UML建模在校園一卡通中的應(yīng)用

摘 要：本文利用UML建模工具對校園一卡通的功能模型進(jìn)行了詳細(xì)分析，給出了面向?qū)ο笙到y(tǒng)的分析方法和模型，為應(yīng)用UML建模技術(shù)進(jìn)行面向?qū)ο筌浖_發(fā)提供了參考范例和借鑒。

關(guān)鍵詞：UML 建模 校園一卡通 面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析

中圖分類號：TP34文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（b）-0048-02

在當(dāng)代高校中學(xué)生基本采用住校制，因此日常消費(fèi)大都在校園中，而高校師生眾多且消費(fèi)頻繁，如果僅靠現(xiàn)金或飯票等消費(fèi)，一方面會給廣大師生帶來極大的不便，另一方面將給學(xué)校的各個(gè)消費(fèi)點(diǎn)的員工帶來很多麻煩。

統(tǒng)一建模語言UML是一種可視化、表達(dá)能力強(qiáng)的面向?qū)ο蠼y(tǒng)一建模語言，本文采用OOA方法將UML建模應(yīng)用于校園一卡通系統(tǒng)的開發(fā)，降低了系統(tǒng)復(fù)雜性，優(yōu)化了系統(tǒng)各階段的建模過程，提高了軟件開發(fā)的質(zhì)量和效率。

1 UML及OOA概述

UML是一種通用的圖形化建模語言，易于表達(dá)、功能強(qiáng)大且普遍適用。它融入了軟件工程領(lǐng)域的新思想、新方法和新技術(shù)，是國際對象管理組織（Object Management Group，OMG） 的標(biāo)準(zhǔn)。[1]

2 UML建模在校園一卡通中的應(yīng)用

2.1 校園一卡通需求分析

校園一卡通系統(tǒng)是基于現(xiàn)代信息技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它的使用對于加強(qiáng)校園后勤服務(wù)的信息化建設(shè)有著重要的作用。本系統(tǒng)中每位消費(fèi)者（包括教師和學(xué)生）都有一張卡，在網(wǎng)絡(luò)管理中心注冊和繳費(fèi)，卡內(nèi)記錄著消費(fèi)者的身份信息及余額。使用時(shí)將卡貼近卡機(jī)則顯示卡上金額，服務(wù)員按卡機(jī)上數(shù)字鍵，卡機(jī)自動(dòng)計(jì)算并顯示消費(fèi)金額及卡的余額。網(wǎng)絡(luò)管理中心可以監(jiān)視消費(fèi)者的每一筆消費(fèi)，可以打印出消費(fèi)情況等相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)具體可以滿足以下的幾點(diǎn)需求：

⑴系統(tǒng)信息的管理：主要建立卡的用戶檔案等；⑵卡的管理：開戶、更改、發(fā)卡、掛失、解掛、注銷、補(bǔ)卡、充值、統(tǒng)計(jì)等；⑶營業(yè)匯總：匯總交易數(shù)據(jù)以及生成相應(yīng)報(bào)表等；⑷查詢：查詢消費(fèi)明細(xì)記錄以及可查詢卡內(nèi)余額等；⑸系統(tǒng)維護(hù)：數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)恢復(fù)、端口設(shè)置、管理員信息設(shè)置等；

2.2 建立需求模型

需求模型用于定義用戶需求，由UML中的用例圖來表示。對一個(gè)系統(tǒng)或者子系統(tǒng)的參與者、用例以及它們之間的關(guān)系進(jìn)行可視化表示的模型圖稱為用例圖（use case diagram）。用例圖中包含的元素有：參與者、用例、參與者與用例之間的關(guān)系、用例與用例之間的關(guān)系。

參與者是系統(tǒng)外部的一個(gè)實(shí)體，它以某種方式參與用例的執(zhí)行過程。對于校園一卡通，主要的參與者有三個(gè)，即持卡人、管理人員、工作人員。

另外還需確立用例之間的關(guān)系，主要有包含和延伸關(guān)系。延伸表明一個(gè)用例中定義的行為延伸了另一個(gè)用例中定義的行為。前者稱為延伸用例，后者稱為基用例，其圖形表示法是一個(gè)從延伸用例指向基用例的虛線開放箭頭，旁邊帶一個(gè)關(guān)鍵詞《extend》。包含表明一個(gè)用例中定義的行為包含了另一個(gè)用例中定義的行為。前者稱為基用例，后者稱為被包含用例，其圖形表示法是一個(gè)從基用例指向被包含用例的虛線開放箭頭，旁邊帶一個(gè)關(guān)鍵詞《include》。圖1為設(shè)計(jì)的管理人員的用例圖。

