基于UML語言建模的教學(xué)文檔管理系統(tǒng)研究與開發(fā)

楊偉，丁光惠，黃愛蓉，黃連麗

（湖北汽車工業(yè)學(xué)院 a.材料工程系；b.電氣與信息工程學(xué)院，湖北十堰442002）

0 前 言

隨著高校信息化、辦公自動化、網(wǎng)絡(luò)化管理趨勢的迅速發(fā)展，高效、實時、準確成為衡量高校管理水平的重要標志。高效的管理機制可以為高校決策層提供決策依據(jù)，各級職能部門管理人員、系主任、教師充分了解自身職責(zé)，服從統(tǒng)一調(diào)度。教學(xué)管理體系構(gòu)建就是以教學(xué)過程各個環(huán)節(jié)為監(jiān)控對象，既包括對教學(xué)過程的實時控制，又包括對教學(xué)效果的反饋控制，實現(xiàn)既定目標的跟蹤，是一個完整的閉環(huán)系統(tǒng)[1]。

本教學(xué)管理系統(tǒng)對高校教學(xué)及教學(xué)活動的開展進行了系統(tǒng)化的研究，其中又分為教學(xué)任務(wù)管理子系統(tǒng)、教材管理子系統(tǒng)、教學(xué)文檔管理子系統(tǒng)、科研教研管理子系統(tǒng)、工作量核算子系統(tǒng)。以不同角度來解決教學(xué)過程中所涉及到的所有教學(xué)活動，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)拓撲3個方面來確定系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，依據(jù)教學(xué)過程的時間進程來進行系統(tǒng)建模，以輸入、過程、輸出管理為主線對系統(tǒng)進行整體規(guī)劃，結(jié)合各系統(tǒng)的特定需求，完成各分支機構(gòu)的特色功能、業(yè)務(wù)進程和數(shù)據(jù)存儲方面的詳細設(shè)計[2]，運用了數(shù)據(jù)保護技術(shù)、業(yè)務(wù)中間件、數(shù)據(jù)描述可擴展性技術(shù)、數(shù)據(jù)交換技術(shù)，應(yīng)用UML語言建模理論進行教學(xué)管理各方面的模型建模分析。

教學(xué)文檔管理模塊如圖1所示。其中理論教學(xué)文檔包括教學(xué)法計劃、學(xué)期總結(jié)等，實踐教學(xué)文檔包括實驗教學(xué)的計劃與總結(jié)、實驗進度安排、實習(xí)教學(xué)的計劃與總結(jié)等；監(jiān)控文檔指監(jiān)控的計劃、總結(jié)等；院系文檔包括院系的年度計劃與總結(jié)，各類規(guī)劃與總結(jié)，工作量文檔即下?lián)芄ぷ髁靠偭亢蛡€人工作量完成情況，教科研文檔即教研、科研項目的任務(wù)書、批復(fù)文件、結(jié)題情況、項目經(jīng)費、論文論著等；其他臨時文檔是將每個學(xué)期中所有需要臨時上交的文檔集中管理。

圖1 教學(xué)文檔構(gòu)成圖

由于教學(xué)文件的時間性要求特別嚴格，所以本教學(xué)文檔都是以時間為節(jié)點單元。此外，文檔管理系統(tǒng)應(yīng)該提供上傳、下載、打印、查詢、瀏覽等功能。

1 教學(xué)文檔管理系統(tǒng)設(shè)計

1.1 基于UML的用例設(shè)計和流程設(shè)計

UML的目標是以面向?qū)ο髨D的方式來描述任何類型的系統(tǒng)，具有很寬的應(yīng)用領(lǐng)域。其中最常用的是建立軟件系統(tǒng)的模型，可以對任何具有靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動態(tài)行為的系統(tǒng)進行建模，同時也可將模型轉(zhuǎn)化為面向?qū)ο蟮拇a。

1.1.1 用例設(shè)計

用例圖用來說明誰是相關(guān)的用戶，用戶希望系統(tǒng)提供什么服務(wù)（用例），以及用例之間的關(guān)系。在需求分析階段，可以用用例來捕獲用戶需求，通過用例建模，描述對系統(tǒng)感興趣的外部角色及其對系統(tǒng)（用例）的功能要求；分析階段主要關(guān)心問題域中的主要概念和機制，需要識別這些類以及它們相互間的關(guān)系。系統(tǒng)用例圖如圖2所示。

