基于UML的成績管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計

李 巖

（天津開發(fā)區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300457）

1.UML簡介

統(tǒng)一建模語言UML（Unified Modeling Language）是由3位世界著名的面向?qū)ο蠹夹g(shù)專家Gray Booch、Jim Rumbaugh、Ivar Jacobson發(fā)起，在Booch表示方法、OOSE方法和OMT方法的基礎(chǔ)上，廣泛征求意見，集眾家之長，反復(fù)修改后提出的通用的圖形化標(biāo)準(zhǔn)建模語言。UML通過3類圖建立系統(tǒng)模型：用例圖、靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖（對象類圖、對象圖、組件圖、配置圖）和動態(tài)行為圖（時序圖、協(xié)同圖、狀態(tài)圖、活動圖），通過這3種圖從不同抽象角度使系統(tǒng)可視化。

2.需求分析

2.1 系統(tǒng)總體需求

學(xué)生成績管理系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上采用B/S（Browser/Server）模式，學(xué)生的信息由任課教師在規(guī)定的權(quán)限下在各自的工作站上錄入，統(tǒng)一保存在系統(tǒng)服務(wù)器上，實現(xiàn)集中管理。此外，學(xué)生、任課教師及教務(wù)人員等系統(tǒng)用戶可在校園網(wǎng)內(nèi)對成績進行查詢。

2.2 學(xué)生基本信息管理

2.2.1 新生信息批量導(dǎo)入

可從EXCEL格式的新生錄取名單文件中，一次性地導(dǎo)入所有學(xué)生的基本信息。

2.2.2 學(xué)生信息的維護

教務(wù)人員可以對學(xué)生基本信息進行增加、刪除、修改、查詢等基本操作。學(xué)生本人可以對自己的信息進行修改和查詢。

2.3 學(xué)生成績維護

2.3.1 學(xué)生成績錄入

任課教師在學(xué)期期末，以教學(xué)班級為單位，錄入對應(yīng)課程對應(yīng)學(xué)生的平時成績和期末成績。

2.3.2 自動生成學(xué)科總成績

系統(tǒng)根據(jù)教師設(shè)定的平時成績與期末成績的比例關(guān)系，自動計算出學(xué)科總成績。

2.3.3 學(xué)生成績查詢

學(xué)生可以根據(jù)學(xué)號和課程名查詢自己該門課程或全部以修課程的考試成績；教師可以查詢本學(xué)期任教課程的所有學(xué)生或某位學(xué)生的成績；教務(wù)人員可以查詢本校所有學(xué)生的全部課程成績。

2.3.4 學(xué)生成績報表

教務(wù)人員及學(xué)生本人可以生成學(xué)生成績報表，顯示學(xué)生各個學(xué)期已修課程及成績。

2.3.5 生成課程成績單

教師可以生成本學(xué)期任教課程對應(yīng)班級的成績單，教務(wù)人員可以生成并查看全校所有課程的成績單。

2.3.6 成績分析報告單

教師可以生成本學(xué)期任教課程對應(yīng)班級的成績分析報告單，教務(wù)人員可以生成全部課程的成績分析報告單。

3.系統(tǒng)建模

3.1 創(chuàng)建系統(tǒng)用例模型

用例圖是描述系統(tǒng)用戶與系統(tǒng)功能之間關(guān)系的模型圖，圖中一個用例就是系統(tǒng)中的一個功能模塊。建立用例模型的一般方法為，根據(jù)用戶需求描述確定角色、創(chuàng)建用例、創(chuàng)建角色——用例關(guān)系圖。

3.1.1 確定角色

角色是與系統(tǒng)有交互作用的人或事務(wù)，通常代表著一個系統(tǒng)的使用者，或者需要與系統(tǒng)打交道的人或事物。根據(jù)系統(tǒng)功能需求的描述，本系統(tǒng)需要創(chuàng)建學(xué)生、任課教師、教務(wù)人員3個角色。

3.1.2 創(chuàng)建用例

用例是系統(tǒng)為用戶提供的功能模塊。根據(jù)系統(tǒng)功能需求的描述，可以得到新生信息批量導(dǎo)入、學(xué)生信息的維護、成績錄入、自動生成學(xué)科總成績、成績查詢、學(xué)生成績報表、生成課程成績單、成績分析報告單8個用例。

