UML在汽車租賃管理系統設計中的應用實例

遼寧 劉旭

UML在汽車租賃管理系統設計中的應用實例

遼寧 劉旭

本文利用UML建模工具對汽車租賃管理系統的功能模型進行了詳細分析，給出了一個在網絡環境下構建管理系統的需求分析方法與模型，為應用UML建模技術進行面向對象軟件開發提供了參考范例和借鑒。

UML；靜態建模；動態建模；

引言

UML是一種可視化、表示能力極強的面向對象統一建模語言，適用于以面向對象技術來描述任何類型的系統，而且適用于系統開發的不同階段，從需求規格描述直至系統完成后的測試和維護。基于UML的基本建模步驟一般分為：用例建模（需求模型）、靜態建模（對象表示）、動態建模（業務邏輯）、系統實現（構造移交）等四個步驟。將其應用于汽車租賃管理系統的開發，降低了系統復雜性，優化了系統各階段的建模過程，提高了軟件開發的質量和效率。

1 UML在《汽車租賃管理系統》系統分析、系統設計的應用

1.1 項目簡介

隨著當今社會的發展，汽車租賃作為道路運輸行業一種新的融資服務形式、一種新的出行消費方式和汽車生產廠家一種新的汽車營銷渠道，在這個社會中將迎來良好的發展機遇。汽車租賃已經引起社會各界汽車租賃行業的高度關注，正逐步成為汽車產業鏈的重要一環，對經濟和道路運輸業的發展發揮著重要的作用。

汽車租賃管理系統就是為了滿足那些沒有汽車而急需擁有汽車的朋友，當你需要用車的時候，可以通過網絡、電話、直接到公司預定等方式，預定不同款式并且適合您的汽車，可以讓您的沒可能變成我們的有可能。本系統可以進行汽車的日常信息處理的管理，可以使汽車的管理員更方便、更快捷地管理汽車的信息，也可以使客戶很直觀、清晰的了解公司車輛預定的最新動態。

該管理系統實現的功能主要是客戶管理、汽車管理、員工管理和查詢統計等功能。

1.2 系統的需求建模

在系統的需求分析階段，用例圖能夠清楚地描述出用戶需求和系統功能需求。它主要描述系統功能，也就是從外部用戶的角度觀察，系統應該完成哪些功能，有利于用戶和軟件開發人員之間的溝通，幫助開發人員以一種可視化的方式了解系統的功能。用例圖是軟件需求分析到最終實現的第一步，它對應并描述一個完整的功能,其中還會涉及子功能的變化、出錯以及異常等情況，是分析、設計直至測試的重要依據，同時也減少了大量交流上的障礙，便于對問題答成共識。

需求建模主要是識別角色、識別用例,建立角色和用例之間的關系,得到用例圖。經過分析汽車租賃管理系統可以得到的角色有：工作員、系統管理員、經理、客戶。為了清楚的表達用例圖，下面以客戶為例，客戶能夠通過該系統進行如下活動：

●注冊用戶：客戶通過該系統進行注冊，成為網站的用戶。

●登陸系統：客戶通過輸入正確信息才可登陸到本系統進行其他操作，如果密碼錯誤，則提示重新登陸系統（三次機會）。

●查詢車輛：客戶登陸本系統，可以對公司的車輛進行查詢，包括車型、車況、價目等。

●預定車輛：客戶登陸本系統，可以通過前臺、電話或者上網去預定想要的車輛。

●提取車輛：客戶登陸本系統，辦理相關手續后，可以提取自己想要的車輛。

●歸還車輛：客戶登陸本系統，可以直接辦理歸還手續歸還汽車，如果超期的話要繳納一定的罰金。

對客戶這一角色進行分析后,可以得到與該角色相關的用例模型。

圖1 客戶的需求建模

1.3 系統的靜態建模

任何一個系統都具有一定的靜態結構,它描述系統的靜態組成,同時也是人們認識系統動態的基礎。在建立系統的靜態模型中,最重要的工作是確立系統的類圖，它從抽象的角度描述系統的靜態結構，特別是模型中存在的類、類的內部結構（屬性、操作）及它們與其它類之間的相互關系（如關聯、聚合、泛化等）。類反映了一種面向對象方法看待物理世界的觀點,它是面向對象的標志。使用UML的最終目標是識別出所有必須的類來,分析這些類之間的關系,從而通過編程語言來實現這些類,并最終實現整個系統。類圖是構建其他圖的基礎，如果沒有類圖，就沒有狀態圖、順序圖和協作圖等，也就無法表示軟件系統的其他各個側面。

