ＵＭＬ在管理信息系統分析與設計中的應用

摘 要：UML是一個通用的標準建模語言，是面向對象分析與設計方法的表現手段。以學生綜合管理信息系統建模為例，介紹了UML在該系統中的應用和系統的建模過程，給出了系統的主要用例圖、部分類圖、狀態圖供使用UML建模人員參考。

關鍵詞：UML；面向對象；管理信息系統

中圖分類號:U692;N945.12 文獻標志碼:A

Application of UML At Management Information System

Analysis and Design

LIU Zhen-hua

(Department of Computer Science，Binzhou Vocational College，256603 Binzhou Shandong)

Abstract:UML is an uniformed standard model language which has the ability of exhibiting OOA and OOD. This paper presents main use case diagram， part class diagram and statechart diagram after introducing how to use UML in the system and modeling process.

Key words:Unified Modeling Language (UML); Object-Oriented; Management Information System

UML（Unified Modeling Language），即統一建模語言，它是在綜合了著名的Booch方法、OMT 方法和OOSE方法的基礎上，吸收了其它00開發思想，進一步發展并抽象出的標準的圖形化建模語言，是面向對象分析與設計方法的表現手段。UML是一個通用的標準建模語言，可用于任何具有靜態結構和動態行為的系統建模，并且適用于系統開發過程中從需求規格描述到系統完成后測試的不同階段。UML具有表達力強、清晰和一致的特點，消除了不同建模方法在表示法和術語上的差異，避免了符號表示和理解上不必要的混亂，已成為在軟件工業中占支配地位的建模語言，并在許多領域的軟件開發中得到應用。

UML 規定了一整套建模元素和相應的可視化描述，用于描述、說明、可視化地構造軟件開發各個階段的產品。本文以信息管理系統——學生綜合管理信息系統為例，介紹UML技術的應用和系統建模過程［1-2］。

1 基于UML的系統分析設計過程

系統采用面向對象技術設計，首先通過需求調查、分析，繪制出系統的靜態模型，然后通過對系統的行為進行描述，即建立系統的動態模型。模型建立好后，接受用戶和專家的嚴格審查，通過多次修改，不斷完善，從而為后續的設計和實現奠定基礎。

整個系統采用用例驅動方式下的軟件開發過程，用用例描述系統的功能需求，從分析、設計、實現到測試都是以用例實現作為最終目標。

1.1 用例建模

用戶需求通常包括功能需求、性能需求、安全可靠性需求等多個方面。基于UML分析設計系統時，在需求分析階段，用用例圖來描述捕獲用戶功能需求。通過對用例建模，描述對系統感興趣的外部角色（Actor）及其對系統的功能需求。用例圖（Use case diagram）是首先需要建立的模型，它定義了系統的主要功能和系統邊界，完全是從系統的外部觀看系統功能，并不描述系統內部對功能的具體實現，是其它視圖的核心和基礎。在用例圖中，角色代表觸發系統功能的用戶或其它系統，用例代表具體的功能描述。

1.1.1 確定系統角色

角色（Actor）是指與系統直接交互的人或者物，向系統輸入或使用系統的某些功能，但是不屬于系統，角色可能是某個系統或一類人等。本系統的角色主要有系統管理員、學工處、教務處、校醫院、學生等。

1.1.2 獲取用例

用例描述的是系統的功能實現，它揭示了人們如何使用系統。目前高校中的MIS大多按部門業務開發，歸各個部門管理，信息共享度低，形成了一個個“信息孤島”，不僅浪費了人力物力，而且很容易出現因更新不同步而導致的數據不一致的情況的發生。為了減少“信息孤島”，消滅數據冗余和數據不一致的現象，提高數據共享度，實現信息的整體規范管理，根據用戶需求把學籍管理、系部管理、專業管理、班級管理、教務管理和健康管理等功能進行集成，設計一個B/S和C/S相結合的體系結構的管理信息系統。圖2-1是系統頂層用例圖，含有14個用例和6個活動者，系統的功能包括：用戶管理、學生基本信息管理、系部專業管理、班級管理、學生干部管理、學生黨團組織管理、獎懲管理、課程管理、成績考試管理和健康管理等，是一個功能相對全面的管理系統。

1.1.3 繪制用例圖

上圖中的每個用例又可細化為更為詳細的用例圖。限于篇幅不再累述。

1.2 靜態建模

任何建模語言都是以靜態建模機制為基礎的，UML也不例外。UML的靜態建模機制包括類圖、組件圖和配置圖。其中，類圖表達了系統中類與類之間的關系，是UML中最重要、最基本的靜態模型。構成類圖最主要的元素是類和類之間的關系，包括關聯（Association）、泛化（Generalization）、組合（Composition）、聚合（Aggregation）等）。類圖描述的是一種靜態關系，在系統的整個生命周期內都是有效的。進行類圖建模時首先要分析與系統功能相關的對象，進行類的區分、確定類的屬性和方法，然后分析各種類之間的關系，并用建模元素描述出來。在本系統中定義了許多類，如：學生、系部、班級、專業等。這里將給出系統中部分類的關系和具體描述，其中，系部類和專業類之間，專業類和班級類之間，班級類和學生類之間都是一對多的關系。以下是系統的部分類圖。

1.3 動態建模

系統的靜態模型不能清晰地描述對象的行為和職責，不能全面的反映系統的情況，要描述系統的動態行為，必須建立系統的動態模型。系統動態模型有：狀態圖、順序圖、協作圖和活動圖四類。其中順序圖表示一組對象之間的動態協作關系，反映對象之間發送消息的時間順序；協作圖由對象（Object）、聯系（Link）和消息（Message）三種元素組成，用于描述用例的實現；活動圖反映系統中從一個活動到另一個活動的流程，強調對象間的控制流程。下面以增加用戶狀態圖為例建立系統的動態模型。

1.3.1 狀態圖（Statechart diagram）

狀態圖是系統分析的一種常用工具，用于描述類的對象所有可能的狀態以及事件發生時狀態的轉移條件。通常，狀態圖是對類圖的補充。實際應用中并不需要為所有的類畫狀態圖，僅為那些有多個狀態其行為受外界環境影響并且發生改變的類畫狀態圖。狀態圖由表示狀態的節點和表示狀態之間的轉移線組成，增加用戶狀態圖如圖2-3所示。

2 結束語

UML已成為在軟件工業中占支配地位的建模語言，并在許多領域的軟件開發中得到應用。應用UML對管理信息系統進行建模，有利于開發人員之間在各個開發環節間確立溝通的標準，便于系統文檔的制定和項目的管理，提高了系統的可靠性和穩定性。

本文作者創新點：采用面向對象技術將UML 用于管理信息系統-學生信息管理系統建模，采用用例驅動方式下的軟件開發過程，用用例描述系統的功能需求，從分析、設計、實現到測試都是以用例實現作為最終目標；介紹了用UML進行系統建模的過程和步驟，給出了系統的部分用例圖、類圖、狀態圖供使用UML建模人員者參考。

參考文獻

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