页数：75页文件大小：718.4 KB来源： 面向对象软件工程ppt课件
本课件以模拟自动柜员机系统为完整案例，演示用UML开发一个软件系统的全过程：先给出ATM的硬件组成与取款存款转账查询四类需求，再以用例图、系统启动与关闭、会话、交易四类顺序图和四类交易的合作图建立交互模型，随后用CRC卡逐一说明边界类、控制类与实体类的职责与协作者，给出完整类图、三个控制对象的状态图与包图，最后落到各类的详细设计与部分Java代码实现。
第八章 Developing ATM Example with UML（用 UML 开发 ATM 实例）：本章以模拟自动柜员机（ATM）系统为完整案例，演示从需求、用例、交互模型、分析类、类图、状态图到详细设计与代码实现的全过程。
ATM Requirements (1)（ATM 需求一）：待设计的软件将控制一台模拟的自动柜员机（ATM），该机具有：
ATM Requirements (2)（ATM 需求二）：ATM 必须能向客户提供以下服务：
ATM Requirements (3)（ATM 需求三）：
Use Case（用例）：本页以用例图给出 ATM 系统的执行者与用例，展示客户与系统之间的功能边界。客户可执行取款、存款、转账与查询四类交易，操作员负责系统的启动与停机。
System Startup Sequence Diagram（系统启动顺序图）：本页以顺序图展示 ATM 开机启动过程，包括自检、向操作员索取初始现金、与银行建立连接等消息序列。
System Shutdown Sequence Diagram（系统关闭顺序图）：本页以顺序图展示 ATM 关机过程，包括终止与银行的连接、进入停机状态等消息序列。
Session Sequence Diagram（会话顺序图）：本页以顺序图展示一次完整会话：插卡、读卡、输入 PIN、校验、选择交易类型、执行交易、退卡等消息序列。
Transaction Sequence Diagram（交易顺序图）：本页以顺序图展示一笔交易的执行过程：向客户获取交易细节、组装消息发往银行、等待银行响应、完成交易并打印凭条。
Withdrawal Transaction Collaboration（取款交易合作图）：本页以合作图展示取款交易中客户控制台、取款对象、出钞器、消息与凭条等对象之间的链接与消息传递。
Deposit Transaction Collaboration（存款交易合作图）：本页以合作图展示存款交易中客户控制台、存款对象、信封接收器、消息与凭条等对象之间的链接与消息传递。
Transfer Transaction Collaboration（转账交易合作图）：本页以合作图展示转账交易中客户控制台、转账对象、消息与凭条等对象之间的链接与消息传递。
Inquiry Transaction Collaboration（查询交易合作图）：本页以合作图展示查询交易中客户控制台、查询对象、消息与凭条等对象之间的链接与消息传递。
Invalid PIN Extension Collaboration（无效 PIN 扩展合作图）：本页以合作图展示 PIN 校验失败时的扩展处理：提示客户重新输入 PIN，超过限定次数后吞卡的交互过程。
Analysis Classes（分析类）：本页以图示方式列出 ATM 系统识别出的全部分析类，并按边界类、控制类与实体类三类组织，包括 ATM、CardReader、CashDispenser、CustomerConsole、EnvelopeAcceptor、Log、NetworkToBank、OperatorPanel、ReceiptPrinter、Session、Transaction 及其子类 Withdrawal、Deposit、Transfer、Inquiry，以及 Balances、Card、Message、Receipt、Status 等。
CRC 卡 —— Class ATM（Boundary/entity objects）：
CRC 卡 —— Class CardReader（Boundary/entity objects）：
CRC 卡 —— Class CashDispenser（Boundary/entity objects）：
CRC 卡 —— Class CustomerConsole（Boundary/entity objects）：
CRC 卡 —— Class EnvelopeAcceptor（Boundary/entity objects）：
CRC 卡 —— Class Log（Boundary/entity objects）：
CRC 卡 —— Class NetworkToBank（Boundary/entity objects）：
CRC 卡 —— Class OperatorPanel（Boundary/entity objects）：
CRC 卡 —— Class ReceiptPrinter（Boundary/entity objects）：
CRC 卡 —— Class Session（Control objects）：
CRC 卡 —— Abstract Class Transaction（Control objects）：
CRC 卡 —— Class Withdrawal（Control objects）：
CRC 卡 —— Class Deposit（Control objects）：
CRC 卡 —— Class Transfer（Control objects）：
CRC 卡 —— Class Inquiry（Control objects）：
CRC 卡 —— Class Balances（entity objects）：职责为 Represent account balance information returned by bank（表示银行返回的账户余额信息），含总余额与可用余额两部分。
CRC 卡 —— Class Card（entity objects）：职责为 Represent information encoded on customer's ATM card（表示客户 ATM 卡上编码的信息），主要是卡号。
CRC 卡 —— Class Message（entity objects）：职责为 Represent information to be sent over network to bank（表示通过网络发往银行的信息），包括消息码、卡号、PIN、流水号、转入转出账户与金额。
CRC 卡 —— Class Receipt（entity objects）：职责为 Represent information to be printed on a receipt（表示打印在凭条上的信息），含抬头部分、明细部分与余额部分。
CRC 卡 —— Class Status（entity objects）：职责为 Represent transaction status information returned by bank（表示银行返回的事务状态信息），可判断是否成功、是否为无效 PIN。
