UML系统分析与设计教程
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西华师范大学 计算机学院
UML系统分析与设计教程
课 程 设 计
班级：2014级物联网工程7班 学生信息：
欧阳鹏（201413640738）王晓涵（201413640753）题目：停车管理系统
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目 录
1. 前言 ............................................................. 4 2. 需求分析 ......................................................... 4
2.1系统的功能性需求 .............................................. 4 2.2系统需求分析规格说明书 ........................................ 5 2.3系统用例图 .................................................... 5 2.3.1参与者 ................................................. 5
2.3.2分析用例图 ............................................. 6
3. 分析静态模型 ..................................................... 8
3.1分析包 ........................................................ 8 3.2分析类图 ...................................................... 8 3.3分析对象图 ................................................... 10 3.4分析部署图 ................................................... 10 3.5分析构件图 ................................................... 11 4. 分析动态模型 ..................................................... 12
4.1分析顺序图 .................................................. 12
4.2分析协作图 .................................................. 13 4.3分析状态图 .................................................. 15 4.4分析活动图 .................................................. 18 参考文献 ............................................................ 22
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摘 要
21世纪的今天，是互联网+和大数据的时代。随着科技的不断创新与发展，也随着计算机的广泛普及，各种硬件软件系统应用于市场、学校、政府机关等部门。就软件系统而言，相对于其他软件系统不同的是，停车管理系统适用于各种企业以及学校的有车一族，适用于很大一部分人群。由此可见，这个系统具有很强的实用性和管理性。
我们是从考驾校想到了做停车管理系统。针对停车管理系统开发的问题，路途并不是十分容易的。首先我们在网上搜索资料，查询相关资料进行需求分析；然后利用UML静态与动态建模，建立了设计模型；最后开始编码，实现各个功能模块，以及执行余后的测试维护过程。
停车管理系统是为了更好地解决有车一族的停车问题和交通部门的管理问题问题。本课程设计详细的介绍了该系统设计与实现等功能的设计过程。由于停车管理系统的功能强，通用性好，特别是它具有价格便宜，可靠性好，可移植性强和使用方便等方面的独特的优点，采用该系统可以根据实际情况进行对车辆的管理，收费的管理等进行诸多方便快捷的操作。
如今全球网络化，计算机作为年轻人生活中必不可少的组件，更是每个人必用的工具。在交通管理方面，几乎所有的人都趋向于自己的私家车，而在未来生活中，也会有越来越多的人会拥有属于自己的小汽车。拥有车子交通设备，可以让自己或别人更容易更快捷的达到目的地。方便人们的上班，旅游，以及拜访朋友。
关键词：网络化；停车管理；模型设计；有车一族
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1. 前言
当今时代，经济与科技急速发展，人民生活水平日渐提高，对生活品质的要求也越来越高，其中买车便成为了广大人群的主要奋斗目标之一。如今，由于收入普遍增长，许多家庭开起了小汽车，实现了便捷出行。可是随着车辆的急剧增多，其停泊问题也接踵而至，例如等待时间，让人烦恼。这就使得各停车场需要不断更新更加先进、更加完善的车辆管理系统，不仅为车主带来方便，同时使停车场的管理系统化，基于此开发停车场管理系统。
在现代化企业和商业，旅游等众多人类活动中，停车管理系统有着十分重要的作用。根据有车一族反馈的有效信息，可以登录该系统进行方便快捷的停车取车，解决了人们停车拥堵困难。车辆集中存放管理的场所被人类提出车辆进出的秩序，车辆存放的安全性，车辆存放管理的有偿性。因此停车管理系统越来越受到社会有车一族的青睐，并逐渐发展完善起来。
