论文部分内容阅读
摘 要：UML是一个通用的标准建模语言，是面向对象分析与设计方法的表现手段。以学生综合管理信息系统建模为例，介绍了UML在该系统中的应用和系统的建模过程，给出了系统的主要用例图、部分类图、状态图供使用UML建模人员参考。
关键词：UML；面向对象；管理信息系统
中图分类号:U692;N945.12 文献标志码:A
Application of UML At Management Information System
Analysis and Design
LIU Zhen-hua
(Department of Computer Science,Binzhou Vocational College,256603 Binzhou Shandong)
Abstract:UML is an uniformed standard model language which has the ability of exhibiting OOA and OOD. This paper presents main use case diagram, part class diagram and statechart diagram after introducing how to use UML in the system and modeling process.
Key words:Unified Modeling Language (UML); Object-Oriented; Management Information System
UML（Unified Modeling Language），即统一建模语言，它是在综合了著名的Booch方法、OMT 方法和OOSE方法的基础上，吸收了其它00开发思想，进一步发展并抽象出的标准的图形化建模语言，是面向对象分析与设计方法的表现手段。UML是一个通用的标准建模语言，可用于任何具有静态结构和动态行为的系统建模，并且适用于系统开发过程中从需求规格描述到系统完成后测试的不同阶段。UML具有表达力强、清晰和一致的特点，消除了不同建模方法在表示法和术语上的差异，避免了符号表示和理解上不必要的混乱，已成为在软件工业中占支配地位的建模语言，并在许多领域的软件开发中得到应用。
UML 规定了一整套建模元素和相应的可视化描述，用于描述、说明、可视化地构造软件开发各个阶段的产品。本文以信息管理系统——学生综合管理信息系统为例，介绍UML技术的应用和系统建模过程［1-2］。
1 基于UML的系统分析设计过程
系统采用面向对象技术设计，首先通过需求调查、分析，绘制出系统的静态模型，然后通过对系统的行为进行描述，即建立系统的动态模型。模型建立好后，接受用户和专家的严格审查，通过多次修改，不断完善，从而为后续的设计和实现奠定基础。
整个系统采用用例驱动方式下的软件开发过程，用用例描述系统的功能需求，从分析、设计、实现到测试都是以用例实现作为最终目标。
1.1 用例建模
用户需求通常包括功能需求、性能需求、安全可靠性需求等多个方面。基于UML分析设计系统时，在需求分析阶段，用用例图来描述捕获用户功能需求。通过对用例建模，描述对系统感兴趣的外部角色（Actor）及其对系统的功能需求。用例图（Use case diagram）是首先需要建立的模型，它定义了系统的主要功能和系统边界，完全是从系统的外部观看系统功能，并不描述系统内部对功能的具体实现，是其它视图的核心和基础。在用例图中，角色代表触发系统功能的用户或其它系统，用例代表具体的功能描述。
1.1.1 确定系统角色
角色（Actor）是指与系统直接交互的人或者物，向系统输入或使用系统的某些功能，但是不属于系统，角色可能是某个系统或一类人等。本系统的角色主要有系统管理员、学工处、教务处、校医院、学生等。
1.1.2 获取用例
用例描述的是系统的功能实现，它揭示了人们如何使用系统。目前高校中的MIS大多按部门业务开发，归各个部门管理，信息共享度低，形成了一个个“信息孤岛”，不仅浪费了人力物力，而且很容易出现因更新不同步而导致的数据不一致的情况的发生。为了减少“信息孤岛”，消灭数据冗余和数据不一致的现象，提高数据共享度，实现信息的整体规范管理，根据用户需求把学籍管理、系部管理、专业管理、班级管理、教务管理和健康管理等功能进行集成，设计一个B/S和C/S相结合的体系结构的管理信息系统。图2-1是系统顶层用例图，含有14个用例和6个活动者，系统的功能包括：用户管理、学生基本信息管理、系部专业管理、班级管理、学生干部管理、学生党团组织管理、奖惩管理、课程管理、成绩考试管理和健康管理等，是一个功能相对全面的管理系统。
1.1.3 绘制用例图
上图中的每个用例又可细化为更为详细的用例图。限于篇幅不再累述。
1.2 静态建模
任何建模语言都是以静态建模机制为基础的，UML也不例外。UML的静态建模机制包括类图、组件图和配置图。其中，类图表达了系统中类与类之间的关系，是UML中最重要、最基本的静态模型。构成类图最主要的元素是类和类之间的关系，包括关联（Association）、泛化（Generalization）、组合（Composition）、聚合（Aggregation）等）。类图描述的是一种静态关系，在系统的整个生命周期内都是有效的。进行类图建模时首先要分析与系统功能相关的对象，进行类的区分、确定类的属性和方法，然后分析各种类之间的关系，并用建模元素描述出来。在本系统中定义了许多类，如：学生、系部、班级、专业等。这里将给出系统中部分类的关系和具体描述，其中，系部类和专业类之间，专业类和班级类之间，班级类和学生类之间都是一对多的关系。以下是系统的部分类图。