1.1.2 流程設(shè)計

圖2 用例圖

在基于UML語言的建模方式中，對于事件沒有提供獨立的元素，而是依附于轉(zhuǎn)移，每一個事件都與一個轉(zhuǎn)移相聯(lián)系，事件的發(fā)生意味著轉(zhuǎn)移的發(fā)生，事件的行為對于行為建模技術(shù)有著很重要的意義，因為在業(yè)務(wù)過程中，一個業(yè)務(wù)事件的發(fā)生意味的并不是一個業(yè)務(wù)活動的完成，而是表示開始一個后續(xù)新的操作，比如可以在多個后續(xù)活動中進行選擇，可以開始調(diào)度后續(xù)的活動，而且業(yè)務(wù)活動不僅僅是局限與業(yè)務(wù)活動產(chǎn)生，也可以通過系統(tǒng)發(fā)出，比如在判斷的結(jié)束之后根據(jù)判斷結(jié)果決定后續(xù)操作。為實現(xiàn)文檔管理模塊的特定功能，以文檔發(fā)布流程為例描述了文檔管理中的流程設(shè)計。

活動圖是UML用于對系統(tǒng)的動態(tài)行為建模的圖形工具之一，實質(zhì)上是一種流程圖，它表現(xiàn)的是從一個活動到另一個活動的控制流，活動圖用于描述活動的序列，并且支持對帶條件的行為和并發(fā)行為的表達。圖3為文檔發(fā)布的UML活動圖。

圖3 文檔發(fā)布UML活動圖

1.2 數(shù)據(jù)模型

在文檔管理數(shù)據(jù)庫中，管理員首先定義系主任和教師的身份，管理員進行文檔的設(shè)置，包括時間、上傳類別、上傳文檔對象、文檔隱藏和顯示，系主任和教師可以進行文檔的上傳、下載、瀏覽、刪除操作。其E-R圖如圖4所示。

圖4 教學(xué)文檔管理系統(tǒng)E-R圖

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

在系統(tǒng)實現(xiàn)時，教學(xué)通知、文件下載專區(qū)在進入系統(tǒng)的首頁顯示，授課計劃與授課大綱類教學(xué)文檔則在學(xué)期教學(xué)任務(wù)中存儲，培養(yǎng)計劃與更改的文檔則在培養(yǎng)計劃中進行管理，涉及工作量計算的文檔在工作量模塊進行操作，教科研文檔則在項目與論著區(qū)進行管理，其余教學(xué)文檔管理統(tǒng)一放在計劃與總結(jié)處。

2.1 數(shù)據(jù)表關(guān)系

為滿足文檔管理模塊的功能需求與業(yè)務(wù)流程的需要，相應(yīng)的創(chuàng)建數(shù)據(jù)表并將各表進行關(guān)聯(lián)得到數(shù)據(jù)庫的表關(guān)聯(lián)圖，文檔的發(fā)布、設(shè)置、創(chuàng)建通過文檔編號與應(yīng)用軟件的基本信息表相關(guān)聯(lián)。文檔管理的數(shù)據(jù)表及其關(guān)系如表1所示。

表1 文檔管理數(shù)據(jù)表

圖5中，文件信息數(shù)據(jù)表是核心表，通過各屬性的定義，能夠?qū)Ω鞣N文檔進行靈活地分類，滿足了教學(xué)文檔管理系統(tǒng)的需求。根據(jù)需求分析，設(shè)計實現(xiàn)了文檔類型（圖6）。

圖5 文檔管理模塊各數(shù)據(jù)表關(guān)系圖

圖6 文件信息數(shù)據(jù)表實例

圖6中，第1行是“質(zhì)量工程項目檢查總結(jié)材料”類型的文檔，該條記錄保存了文檔名稱、文檔保存路徑、文檔上傳者、上傳時間、所屬學(xué)期、所屬教研室和從文檔類型數(shù)據(jù)表中獲得的類別ID。該設(shè)計對于文檔分類的變化具有非常好的靈活性，例如，當(dāng)需要增加新文檔類型時，只需要在文件類別數(shù)據(jù)表中增加相應(yīng)的條目；當(dāng)建立一個具有該新類型的文檔時，可以通過用戶界面選擇新文檔類型，則可在文件信息數(shù)據(jù)表中添加相應(yīng)新類型文檔。

