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基于UML的图书管理系统分析与设计
作者：唐红杰
来源：《软件工程师》2014年第11期
摘 要：图书管理系统是信息化时代有效管理图书的重要手段，根据不同的权限，读者、管理员、系统管理员可以完成各自的操作。文中借助UML技术对图书管理系统进行了面向对象分析与设计，在需求分析阶段给出了系统用例图，在类设计阶段给出了系统类图，在交互性设计阶段给出了借书时序图。
关键词：图书管理系统；UML；分析；设计 中图分类号：TP311.5 文献标识码：A 1 引言（Introduction）
随着信息技术的飞速发展，电子化的管理方法逐步取代了传统的手工管理方法，图书的信息化管理系统成为提高图书馆工作效率，有效管理图书的重要手段[1]。基于此，本文借助UML技术，对图书管理系统进行了分析和设计。 2 需求分析（Requirement analysis） （1）分析系统参与者
遵循识别参与者的方法，可以分析出“图书管理系统”中的参与者有：Administrator（系统管理员）、Librarian（图书管理员）、Reader（读者）[2]。 Administrator：通过使用系统进行用户管理。
Librarian：通过使用系统进行读者管理、图书管理、借阅管理等。 Reader：通过使用系统进行读者信息查询、预订图书、取消预订等。 （2）分析系统用例
针对分析出的系统主要参与者（系统管理员、图书管理员、读者），可以分析出“图书管理系统”中主要用例包括：Manage User（用户管理）、Manage Book（图书管理）、Manage Reader（读者管理）、Borrow-Lend（借阅管理）等[3]，详细说明如下。 Manage User：完成系统用户的增加、删除、修改、查询等功能。
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Manage Book：完成基本信息设置（图书类型设置、借阅种类设置）和图书信息管理（图书信息设置、图书信息查询）功能。
Manage Reader：完成读者办证、读者信息查询、读者证挂失功能。
Borrow-Lend：完成借书、还书、续借、超期罚款、图书预订、取消预订、图书挂失等功能。
用例图是需求分析阶段主要采用的UML图示[4]。根据以上分析，借助Rational Rose工具绘制出“图书管理系统”用例图，如图1所示。 图1 系统用例图
Fig.1 System use-case diagram 3 类设计（Design of class）
在“图书管理系统”的用例图中已经知道，系统需要为每个读者建立一个账户，并给读者发放读者证（读者证可以提供读者证号、读者姓名），账户中存储读者的个人信息、借阅信息以及预订信息等[5]，持有读者证的读者可以借阅书刊、返还书刊、查询书刊信息、预订书刊并取消预订。
在借阅书刊时，需要输入所借阅的书刊名、书刊的ISBN号，然后输入读者的读者证号和读者姓名，完成后提交所填表格，系统验证读者是否有效。若读者有效，借阅请求被接受，系统查询读者所借阅的书刊是否存在，若存在，则读者可借出书刊，系统记录借阅记录；如果读者所借书刊已被借出，读者还可预订该书刊。读者如期还书后，系统清除借阅记录，否则需缴纳罚金。
同时，以上部分操作可能还需要系统管理员和图书管理员进行参与。
结合以上分析，遵循前面叙述的识别类的方法，暂时可以识别出“图书管理系统”中的类有：Admin、Administrator、Librarian、Reader、ReaderType、Book、BookType、Borrow、BorrowType、Store、Reserve、Fine，其详细说明见表1，类之间的关系详见图2。 表1 “图书管理系统”中的类
Tab.1 Classes of “book management system” 序号 类名称 类说明 1 Admin 抽象出来的管理员
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2 Administrator 进行系统管理的管理员
3 Librarian 进行读者管理、图书管理、借阅管理的图书管理员 4 Reader 读者基本信息 5 ReaderType 读者类别信息 6 Book 图书基本信息 7 BookType 图书类别信息 8 Borrow 读者借阅图书信息 9 BorrowType 读者借阅类型信息 10 Store 图书在图书馆中的存放位置信息 11 Reserve 读者预订图书信息 12 Fine 读者罚款信息 图2 实体类及其关系
Fig.2 Entity classes and relations
以上各个类默认情况下都属于实体类，可以参照绘制实体类的方法绘制系统的边界类和控制类。接下来依次添加Main、SystemManage、ReaderManage、BookManage、BorrowManage、FineManage等边界类，如图3所示。 图3 边界类及其关系
Fig.3 Boundary classes and relations 4 交互性设计（Interactive design）
以“借书”场景为例，使用Rational Rose工具实现“BorrowBook”时序图如图4所示。 图4 “BorrowBook”时序图
Fig.4 “BorrowBook”sequence diagram 该时序图中涉及到的对象说明如下：