Class Diagram（类图）：本页给出 ATM 系统的完整类图，展示 ATM、Session、Transaction 及其四个子类 Withdrawal、Deposit、Transfer、Inquiry，以及各边界类 CardReader、CashDispenser、CustomerConsole、EnvelopeAcceptor、NetworkToBank、OperatorPanel、ReceiptPrinter、Log 与实体类 Card、Message、Balances、Status、Receipt 之间的关联、聚集与继承关系。
Statecharts for Control Objects: ATM（ATM 类的状态图）：本页给出 ATM 控制对象的状态图，包含关闭、空闲、服务于客户等状态，以及由开关状态与插卡事件触发的状态转移。
Statecharts for control objects: Session（会话类的状态图）：本页给出会话对象的状态图，包含读卡、读 PIN、选择交易、执行交易、退卡与终止等状态及其转移条件。
Statecharts for control objects: Transaction（交易类的状态图）：本页给出交易对象的状态图，包含获取交易细节、发往银行、无效 PIN、完成交易、打印凭条、询问是否再做一笔等状态及其转移。
Package Diagram（包图）：本页给出 ATM 系统的包结构，按物理设备层、ATM 控制层、事务层与银行业务层等划分包，并展示包之间的依赖关系。
Detail Design of Classes —— ATM 类的属性：
Detail Design of Classes —— ATM 类的操作：
Detail Design of Classes —— CardReader：属性 - atm: ATM；操作 + CardReader(atm: ATM)、+ readCard(): Card、+ ejectCard()、+ retainCard()。
Detail Design of Classes —— CashDispenser：属性 - log: Log、- cashOnHand: Money；操作 + CashDispenser(log: Log)、+ setInitialCash(initialCash: Money)、+ checkCashOnHand(amount: Money): boolean、+ dispenseCash(amount: Money)。
Detail Design of Classes —— CustomerConsole：操作 + CustomerConsole()、+ display(message: String)、+ readPIN(prompt: String): int throws Cancelled、+ readMenuChoice(prompt: String, menu: String[]): int throws Cancelled、+ readAmount(prompt: String): Money throws Cancelled。
Detail Design of Classes —— EnvelopeAcceptor：属性 - log: Log；操作 + EnvelopeAcceptor(log: Log)、+ acceptEnvelope() throws Cancelled。
Detail Design of Classes —— Log：操作 + Log()、+ logSend(message: Message)、+ logResponse(status: Status)、+ logCashDispensed(amount: Money)、+ logEnvelopeAccepted()。
Detail Design of Classes —— NetworkToBank：属性 - log: Log、- bankAddress: InetAddress；操作 + NetworkToBank(log: Log, bankAddress: InetAddress)、+ openConnection()、+ closeConnection()、+ sendMessage(message: Message, out balances: Balances): Status。
Detail Design of Classes —— OperatorPanel：属性 - atm: ATM；操作 + OperatorPanel(atm: ATM)、+ getInitialCash(): Money。
Detail Design of Classes —— ReceiptPrinter：操作 + ReceiptPrinter()、+ printReceipt(receipt: Receipt)。
Detail Design of Classes —— Session：属性 - atm: ATM、- pin: int、- state: int，以及 READING_CARD_STATE、READING_PIN_STATE、CHOOSING_TRANSACTION_STATE、PERFORMING_TRANSACTION_STATE、EJECTING_CARD_STATE、FINAL_STATE 六个 final int 状态常量；操作 + Session(atm: ATM)、+ performSession()、+ setPIN(int pin)。
Detail Design of Classes —— Transaction 类的属性：
Detail Design of Classes —— Transaction 类的操作：
Detail Design of Classes —— Withdrawal：属性 - from: int、- amount: Money；操作 + Withdrawal(atm: ATM, session: Session, card: Card, pin: int)、# getSpecificsFromCustomer(): Message throws Cancelled、# completeTransaction(): Receipt。
Detail Design of Classes —— Deposit：属性 - to: int、- amount: Money；操作 + Deposit(atm: ATM, session: Session, card: Card, pin: int)、# getSpecificsFromCustomer(): Message throws Cancelled、# completeTransaction(): Receipt throws Cancelled。
Detail Design of Classes —— Transfer：属性 - from: int、- to: int、- amount: Money；操作 + Transfer(atm: ATM, session: Session, card: Card, pin: int)、# getSpecificsFromCustomer(): Message throws Cancelled、# completeTransaction(): Receipt。
