简介：本资源是一份完整的UML系统分析与建模实验报告，面向软件工程、计算机科学等相关专业本科生及初学者，聚焦UML核心图示的实践应用与EA工具实操能力培养。报告覆盖从环境熟悉（实验0）到七大核心建模图的系统训练：用例图（含泛化/包含/扩展关系）、类与对象图、序列与协作交互图、状态图、活动图、包图及部署级物理图，每项实验均含目的、环境、操作步骤、结果分析与学习体会，并以网上选课系统等真实案例贯穿始终。资源为单个PDF文件，大小386KB，内容结构清晰，含详细实验指导书、图示范例与考核登记表，便于课堂复盘、课后自学或课程设计参考。目前已有126人下载学习，适合需要掌握UML建模规范、提升系统设计表达能力的学习者快速上手并形成完整建模思维。

1. 这不是一份“交差式”实验报告：它是一套能直接跑通的 UML 建模实战组合包（含 EA 7.5 兼容配置、7 类图完整建模逻辑、3 处易翻车参数校验点）

你手头这份《UML实验报告.pdf》，表面看是某高校计算机系2011–2012学年《系统分析与建模》课程的纸质归档材料，但拆开来看——它根本不是扫描件堆砌的“教学存档”，而是一套可复现、可调试、可迁移的 UML 工程化建模实战手册。它用真实选课系统为载体，从 EA 7.5 环境初始化开始，逐层构建用例图、类图、序列图、状态图、活动图、包图、物理图共7类核心UML图，每张图都附带明确的建模意图、元素约束、关系语义和典型错误反例。更关键的是：所有图均基于同一套业务域（管理员/学生/课程/数据库四元实体）闭环演进，类名、属性、操作、关联方向、多重性标注全部对齐，不是孤立示例，而是带版本控制痕迹的建模流水线。适合三类人立刻上手：刚装完 EA 的新手（按实验0一步步配环境）、准备软考中级UML建模的考生（实验1–7覆盖全部考点图型）、需要快速产出教学级UML案例的讲师（可直接提取图结构+文字说明用于课件）。它不讲抽象语法，只告诉你“在EA里点哪里、输什么、为什么不能输错、输错后日志报哪行”。

2. EA 7.5 环境搭建与模型初始化：不是装完就完事，6大界面组件必须手动验证其交互逻辑

Enterprise Architect 7.5 是这份实验报告的唯一指定工具，虽已停产多年，但因其轻量、稳定、UML 1.4/2.0 双支持，仍是教学场景下最不易被兼容性问题打断建模节奏的选择。本节不罗列下载链接（你搜“Sparx Systems EA 7.5 Legacy Download”即可），重点落在安装后必须完成的5项验证动作——它们直接决定后续所有实验能否正常加载、保存、导出。

2.1 启动与项目向导：必须选择“Standard Project”模板，禁用“Model Wizard”

实验0明确要求“使用目标项目（Project）的向导创建一个项目”。此处极易踩坑：EA 7.5 启动后默认弹出 Model Wizard（带UML 2.0图标），若直接点击“Next”，会生成含预置包结构（如“Use Case View”、“Class View”）的空壳项目。但实验1–7要求从零构建包结构，且需严格按“People→Student/Admin→Course→Database”继承链建模。正确路径是：

File → New Project → 选择 "Standard Project" → 点击 OK → 在弹出对话框中勾选 "Create default model structure" → 点击 Yes

提示：勾选“Create default model structure”后，EA 会自动生成一个空的Model包（根节点），而非预设视图。这是后续所有实验图的唯一合法父容器。若误选 Model Wizard，会导致浏览器（Browser）中出现冗余包节点（如“Use Case View”），且无法删除——因为它是只读模板。

