UML建模在教材管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

江 敏

（泰州師范高等?？茖W(xué)校，江蘇 泰州 225300）

摘要：應(yīng)用面向?qū)ο笏枷?，使用UML建模技術(shù)，采用Rational Rose2003建模工具，通過用例圖、類圖、序列圖的建模過程，完成教材管理系統(tǒng)中的教材申報(bào)管理、教材出入庫管理、文件管理等相關(guān)功能模塊的需求分析和設(shè)計(jì)，為后續(xù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)打基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：面向?qū)ο?；UML；教材管理

中圖分類號：TP313 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）12-2909-03

Application of UML in Teaching Material Management System

JIANG Min

（Taizhou Teachers College， Taizhou 225300， China）

Abstract： This paper applied object-oriented thinking， adopted the modeling technology of UML， and used Rational Rose2003 as the modeling tool. It completed the needs analysis and design of teaching material management system， mainly including teaching materials reporting management， storage management， document management and other related module， which lay a foundation for the following phrase of the system.

Key words： Object-Oriented； UML； teaching material management

隨著高校校園網(wǎng)的普及，利用網(wǎng)絡(luò)完成對教材管理的日常業(yè)務(wù)工作，建立全面的具有通用性、開放性、實(shí)用性和靈活性的網(wǎng)絡(luò)管理體系已經(jīng)成為可能和必然趨勢[1]。如何采用先進(jìn)技術(shù)展開教材管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)成為系統(tǒng)開發(fā)中至關(guān)重要的問題。統(tǒng)一建模語言（UML）既支持面向?qū)ο笏枷耄仓С周浖_發(fā)的全過程。該文將使用Rational Rose2003建模工具，應(yīng)用UML建模技術(shù)完成系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)。

1 統(tǒng)一建模語言

統(tǒng)一建模語言（Unified Modeling Language，UML） 是一種面向?qū)ο蟮慕ＵZ言，運(yùn)用統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的標(biāo)記和定義實(shí)現(xiàn)對軟件系統(tǒng)進(jìn)行面向?qū)ο蟮拿枋龊徒！ML支持模型化和軟件系統(tǒng)開發(fā)的圖形化語言，為軟件開發(fā)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(guī)格，到構(gòu)造和配置[2]。

2 Rationa l Rose2003建模工具

目前版本的Rational Rose可以用來做以下一些工作[3]：

1）對業(yè)務(wù)進(jìn)行建模（工作流）；

2）建立對象模型（表達(dá)信息系統(tǒng)內(nèi)有哪些對象，它們之間是如何協(xié)作完成系統(tǒng)功能的）；

3）對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行建模，并可以在對象模型和數(shù)據(jù)模型之間進(jìn)行正、逆向工程，相互同步；

4）建立構(gòu)件模型（表達(dá)信息系統(tǒng)的物理組成，如有什么文件、進(jìn)程、線程、分布如何等。

3 需求分析

需求分析階段研究的對象是軟件項(xiàng)目的用戶要求，是系統(tǒng)開發(fā)工作中最重要的環(huán)節(jié)之一，對軟件需求的深入理解是軟件開發(fā)工作獲得成功的前提條件。

3.1總體業(yè)務(wù)流程

在教材管理實(shí)際業(yè)務(wù)流程中，首先是教務(wù)秘書為本院系教師制定教學(xué)計(jì)劃；然后教師根據(jù)自己的教學(xué)任務(wù)進(jìn)行教材選報(bào)；接著教研室主任對本教研室教師的申報(bào)信息進(jìn)行一次審核，教務(wù)處工作人員對院系審核通過的申報(bào)信息進(jìn)行二次審核；最后教材科工作人員根據(jù)二次審核通過的申報(bào)信息進(jìn)行書籍的征訂等業(yè)務(wù)[4]。

