基于UML的學籍管理系統的分析與設計

摘 要：當前，軟件的研發作為一種工程學體系其嚴格按照需求、設計、編碼、測試和維護等幾個階段來實現。同時，采用面向對象程序的原理以及思想能更好的為軟件研發工作服務。而在軟件工程的五個階段中都需要通過構建模型來統一表達，這樣UML（統一建模語言）就發揮出了極大的作用。本文通過學籍管理系統的分析與設計這樣一個具體實例，來向讀者介紹利用UML如何實現需求建模、動態和靜態模型設計。

關鍵詞：軟件工程；學籍管理；UML；系統設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.186

1 引言

UML作為新階段的合理化產物，不僅將過去的面向對象表示方法進行了有效的統一，而且形成了最終被一致接受的一種共性語言。它將軟件開發的五個階段以建模的方式表達，將面向對象的方法完全融入到軟件工程體系中去。真正實現了軟件由抽象到具體、復雜到簡單直觀、整體到細化的一個完整過程。

2 UML概述

2.1 UML簡介

UML做為標準化、統一化的面向對象建模技術，具有適用范圍廣、易于掌握和理解以及定義良好的特征。用它對系統結構、事物靜態特征以及動態特征來進行描述，可以讓程序員從不同角度理解當前系統。針對軟件工程設計思想，UML可以將視圖構成分為兩大類九個視圖。分別是：靜態類和動態類。其中靜態類又包含用于描述用戶需求的用例圖；用于描述系統設計中靜態結構的類圖和對象圖；用于描述程序物理結構的組件圖；用于描述系統硬件特征的配置圖。動態視圖包括描述系統流程狀態的活動圖；描述按時間順序實現系統間各元素信息交互的順序圖；即可從時間又可從空間上描述系統元素間交互及關聯的合作圖；描述覆蓋軟件開發全過程作用域的狀態圖。

2.2 UML建模方法

UML做為統一建模語言，用它在對系統進行分析和設計的時候，一般需要經過三個過程來實現。

（1）用例模型。用力模型是系統在需求分析階段所采用的一種基本模型。它體現的是系統特定功能以及相關環境。作為一條直通客戶和開發人員約定關系的主線，最終描述出需求分析給出的具體流程結果。

（2）靜態模型。靜態模型描述的主要是系統的內部結構和靜態特征。眾所周知，事物都具有兩中特性。其中的靜態特征主要指事物本身所固有的屬性結果。而從系統角度上說，系統中的各種對象和類以及它們之間的關聯原來就已經存在于現實世界，只是我們用一種面向對象的方法對其加以描述。因此，靜態建模的過程，首先要確定對象和類的表示范圍即整體框架，然后按照框架結構細化各項功能，最終形成完整的靜態邏輯視圖效果。

（3）動態模型。動態模型的產生是以用例模型和靜態模型做為基礎。以學籍管理系統為例，我們首先以學籍管理這一功能主線確定好在當前系統中的參與者和用例關系，而后分析產生這其中的固有屬性和聯系，最后我們要確定針對當前對象和類所執行的具體操作和任務。而這樣的操作和任務轉化到系統中來就是我們所說的事物的動態特征，也叫動態模型。其主要任務就是通過分析系統中各執行動作的交互和順序，來突出反映當前系統狀態的變化，從而進一步表述系統對象之間的動態關系，形成動態模型視圖。

3 系統的分析與設計

通過上述三個階段，我們就可以利用UML來實現軟件開發中的需求分析和設計等各項工作。為了對其進行更加充分的理解，筆者將以如下一個學籍管理系統為例，來進一步分析和說明。

3.1 學籍管理系統簡介

當前，隨著信息化、系統化技術應用的普及，管理信息系統無論在企業、事業以及學校等各領域都不可或缺。在學校管理領域中，教務管理系統做為學校管理體系的一個部分，正發揮出其巨大作用。當然，教務管理系統中必不可少的核心就是學籍管理系統。因為，該系統無論對于管理者還是決策者都至關重要。利用它，我們可以獲取必要而充足的學生資源信息同時還能夠快速查詢到我們想得到的信息。這樣，打破了傳統人工文件管理方式的低效率等弊端，也為學校進一步提高教學和管理水平奠定堅實的基礎。本文從某學校學籍管理系統的需求分析與設計入手，來展開說明如何利用UML實現其具體應用。

3.2 系統分析

如上所述，在進行需求分析的過程中我們用到的是UML 中的用例圖。而在學籍管理系統中所涉及到的具體角色有兩個，學生和教務管理員。他們之間存在的關系是教務管理員可以對學生檔案進行有效管理同時能夠控制學生的注冊、信息的查詢、修改、學籍的變動以及對學生在校期間的表現情況和畢業后的具體情況加以管理。而如果是學生則只能進行信息的查詢、修改和學籍檔案的查看等日常操作。

3.3 系統設計

系統設計過程中可產生靜態圖和動態圖兩類視圖。其中靜態視圖在本文中主要以類圖形式加以表述；動態圖則以活動圖的形式對學籍管理系統中的流程進行表述。

3.3.1 靜態模型

靜態模型的描述以類圖做為基礎。在系統設計中的類圖可以分為三個部分，分別是界面類、控制類和實體類。本系統中界面類指的是學籍管理界面，而控制類則包含學籍建檔、學生注冊、學籍變動、畢業管理、在校表現等；實體類則由學籍信息、注冊記錄、變動記錄畢業記錄和獎懲記錄構成。

3.3.2 動態模型

動態模型圖主要表示的是系統各元素的執行順序和活動流程。學生從招生辦開始辦理學籍信息到教務處對其完成分班、報到、注冊等一系列操作以及財務處完成繳費一直到最終的存檔則是學籍管理系統中所有的活動執行過程。

4 結語

UML做為一種可視文檔化的面向對象體系結構，在軟件開發領域占有十分重要的地位。其中所使用到的用例圖、活動圖、類圖、順序圖等各種視圖，為管理信息系統的開發提供了一種準確、直觀且完整的結構模型。本文通過學籍管理系統的介紹，對UML技術的具體應用做了很好的說明。也為后續開發一個更加完整的教務管理系統進行了合理化的構想。

參考文獻：

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作者簡介：黃恒輝（1985- ），男，福建三明人，本科，工程師，研究方向：軟件工程。endprint