基于RUP/UML的教-學(xué)綜合管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

劉海琴，周 勝

（南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210048）

教務(wù)管理部門及學(xué)生管理部門是各大院校管理的兩個(gè)重要部門，通常各院校都是將兩個(gè)部門完全分開管理，采用各自的管理系統(tǒng)，但這兩個(gè)部門卻存在眾多的數(shù)據(jù)交合，因此經(jīng)常出現(xiàn)教務(wù)系統(tǒng)更改過相關(guān)信息，而學(xué)生系統(tǒng)卻沒有得到及時(shí)的更新，存在數(shù)據(jù)不一致的問題。

教-學(xué)綜合管理系統(tǒng)就是綜合教務(wù)管理、學(xué)生管理等多個(gè)職能部門的工作，同時(shí)將時(shí)下在網(wǎng)絡(luò)流行的信息發(fā)布、手機(jī)短信、網(wǎng)絡(luò)留言、博客、專題討論、在線答疑等師生喜聞樂見的多種形式集成在一起，提供區(qū)別于常規(guī)教學(xué)、學(xué)生信息管理模式的師生之間、教師之間、學(xué)生之間的互動(dòng)交流平臺(tái)，并能準(zhǔn)確、及時(shí)地為學(xué)院的教師、學(xué)生及各部門提供各類信息；也為領(lǐng)導(dǎo)更好地了解學(xué)院當(dāng)前的情況、制定更好的方針政策提供了依據(jù)；同時(shí)也為各個(gè)部門更好地服務(wù)于學(xué)院進(jìn)行了監(jiān)督。基于此，本文提出了基于RUP/UML教-學(xué)綜合管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1 RUP/UML簡(jiǎn)介

1.1 UML簡(jiǎn)介

統(tǒng)一建模語言（UML）為描述面向?qū)ο笙到y(tǒng)定義了一系列的標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)，目前已經(jīng)被工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化組織OMG（Object Management Group）接受。UML符號(hào)具有準(zhǔn)確的語義，使用UML增強(qiáng)了領(lǐng)域?qū)＜?、工作流專家、軟件設(shè)計(jì)者和其他不同背景的專家之間的交流聯(lián)系[1]。

UML通過三類圖形建立系統(tǒng)模型：Use Case圖、靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖（對(duì)象類圖、對(duì)象圖、組件圖、配置圖）和動(dòng)態(tài)行為圖（順序圖、協(xié)同圖、狀態(tài)圖、活動(dòng)圖），這些圖可以從不同的抽象角度使系統(tǒng)可視化[2]。通過將這些圖形放入產(chǎn)品中，使得熟悉UML的人員更加容易加入項(xiàng)目。

1.2 RUP簡(jiǎn)介

由于UML作為一種建模語言，本身并沒有關(guān)于開發(fā)過程概念的定義和表示符號(hào)，其創(chuàng)始者Booch、Jacobson和Rumbaugh在Rational公司的支持下綜合了多種系統(tǒng)開發(fā)過程的長處，提出新的面向?qū)ο蟮拈_發(fā)過程，稱為 Rational統(tǒng)一過程 RUP（Rational Unified Process）。RUP是一個(gè)面向?qū)ο笄一诰W(wǎng)絡(luò)的程序開發(fā)方法論。RUP過程的核心工作流包括：業(yè)務(wù)建模、需求分析、系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試和系統(tǒng)配置。

2 RUP/UML在教-學(xué)綜合管理系統(tǒng)的應(yīng)用

本系統(tǒng)綜合運(yùn)用了 J2EE、Hibernate、Spring、Struts 等技術(shù)，結(jié)合SQL Server數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)易維護(hù)、易擴(kuò)展和可重用性高、安全性強(qiáng)的B/S結(jié)構(gòu)的教-學(xué)綜合管理系統(tǒng)。系統(tǒng)中采用四層結(jié)構(gòu)：Web表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層、數(shù)據(jù)庫層，如圖1所示。各個(gè)層次之間具有不同的功能，并保持清晰的隔離，以使彼此獨(dú)立存在。但各層之間采用接口進(jìn)行通信，屏蔽了內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)[3]。

