基于UML的教學互動網站的設計與實現

摘要：首先用UML建模語言對教學互動網站進行了需求分析和系統設計，然后用UML的活動圖、用例圖、順序圖對網站進行了功能建模，最后采用PHP技術編碼實現了教學互動網站。

關鍵詞：UML；教學互動；PHP1引言

多媒體計算機和網絡通信技術使成千上萬不同地區不同階層不同學習類型的人們，可以打破時空限制，用最低的投入及成本獲得最佳的學習效果。同時，生活水平的不斷提高，促使人們對自我發展的需求不斷增強，傳統的教育方式有著地域、時間以及信息量的限制，無法滿足其自主學習、個性追求、心理需求、文化藝術及精神需求的渴望。因此，網上教學互動正愈來愈顯示出其強大的生命力，并在世界范圍內逐漸擴大其影響。

通過建立教學互動網站，實現多媒體學習資源的共享、上傳、下載，為自學者學習新知識提供大量的自學材料；為教師提供豐富多彩的多媒體網絡教學課件，節省時間；實現教學視覺、聽覺全方位的沖擊，幫助教師提高教學效果，優化教學方式，為學生提供生動、形象的學習氛圍。

2需求分析

在軟件工程中，需求分析指的是在建立一個新的軟件系統時描寫新系統的目的、范圍、定義和功能時所要做的所有的工作[1，2]。需求分析是軟件工程中的一個關鍵過程。在這個過程中，系統分析員和軟件工程師確定顧客的需要。只有在確定了這些需要后他們才能夠分析和尋求新系統的解決方法。需求分析階段的任務是確定軟件系統功能。UML建模語言在需求分析階段一般使用活動圖、用例圖來描述軟件系統的功能需求[3]。下面對利用UML建模技術對教學互動網站進行功能建模，并給出網站的非功能需求。

2.1業務描述

通過建立此站點，實現多媒體學習資源的共享、下載、上傳，為自學者學習新知識提供大量的自學材料；為教師提供豐富多彩的多媒體網絡教學課件，節省時間；實現教學視覺、聽覺全方位的沖擊，幫助教師提高教學效果，優化教學方式，為學生提供生動、形象的學習氛圍。教學互動系統主要由五個模塊組成。系統的核心模塊圖如圖1所示。

圖1系統核心模塊圖1）會員模塊：它的主要功能就是實現對注冊用戶的有效和安全性管理，它包括新用戶注冊、修改密碼、修改基本資料、遺忘密碼時的密碼重新獲取。2）上傳模塊：它是本站的核心模塊之一，主要是實現注冊用戶共享其資源。3）搜索下載模塊：它也是本站的核心模塊之一，主要是實現注冊用戶搜索下載其所需的資源，以達到滿足用戶學習工作的需求。4）留言模塊：實現注冊用戶對本站存在的某些問題提出疑問或建議。同時，教師將在管理員模塊中的留言回復模塊即時回復，滿足用戶需求。5）管理員模塊：為方便用戶能在最短的時間內搜索到最豐富最有效的資源，管理員將按照一定的管理原則，對所有共享資源及注冊用戶實施有效管理，對確實不符合要求的資源或在本站內實施不法操作的注冊會員，有權刪除其所有注冊信息，即屏蔽此用戶名在本站的使用權。

2.2活動圖

活動圖（activity diagram）是用來闡明業務用例實現的工作流程的。業務用例由一系列活動組成。工作流程通常包括一個基本工作流程和一個或多個備選工作流程。工作流程說明的結構使用活動圖來進行[46]。

根據2.1節對教學互動網站的業務描述得出其中比較重要的業務用例有會員注冊、下載資料等。下面對這幾個比較重要的業務用例的工作流程用活動圖進行描述，教學互動網站活動圖如圖2—圖3所示。

圖2注冊活動圖圖3下載資料活動圖2.3用例圖

用例圖（User Case）是被稱為參與者的外部用戶所能觀察到的系統功能的模型圖，呈現了一些參與者和一些用例，以及它們之間的關系，主要用于對系統、子系統或類的功能行為進行建模[7]。用例圖定義了系統的功能需求，它是從系統的外部看系統功能，并不描述系統內部對功能的具體實現。

由以上對教學互動網站的需求分析可以抽象出網站的參與者有學生、教師和管理員，用例主要有注冊、下載資料、上傳資料、搜索資料、添加留言、回復留言、刪除留言等。教學互動網站的用例圖如圖4所示。

圖4教學互動網站用例圖2.4非功能需求

1）收集資源：要求收集大量豐富且種類繁多的多媒體資源，因為這是此網站的核心。2）安全性：要求注冊會員才能上傳下載資源；管理員才有權刪除資源或會員信息。3）界面要求：要求界面友好美觀，讓使用者倍感舒服。

3系統設計

系統設計是系統的物理設計階段。根據系統需求分析階段所確定的系統的功能模型，在用戶提供的環境條件下，設計出一個能在計算機網絡環境上實施的方案，即建立系統的物理模型[8]。這個階段的任務是設計軟件系統的模塊層次結構，設計數據庫的結構以及設計模塊的控制流程，其目的是明確軟件系統“如何做”。

3.1順序圖

UML順序圖是一種動態建模方法。UML順序圖一般用于確認和豐富一個使用情境的邏輯。一個使用情境的邏輯可能是一個用例的一部分，或是一條備選線路；一個貫穿單個用例的完整流程，例如動作基本過程的邏輯描述，或是動作的基本過程的一部分再加上一個或多個的備用情境的邏輯描述。或是包含在幾個用例中的流程。教學互動網站的留言回復用例涉及多個對象和較復雜的數據交互，因此，對其用順序圖進行動態建模。留言回復順序圖如圖5所示。

圖5留言回復順序圖3.2界面設計

軟件用戶界面（Software User Interface）是指軟件用于和用戶交流的外觀、部件等。好的軟件設計看起來給人一種很舒服的感覺；有些軟件很有創意，能給人帶來意外的驚喜和視覺的沖擊；而有些軟件頁面上充斥著怪異的字體，花哨的色彩和圖片，給人網頁制作粗劣的感覺。軟件界面的設計直接關系到一個網站的生命力。界面設計一般要遵循簡易性、記憶負擔最小化、風格一致性、排列有序性等。

4網站實現

教學互動網站用PHP進行前臺頁面開發，采用SQL SERVER 2005數據庫管理系統來管理網站的數據，網站采用B/S模式，用戶只需使用IE瀏覽器就可很方便的登錄網站進行學習和交流。教學互動網站的文件上傳代碼如下所示。