UML

实验指导书

目录

实验一  UML建模基础... 3

实验二 用例图... 4

实验三 UML类图... 8

实验四 对象图... 10

实验五  包图... 11

实验六 状态图... 13

实验七  活动图... 17

实验八  时序图与协作图... 18

实验九 组件图... 22

实验一  UML建模基础

[实验目的和要求]

1、    熟悉UML建模工具Rational Rose的基本菜单及操作。

2、    掌握UML的三大组成部分及各部分作用。

3、    掌握UML规则和相关机制。

4、    掌握UML的可见性规则和构造型的作用。

[实验内容和步骤]

1、    练习使用建模工具建立各种UML图形，并对图形进行相应编辑和修改。

2、    认识各种UML关系及可见性符号，并用工具表示出来。

[分析与讨论]

１、总结UML在软件工程中的作用以及使用UML建模的必要性。

实验二 用例图

[实验目的和要求]

１、  掌握用例的概念。

２、  掌握UML用例图的组成、作用以及使用场合。

３、  掌握用例与用例之间的各种关系。

４、  学习针对具体场景使用用例图进行分析说明的方法。

５、  掌握用例描述的概念和基本结构，以及用例描述的作用。

[实验内容和步骤]

１、  什么是用例，什么是场景？用例和场景之间的关系是怎样的？

２、  用例图中有哪些组成元素？在UML中是如何表示的？

３、  用例与用例之间的包含关系、扩展关系和泛化关系各代表什么含义？它们之间有何区别？对以上三种关系各举一例，画出用例图，并进行说明。

４、  为了满足物业中介行业的信息化要求，甲公司基于详尽的需求调研与分析，准备研发一套符合市场需要的、实用的信息管理系统。主要将实现客户资料信息管理、客户委托（出租、出售、租赁、购买）信息管理、业务线索生成与管理、房源状态自动更新、权限管理、到期用户管理、房源组合查询等功能。该公司小王，通过多次的与潜在客户的交流与沟通，完成了最初的用例模型的开发，下是一个用例模型的局部：

小李认为该模型不符合“用例建模”的思想，存在明显的错误。请用200字以内说明错误所在，并说明应该如何修改。

５、   阅读下面的用例图，说明该图所表达的信息。

6、  下图是一个描述保险商务系统的简单用例图。根据该用例图回答问题。

a) “签订保险单”用例可能涉及到哪几个实体类？

b)  现实生活中签订保单的基本流程如下：客户提出购买需求，保险员根据客  户需求选择相应的保险服务，客户阅读保险条款，同意后打印保单样据，客户签字并支付保金，保单开始生效，保险员做相关系统纪录。如需要根据以上信息，请列举这个用例描述中可能存在扩展事件流。

c)  保单管理用例在实际开发过程中可以泛化出若干小用例，列出可能存在的子用例，并且说明这些用例和“保单管理”用例之间应该是什么关系？

7、在一个TelephoneSystem（电话系统）中，用户可以使用电话卡或对方付款两种办法来打电话。

1）请画出表示该场景的用例图。

2）在前图的基础上，继续画出可能存在的包含用例和扩展用例。

[分析与讨论]

１、  总结用例图的重要作用，讨论并指出哪些场合下可以使用用例图。

２、  讨论用例分析技术和结构化分析之间的关系和区别。

３、  在使用用例图的时候应该如何划分用例，应注意哪些问题？

４、  继续分析类图实验中网上书店实例，画出系统的用例图。

实验三 UML类图

[实验目的和要求]

１、        掌握类的定义，类的3要素，UML中类的表示方法。

２、        掌握类与类之间的各种关系代表的含义及表示方法。

３、        实体类，边界类，控制类，关联类的概念和表示方法。

４、        接口和抽象类的概念和表示方法。 类的多重性关系。

５、        对一个类图进行相关的描述。

[实验内容和步骤]

１、  简述类的定义，以及类的三要素

２、  类的属性和方法的可见性有哪些？UML中如何表示？

３、  已知三个类A.B和C.其中类A由类B的一个实类和类C的1个或多个实类构成.请画出能够正确表示类A,B和C之间关系的UML类图.