圖1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖

下面通過UML分析、構(gòu)造教-學(xué)綜合管理系統(tǒng)模型，并結(jié)合RUP加以描述，圖形用Rational Rose工具軟件繪制。

2.1 教-學(xué)綜合管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)建模與需求分析

根據(jù)RUP的思想，要在業(yè)務(wù)建模和需求分析階段完成業(yè)務(wù)模型和業(yè)務(wù)對(duì)象模型，并把企業(yè)方的需求轉(zhuǎn)化為技術(shù)的需求，得到相應(yīng)的用例。針對(duì)現(xiàn)實(shí)教務(wù)系統(tǒng)和學(xué)生系統(tǒng)存在的在數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)上的交叉等特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)重新進(jìn)行評(píng)估和需求分析。新的教-學(xué)綜合管理系統(tǒng)包含教務(wù)所需的教學(xué)日常管理工作（包括學(xué)籍管理、教學(xué)管理、考試管理等）、技能大賽管理、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的管理、教改項(xiàng)目的管理等；學(xué)管部門的學(xué)生日常管理（包括學(xué)生成績管理、電子檔案管理、獎(jiǎng)懲情況管理、學(xué)生心理健康管理等）；另外還有互動(dòng)交流模塊（包含時(shí)下在網(wǎng)絡(luò)流行的信息發(fā)布、手機(jī)短信、網(wǎng)絡(luò)留言、博客、專題討論、在線答疑等）及用戶管理模塊等，具體如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能模塊

所針對(duì)的用戶有管理員、教務(wù)管理員、學(xué)務(wù)管理員、教師、學(xué)生、家長等。但根據(jù)個(gè)人在學(xué)院所承擔(dān)任務(wù)的不同，分別處在不同的角色，又可以將用戶分為：

（1）系統(tǒng)管理員。系統(tǒng)管理員是整個(gè)系統(tǒng)中權(quán)限最大的用戶，能操作系統(tǒng)的所有功能，能設(shè)定系統(tǒng)的默認(rèn)初始數(shù)據(jù)。如：添加、刪除管理員及設(shè)置權(quán)限，可以進(jìn)行用戶角色的設(shè)置，角色權(quán)限的修改等；同時(shí)還要做好系統(tǒng)維護(hù)工作，包括代碼維護(hù)和數(shù)據(jù)維護(hù)兩部分。

（2）教務(wù)管理員。包括學(xué)生管理部門工作人員、輔導(dǎo)員等。可以完成教師課表的添加和修改、學(xué)生成績的打印、教師調(diào)課信息的添加、教室使用的修改、教學(xué)計(jì)劃的錄入等。

（3）學(xué)務(wù)管理員。包括教務(wù)部門工作人員、教學(xué)秘書等?？梢詫?shí)現(xiàn)學(xué)生證注冊(cè)、學(xué)生操行成績的錄入、學(xué)生電子檔案信息的錄入、學(xué)生獎(jiǎng)懲情況的錄入等。

（4）學(xué)生。個(gè)人信息的查詢和更改、成績查詢、選課、網(wǎng)上評(píng)教、查看教材領(lǐng)取情況、收費(fèi)情況及參加論壇。

4.1.3 以病種為評(píng)價(jià)對(duì)象 病種質(zhì)量評(píng)價(jià)是一個(gè)群體質(zhì)量評(píng)價(jià)層次，主要病種的護(hù)理質(zhì)量在一定程度上可反映專科和醫(yī)院的護(hù)理質(zhì)量水平，目前國內(nèi)院間護(hù)理質(zhì)量評(píng)價(jià)采用的指標(biāo)信息較混雜，以整體病例為評(píng)價(jià)單位，則實(shí)施過程又失之過細(xì)。病種質(zhì)量評(píng)價(jià)體現(xiàn)了宏觀與微觀的結(jié)合，且為非隨機(jī)性抽樣檢查，有較好的可靠性和代表性，因此正日益受到重視，但至今尚未引進(jìn)國內(nèi)護(hù)理管理領(lǐng)域。

（5）教師。個(gè)人信息的查詢和更改、成績查詢與錄入、選課、網(wǎng)上評(píng)學(xué)、查看教材領(lǐng)取情況、參加論壇。

（6）家長。只能查看學(xué)生本人的相關(guān)信息。

2.2 教學(xué)綜合管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)階段是要求根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，最終產(chǎn)生一個(gè)設(shè)計(jì)模型和一個(gè)可選的分析模型。