课程设计目的: 通过对《停车管理系统》的静态动态建立模型，进一步熟悉UML中的概念、基本知识，提高自己的建模能力。掌握UML面向对象建模与分析的设计过程和怎样进行设计。
2. 需求分析
在整个停车管理系统中，主要的参与者有有车一族即普通用户、系统管理员、操作员。系统管理员可以管理操作员和普通用户。操作员对停车场的停车状态进行管理。
实现停车场的现代化管理，记录车辆信息，动态分配车位，停车费用结算，查看停车场车位的使用状况，退出系统等功能，解决车辆停放难，乱收费等问题。
2.1系统的功能性需求
停车管理系统为业务操作员提供主功能界面和管理界面。
停车管理系统在启动时要求用户输入账户和密码，只有账户和密码正确，才可以进入系统的主功能界面进行各类操作。
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(1) 系统管理员。
能够管理操作员和车主用户信息，统计和查询停车记录、收费报表，制定收费准则。
(2) 停车场操作员
操作员能够车主档案信息进行管理，对车辆进、出场进行管理，收取停车费用，对固定、临时的停车位进行管理。对车辆信息的及时汇总，随时了解停车场车位的使用状况。
(3) 车主用户即普通用户
车主用户能够查询停车空位，自己的停车位，能够查询停车收费标准。
2.2系统需求分析规格说明书
这是一个停车场管理的应用系统；停车场管理系统负责将停车场的车位状态以及车主信息进行管理。停车管理系统能够容易地建立、修改和删除系统中的信息。 停车管理系统能够在所有流行的平台环境上运行，并且有一个美观的人事部管理员用户界面。
2.3系统用例图 2.3.1参与者
通过系统功能分析参与者有系统管理员、业务操作员、普通用户。参与者用例如图2.1所示：
根据需求分析可以确定，该停车场管理系统的主要参与者：普通用户、操作员、系统管理员图2-1
普通用户操作员系统管理员参与者
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2.3.2分析用例图
1. 系统管理员能够对操作员进行档案管理，统计报表，系统维护的功能。因此系统管理员的用例图如图2.2所示。
图2-2 系统管理员用例图
2. 业务操作员，能够对普通用户档案管理，车辆入场管理，车辆出场管理，收费管理等功能。首先，业务操作员要登陆才能够进行相关的操作。其用例图如图2-3所示。
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图2-3 操作员用例图
3. 普通用户，能够进行注册，登陆，在系统中查询停车空位，查询停车历史记录，查询收费标准。其用例图如图2-4所示。
图2-4 普通用户用例图
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3. 分析静态模型
3.1分析包
根据系统主要完成的功能，本文采用按照功能模块划分包，整个系统的包图如图3-1所示。
用户档案管理车辆入场管理停车管理系统车辆出场管理收费管理查询管理 图3-1 系统包图
系统管理包含系统登录、系统备份等类，用户档案信息管理包中有添加用户、修改用户信息、查询用户信息和删除用户的界面类、控制类和用户实体类。车辆入场管理包含记录入场时间、车牌号。车辆出场管理包含记录车辆出场时间。收费管理包含收费功能。查询管理包含用户能够查询停车空位置、用户信息、停车收费标准以及停车历史记录。
3.2分析类图
系统用例图以及功能需求可以归纳出系统所需要的类，以及他们之间的关系如图3-2所示。
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图3-2 系统类图
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其中的类包括：用户类（系统管理员、操作员、普通用户），收费类（按时收费、按次收费），车类，车位类，管理类（出场管理、入场管理），停车场类，停车卡类，交班类。
3.3分析对象图
根据类图分析，可以抽出对象，然后对对象进行分析。停车场管理系统的对象图如图3-3所示。
系统管理员普通用户业务操作员车位车辆停车卡收费车辆管理
图3-3 系统对象图
3.4分析部署图
部署图展现的是运行时处理节点以及其中组件的配置，说明分布、交付和安装的物理系统。该停车场管理系统的部署图如3-4所示。
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图3-4系统部署图
3.5分析构件图
组件图是根据之前的类图，相关的用例所构建的，描述的是组件之间的组织和依赖。该停车管理系统的构件图如3-5所示。
图3-5 系统构件图
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4. 分析动态模型
4.1分析顺序图
对于停车管理系统来说，最关键的用例即查询空位和收费。查询空位，包括普通用户和业务操作员的查询，这里统称为用户。收费，只是针对于业务操作员。分别可以按时收费和按次收费。
业务管理员和普通用户都能够进行查询空位置的功能。器查询空位的顺序图如图4-1所示。
图4-1 用户查询时序图
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业务操作员还有进行收费的主要用例，其收费的时序图如图4-2所示。
图4-2 收费时序图
4.2分析协作图
协作图中表示了角色之间的关系，通过协作图限定协作中的对象或链。协作指的是在一定的语境中一组对象以及实现某些行为的对象间的相互作用。协作图是表现对象协作关系的图，表示了协作中作为各种类元角色的对象所处的位置。根据用例图可以分析出，该停车场管理系统的协作图有三个模块。
业务操作员的协作图如图4-3所示。
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图4-3 操作员的协作图