４、  根据以下描述画出类图，并注明多重性关系：一个学生可以选修多门课程，也可能没有任何课程；一门课程可以被多个学生选修；一个老师可以教多门课程或者不教课；每门课程至少有一个老师，也可以有多个老师任教；每门课程可以有0或1本教材，每本教材只能用于一门课程。

５、  现有一系统需要对商品进行管理，包括添加，删除商品，修改商品信息三项功能，画出系统类图。（商品信息包括商品编号，商品名称，价格，生产厂商等）

６、  如果现在系统需求发生变化，需要能够对损坏商品进行打折，以及可以按照商品的颜色和外形进行查询，则系统类图应该如何修改？

７、  根据下面的代码画出Invoice类的类图，要求标明各属性的类型和可见性以及类方法。

public class Invoice

{

public double amount;

public Date date = new Date();

public string customer;

public string specification;

public string administrator = “unspecified”;

static private int number_of_invoices()=0;

public invoice（）；

{

number_of_invoices++；

}

public void print（）

{

System.out.println("The number of invoices is”+ int number_of_invoices);

}

}

８、  下图是一个仓库管理系统的类模型局部，其中IncomeOrder是指入库单，OrderItem是指入库中的每一项，Product则是产品信息。请指出模型中的错误，说明原因并改正类图。

[分析与讨论]

１、  讨论类图在建模过程中的重要作用。

２、  总结在设计绘制类图的过程中应注意哪些问题。

实验四 对象图

[实验目的和要求]

１、  掌握对象的概念，对象的三大特征，对象的表示方法。

２、  掌握类与对象的关系。

[实验内容和步骤]

１、  什么是对象，对象的三大特征是什么？

２、  UML中对象的表示方法有哪些？

３、  在下图中最上面的对象的名称是什么？该图表示的意思是什么？请绘制出与其相应的类图。

４、  说明对象图的适用场景以及它的优缺点。

[分析与讨论]

１、  思考类与对象之间的关系是怎样的？各举几个实例，说明哪些是类，哪些是对象。

２、  思考在具体场景中应该如何区分类与对象。

３、  找一段源程序，并绘制出与其相应的对象图。

实验五  包图

[实验目的和要求]

１、  掌握UML包的概念和作用。

２、  掌握包与包之间的各种依赖关系的区别。

３、  掌握建立包与包之间依赖关系的方法。

４、  掌握建立包图过程中需遵循的原则。

[实验内容和步骤]

１、  包属于UML中的何种事物？有何作用？

２、  UML中包的表示方法有哪几种？

３、  包与包之间存在哪几种关系？

４、  包与包之间的依赖关系有何特点？

５、  如何避免包与包之间出现循环依赖关系？各举一例。

６、  建立包图应注意哪些问题？

７、  根据下图判断下面哪句话正确的说明了包之间的依赖关系。

A）    对Package1包中的元素做了修改后，需检查Package2包中的元素和Package3包中的元素是否要做相应修改。

B）    对Package1包中的元素做了修改后，需检查Package2包中的元素是否需要做相应修改，如果是，则需继续检查是否Package3包中元素也要做相应修改。

C）    对Package3包中的元素做了修改后，需检查Package2包中的元素是否需要做相应修改，如果是，则需继续检查是否Package1包中元素也要做相应修改。

D）    对Package3包中的元素做了修改后，需检查Package2包中的元素和Package1包中的元素是否要做相应修改。

８、  下面包图设计中是否存在问题？应如何改进。

[分析与讨论]

１、结合一个具体例子，分析UML建模过程中包图所起的作用。

实验六 状态图

[实验目的和要求]

１、  掌握状态的定义和组成部分。

２、  掌握UML中状态的表示方法。

３、  掌握转换的定义及转换的5要素。

４、  了解触发事件、监护条件、动作的定义。

５、  掌握阅读和绘制状态图的方法。

[实验内容和步骤]

