UML在教務(wù)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用分析與設(shè)計(jì)

孫英瑋 張 濤

（新疆信息工程學(xué)校，新疆 烏魯木齊830013）

1 UML 介紹

Unified Modeling Language (UML)又稱統(tǒng)一建模語言或標(biāo)準(zhǔn)建模語言，是始于1997 年一個(gè)OMG 標(biāo)準(zhǔn)，它是一個(gè)支持模型化和軟件系統(tǒng)開發(fā)的圖形化語言，為軟件開發(fā)的所有階段提供模型化和可視化支持，包括由需求分析到規(guī)格，到構(gòu)造和配置。

UML 的目標(biāo)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?？梢詫?duì)任何具有靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為的系統(tǒng)進(jìn)行建模。 UML 從考慮系統(tǒng)的不同角度出發(fā)，定義了用例圖、類圖、對(duì)象圖、狀態(tài)圖、活動(dòng)圖、序列圖、協(xié)作圖、構(gòu)件圖、部署圖等9 種圖。

此外，UML 適用于系統(tǒng)開發(fā)過程中從需求規(guī)格描述到系統(tǒng)完成后測(cè)試的不同階段。在需求分析階段，可以用用例來捕獲用戶需求。分析階段主要關(guān)心問題域中的主要概念（如抽象、類和對(duì)象等）和機(jī)制，需要識(shí)別這些類以及它們相互間的關(guān)系，并用UML 類圖來描述。在分析階段，只對(duì)問題域的對(duì)象（現(xiàn)實(shí)世界的概念）建模，而不考慮定義軟件系統(tǒng)中技術(shù)細(xì)節(jié)的類（如處理用戶接口、數(shù)據(jù)庫、通訊和并行性等問題的類）。

2 兩種常用的UML 建模工具

2.1 RationalRose 簡(jiǎn)介

RationalRose 支持UML 九種圖中的八種標(biāo)準(zhǔn)UML 圖: 用例圖,類圖,序列圖,協(xié)作圖,活動(dòng)圖,狀態(tài)圖,實(shí)現(xiàn)圖(組件)圖,部署圖,和幾種UMLProfiles.如果需要,對(duì)象圖可以使用協(xié)作圖來創(chuàng)建。

2.2 Microsoft Visio 簡(jiǎn)介

Microsoft Visio 不僅僅是一個(gè)功能強(qiáng)大、 簡(jiǎn)單易用的繪圖工具,它還是一個(gè)絕佳的UML 建模工具。 用Visio 可以方便地繪制用例圖、靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖、包圖、活動(dòng)圖、狀態(tài)圖、序列圖、協(xié)作圖、組件圖和部署圖。Visio 提供了一個(gè)很好的綜合建模平臺(tái), 可以幫助我們把各種UML 元素組織成模型,并且還可以從模型出發(fā),直接產(chǎn)生框架代碼。

3 教務(wù)管理系統(tǒng)目標(biāo)分析

第一，建立全校教學(xué)資源共享數(shù)據(jù)庫；第二，取代傳統(tǒng)落后的手工辦公方式，提高辦公效率；第三，建立基于Web 的在線網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，利用校園網(wǎng)作為教學(xué)媒體，傳送教學(xué)內(nèi)容，網(wǎng)上實(shí)施教學(xué)、管理、測(cè)試和交流等等。 所以該系統(tǒng)是一個(gè)全校范圍內(nèi)的、開放的、分布的、多媒體信息系統(tǒng)。包括綜合信息服務(wù)子系統(tǒng)、教學(xué)管理子系統(tǒng)、行政管理子系統(tǒng)、學(xué)生管理信息子系統(tǒng)等等。這些子系統(tǒng)用戶范圍不同，數(shù)據(jù)組織方式不同，所以采取的技術(shù)方案也不同。

4 采用UML 分析和設(shè)計(jì)教務(wù)管理系統(tǒng)

