UML在教務管理系統中的應用分析與設計

孫英瑋 張 濤

（新疆信息工程學校，新疆 烏魯木齊830013）

1 UML 介紹

Unified Modeling Language (UML)又稱統一建模語言或標準建模語言，是始于1997 年一個OMG 標準，它是一個支持模型化和軟件系統開發的圖形化語言，為軟件開發的所有階段提供模型化和可視化支持，包括由需求分析到規格，到構造和配置。

UML 的目標是以面向對象圖的方式來描述任何類型的系統，具有很寬的應用領域。可以對任何具有靜態結構和動態行為的系統進行建模。 UML 從考慮系統的不同角度出發，定義了用例圖、類圖、對象圖、狀態圖、活動圖、序列圖、協作圖、構件圖、部署圖等9 種圖。

此外，UML 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。在需求分析階段，可以用用例來捕獲用戶需求。分析階段主要關心問題域中的主要概念（如抽象、類和對象等）和機制，需要識別這些類以及它們相互間的關系，并用UML 類圖來描述。在分析階段，只對問題域的對象（現實世界的概念）建模，而不考慮定義軟件系統中技術細節的類（如處理用戶接口、數據庫、通訊和并行性等問題的類）。

2 兩種常用的UML 建模工具

2.1 RationalRose 簡介

RationalRose 支持UML 九種圖中的八種標準UML 圖: 用例圖,類圖,序列圖,協作圖,活動圖,狀態圖,實現圖(組件)圖,部署圖,和幾種UMLProfiles.如果需要,對象圖可以使用協作圖來創建。

2.2 Microsoft Visio 簡介

Microsoft Visio 不僅僅是一個功能強大、 簡單易用的繪圖工具,它還是一個絕佳的UML 建模工具。 用Visio 可以方便地繪制用例圖、靜態結構圖、包圖、活動圖、狀態圖、序列圖、協作圖、組件圖和部署圖。Visio 提供了一個很好的綜合建模平臺, 可以幫助我們把各種UML 元素組織成模型,并且還可以從模型出發,直接產生框架代碼。

3 教務管理系統目標分析

第一，建立全校教學資源共享數據庫；第二，取代傳統落后的手工辦公方式，提高辦公效率；第三，建立基于Web 的在線網絡教學系統，利用校園網作為教學媒體，傳送教學內容，網上實施教學、管理、測試和交流等等。 所以該系統是一個全校范圍內的、開放的、分布的、多媒體信息系統。包括綜合信息服務子系統、教學管理子系統、行政管理子系統、學生管理信息子系統等等。這些子系統用戶范圍不同，數據組織方式不同，所以采取的技術方案也不同。

4 采用UML 分析和設計教務管理系統

學校的教務管理系統通常包括教學管理、學生學籍管理、注冊、畢業管理等等，是一個非常復雜并且龐大的系統。 所以系統的開發通常不是由一個人完成的，會有多人各類工種的參與者。按照傳統的方法，不同工種的人員工作重點要素不同， 通常不具有整體一致性與連貫性。使用UML 這種基于面向對象的技術，求解空間中的要素直接而緊密地反映問題空間中的要素，參與系統設計的不同人員可以按照核心線索兼顧其他人員的工作，從而打破大量溝通壁壘，減少溝通障礙。

4.1 利用UML 建模的步驟

1）運用UML 建立系統的體系結構模型，定義系統的軟硬件結構及通信機制，使用UML 的組件圖、配置圖。

2）建立需求模型

3）建立系統的對象模型

4）生成所選開發語言的代碼框架，由系統設計轉入開發階段

4.2 建立系統的體系架構模型

在對教務管理系統的需求和目標的整體把握的基礎上，確立教務管理系統的軟件體系結構，現用功能模塊圖來表達體系結構：

圖1 系統功能模塊圖

4.3 分析問題領域

4.3.1 定義活動者

根據教學管理系統的職責范圍和需求可以確定4 個活動者：教學管理員、學生、教師和教學督導，對每個活動者，應當明確其業務活動的內容和服務要求。

4.3.2 定義Use Case

在教學管理的頂層，可以確定兩個Use Case：“人員管理”和“課程管理”。 Use Case“人員管理”分解為“教師管理”、“學生管理”;Use Case“課程管理”分解為“課程管理”、“排課”、“成績查詢”、“成績統計”。

4.4 建立靜態模型和動態模型

在完成了領域分析、建立了子系統的Use Case 視圖后，緊接著要建立系統的靜態結構模型和動態行為模型。系統的靜態結構模型主要由UML 的包圖、 類圖和對象圖表達， 系統的動態行為模型主要由UML 的順序圖、協作圖和活動圖表達。

4.5 定義類

該系統在人事處理方面有“學生”類、“教師”類；在選課管理方面有“課程”類、“開設課程”類、“學生登記”類、“課程登記”類、“選課統計”類等；在成績管理方面有“學生成績登記”類、“成績統計”類。 對于每一個類應當確定其職責、屬性、主要操作以及其他性質說明。

5 結束語

本文就UML 統一建模語言在教務管理系統中的應用步驟做了介紹，受與篇幅所限，本文并未就系統安全策略進行闡述，設計B/S 結構的程序時必須認真考慮安全問題， 使遭受攻擊的危險性降到最低，在防止攻擊時可能起作用的因素都應該在設計和實施時予以考慮。 此外,在系統安全的前提下,當訪問量很大時,系統的效率問題本文還未做更深入的研究，這也是本文要解決的后續問題。

［1］[美]Michael Blaha，James Rumbaugh.面向對象建模與設計[M].2 版.車皓陽，楊眉，譯.人民郵電出版社.2011-7.

［2］趙琰,黃婷婷.基于UML 的教務管理系統的分析與設計[J].科技信息，2011-3.

［3］方玉華.基于UML 的教務管理系統分析與設計[J].計算機時代，2010-5.