1.3 动态建模
系统的静态模型不能清晰地描述对象的行为和职责，不能全面的反映系统的情况，要描述系统的动态行为，必须建立系统的动态模型。系统动态模型有：状态图、顺序图、协作图和活动图四类。其中顺序图表示一组对象之间的动态协作关系，反映对象之间发送消息的时间顺序；协作图由对象（Object）、联系（Link）和消息（Message）三种元素组成，用于描述用例的实现；活动图反映系统中从一个活动到另一个活动的流程，强调对象间的控制流程。下面以增加用户状态图为例建立系统的动态模型。
1.3.1 状态图（Statechart diagram）
状态图是系统分析的一种常用工具，用于描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条件。通常，状态图是对类图的补充。实际应用中并不需要为所有的类画状态图，仅为那些有多个状态其行为受外界环境影响并且发生改变的类画状态图。状态图由表示状态的节点和表示状态之间的转移线组成，增加用户状态图如图2-3所示。
2 结束语
UML已成为在软件工业中占支配地位的建模语言，并在许多领域的软件开发中得到应用。应用UML对管理信息系统进行建模，有利于开发人员之间在各个开发环节间确立沟通的标准，便于系统文档的制定和项目的管理，提高了系统的可靠性和稳定性。
本文作者创新点：采用面向对象技术将UML 用于管理信息系统-学生信息管理系统建模，采用用例驱动方式下的软件开发过程，用用例描述系统的功能需求，从分析、设计、实现到测试都是以用例实现作为最终目标；介绍了用UML进行系统建模的过程和步骤，给出了系统的部分用例图、类图、状态图供使用UML建模人员者参考。
参考文献
［1］冯 霄.教育信息化的思考与探索［J］.浙江中医学院学报，2004,28(4):70-71.
［2］凌苏湘.基于UML的MIS开发方法研究［J］.计算机工程与科学,2003,,25(3):101-103.
［3］蔡雪蛟,王益民,蔡长安,等.基于UML的报刊发行分析设计［J］.计算机应用,2004, 24(1):155-157.
［4］Wendy Boggs,邱仲潘译,UML with Rational Rose 从入门到精通［M］.北京:电子工业出版社,2000.
［5］Booch G, Rumbaugh J, Jacobson I.姚淑珍,唐发根,译.UML参考手册［M］.北京:机械工业出版社,2001.
关键词：UML；面向对象；管理信息系统
中图分类号:U692;N945.12 文献标志码:A
Application of UML At Management Information System
Analysis and Design
LIU Zhen-hua
(Department of Computer Science,Binzhou Vocational College,256603 Binzhou Shandong)
Abstract:UML is an uniformed standard model language which has the ability of exhibiting OOA and OOD. This paper presents main use case diagram, part class diagram and statechart diagram after introducing how to use UML in the system and modeling process.
Key words:Unified Modeling Language (UML); Object-Oriented; Management Information System
UML（Unified Modeling Language），即统一建模语言，它是在综合了著名的Booch方法、OMT 方法和OOSE方法的基础上，吸收了其它00开发思想，进一步发展并抽象出的标准的图形化建模语言，是面向对象分析与设计方法的表现手段。UML是一个通用的标准建模语言，可用于任何具有静态结构和动态行为的系统建模，并且适用于系统开发过程中从需求规格描述到系统完成后测试的不同阶段。UML具有表达力强、清晰和一致的特点，消除了不同建模方法在表示法和术语上的差异，避免了符号表示和理解上不必要的混乱，已成为在软件工业中占支配地位的建模语言，并在许多领域的软件开发中得到应用。
UML 规定了一整套建模元素和相应的可视化描述，用于描述、说明、可视化地构造软件开发各个阶段的产品。本文以信息管理系统——学生综合管理信息系统为例，介绍UML技术的应用和系统建模过程［1-2］。
1 基于UML的系统分析设计过程
系统采用面向对象技术设计，首先通过需求调查、分析，绘制出系统的静态模型，然后通过对系统的行为进行描述，即建立系统的动态模型。模型建立好后，接受用户和专家的严格审查，通过多次修改，不断完善，从而为后续的设计和实现奠定基础。