普通用户通过登录，可以查询收费标准，查询停车记录，查询空位置。其协作图如图4-4所示。
图4-4 普通用户的协作图
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系统管理员先登录，进入管理界面，可以统计报表，处理操作员的档案信息，以及余后的系统维护工作。其协作图如图4-5所示。
图4-5 系统管理员协作图
4.3分析状态图
状态图在创建的过程中很容易出现错误，不知道什么是状态图，如何确定状态，常常需要回过头去看状态图的概念——是针对某一个对象不同时刻的状态所描绘成的图。根据不同的用户可以分为不同的使用状态。
根据业务操作员用例图以及功能需求分析，可以得出业务操作员的使用系统的状态图，如图4-6所示。
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图4-6 业务操作员使用状态图
普通用户，首先注册之后才能登陆。进入系统可以对系统的信息进行查询，其使用状态图如图4-7所示。
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图4-7 普通用户使用状态图
系统管理员能够对操作员进行档案管理，统计报表，系统维护的功能。系统管理员的使用状态图如图4-8所示。
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图4-8 系统管理员使用状态图
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4.4分析活动图
活动图是uml的动态模型的一种图形，一般用来描述相关用例图。准确的活动图定义：活动图描述满足用例要求所要进行的活动以及活动间的约束关系，有利于识别并行活动。活动图是一种特殊的状态图，它对于系统的功能建模特别重要，强调对象间的控制流程。活动图是一种表述过程基理、业务过程以及工作流的技术。它可以用来对业务过程、工作流建模，也可以对用例实现甚至是程序实现来建模。
业务操作员是本停车场管理系统关键参与者。可以通过网页登陆和系统登录两种登陆方式。然后对每个功能模块进行管理。业务操作员的使用活动图如图4-9所示。
图4-9操作员的活动图
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系统管理员，处于对权限的设置。可以对操作员进行档案管理，统计报表，系统维护等操作。系统管理员的活动图如图4-10所示。
图4-10 系统管理员的活动图
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普通用户的活动图如图4-11所示。
图4-11 普通用户的活动图
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总 结
通过这学期的学习，我们基本了解了UML由九个不同类型的图组成，分别是：用例图，活动图，组件图，顺序图，协作图，类图，状态图，部署图，包图。用例图采用面向对象的思想，又是基于用户视角的，绘制较容易，但其不容易控制，要么过于复杂要么过于简单。用例图表示了角色和用例以及它们之间的关系。活动图记录了单个操作和算法的逻辑，单个用户案例，或者单个业务流程的逻辑。通常用于描述一个操作中所要进行的各项活动的执行流程。当一个活动执行完毕，控制将沿着控制转移箭头转向下一个活动。组件图用于反映代码的物理结构，从中可以了解各软件组件之间的编译器和运行时依赖关系，而其主要目的是显示系统组件间的结构关系。UML面向对象中顺序图由一组对象构成，描述了这些对象随着时间推移相互之间交换消息的过程。协作图是通过描绘对象之间消息的移动情况来反映具体的方案，显示对象及其交互关系的空间组织结构。类图是UML面向对象中最常用的一种图，帮助我们更直观的了解一个系统的体系结构，通过关系和类表示的类图，可以图形化的方式描述一个系统的设计部分。状态图是描述一个实体基于事件反应的动态行为，显示了该实体如何根据当前所处的状态对不同的时间作出反应的。通常创建一个UML状态图是为了以下的研究目的：研究类，角色，子系统，或组件的复杂行为。而部署图和包图依然也是占据重要作用。UML为交流面向对象的设计中的需求,行为，体系结构的实现提供了一套综合的表示方法，它是一种软件建模语言，可以对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模。
通过这次uml系统分析与设计的课程设计，我拓宽了知识面，锻炼了能力，综合素质得到了交大的提高，同时明白了UML能贯穿整个软件开发过程是因为在每个阶段都能够提供相应的图形来对应，使得改变需求，设计代码，测试分析能变得相对简单。安排课程设计的基本目的，在于通过理论与实际的结合、人与人之间的沟通，进一步提高思想觉悟。尤其是观察、分析和解决实际问题工作能力，以便培养成为能够主动成为社会主义现代化建设所需要的高素质复合型人才。
作为整个学习体系的有机体组成部分，课程设计的重要功能在于运用学习成果，检验学习成果。把课堂上学到的系统理论知识，尝试性的运用于实际设计工
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作，并从理论的高度对设计工作的现代化提出一些有针对性的建议和设想。检验学习成果，看一看课堂上理论的学习与实际设计工作的差别到底差距多大。并通过综合分析，找出学习中的不足，一边完善学习计划改变学习内容和方法提供实践依据。UML的学习为我们在软件开发的道路上又清除了一道小小的障碍。
对我们物联网工程专业的本科生来说，理论学习固然重要，但是实际能力的培养更是至关重要，而这种实际能力的培养是单靠课堂教学远远不够的，必须从课堂走向实践。
参考文献
[1] 《UML系统分析与设计教程》（第二版）冀振燕编著
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