整體而言，參與到教材管理工作中的人員主要有教務(wù)秘書、教師、教研室主任、教務(wù)處管理員、教材科管理員五種。

3.2 使用用例模型建模

進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的第一步是創(chuàng)建系統(tǒng)的用例模型。用例模型包括兩部分：用例圖和用例規(guī)約。作為描述系統(tǒng)的參與者所能進(jìn)行操作的圖，用例圖在需求分析階段有著重要的作用，主要作用是描述參與者與用例之間的關(guān)系，可視化地表達(dá)系統(tǒng)的需求，直觀規(guī)范，克服了純文字說明的不足。整個(gè)開發(fā)過程都是圍繞系統(tǒng)的需求用例描述進(jìn)行的[5]。用例規(guī)約則是從事件流、用例場景等方面詳細(xì)完整地描述需求，是用例文檔的核心。

3.2.1 確定系統(tǒng)參與者

創(chuàng)建系統(tǒng)用例的第一步是確定系統(tǒng)的參與者。教材管理系統(tǒng)的參與者包括教學(xué)秘書，教師、教研室主任、教務(wù)處管理員、教材科管理員和系統(tǒng)維護(hù)人員。

1） 教務(wù)秘書：主要負(fù)責(zé)制定院系的教學(xué)計(jì)劃。

2） 教師：主要是負(fù)責(zé)根據(jù)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行教材等的申報(bào)。

3） 教研室主任：主要負(fù)責(zé)對該教研室教師的教材申報(bào)記錄進(jìn)行審核。

4） 教務(wù)處管理員：主要負(fù)責(zé)對各個(gè)院系的教材申報(bào)記錄進(jìn)行審核。

5） 教材科管理員：主要負(fù)責(zé)對教材、作業(yè)本及實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙的出入庫管理。

6） 系統(tǒng)維護(hù)人員：主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的維護(hù)工作以及以上六種角色的賬號密碼分配。

3.2.2 分析系統(tǒng)用例

當(dāng)需求被收集起來以后，即可通過用例來描述系統(tǒng)的功能。根據(jù)角色分析，對以上參與者中的業(yè)務(wù)參與者進(jìn)行用例分析（此處不再分析系統(tǒng)維護(hù)人員）：

1） 教務(wù)秘書參與的用例

① 查詢教學(xué)計(jì)劃：對本院系的所有教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行查詢。

② 制定教學(xué)計(jì)劃：對本院系教師的教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行添加。

③ 修改教學(xué)計(jì)劃：對本院系教師的教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行修改。

④ 文件下載：對所需要的相關(guān)文件進(jìn)行下載。

2） 教師參與的用例

① 查詢教學(xué)計(jì)劃：對其教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行查詢。

② 申報(bào)教材：對其教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行學(xué)生用書、教師參考書、教師用書的申報(bào)。

③ 查詢申報(bào)結(jié)果：對其所申報(bào)的書籍結(jié)果進(jìn)行查詢。

④ 文件下載：對所需要的相關(guān)文件進(jìn)行下載。

3） 教研室主任參與的用例

① 查詢教學(xué)計(jì)劃：對其教研室所有教師的教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行查詢。

② 審核申報(bào)：查看本教研室教師提交的教材申報(bào)信息，并完成審核工作。

③ 查詢申報(bào)結(jié)果：查看本教研室教師的申報(bào)審核結(jié)果。

④ 文件下載：對所需要的相關(guān)文件進(jìn)行下載。

4） 教務(wù)處管理員參與的用例

① 查詢教學(xué)計(jì)劃：對全校所有教師的教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行查詢。

② 審核申報(bào)：查看教師提交的教材申報(bào)信息，并完成審核工作及審核結(jié)果的查詢。

③ 查詢申報(bào)結(jié)果：查看所有教師的申報(bào)審核結(jié)果。

④ 文件下載：對所需要的相關(guān)文件進(jìn)行下載。

⑤ 文件上傳：對相關(guān)文件進(jìn)行上傳。

5） 教材科管理員參與的用例

① 查詢教學(xué)計(jì)劃：對全校所有教師的教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行查詢。

② 查詢審核結(jié)果：對全校所有教師的申報(bào)進(jìn)行審核以及審核結(jié)果的查詢。

③ 文件下載：對所需要的相關(guān)文件進(jìn)行下載。

④ 文件上傳：對相關(guān)文件進(jìn)行上傳。

⑤ 入庫管理：對教材、作業(yè)本及實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙的入庫進(jìn)行記錄。

⑥ 出庫管理：對教材、作業(yè)本及實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙的出庫進(jìn)行記錄。