靜態建模主要有3個步驟:尋找類；確定類的屬性和操作；確定類與類之間的關系。使用類圖進行靜態建模第一步就是根據系統功能和需求建模發現對象和類，一般的方法如下：

(1)分析人員、組織、設備、事件和外部系統等，找出各種可能有用的候選對象，以發現實體類。

(2)閱讀系統文檔和用例，查找用例的事件流中的名詞

(3)對于邊界類，分析階段不需要深入研究用戶界面的窗口部件，只要能說明通過交互所實現的目標就可以。

為了清楚的表達類圖，下面以汽車租賃管理系統中的實體類為例，給出如下類圖

圖2 汽車租賃管理系統中實體類圖

值得注意的是，有些類無法通過上述辦法找到，而有些類需要從協作圖和順序圖中通過分析對象來確定。

1.4 系統的動態建模

在建立好系統的靜態模型后,需要分析和設計系統的結構和行為，在UML中可以通過狀態圖、順序圖、協作圖、活動圖建立相應的動態模型來描述系統中的對象在執行期間不同的時間地點是如何動態交互的。

對于某些復雜的實時系統,系統狀態變化較多,可以通過狀態圖來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。協作圖與順序圖類似,順序圖強調的是交互的時間順序,協作圖強調的是交互的語境和交互對象的整體組織。順序圖按時間布圖,協作圖按空間布圖,它們之間是等價的,可以互換。活動圖用來描述活動流程。為了清楚的表達需求,這里用狀態圖來對汽車的狀態進行更詳細的描述。

圖3 汽車的狀態圖

在圖3中,剛被購買的新車通過管理員添加為能夠被租賃的汽車；汽車被預定轉為被預定狀態；當預定超時、取消，轉為能夠被租賃的狀態；被預定的汽車可以被租賃；汽車租賃后轉為租賃狀態；汽車被租賃并歸還后轉為能夠租賃狀態；汽車報廢或買走后轉為被刪除狀態。

在上面的例子中，要注意一點，并不是所有的對象都可以創建狀態圖，只有當行為的改變和狀態有關時才創建狀態圖。與類圖、用例圖不同，狀態圖只能對單個對象建立模型，而類圖和用例圖可以對一個系統或一組類建立模型。

1.5 系統的物理建模

軟件系統的物理建模詳細描述系統的軟件和硬件組成。進行物理建模的主要目的是解決以下幾個問題：類和對象物理上分布在哪一個程序或進程中；程序和進程在哪臺計算機上運行；系統中有哪些計算機和其他的硬件設備？它們是如何連接在一起的；不同的代碼文件之間有何關聯？如果某一文件改變，其他的文件是否需要重新編譯等？

由此可見，物理架構關心的是實現，因而在軟件系統建模時可以使用實現圖。UML中的實現圖是組件圖和部署圖。其中組件圖包括軟件組件，即代碼單元和真正的文件（源代碼和二進制代碼等）的結構；部署圖顯示系統運行時的結構，包括物理設備和軟件。為了清楚的表達需求,這里用部署圖來對汽車租賃管理系統的硬件進行更詳細的描述。

圖4 汽車租賃系統部署圖

建模工作一種演化、迭代的過程,不斷地分析、評價、修改、再分析,最終得到一個高質量地系統分析模型。在建模過程中,要根據具體情況,選擇合適的UML圖,來清楚地描述整個系統。

2 系統實現

本系統根據企業的需求及企業的網絡環境采用MVC模式的系統架構，以采用ASP.NET作為開發語言,具有靈活性和可管理性。數據庫采用SQL關系型數據庫來存儲汽車車輛信息和用戶信息、員工信息、測試結果以及系統運行日志等數據。測試部分通過功能測試和性能測試使車輛的預定、提取、歸還、付款、查詢等都能在規定時間內完成。

3 結束語

基于UML的汽車租賃管理系統的研發與應用，有助于汽車租賃的管理，使汽車租賃行業的管理更規范，具有一定的社會價值和推廣價值。通過Rational Rose軟件的使用，從用例圖、類圖、序列圖、協作圖、狀態圖和活動圖的抽象描述構建出滿足軟件功能要求的軟件模型，為應用UML建模技術進行面向對象軟件開發提供了參考范例和借鑒，加快了軟件開發進程，提高了軟件開發工作效率。

[1]劉志成.UML建模實例教程[M].北京：電子工業出版社，2010.139—148.

[2]李邐.基于UML的教務管理系統的設計與實現[J].遼寧行政學院學報，2009,8:156-157.

[3]謝星星.UML基礎與Rose建模實用例教程[M].北京：清華大學出版社，2008.106-108.

[4]李曉燕.UML建模技術及應用[J].成都信息工程學院學報，2004，9：414-417.

（作者單位：遼寧信息職業技術學院）

（編輯 呂智飛）