整个系统采用用例驱动方式下的软件开发过程，用用例描述系统的功能需求，从分析、设计、实现到测试都是以用例实现作为最终目标。
1.1 用例建模
用户需求通常包括功能需求、性能需求、安全可靠性需求等多个方面。基于UML分析设计系统时，在需求分析阶段，用用例图来描述捕获用户功能需求。通过对用例建模，描述对系统感兴趣的外部角色（Actor）及其对系统的功能需求。用例图（Use case diagram）是首先需要建立的模型，它定义了系统的主要功能和系统边界，完全是从系统的外部观看系统功能，并不描述系统内部对功能的具体实现，是其它视图的核心和基础。在用例图中，角色代表触发系统功能的用户或其它系统，用例代表具体的功能描述。
1.1.1 确定系统角色
角色（Actor）是指与系统直接交互的人或者物，向系统输入或使用系统的某些功能，但是不属于系统，角色可能是某个系统或一类人等。本系统的角色主要有系统管理员、学工处、教务处、校医院、学生等。
1.1.2 获取用例
用例描述的是系统的功能实现，它揭示了人们如何使用系统。目前高校中的MIS大多按部门业务开发，归各个部门管理，信息共享度低，形成了一个个“信息孤岛”，不仅浪费了人力物力，而且很容易出现因更新不同步而导致的数据不一致的情况的发生。为了减少“信息孤岛”，消灭数据冗余和数据不一致的现象，提高数据共享度，实现信息的整体规范管理，根据用户需求把学籍管理、系部管理、专业管理、班级管理、教务管理和健康管理等功能进行集成，设计一个B/S和C/S相结合的体系结构的管理信息系统。图2-1是系统顶层用例图，含有14个用例和6个活动者，系统的功能包括：用户管理、学生基本信息管理、系部专业管理、班级管理、学生干部管理、学生党团组织管理、奖惩管理、课程管理、成绩考试管理和健康管理等，是一个功能相对全面的管理系统。
1.1.3 绘制用例图
上图中的每个用例又可细化为更为详细的用例图。限于篇幅不再累述。
1.2 静态建模
任何建模语言都是以静态建模机制为基础的，UML也不例外。UML的静态建模机制包括类图、组件图和配置图。其中，类图表达了系统中类与类之间的关系，是UML中最重要、最基本的静态模型。构成类图最主要的元素是类和类之间的关系，包括关联（Association）、泛化（Generalization）、组合（Composition）、聚合（Aggregation）等）。类图描述的是一种静态关系，在系统的整个生命周期内都是有效的。进行类图建模时首先要分析与系统功能相关的对象，进行类的区分、确定类的属性和方法，然后分析各种类之间的关系，并用建模元素描述出来。在本系统中定义了许多类，如：学生、系部、班级、专业等。这里将给出系统中部分类的关系和具体描述，其中，系部类和专业类之间，专业类和班级类之间，班级类和学生类之间都是一对多的关系。以下是系统的部分类图。
1.3 动态建模
系统的静态模型不能清晰地描述对象的行为和职责，不能全面的反映系统的情况，要描述系统的动态行为，必须建立系统的动态模型。系统动态模型有：状态图、顺序图、协作图和活动图四类。其中顺序图表示一组对象之间的动态协作关系，反映对象之间发送消息的时间顺序；协作图由对象（Object）、联系（Link）和消息（Message）三种元素组成，用于描述用例的实现；活动图反映系统中从一个活动到另一个活动的流程，强调对象间的控制流程。下面以增加用户状态图为例建立系统的动态模型。
1.3.1 状态图（Statechart diagram）
状态图是系统分析的一种常用工具，用于描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条件。通常，状态图是对类图的补充。实际应用中并不需要为所有的类画状态图，仅为那些有多个状态其行为受外界环境影响并且发生改变的类画状态图。状态图由表示状态的节点和表示状态之间的转移线组成，增加用户状态图如图2-3所示。
2 结束语
UML已成为在软件工业中占支配地位的建模语言，并在许多领域的软件开发中得到应用。应用UML对管理信息系统进行建模，有利于开发人员之间在各个开发环节间确立沟通的标准，便于系统文档的制定和项目的管理，提高了系统的可靠性和稳定性。
本文作者创新点：采用面向对象技术将UML 用于管理信息系统-学生信息管理系统建模，采用用例驱动方式下的软件开发过程，用用例描述系统的功能需求，从分析、设计、实现到测试都是以用例实现作为最终目标；介绍了用UML进行系统建模的过程和步骤，给出了系统的部分用例图、类图、状态图供使用UML建模人员者参考。
参考文献
［1］冯 霄.教育信息化的思考与探索［J］.浙江中医学院学报，2004,28(4):70-71.
［2］凌苏湘.基于UML的MIS开发方法研究［J］.计算机工程与科学,2003,,25(3):101-103.
［3］蔡雪蛟,王益民,蔡长安,等.基于UML的报刊发行分析设计［J］.计算机应用,2004, 24(1):155-157.
［4］Wendy Boggs,邱仲潘译,UML with Rational Rose 从入门到精通［M］.北京:电子工业出版社,2000.
［5］Booch G, Rumbaugh J, Jacobson I.姚淑珍,唐发根,译.UML参考手册［M］.北京:机械工业出版社,2001.