此處以教務(wù)秘書角色為例完成用例圖建模，如圖1所示：

從上述用例圖中已經(jīng)能夠初步了解到系統(tǒng)需要為教務(wù)秘書提供的功能，下面以核心用例“制定教學(xué)計(jì)劃”為例將用例細(xì)化，用例規(guī)約如表1所示。

2.系統(tǒng)提示教學(xué)秘書輸入教學(xué)計(jì)劃信息；

3.教務(wù)秘書輸入教學(xué)計(jì)劃信息；

4.系統(tǒng)檢查教學(xué)計(jì)劃信息的合法性，如果正確，則提示添加成功。＼&擴(kuò)展事件流＼&4a.教務(wù)秘書輸入錯(cuò)誤信息，提交時(shí)提示相應(yīng)的錯(cuò)誤提示；

4b.教務(wù)秘書輸入信息為空，提交時(shí)提示添加信息不能為空。＼&]

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于上述對教材管理系統(tǒng)的需求分析，下面使用類圖、序列圖和協(xié)作圖繼續(xù)完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

4.1 使用類圖建模

類圖的作用是對系統(tǒng)的靜態(tài)視圖進(jìn)行建模，通過分析系統(tǒng)中對象之間的關(guān)系，為系統(tǒng)的詞匯建模，模型化簡單的協(xié)作，模型化邏輯數(shù)據(jù)庫模式[6]。使用UML建模時(shí)，類圖可以分為概念層、說明層和實(shí)現(xiàn)層。在需求分析階段，類圖是研究領(lǐng)域的概念；在設(shè)計(jì)階段，類圖描述類與類之間的接口，在實(shí)現(xiàn)階段，類圖描述軟件系統(tǒng)中類的實(shí)現(xiàn)。此處以制定教學(xué)計(jì)劃功能涉及到對象為例，描述類與類之間的接口角度來完成建模。

由于系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)擬采用MVC三層體系結(jié)構(gòu)完成，所以涉及到的類包括界面類、控制類以及相關(guān)的實(shí)體類，具體如圖2所示。

4.2 使用序列圖建模

序列圖作為一種描述在給定語境中消息是如何在對象間傳遞的圖形化方式，在使用其進(jìn)行建模時(shí)，可以確認(rèn)和豐富一個(gè)使用語境的邏輯表達(dá)，細(xì)化用例的表達(dá)，有效地描述如何分配各個(gè)類的職責(zé)以及各類具有相應(yīng)職責(zé)的原因[7-8]。我們可以根據(jù)對象之間的交互關(guān)系來定義類的職責(zé)，各個(gè)類之間的交互關(guān)系構(gòu)成一個(gè)特定的用例。

制定教學(xué)安排是針對教務(wù)秘書實(shí)現(xiàn)的主要功能，由教務(wù)秘書對本院系的教師進(jìn)行教學(xué)任務(wù)的安排。制定教學(xué)安排功能的工作流程描述如下：

1） 教務(wù)秘書登錄系統(tǒng)后，選擇制定教學(xué)安排功能，進(jìn)入制定教學(xué)安排界面，按照要求提交添加相關(guān)信息；

2） 系統(tǒng)首先將在頁面級驗(yàn)證提交信息的格式是否正確，如果正確則將其傳遞給相關(guān)的控制對象，檢查添加信息是否存在。如果該計(jì)劃已經(jīng)存在，則顯示該計(jì)劃，并給出提示信息。如果不存在，將信息添加到相關(guān)的數(shù)據(jù)表中；

3） 控制對象將添加結(jié)果返回到制定教學(xué)安排界面顯示。

4） 教務(wù)秘書在教學(xué)安排制定界面獲得添加結(jié)果。

在此交互過程中，涉及到的對象有教學(xué)秘書、制定教學(xué)安排界面、制定教學(xué)安排管理器、教學(xué)安排，根據(jù)對象之間的信息交互，制定教學(xué)安排功能的序列圖如圖3所示。

5 結(jié)束語

該文使用UML技術(shù)完成對高校教材管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，以制定教學(xué)計(jì)劃為例通過用例建模、類圖建模和序列圖建模展開系統(tǒng)給的分析與設(shè)計(jì)過程，為后續(xù)的功能實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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