2.3 建立基本模型

基本模型以直觀的方式表達(dá)了最重要的系統(tǒng)構(gòu)造信息，由UML中的類圖表示。在面向?qū)ο蟮慕Ｖ校悎D（class diagram）永遠(yuǎn)是最重要、最基本的模型，而其他各種圖只是起到一種輔助作用[2]。類圖（class diagram）是描述類、接口、協(xié)作以及它們之間關(guān)系的圖，用來顯示系統(tǒng)中各個(gè)類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。構(gòu)成類圖中的主要成分是類與類的屬性和操作以及類與類之間的關(guān)系。

在面向?qū)ο蟮姆治鲋校钪匾墓ぷ魇茄芯繂栴}域，對問題域中的事物進(jìn)行抽象，從而得到系統(tǒng)所需要的對象。類是具有相同屬性和操作的一組對象的集合，它為屬于該類的全部對象提供了統(tǒng)一的抽象描述，它由一個(gè)類名、一組屬性和一組操作構(gòu)成。在校園一卡通中主要有服務(wù)器類、收款機(jī)類、儲值卡類、消費(fèi)事項(xiàng)類、經(jīng)營結(jié)算事項(xiàng)類、卡的管理事項(xiàng)類、消費(fèi)日志類等7個(gè)類。因此圖2為設(shè)計(jì)的系統(tǒng)類圖。

2.4 建立輔助模型

輔助模型是對基本模型進(jìn)行組織或者加強(qiáng)理解的輔助圖形。主要包含順序圖、狀態(tài)圖、活動(dòng)圖等，隨著UML版本的提高，圖形的復(fù)雜性也在增加。

順序圖是一種詳細(xì)地表示對象之間行為關(guān)系的圖。一個(gè)順序圖通常只描繪一組相互協(xié)作的對象在完成一項(xiàng)功能時(shí)彼此之間的交互情況。它按時(shí)間順序把各個(gè)對象所執(zhí)行的操作以及它們之間所傳送的消息展現(xiàn)出來，因此可以清晰而直觀地表示對象之間的行為關(guān)系以及操作和消息的時(shí)序關(guān)系。圖3為持卡人消費(fèi)順序圖。

活動(dòng)圖的作用是對系統(tǒng)的行為建模，它把系統(tǒng)中的一項(xiàng)行為表示成一個(gè)可以由計(jì)算機(jī)、人或者其他執(zhí)行者執(zhí)行的活動(dòng)，通過給出活動(dòng)中的各個(gè)動(dòng)作以及動(dòng)作之間的轉(zhuǎn)移關(guān)系來描述系統(tǒng)的行為。圖4為管理人員活動(dòng)圖。

狀態(tài)圖描述了一個(gè)對象在其生命期內(nèi)所經(jīng)歷的各種狀態(tài)，狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移，發(fā)生轉(zhuǎn)移的動(dòng)因、條件以及轉(zhuǎn)移中所執(zhí)行的活動(dòng)。圖5為管理人員的狀態(tài)圖[3]。

3 結(jié)語

面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析是軟件生命周期的第一個(gè)環(huán)節(jié)，也是面向?qū)ο蠓椒ǖ膬?yōu)越性得以充分發(fā)揮的關(guān)鍵領(lǐng)域，從分析階段就以面向?qū)ο笥^點(diǎn)去認(rèn)識問題域，這使得面向?qū)ο蟮母拍钆c原則貫穿軟件開發(fā)的全過程，在整個(gè)軟件生命周期保持概念的一致性，這對于改善軟件開發(fā)和維護(hù)，對軟件復(fù)用級別的提高都具有十分深遠(yuǎn)的意義[2]。在本次校園一卡通的設(shè)計(jì)中，從系統(tǒng)的需求分析出發(fā)分別對系統(tǒng)建立了系統(tǒng)的需求模型、基本模型和輔助模型，使得UML建模在本系統(tǒng)中得以充分應(yīng)用。

將UML建模應(yīng)用于校園一卡通中，可以加強(qiáng)校園后勤服務(wù)的信息化建設(shè)、提高學(xué)校服務(wù)質(zhì)量和管理水平。通過UML建模工具的使用，從用例圖、類圖、順序圖、狀態(tài)圖和活動(dòng)圖的抽象描述中構(gòu)建出滿足軟件功能要求的軟件模型，為應(yīng)用 UML 建模技術(shù)進(jìn)行面向?qū)ο筌浖_發(fā)提供了參考范例和借鑒，加快了軟件開發(fā)進(jìn)程，提高了軟件開發(fā)工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1]FOWLER M.UML精髓：標(biāo)準(zhǔn)對象建模語言簡明指南[M].徐家福，譯.清華大學(xué)出版社，2005.

[2]楊芙清，邵維忠.面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析[M].清華大學(xué)出版社，2006.

[3]蔡敏，徐慧慧，黃炳強(qiáng).UML基礎(chǔ)與Rose建模教程[M].人民郵電出版社，2006.