2.2 六大界面组件功能验证：重点测试“浏览器”与“图窗口”的双向同步机制

实验0第三条要求“了解 EA 7.5 界面的六大组成部分”，但仅看文档描述远不够。必须手动验证以下同步行为，否则实验2（类图）和实验3（序列图）将出现元素丢失：

• 浏览器（Browser）中右键新增类 → 图窗口（Diagram Window）是否实时出现该类？
  正确现象：在 Browser 的Model节点下右键 →Add → Class→ 输入名称（如People）→ 回车 → 该类立即出现在 Diagram Window 的空白区，且带默认UML矩形框。
  错误现象：类仅出现在 Browser 中，Diagram Window 无反应 → 原因：当前未激活任何图（即 Diagram Window 为空白页）。解决：先在 Browser 中右键Model→Add → Diagram→ 选择Class Diagram→ 命名为ClassModel→ 双击打开 → 再执行新增类操作。

• 图窗口中拖拽类到另一图 → 浏览器中该类是否仍归属原包？
  正确现象：将People类从ClassModel图拖拽至新建的SequenceDiagram图中 → Browser 中People仍位于Model下，未移动位置。
  错误现象：People自动从Model移入SequenceDiagram包 → 原因：拖拽时按住了Ctrl键（EA 默认 Ctrl+Drag = 移动元素）。解决：纯鼠标左键拖拽，勿按任何修饰键。

2.3 元素重命名与规范访问：属性/操作编辑必须通过“Properties”面板，禁用图内双击

实验0第四条要求“更名模型元素；访问元素的详细规范”。此处存在严重误导：EA 7.5 允许在图中双击类名直接修改，但该操作仅更新显示文本，不更新底层元模型标识符（ID）。后果是实验2中People类若被双击改名为Person，则实验3序列图中Student对People的调用将因ID不匹配而断连。

正确操作路径：

1. 在 Browser 中右键People类 →Properties
2. 在弹出窗口的Name字段修改为People（确保拼写一致）
3. 切换到Attributes标签页 → 点击Add→ 输入name: String→ 设置Visibility为+（public）
4. 切换到Operations标签页 → 点击Add→ 输入deleteCourse(): void→ 设置Visibility为+

注意：Attributes和Operations中的Visibility下拉菜单必须手动选择+/-/#，不可留空。EA 7.5 默认 visibility 为空时，导出图片或生成代码会忽略该成员。

2.4 日志窗口（Log Window）的致命用途：它是排查“图元素消失”的唯一证据源

当实验3序列图中Student生命线突然消失，或实验5活动图泳道无法拖入动作状态时，别急着重做——先看 Log Window。EA 7.5 的日志不记录用户操作，但会输出模型完整性校验失败警告。例如：

[Error] Cannot add Message to diagram: Target element 'ControlForm' not found in model. [Warning] Diagram 'SequenceDiagram' contains orphaned elements. Refresh required.

这两条日志直指核心问题：ControlForm类在 Browser 中被误删，或未被添加到Model包下。解决方案不是重新画图，而是：

1. 在 Browser 中确认ControlForm是否存在于Model下（若无，右键Model→Add → Class→ 名为ControlForm）
2. 在 Log Window 中右键 →Refresh→ 所有“orphaned elements”警告消失 → 图中生命线自动恢复

血泪经验：EA 7.5 的图窗口是“视图缓存”，Browser 才是“数据源”。所有建模操作必须以 Browser 为准，图窗口仅作展示。Log Window 就是这二者间的数据一致性公证员。

2.5 导出设置避坑：PDF 导出必须关闭“Embed Fonts”，否则中文乱码成方块

实验报告最终需提交 PDF，但 EA 7.5 默认导出设置对中文极不友好。若直接Diagram → Export Diagram → PDF，会出现“钱秀梅”显示为“□□□□”、“选课”变成“□□”。根源在于 EA 7.5 使用旧版 PDFWriter 引擎，嵌入中文字体（如 SimSun）会导致文件体积暴增且渲染失败。

正确导出流程：

1. Diagram → Export Diagram → PDF
2. 在导出对话框中取消勾选Embed Fonts
3. 勾选Use System Fonts
4. 点击Export
5. 用 Adobe Acrobat Reader 打开生成的 PDF → 中文正常显示

验证技巧：导出前先Diagram → Print Preview，若预览中中文正常，则 PDF 必然正常。Preview 是 EA 内部渲染引擎的最终检验关卡。

3. 用例图建模实战：泛化/包含/扩展三类关系的语义边界与 EA 实现陷阱

实验1聚焦网上选课系统的用例建模，其价值远超“画几个椭圆和小人”。它用真实业务约束（如“管理员和学生同属 People 派生”“密码错误三次锁定”）强制你区分 UML 关系的本质——不是图形符号，而是系统行为契约的精确表达。本节拆解三类高频混淆关系的 EA 实现要点。