2.2 文檔分類管理模塊

因文檔管理種類數(shù)量繁多，作為文檔管理最核心的就是文檔分類管理，管理員對文檔類別進行管理的表單代碼如下：

2.3 運行效果

本系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，設(shè)計了一個靈活的對用戶需求變化有較強適應(yīng)能力的教學(xué)文檔管理平臺[3]。系統(tǒng)軟件平臺為應(yīng)用軟件提供運行的支撐環(huán)境，服務(wù)器操作系統(tǒng)平臺選用Windows Server 2003，數(shù)據(jù)庫平臺選用SQL Server 2000，WEB服務(wù)器平臺是Microsoft IIS6.0，應(yīng)用軟件開發(fā)平臺是Visual Studio.net 2008。

本管理平臺（圖7）是對教學(xué)文檔的執(zhí)行過程進行管理與監(jiān)督，在管理員部分能夠進行文檔上傳時間設(shè)置、上傳文檔用戶組類型遴選，允許上傳的時間期限設(shè)置、上傳文檔的類型項目刪加及上傳文檔的顯示/隱藏選擇。用戶組包括管理員、系主任、普通教師，上傳時必須選擇上傳的類型，首先選擇相對應(yīng)的學(xué)期，上傳文檔的類型包括理論教學(xué)、實踐教學(xué)、教學(xué)監(jiān)控、院系文檔及其他臨時文檔，超過允許上傳的時間期限將不能成功上傳文檔并且不能超越權(quán)限上傳文檔。

3 結(jié) 論

圖7 系統(tǒng)運行效果圖

高校的文檔管理信息化有利于提高工作效率。通過本系統(tǒng)的實施，使我校各類教學(xué)文檔管理實現(xiàn)了現(xiàn)代化管理，全面實現(xiàn)了系統(tǒng)化、有序化、規(guī)范化，保證了教學(xué)文檔的實效性與準確性。

高校的文檔管理信息化推動了教學(xué)文檔制度化、科學(xué)化建設(shè)。信息化的教學(xué)文檔管理將任課教師提交的各類文檔材料公開，使得教師在上傳時就會認真負責(zé)，避免隨意性。同時院、系教學(xué)主管可以隨時檢查其提交的材料是否合適，可對其起到督促作用，并且可以針對問題加強對教學(xué)文檔的指導(dǎo)，對高質(zhì)量的教學(xué)文檔可以及時發(fā)現(xiàn)并推廣，是提高教學(xué)質(zhì)量的有利保障。

高校的文檔管理信息化有利于實現(xiàn)教學(xué)管理資源的共享化，更好的為教學(xué)管理服務(wù)。利用現(xiàn)代信息技術(shù)，建立學(xué)校教學(xué)管理信息系統(tǒng)，生成學(xué)校的文檔數(shù)據(jù)庫，能集中文檔信息，有效減少數(shù)據(jù)的分散度，減少數(shù)據(jù)輸入、保存的重復(fù)勞動，避免在傳遞的過程中出現(xiàn)失誤，還能隨時滿足各類管理人員的需求[4]。

[1]丁光惠，楊偉.高校校、院、系三級教學(xué)管理網(wǎng)絡(luò)平臺構(gòu)建及應(yīng)用[J].湖北汽車工業(yè)學(xué)院高教研究，2009（2）∶55-58.

[2]賈展波.基于UML語言的工作流建模方法表達能力研究與相關(guān)對比分析[D].吉林：吉林大學(xué)，2005.

[3]丁光惠，黃愛蓉，楊偉，等.基于工作流的高校科研綜合管理平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J].湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2010（1）∶63-65.

[4]丁光惠，楊偉，許強兵，等.高校二級單位網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理系統(tǒng)研究與開發(fā)[J].湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2008（3）∶42-45.