１、  什么叫做状态？状态由哪五个部分组成？

２、  什么是转换？UML中转换的5要素是什么？

３、  触发事件是什么？可以具体分为哪些事件？

４、  改变事件和监护条件有何异同？

５、  什么叫做转换？转换可以分为哪几种？

６、  状态和对象的关系是怎样的？ 下面描述中哪些是对象，哪些是状态？

支票已付

汽车停在那儿

小王正在工作

７、  说出下面状态的状态名和各种转换、事件。

８、  说出下面状态图所表达的信息。

９、  说出下面状态图所表达的信息，并指出蓝色部分代表的含义。

10、根据下面状态图回答问题。

、

上图是一个表示电梯系统的状态图，该系统中Controller类和Motor类的详细定义如下图所示：

根据类图，完成上面状态图中A,B,C,D,E,F处的内容。

11、 某销售POS机工作流程如下：当客户到收银台后，收银员逐一输入用户购买的商品，然后计算总金额，等待用户付款，确定支付成功之后，完成收银，等待下一个用户。请为其画出对应的状态图。

[分析与讨论]

１、          讨论思考状态图在UML建模中可以起到什么样的作用。

２、  思考什么样的情况下适合引入状态图进行建模。

实验七  活动图

[实验目的和要求]

１、  掌握活动的概念以及表示方法。

２、  掌握活动图中个元素表示的意义和表示方法。

３、  掌握分支、监护条件、分岔、汇合和泳道的概念。

４、  掌握阅读和绘制活动图的方法。

５、  掌握UML的可见性规则和构造型的作用。

[实验内容和步骤]

１、   什么是活动？UML中如何表示活动？

２、   活动图中包括哪些元素？分别如何表示？

３、   分岔和分支有什么区别,分别适用于什么样的建模目标？

４、   活动图中监护条件和改变时间分别有何作用？两者间的区别是什么？

５、   说明下面活动图所表达的信息。

６、   用活动图表示for（i=0；i<9;i++）循环。

７、    

８、   对于如下图所示的活动图，最大可能的并发线程数是几个？

[分析与讨论]

１、  总结UML在软件工程中的作用以及使用UML建模的必要性。

２、  分小组讨论利用“支付宝”进行网上购物的活动过程，并画出活动图，关于支付宝的相关说明可以登录http://www.alipay.com/查看。

３、  针对前面的网上书店系统，画出用户购书，商家发货等过程的活动图。

实验八  时序图与协作图

[实验目的和要求]

１、  掌握时序图与协作图的概念及作用。

２、  掌握UML中静态图形和动态图形的区别和联系。

３、  掌握UML时序图与协作图的基本图形，了解它们各自的组成元素、特定作用和适用场合。

４、  重点掌握时序图的画法以及其中元素所代表的意义。

[实验内容和步骤]

1、    UML中的时序图与协作图之间各有什么区别和联系？

2、    在顺序图和协作图中，应如何表示“循环”，“判断”等结构？

3、    什么是消息？消息在交互中扮演什么角色？

4、    交互图中有哪几种消息？它们之间具体有何分别？应如何表示？

5、    已知某一个用例实现的类图如下，下面四个选项中的时序图（图中省略了消息编号、名称和返回消息），画出一个能和该类图对应的时序图。

6、 假设有一系统得协作图局部如图所示，print方法的功能是将传入的参数的值打印在屏幕上，fact方法是计算阶乘，如果test的初值为1，那么最终将打印出什么？（写出计算过程）

[分析与讨论]