3.1.3 創(chuàng)建用例關(guān)系圖

根據(jù)需求描述學(xué)生成績管理系統(tǒng)，用例關(guān)系圖如圖1所示。

圖1 學(xué)生成績管理系統(tǒng)用例圖

3.2 系統(tǒng)動態(tài)模型

在建立好系統(tǒng)用例模型的基礎(chǔ)上，需要分析和設(shè)計系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)以及建立相應(yīng)的動態(tài)模型。UML主要借助于交互圖（時序圖、協(xié)作圖）和行為圖（狀態(tài)圖、活動圖）對其進行描述。在這里，重點描述系統(tǒng)中的活動圖與時序圖的創(chuàng)建過程。

3.2.1 創(chuàng)建活動圖

活動圖展示了系統(tǒng)中的功能流，可以在業(yè)務(wù)模型中顯示業(yè)務(wù)工作流，可以在收集需求時顯示一個使用案例的事件流，一般用于需求采集階段，細化用戶對功能需求的描述，以明確用戶需求的詳細內(nèi)容。

根據(jù)用例模型和用戶需求創(chuàng)建的學(xué)生信息批量導(dǎo)入模塊和學(xué)生成績查詢部分活動圖，如圖2所示。此外，教務(wù)人員和學(xué)生對應(yīng)學(xué)生成績報表生成的活動圖，如圖3所示。

圖2 學(xué)生信息批量導(dǎo)入模塊和成績查詢活動圖

圖3 學(xué)生成績報表活動圖

3.2.2 創(chuàng)建時序圖

時序圖表示對象之間傳遞信息的時間順序。時序圖可以用來說明一個事務(wù)的歷史過程，它用來表示用例中行為者的時間順序。在繪制時需要結(jié)合對應(yīng)活動圖及需求描述相關(guān)內(nèi)容。

根據(jù)圖2和圖3創(chuàng)建的學(xué)生信息批量導(dǎo)入模塊時序圖和學(xué)生成績查詢時序圖如圖4和圖5所示。

圖4 生信息批量模塊導(dǎo)入時序圖

圖5 生成績查詢時序圖

3.3 創(chuàng)建系統(tǒng)類圖

類圖是系統(tǒng)設(shè)計核心的部分，用于對系統(tǒng)靜態(tài)設(shè)計視圖進行建模。類圖不僅對結(jié)構(gòu)模型的可視化、詳述和文檔化很重要，而且對通過正向與逆向功能構(gòu)造可執(zhí)行的系統(tǒng)也很重要。類圖中的類是針對時序圖和協(xié)作圖中每種對象創(chuàng)建的。本系統(tǒng)的類圖如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)類圖

4.系統(tǒng)實現(xiàn)

經(jīng)過系統(tǒng)分析與設(shè)計后，根據(jù)設(shè)計模型在具體的環(huán)境中實現(xiàn)系統(tǒng)，其中包括學(xué)生成績管理業(yè)務(wù)的算法實現(xiàn)、數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)、界面實現(xiàn)和測試。在數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)中，采用標(biāo)準(zhǔn)的SQL語句來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫表的創(chuàng)建，考慮到操作的簡單性、代碼的利用率、系統(tǒng)的安全性以及數(shù)據(jù)的訪問速度，啟用了視圖、存儲過程、觸發(fā)器等對象。用戶界面是應(yīng)用程序最重要的部分，對用戶而言，界面就是應(yīng)用程序，用戶感覺不到幕后正在執(zhí)行的代碼。不論花多少時間和精力來編制和優(yōu)化代碼，應(yīng)用程序的可用性仍然在很大程度上依賴于界面的好壞。軟件測試是程序的一種執(zhí)行過程，目的是盡可能發(fā)現(xiàn)并改正被測試軟件中的錯誤，提高軟件的可靠性。

5.結(jié)束語

以UML作為建模工具，將其應(yīng)用于學(xué)生成績管理系統(tǒng)的開發(fā)，降低了系統(tǒng)的復(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]王少鋒.面向?qū)ο蠹夹g(shù)UML教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004:1-17.

[2]Grady Booch等著.李虎等譯.UML用戶指南[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2001:20-53.

[3]劉豐,冷英男.基于UML的一個應(yīng)用軟件建模實例[J].計算機與現(xiàn)代化,2004(10):132-134.