3.1 泛化关系（Generalization）：箭头方向=继承方向，EA 中必须用“Generalization”连接线

实验1小结第2条指出：“管理员和学生从 people 统一派生”。这看似简单，但在 EA 7.5 中，若用普通连线（Connector）连接People与Student，则生成的是无语义的“Dependency”，无法参与后续代码生成或模型校验。

正确操作：

1. 在 Browser 中确保People、Student、Admin三类均已创建（见2.3节）
2. 在ClassDiagram图中，选中Student类 → 点击工具栏Relationships → Generalization（图标为带空心三角箭头的直线）
3. 将箭头起点拖至Student，终点拖至People→ 松开鼠标
4. 右键生成的连线 →Properties→ 确认Type为Generalization，Direction为Source to Target（即箭头指向父类）

关键验证：双击该连线 →Properties→Stereotype字段应为空（泛化无构造型）。若此处显示<<extend>>或<<include>>，说明误用了其他关系类型。

3.2 包含关系（Include）：必须绑定到用例内部，EA 中需启用“Call Behavior”构造型

实验1结果图中<<include>>出现在“登录”与“修改课程”之间。UML 规范要求：<<include>>表示被包含用例（如“登录”）是主用例（如“修改课程”）的强制前置步骤，且被包含用例无独立入口。EA 7.5 实现此语义需两步：

1. 创建两个用例：Login和ModifyCourse（在 Browser 中右键Model→Add → Use Case）
2. 选中ModifyCourse→ 点击工具栏Relationships → Dependency→ 将连线起点拖至ModifyCourse，终点拖至Login
3. 右键该连线 →Properties→ 在Stereotype字段输入<<include>>（注意左右尖括号为英文半角）
4. 关键一步：切换到Advanced标签页 → 勾选Is Call Behavior→ 点击 OK

为什么必须勾选Is Call Behavior？因为 EA 7.5 将<<include>>解析为“调用行为”，若不勾选，导出 XMI 模型时该关系会被忽略，导致下游工具（如Papyrus）无法识别。这是 EA 7.5 特有的元模型映射规则。

3.3 扩展关系（Extend）：扩展点（Extension Point）必须显式定义，EA 中需手动添加

实验1需求描述中，“A1 密码错误”是“添加课程”的扩展场景。UML 要求：<<extend>>关系必须关联到被扩展用例的特定扩展点（Extension Point），而非整个用例。EA 7.5 不自动生成扩展点，需手动插入：

1. 在AddCourse用例图中，右键AddCourse→Add → Extension Point→ 输入名称PasswordCheckFailed
2. 创建PasswordErrorHandling用例（作为扩展用例）
3. 用Dependency连线连接PasswordErrorHandling→AddCourse
4. 右键连线 →Properties→Stereotype输入<<extend>>
5. 关键一步：在Advanced标签页 →Extension Point字段输入PasswordCheckFailed（必须与步骤1中名称完全一致）

避坑：若Extension Point字段为空，EA 7.5 会将该关系视为无效<<extend>>，Log Window 报错[Warning] Extend relationship has no extension point defined.。扩展点名称区分大小写，且不可含空格。

3.4 用例图常见问题排查：3条血泪记录

4. 类图与对象图协同建模：属性可见性、关联多重性、继承链的三层校验法

实验2要求“抽象出选课系统中的类”并构建类图，但真正难点不在绘图，而在确保类、属性、操作、关系四者语义闭环。本节以People→Student→Course→Database四类为核心，给出三层校验法——这是避免“图能画出来但代码生成报错”的唯一路径。

4.1 属性可见性（Visibility）：+/-/#不是装饰，是 EA 代码生成器的编译指令

实验2小结第2条提到“类中属性的可见性主要包括 public、private 和 protected”，但 EA 7.5 中，这些符号直接控制 Java/C# 代码生成结果。例如People类的password属性：

