确定在整个系统中的主要业务实体类。例如，对于图书信息的存储，需要一个图书类；对于借阅信息的存储可以确定借阅类；对于书目信息的存储同样需要一个书目类等。在确定需要的这些存储类后，需要确定这些类的主要属性。该系统的业务实体类类图如图3所示。

图3 高校图书管理系统的业务实体类类图

3.3 创建系统动态模型

系统的动态行为模型主要是由消息、顺序图、协作图、状态图和活动图等图来描述的，在对系统进行分析和设计的过程中，我们对系统中那些主要的用例和对象绘制这些相关的图形，可以方便我们分析系统的动态特性和行为。

高校图书管理系统为我们提供的每个服务都是由若干个相关的参与对象交互合作而完成的，我们采用UML统一建模工具来对该系统的各种业务服务进行分析和建模。为了对该系统在动态层面上进行描述，在本文在，以图书管理员处理借阅顺序图进行了介绍。

高校图书管理系统图书管理员处理借阅的工作流程如下：

（1）借阅者希望通过图书管理员借阅某本图书。

（2）借阅者将图书证和图书交给图书管理员。

（3）图书管理员将读者图书证编号录入借阅图书界面LendBookWindow。并根据图书的ISBN/ISSN号将Book类实例化并显示图书信息。

（4）借阅图书界面LendBookWindow根据图书的ISBN/ISSN号将Book类实例化并加载图书信息。

（5）借阅图书界面LendBookWindow将图书信息和读者信息添加到借阅实例中。

（6）借阅实例检查读者的借书数目，并添加借阅信息，返回借阅是否成功。

（7）借阅图书界面LendBookWindow显示是否成功。

（8）图书管理员将图书证和图书归还给借阅者。

该系统的图书管理员处理借阅的顺序图如图4所示。

图4 图书管理员处理借阅的顺序图

4 总结

本文对UML建模进行了简单的阐述，对UML的概念和模型进行了说明，同时对高校图书管理系统进行了UML建模，包括了系统用例图的创建、系统的静态模型的创建和系统的动态模型的创建。

[1]韩万江,姜立新.软件项目管理案例教程.机械工业出版社,2010.18-40

[2]杨茂强.基于UML的图书管理系统的设计:[硕士学位论文].2007

[3]周莹,张宇华.UML及其在图书管理系统中的应用.电脑与信息技术. 2004年第4期:4-6

UML Design of College Library Book Management System

WU Feng-zhen
(Fujian College of Water Conservancy and Electric Power Yongan Fujian 366000 China)

．The paper introduces UML and carries out modeling design for the static structure, dynamic action, formation realization and model organization of college library book management system. UML is a wide-used modeling language characterized by good definition, easily expressing and powerful functions. It absorbs new ideas, new methods and new technologies of software engineering.

．UML book management modeling

B

1673-1816(2016)03-0091-05

2016-04-18

吴锋珍（1979-），男，福建长汀人，讲师，本科，研究方向计算机相关教学与研究。