對(duì)于系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，可以通過對(duì)象類圖、對(duì)象圖、組件圖和配置圖來描述；對(duì)于系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為，可以通過順序圖、協(xié)同圖、狀態(tài)圖、活動(dòng)圖描繪。

2.2.1 靜態(tài)模型的建立

教-學(xué)綜合管理系統(tǒng)綜合了教務(wù)、學(xué)管、互動(dòng)交流等多個(gè)部門的工作，信息量大、內(nèi)容繁瑣。對(duì)其進(jìn)行靜態(tài)模型的建立也就是建立對(duì)象模型，分析系統(tǒng)用例圖，不難得出相應(yīng)的類，只要給出類的屬性和操作以及類之間的聯(lián)系，就可以得出系統(tǒng)類圖。

類圖分為實(shí)體類、邊界類及控制類。在學(xué)生選課模塊中就包含以上類。其中實(shí)體類有：學(xué)生類、教材類、用戶類、課程類、教師類等；邊界類有：學(xué)生管理界面、選課管理界面、教師管理界面、課程管理界面、教材管理界面及登錄窗口界面等；控制類有用戶登錄、信息查詢、信息錄入等。圖3中給出了教務(wù)管理中的學(xué)生選課模塊的類圖。

圖3 學(xué)生選課類圖

2.2.2 動(dòng)態(tài)模型的建立

動(dòng)態(tài)模型主要描述系統(tǒng)隨時(shí)間變化的行為。動(dòng)態(tài)圖包含：順序圖、活動(dòng)圖、狀態(tài)圖。動(dòng)態(tài)模型包含表達(dá)對(duì)象時(shí)序交互的順序圖、用于反映對(duì)象執(zhí)行狀態(tài)的活動(dòng)圖以及描述對(duì)象事件排序的狀態(tài)圖。

（1）順序圖：順序圖明確表達(dá)了對(duì)象時(shí)序交互。如用戶登錄系統(tǒng)時(shí)，提交登錄信息后，經(jīng)驗(yàn)證登錄信息不為空時(shí)，會(huì)通過用戶對(duì)象獲取數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)，再驗(yàn)證用戶信息是否合法。圖4給出了用戶登錄系統(tǒng)的順序圖。

圖4 用戶登錄

同樣當(dāng)管理員用戶要建立貧困生檔案時(shí)，圖5給出了貧困檔案建立的順序圖。

圖5 貧困生檔案管理順序圖

（2）協(xié)作圖：區(qū)別于順序圖的是協(xié)作圖強(qiáng)調(diào)對(duì)象之間的關(guān)系，通過關(guān)聯(lián)關(guān)系傳遞的信息來描述系統(tǒng)成分之間如何協(xié)作。圖6給出了用戶登錄時(shí)的協(xié)作圖，圖7給出了管理員修改學(xué)生信息的協(xié)作圖。

圖6 用戶登錄協(xié)作圖

圖7 修改學(xué)生信息協(xié)作圖

2.3 教-學(xué)綜合管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)、測(cè)試與系統(tǒng)配置

經(jīng)過系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)后，本系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計(jì)模型在具體的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，生成系統(tǒng)的源代碼、可執(zhí)行程序和相應(yīng)的軟件文檔，建立一個(gè)可執(zhí)行的系統(tǒng)。然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和排錯(cuò)，保證系統(tǒng)符合預(yù)定的要求，獲得一個(gè)無錯(cuò)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。測(cè)試的結(jié)果將確認(rèn)所完成的系統(tǒng)可以真正使用。最后系統(tǒng)配置的任務(wù)是在真實(shí)的使用運(yùn)行環(huán)境中配置、調(diào)試系統(tǒng)、解決系統(tǒng)正式使用前可能存在的任何問題。

本系統(tǒng)綜合運(yùn)用了 J2EE、Hibernate、Spring、Struts 等技術(shù)，結(jié)合SQL Server數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)易維護(hù)、易擴(kuò)展和可重用性高、安全性強(qiáng)的B/S結(jié)構(gòu)的教-學(xué)綜合管理系統(tǒng)。

RUP作為一種軟件開發(fā)過程，將UML的應(yīng)用發(fā)揮極致。采用RUP方法使用UML，在教-學(xué)綜合管理系統(tǒng)的建模和開發(fā)過程中達(dá)到良好的效果。

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