基于UML自动售货机系统分析与设计论文

基于UML的自动售货机系统的分析与设计【摘要】uml是一种面向对象的标准建模语言，它易于表达，功能强大且普遍使用,支持从需求分析开始的软件开发全过程，利用uml的建模机制，可以对大型复杂系统的各部分进行可视化表示、构建系统模型。以自动售货机系统的开发为背景,研究了基于uml的应用软件系统的开发过程，给出了设计过程中的用例图、类图、时序图等。【关键词】uml自动售货机系统模型目前中国的自动售货机拥有量约为3万多台，而相对于13亿的人口大国，这个数字是微不足道的。如今，在机场、地铁、商场、公园等客流量较大的场所，不难发现自动售货机的身影。如果自动售货机的市场被充分开发起来,其前景是十分可观的，届时中国的自动售货机将发展成为一个巨大的产业。本文通过uml建模语言对自动售货机系统进行的需求分析和建模,使用uml建模工具结合高效的模型，可以设计出便于更改、扩展性强、易于维护的自动售货机系统。1uml简介uml是一种可视化的建模语言，对其各种建模元素可进行详细说明，并能生成所建模型的文档［1］。使用uml时，要从不同的角色观察系统，为此定义了一个概念”视图”。视图是对系统模型在某方面的投影，它注重于系统的某个方面，每个视图是图的协作，由视图可以定义模型，模型在语义上是闭合的，它从特定的角度、在一定抽象层次上描述目标系统。可以把视图组织成模型，开发人员可从各视角观察并使用模型。2基于uml的自动售货机系统的建模2.1系统需求分析需求分析包括建立问题领域的业务模型和用户需求分析。首先要获取需求，得到描述系统所需功能的用例、业务流程或清晰的正文，它从系统外部观察系统。在uml中，用一些简单的类图等来描述用户的功能需求。自动售货机功能描述：为顾客提供所购买的商品；验证硬币的合法性；对异常（商品售完，零钱不合适等）情况进行提示；找零钱。2.2系统的用例图一个系统的用例模型由若干用例图组成，用例图的主要成分有用例、行为者和系统，它用简单的图标元素准确地描述了行为者与系统的交互情况和系统的功能。买货物模块是饮料售货机系统的一部分，主要负责为顾客提供所购买的商品，从前面的分析中，本系统有3个行为者，即顾客，供货人，收款人。各用例及其描述如下：买货物。由顾客发起该用例，当顾客向销售机中投入合适的零钱并与选择的商品价值等同时，成功情况下，用例被实现。否则进入异常情况的场景，系统会提示相应的信息，让顾客进行选择。供货。供货人发起该用例是由于某个时间间隔到期所引起的。供货人代表打开销售机，拉开销售机前台的架子，在架子上补满各种货物，销售代表还要在机器中加零钱，然后他放好销售机的前端架子，并锁好机器。取钱。收款人发起该用例是由于某个时间间隔到期所引起的。收款人打开售货机取出钱，放在售货机前端的架子，并锁好机器。这个用例的前置条件是时间间隔的流逝，后置条件是收款人收到钱。2.3系统类图类图用来表示系统中的类和类与类之间的关系,它是对系统静态结构的描述。类图中允许出现的模型元素只有类和它之间的关系。类用分了上中下区域的长方形表示,上部区域用黑体字表示类的名字,中部区域标志类的属性,下方区域标志类的行为［2］。一个系统中一般存在若干个类图。构造类图的步骤［2］：研究分析问题领域，确定系统的需求；确定类，明确类的含义和职责，确定属性和操作；绘制类图并增加相应的说明。自动售货系统中涉及到的类很多,各种类之间存在相互协作关系。以售货机类、金额计算器类、存量计算器类、退币杆类、顾客类、选择钮类为例说明类之间的关系。系统类图如图2所示。图2自动售货机系统对象图2.4系统动态模型图动态模型用来描述系统的动态行为，显示对象在系统运行期间不同时刻的动态交互，在uml中，采用时序图、协作图、状态图和活动图来建立动态模型。在系统分析和设计中对主要的用例和对象绘制这些图形，以便分析系统的动态特性和行为。状态图用来描述一个特定对象的所有可能状态及引起其状态转移的事件。一个状态图包括一系列的状态以及状态之间的转移［3］。下图3给出了自动售货机在不同操作时所能到达的状态。图3自动售货机系统的状态图3系统构造与测试在构造或程序设计阶段，把设计阶段的类转化成某种面向对象程序设计语言代码，再完成了自动售货机系统当前开发周期的设计类图后，我们就获得了生成领域层对象定义的足够细节信息。将设计映射到代码时，面向对象的程序设计语言的实现要编写类的定义及方法的定义，在程序设计阶段，仍然要做许多决定，改变设计和不断地调查研究，在理想情况下，总体地结构和主要的设计决定在编码阶段之前就应该被完成。对系统的测试方法比较多，不同的测试小组使用不同的uml图作为他们工作的基本单元，测试使用类图和类的规格说明，系统测试实现用例图来确认系统的行为符合这些图中的定义。对于自动售货机系统来说，对其进行uml系统建模是核心工作，界面和后期调试维护的环节同样重要，限于篇幅，不在此做详细论述。4总结以上简单地说明了怎样采用uml进行建模来协助开发自动售货机系统。uml能够为整个开发过程提供灵活性及易读性，显示出其较强大的能力。uml融合了各种面向对象的建模语言的优点，具有十分广阔的应用前景。从上面的分析可以看到采用标准建模语言uml及支持它的工具来帮助理解用户需求以及进行系统设计，可以大大提高应用程序的开发效率。希望通过自动售货机系统的普遍应用为人们提供更加方便快捷的服务。参考文献［1］华冠萍.浅述uml及其应用［j］.电脑知识与技术,2006(3).［2］刁成嘉.面向对象技术导论（系统分析与设计）［m］.北京：机械工业出版社,2004.［3］吴建，郑潮，汪杰.uml基础与rose建模案例［m］.北京：人民邮电出版社，2004.