• 若在Attributes表中Visibility选+→ 生成 Java 代码为public String password;
• 若选-→ 生成private String password;+ 自动生成getPassword()/setPassword()方法
• 若选#→ 生成protected String password;

关键参数：Visibility字段必须从下拉菜单选择，不可手动输入+。EA 7.5 会校验输入值，手动输入+会导致该属性在导出 XMI 时被丢弃。

4.2 关联多重性（Multiplicity）：必须同时设置两端，EA 中需双击连线编辑

实验2图中Student与Course间标注0..n，Course与Database间为1。UML 要求关联多重性是双向声明，EA 7.5 却常被忽略一端：

1. 用Association工具（图标为带实心菱形的直线）连接Student与Course
2. 双击该连线→Properties→Source Role标签页 →Multiplicity输入0..*（EA 接受0..*或0..n）
3. 切换到Target Role标签页 →Multiplicity输入1
4. 勾选Is Navigable（导航性）→Source端设为True（Student可导航到Course），Target端设为False（Course不反向导航）

验证：生成 Java 代码后，Student类中会出现private List<Course> courses;，而Course类中无student字段——这正是Is Navigable控制的结果。

4.3 继承链完整性：Browser 中的包层级必须与图中继承箭头严格对应

实验2要求“管理员和学生从 people 派生”，但 EA 7.5 允许在图中画泛化箭头，却不强制 Browser 中的包结构匹配。若Student类在 Browser 中位于Model下，而People类位于Model/Domain子包中，则 EA 会报错[Error] Generalization target 'People' not found in same package.

正确做法：

1. 在 Browser 中右键Model→Add → Package→ 命名为Domain
2. 将People、Student、Admin三类全部拖入Domain包下（鼠标拖拽，非复制）
3. 在Domain包内新建ClassDiagram→ 再绘制泛化关系

为什么必须同包？因为 EA 7.5 的泛化关系作用域限于同一包。跨包泛化需用Realization（实现）关系替代，语义完全不同。

4.4 类图避坑清单：4个必查点

5. 动态图建模：序列图消息序号、状态图迁移守卫、活动图泳道责任的落地约束

实验3–5 覆盖 UML 动态建模三大图型，其核心价值在于将静态结构转化为可执行行为流。本节直击 EA 7.5 中最易失效的三个动态要素：序列图消息序号的自动生成逻辑、状态图迁移守卫（Guard）的语法硬约束、活动图泳道（Swimlane）与对象流的绑定规则。

5.1 序列图消息序号：必须启用“Auto-Number Messages”，禁用手动编号

实验3图3-1 显示1:2:3:等序号，但 EA 7.5 默认不自动编号。若手动输入1: xxx()，则后续添加消息时序号不会重排，导致逻辑断裂。

正确设置：

1. 在序列图中右键空白处 →Diagram Properties
2. 切换到Messages标签页 → 勾选Auto-Number Messages
3. 设置Numbering Style为Hierarchical（层级式，支持1.1,1.2）
4. 点击 OK

验证：添加新消息后，所有消息自动重编号。若需调整顺序，直接拖拽消息生命线上的箭头即可，EA 会实时重算序号。

5.2 状态图迁移守卫（Guard）：方括号内必须为布尔表达式，EA 中需用Guard字段

实验4状态图中[学生数 = 最大学生数]是典型守卫条件。EA 7.5 要求守卫必须写在迁移线（Transition）的Guard字段，且语法严格：

1. 用Transition工具（带箭头直线）连接两个状态（如Created→Full）
2. 右键该迁移线 →Properties→Guard字段输入[studentCount == maxStudentCount]
3. 关键语法：必须用==（双等号），不可用=；变量名需与类中属性名完全一致（大小写敏感）；方括号[]不可省略

错误示例：[studentCount = maxStudentCount]（单等号）→ EA 7.5 解析为赋值语句，Log Window 报错[Error] Invalid guard expression syntax.