學(xué)校的教務(wù)管理系統(tǒng)通常包括教學(xué)管理、學(xué)生學(xué)籍管理、注冊(cè)、畢業(yè)管理等等，是一個(gè)非常復(fù)雜并且龐大的系統(tǒng)。 所以系統(tǒng)的開發(fā)通常不是由一個(gè)人完成的，會(huì)有多人各類工種的參與者。按照傳統(tǒng)的方法，不同工種的人員工作重點(diǎn)要素不同， 通常不具有整體一致性與連貫性。使用UML 這種基于面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，求解空間中的要素直接而緊密地反映問題空間中的要素，參與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不同人員可以按照核心線索兼顧其他人員的工作，從而打破大量溝通壁壘，減少溝通障礙。

4.1 利用UML 建模的步驟

1）運(yùn)用UML 建立系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)模型，定義系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)及通信機(jī)制，使用UML 的組件圖、配置圖。

2）建立需求模型

3）建立系統(tǒng)的對(duì)象模型

4）生成所選開發(fā)語言的代碼框架，由系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)入開發(fā)階段

4.2 建立系統(tǒng)的體系架構(gòu)模型

在對(duì)教務(wù)管理系統(tǒng)的需求和目標(biāo)的整體把握的基礎(chǔ)上，確立教務(wù)管理系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)，現(xiàn)用功能模塊圖來表達(dá)體系結(jié)構(gòu)：

圖1 系統(tǒng)功能模塊圖

4.3 分析問題領(lǐng)域

4.3.1 定義活動(dòng)者

根據(jù)教學(xué)管理系統(tǒng)的職責(zé)范圍和需求可以確定4 個(gè)活動(dòng)者：教學(xué)管理員、學(xué)生、教師和教學(xué)督導(dǎo)，對(duì)每個(gè)活動(dòng)者，應(yīng)當(dāng)明確其業(yè)務(wù)活動(dòng)的內(nèi)容和服務(wù)要求。

4.3.2 定義Use Case

在教學(xué)管理的頂層，可以確定兩個(gè)Use Case：“人員管理”和“課程管理”。 Use Case“人員管理”分解為“教師管理”、“學(xué)生管理”;Use Case“課程管理”分解為“課程管理”、“排課”、“成績(jī)查詢”、“成績(jī)統(tǒng)計(jì)”。

4.4 建立靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型

在完成了領(lǐng)域分析、建立了子系統(tǒng)的Use Case 視圖后，緊接著要建立系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型和動(dòng)態(tài)行為模型。系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型主要由UML 的包圖、 類圖和對(duì)象圖表達(dá)， 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為模型主要由UML 的順序圖、協(xié)作圖和活動(dòng)圖表達(dá)。

4.5 定義類

該系統(tǒng)在人事處理方面有“學(xué)生”類、“教師”類；在選課管理方面有“課程”類、“開設(shè)課程”類、“學(xué)生登記”類、“課程登記”類、“選課統(tǒng)計(jì)”類等；在成績(jī)管理方面有“學(xué)生成績(jī)登記”類、“成績(jī)統(tǒng)計(jì)”類。 對(duì)于每一個(gè)類應(yīng)當(dāng)確定其職責(zé)、屬性、主要操作以及其他性質(zhì)說明。

5 結(jié)束語

本文就UML 統(tǒng)一建模語言在教務(wù)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用步驟做了介紹，受與篇幅所限，本文并未就系統(tǒng)安全策略進(jìn)行闡述，設(shè)計(jì)B/S 結(jié)構(gòu)的程序時(shí)必須認(rèn)真考慮安全問題， 使遭受攻擊的危險(xiǎn)性降到最低，在防止攻擊時(shí)可能起作用的因素都應(yīng)該在設(shè)計(jì)和實(shí)施時(shí)予以考慮。 此外,在系統(tǒng)安全的前提下,當(dāng)訪問量很大時(shí),系統(tǒng)的效率問題本文還未做更深入的研究，這也是本文要解決的后續(xù)問題。

［1］[美]Michael Blaha，James Rumbaugh.面向?qū)ο蠼Ｅc設(shè)計(jì)[M].2 版.車皓陽，楊眉，譯.人民郵電出版社.2011-7.

［2］趙琰,黃婷婷.基于UML 的教務(wù)管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)[J].科技信息，2011-3.

［3］方玉華.基于UML 的教務(wù)管理系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2010-5.