１、        讨论并总结在建模过程中运用交互图的重要作用及意义。

２、    继续前面的网上书店实例，为该实例中涉及的系统交互设计交互图。

上图是购物网站的“编辑购物车”用例中的部分的类图

用例描述：

基本事件流：

用户在Shopping Cart页面上修改购物车中商品数量，然后单击Update按钮。系统存储新的数量，然后计算并显示该商品的新价格。

用户单击Continue Shopping按钮。系统将控制权返回给浏览商品用例。

扩展事件流：

用户将商品数量改为0，则系统从购物车中删除该商品

用户点击Delete 按钮，系统从购物车中删除该商品

用户点击Check Out按钮，系统将控制权转到结账用例。

用户点击Clear Cart按钮，系统将购物车内所有商品删除。

请根据给出的类图，在下面的顺序图上画出“编辑购物车”用例内各个事件流（注意消息和类图提供的方法保持一致）。

实验九 组件图

[实验目的和要求]

１、          掌握组件的概念，了解引入组件的原因。

２、          掌握组件的要素，组件和类的比较。

３、          掌握UML中组件的表示方法。

４、          掌握阅读和绘制组件图的方法。

５、          了解组件图的应用。

[实验内容和步骤]

１、          什么是组件？组件有何作用？

２、          组件的要素是什么？

３、          组件和类的关系是怎样的？它们有何异同之处？

４、          UML中组件有哪些表示方法，分别代表什么含义？

５、          组件中的接口有哪些？分别如何表示？

６、          在一张基本组件图中，组件之间最常见的关系是什么？

[分析与讨论]

１、 讨论组件图适用于哪些建模需求。

第二篇：Metal tensile test 金属拉力测试 实验报告 英语

Metal Tensile Test

1. The purpose:

① Measure the yield limit, the ultimate strength, the elongation fracture of low carbon steel.

② Measure the ultimate strength of cast-iron.

③ Observe the phenomena when low carbon steel and cast-iron are pulling, work out the curve that the deformation changing with the outer force(F-△L curve).

2. The equipments and the instruments.

Universal material testing machine, screw micrometer.

3. Sample.

In this experiment, we choose “ten times sample”, which means Lo=10do.

4. The theory in this experiment.

① The experiment of pulling low carbon steel.

There are 4 stages in the deformation of low carbon steel: elastic stage, yield stage, intensive stage, local deformation stage. Ps is the minimum load in the second stage. And Pb is the load after which the sample comes to the 4th stage.

② The experiment of pulling cast-iron.

There is no yield stage in the test of cast-iron, when the load comes to the ultimate strength Pb, cast-iron will broken. And

we do not test the elongation of cast-iron.

5. Procedure.

① Measure the size of low carbon steel.

Measure the diameter this sample, calculate the original sectional area of this sample. Ao=πdo2/4. And Lo=100mm.

② Measure the size of cast-iron.

Measure the diameter “do” of this sample, and then calculate the original sectional area Ao.

③ Install samples.

④ Set up parameter.

⑤ Do the experiment.

Do the test about low carbon steel first, with the help of computer get the pulling curve, get the ultimate load and the yield load. When comes to the experiment about cast-iron, get the ultimate load only.

Get the diameters of the broken two samples.

⑥ End the experiment.

6. Final data processing.

All the data have three significant figures.

The mechanical properties of low carbon steel:

yield limit σs=Ps/Ao=0.296GPa

ultimate strength σb=Pb/Ao=0.426GPa

elongation δ=(L1-Lo)/Lo×100%=31.8%

sectional shrinkage ?=(Ao-A1)/Ao×100%=67.8%

Ao=πdo2/4; A1=πd12/4;

The mechanical properties of cast-iron:

ultimate strength σb=Pb/Ao =0.174GPa Ao=πdo2/4.

Questions:

1. The fracture of low carbon steel is uneven with gray color. However the fracture of cast iron is flatter than low carbon steel, and there is shinning crystals at the fracture.

The essential reason is that the crystal structure of these two materials is different, hence it is plastic deformation on low carbon steel and as cast iron is brittle material there is no plastic deformation on it.

2. The σs , σb for low carbon steel is the same as the true stress at yield stage. However when the steel rupture, the σs , σb is smaller than the true ones.

3. Low carbon steel is ductile material and cast iron is brittle material.

4. The percent elongation decreases when the length increases. This is because the elongation mainly occurs at the necking place. And the sectional shrinkage has nothing to do with gage length.