ＵＭＬ在軟件開發中的應用

摘要： 詳細介紹了UML的基本概念和自身特點。對UML中的各種框圖也做了詳細的介紹。最后通過對網絡教學系統的分析與設計闡述了UML在軟件開發中的應用。

關鍵詞：UML；網絡教學系統；分析與設計

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)35-2512-02

Application of UML to Software Development

SU Jing， HU Bei-chen

(Anhui Vocational College of Electronics and Information Technology， Bengbu 233000， China)

Abstract: The basic concepts and characteristics of UML is expatiated， All of the frames for UML modeling are introduced. Finally， Through the analysis and design of network Education system，the application of UML to software development is elaborated.

Key words: UML; network education system; analysis and design

1 引言

早期的軟件開發沒有系統的方法可以遵循，開發者只是在大腦中構思一個大體的流程，除了源代碼外沒有任何文檔。隨著軟件規模的不斷擴大，這種程序設計方法的弊端逐漸顯現，出現了所謂的“軟件危機”。1968年，北大西洋公約組織的科學在德國召開了一次國際學術會議，提出了“軟件工程”的概念。在“軟件工程”的發展史上，面向對象技術無疑是最大的功臣。隨著面向對象技術的提出，誕生了各種各樣的建模語言，雖然不同的建模語言大多雷同，但存在著細微的差別，極大的妨礙了用戶之間的交流。結束這種局面的正是UML，UML博采眾長，建立了一個標準的，統一的建語言。本文對UML及其及各種框圖進行詳細分析，并通過一個實際的系統闡述其在軟件開發中的應用。

2 UML及其框圖

UML（Unified Modeling Language），是一種面向對象的建模語言。它的主要作用是幫助用戶對軟件系統進行面向對象的描述和建模，它可以描述這個軟件開發過程從需求分析直到實現和測試的全過程。UML不是程序設計語言，而是建模語言；UML不是工具也不是知識庫的規格說明，而是一種語言規格說明，是一種表示的標準；UML不是過程和方法，但是允許任何一種過程和方法使用它。UML的目標是以面向對象的圖的方式來描述任何類型的系統。其中最常用的是建立軟件系的模型。但它同樣可以用于描述非軟件領域的系統，如企業機構、業務過程、機械系統等。

UML共有9種圖形，下面分別進行介紹。

1) 用例圖（Use Case Diagram）：顯示多個外部參與者以及他們與系統提供的用例之間的連接。用例圖的用途是列出系統中的用例和參與者，并顯示它們之間的對應關系。

2) 類圖（Class Diagram）：類圖表示不同的實體（人、事物和數據）如何彼此相關，換句話說，它顯示了系統的靜態結構。

3) 對象圖（Object Diagram）：類圖的實例，幾乎使用與類圖完全相同的標識。不同點是對象圖只顯示類的多個對象實例而非實際的類。對象圖有生命周期，只能在系統某個時間段存在。

4) 狀態圖（State Diagram）：狀態圖表示某個類所處的不同狀態和該類的狀態轉換信息。狀態的變化稱之為轉換。

5) 時序圖（Sequence Diagram）：顯示多個對象之間的動態協作，重點是顯示對象之間發送消息的時間順序。

6) 協作圖（Collaboration Diagram）：使用圖表或網格展示對象之間的交互，著眼點在于對象之間的協作關系。

7) 活動圖（Activity Diagram）：是狀態圖的一個變體，用來描述執行算法的工作流程中涉及的活動。

8) 組件圖（Component Diagram）：組件圖提供系統的物理視圖。它的用途是顯示系統中的軟件對其他軟件組件（例如，庫函數）的依賴關系。

9) 配置圖（Deployment Diagram）：用于顯示系統中的硬件和軟件的物理結構。

3 網絡教學系統的分析與設計

3.1 功能需求分析

系統的功能需求包括以下幾個方面：

1) 學生可以登錄網站瀏覽信息、查找信息和下載文件。

2) 教師可以登錄網站輸入課程簡介、上傳課件文件、發布消息、修改和更新消息。

3) 系統管理員可以對頁面維護以及批準用戶的注冊申請。

滿足上述需求的系統主要包括三個模塊：數據庫管理模塊、基本業務模塊和信息瀏覽查詢模塊。

數據庫管理模塊包括以下部分：

1) 教師信息管理。

2) 課程簡介信息管理。

3) 文件上傳信息管理。

基本業務模塊包括以下部分：

1) 文件上傳。

2) 文件下載。

3) 消息發布。

4) 頁面維護。

信息瀏覽查詢模塊包括以下部分：

1) 網頁信息瀏覽。

2) 文件信息搜索。

3.2 系統的用例圖

創建用例圖之前首先需要確定參與者。在網絡教學系統中，需要學生和教師的參與。學生可以瀏覽課程簡介、教學計劃、學習方法等教師發布的文章，并可以根據關鍵字查詢文章。此外，學生還可以從網站上下載課件。教師可以發布學習方法、課程重點等和教學相關的文件，以及和課程相關的通知等，還可以上傳課件。本系統用例如見圖1。

3.3 系統的類圖

通過分析可以得出系統的類圖及它們之間的關系見圖2。

3.4協作圖

針對一些對系統來說比較關鍵的用例建立協作圖，這里以“用戶登錄”為例，所建立的協作圖如圖3。

4 結束結

UML融合當前一些流行的面向對象開發方法的主要概念和技術，成為一種面向對象的標準的建模語言，采用圖形來描述系統的視圖易于理解，為用戶和開發人員之間起到了橋梁作用，便于程序員理解用戶的需求。本文通過實例，闡述了UML在網絡教學系統中的應用，從中可以體會到使用UML開發應用系統的方法和過程，對開發管理系統有一定的指導作用。

參考文獻：

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