Detail Design of Classes —— Inquiry：属性 - from: int；操作 + Inquiry(atm: ATM, session: Session, card: Card, pin: int)、# getSpecificsFromCustomer(): Message throws Cancelled、# completeTransaction(): Receipt。
Detail Design of Classes —— AccountInformation：+ ACCOUNT_NAMES: final String[]、+ ACCOUNT_ABBREVIATIONS: final String[]，分别给出菜单中显示的账户名称与凭条上打印的账户缩写。
Detail Design of Classes —— Balances：属性 - total: Money、- available: Money；操作 + Balances()、+ setBalances(total: Money, available: Money)、+ getTotal(): Money、+ getAvailable(): Money。
Detail Design of Classes —— Card：属性 - number: int；操作 + Card(number: int)、+ getNumber(): int。
Detail Design of Classes —— Message 类：消息码常量 + WITHDRAWAL、+ INITIATE_DEPOSIT、+ COMPLETE_DEPOSIT、+ TRANSFER、+ INQUIRY: final int；属性 - messageCode: int、- card: Card、- pin: String、- serialNumber: int、- fromAccount: int、- toAccount: int、- amount: int。
Detail Design of Classes —— Message 类的操作：+ Message(messageCode: int, cardNumber: Card, pin: int, serialNumber: int, fromAccount: int, toAccount: int, amount: Money)、+ toString(): String、+ setPIN(pin: int)、+ getMessageCode(): int、+ getCard(): Card、+ getPIN(): String、+ getSerialNumber(): int、+ getFromAccount(): int、+ getToAccount(): int、+ getAmount(): Money。
Detail Design of Classes —— Money：属性 - cents: long；操作 + Money(dollars: int)、+ Money(dollars: int, cents: int)、+ Money(toCopy: Money)、+ toString(): String、+ add(amountToAdd: Money)、+ subtract(amountToSubtract: Money)、+ lessEqual(compareTo: Money): boolean。
Detail Design of Classes —— Receipt：属性 - headingPortion: String[]、# detailsPortion(): String[]、- balancesPortion: String[]；操作 # Receipt(atm: ATM, card: Card, transaction: Transaction, balances: Balances)、+ getLines(): Enumeration。
Detail Design of Classes —— Status：操作 + toString(): String、+ isSuccess(): boolean、+ isInvalidPIN(): boolean、+ getMessage(): String。
Code（代码）—— 包 banking 中的 Card 类：
Code —— 包 banking 中的 AccountInformation 类：该类的静态成员包含银行所提供账户的信息，实际与银行通信使用账户类型编号（例如 0 表示列出的第一类账户）。
Code —— 包 banking 中的 Balances 类：public class Balances { public Balances() {} public void setBalances(Money total, Money available) { this.total = total; this.available = available; } public Money getTotal() { return total; } public Money getAvailable() { return available; } private Money total; private Money available; }
Code —— 包 atm.physical 中的 CashDispenser 类：构造方法中将 cashOnHand 初始化为 new Money(0)；setInitialCash 设置初始现金；checkCashOnHand 用 amount.lessEqual(cashOnHand) 判断现金是否充足；dispenseCash 先扣减现金，再调用 Simulation.getInstance().dispenseCash(amount) 出钞，并调用 log.logCashDispensed(amount) 记录日志。
Code —— 包 atm.physical 中的 CardReader 类：readCard() 返回 Simulation.getInstance().readCard()；ejectCard() 调用 Simulation.getInstance().ejectCard()；retainCard() 调用 Simulation.getInstance().retainCard()；私有成员 private ATM atm; 由构造方法注入。
Code —— 包 atm.transaction 中的 Inquiry 类：public class Inquiry extends Transaction，构造方法调用 super(atm, session, card, pin)。
Executable（可执行系统）：本页展示 ATM 仿真程序可执行版本的运行结果界面，用于验证前面分析与设计模型的正确性。
Executable（可执行系统）：本页继续展示 ATM 仿真程序可执行版本的运行画面。
Executable（可执行系统）：本页继续展示 ATM 仿真程序可执行版本的运行画面。
Summary（本章小结）：Analysis and Design Process with UML（使用 UML 的分析与设计过程）：
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