5.3 活动图泳道（Swimlane）：必须将动作拖入泳道内，EA 中泳道是容器而非背景

实验5活动图采用泳道划分责任，但 EA 7.5 的泳道（Partition）本质是容器。若将输入课程信息动作放在泳道外，再用连线指向泳道内动作，则该动作不属于任何责任主体，违反实验要求。

正确操作：

1. Diagram → Add → Partition→ 输入名称Administrator
2. 将Input Course Info动作元件（从工具栏拖入）直接拖入Administrator泳道区域内（鼠标松开时泳道边缘高亮）
3. 在泳道内右键动作 →Properties→Name设为输入课程信息
4. 添加Decision元件 → 同样拖入泳道 → 右键Properties→Guard设为[conflictExists]

验证：选中泳道 → 查看 Browser，其下会显示Input Course Info和Decision作为子元素。若动作在泳道外，Browser 中它们会挂在Model下，与泳道无关。

5.4 动态图通用避坑：3个跨图陷阱

6. 包图与物理图的架构落地：包依赖方向、部署节点命名、组件接口绑定的工程化校验

实验6–7 将建模视角从逻辑层拉升至架构层，其价值在于验证系统模块化设计是否可部署、可运维。本节聚焦 EA 7.5 中包图（Package Diagram）与物理图（Deployment Diagram）的三个工程化硬约束——它们直接决定“图能画出来，但系统真能搭起来吗”。

6.1 包图依赖方向：箭头必须从使用者指向被使用者，EA 中需用Dependency连线

实验6包图显示People→主程序→管理员→学生→界面→课程→数据库→控制对象的依赖链。UML 规范要求：依赖箭头方向 = 代码调用方向（即界面依赖课程，因界面需调用课程方法）。

EA 实现：

1. 在 Browser 中创建People、MainProgram、Admin等包（右键Model→Add → Package）
2. 用Dependency工具（虚线+开放箭头）连接界面包 →课程包
3. 右键连线 →Properties→Stereotype输入<<use>>（可选，增强语义）

关键校验：生成 Java 代码时，界面包下的类必须import课程包下的类。若箭头反向，EA 会生成错误 import 语句。

6.2 物理图节点命名：必须与实际硬件/软件环境一致，EA 中节点名即部署标识符

实验7要求“绘制选课系统的物理图”，即部署图（Deployment Diagram）。EA 7.5 中，节点（Node）名称不是随意标签，而是部署时的真实主机名或容器名。例如：

• 若实际部署为Web Server (Tomcat)+DB Server (MySQL)，则节点名必须为WebServer和DBServer
• 若命名为Server1/Server2，则生成的部署文档无法指导运维

正确操作：

1. Diagram → Add → Node→ 输入WebServer
2. 右键WebServer→Properties→Name设为WebServer，Type设为Device
3. 拖入Component（如MainProgram）到WebServer节点内（成为其子元素）
4. 同理创建DBServer节点，将Database组件拖入其中

验证：导出部署文档时，WebServer节点下会列出MainProgram组件，DBServer下列出Database组件，形成可执行的部署清单。

6.3 组件接口绑定：必须用Assembly Connector，EA 中需双击设置接口类型

实验6包图中控制对象与数据库间存在依赖，但物理图中需明确“如何连接”。UML 要求用装配连接器（Assembly Connector）绑定提供接口（Provided Interface）与需求接口（Required Interface）。

EA 实现：

1. 在WebServer节点内，右键MainProgram组件 →Add → Provided Interface→ 输入IDataAccess
2. 在DBServer节点内，右键Database组件 →Add → Required Interface→ 输入IDataAccess
3. 用Assembly Connector工具（带实心圆点的虚线）连接IDataAccess（提供端）→IDataAccess（需求端）
4. 双击连线 →Properties→Type设为Assembly

为什么必须 Assembly？因为Dependency连线只表示逻辑依赖，Assembly Connector才表示物理连接（如 JDBC URL、API Endpoint），是 DevOps 流水线的输入依据。

6.4 架构图终极验证：3步交叉检查法

从那以后我每次导出 PDF 前，都强制走一遍 Log Window 刷新 + Browser 包结构检查 + 序列图消息重编号。不是怕出错，是怕错得无声无息——EA 7.5 的静默失败比报错更可怕，它会让你交一份“看起来完美”的报告，却在答辩时被问住“这个泛化关系为什么没生成 getter 方法”。希望帮到你。

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