基于UML教務管理系統的分析與設計

摘 要：計算機技術的發展，軟件工程體系的完善，直接影響當前系統的開發與應用。而開發前的一系列準備工作是系統可靠與安全的有效保障。基于上述原因，本文通過使用UML構建模型的方式來論述系統工程體系開發前的分析與設計的操作過程。從而以更加直觀的方式將系統的完整模型呈現在讀者面前。

關鍵詞：教務管理系統；UML；系統分析；系統設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.206

1 引言

當前系統開發始終圍繞著分析、設計、編碼、測試和維護這五個階段進行。而能夠充分表述上述五個階段實現過程最直接、最有效的方式就是用對其構建模型。UML的存在使得我們在對系統進行建模時做到了真正的可視化、文檔化和面向對象化。本文接下來將以某個教務管理系統為例，論述利用UML工具在系統分析階段構建出用例圖以及在系統設計階段構建出類圖和活動圖，從而為系統開發和后續維護等操作奠定堅實的基礎。

2 UML概述

面向對象技術的發展將我們從類與對象的角度重新認識系統。它將信息系統看作一個完整的統一體，在這個整體結構中通過多個對象交互集合的方式來完成某項具體任務。在面向對象體系思想中包括三部分內容，分別是：面向對象系統分析OOA、面向對象系統設計OOD以及面向對象系統實現OOP等部分。

UML做為面向對象體系思想的直觀表述工具，可以有效的描述系統整個生命周期中各階段的具體工作。它的中文含義是統一建模語言或標準建模語言。它是一個以構建模型方式表達系統開發過程的圖形化語言，為軟件開發中各階段提供統一標準化的有效支持。如果說，面向對象分析與設計使系統的發展推向一個新高潮的話，UML技術則是這個高潮的升華。它使系統分析人員、設計人員和最終用戶都有了一個被大家所接受的統一的標準建模語言。

UML規范用來描述建模的概念有，類（對象的）、對象、關聯、職責、行為、接口、用例、包、順序、協作，以及狀態。可以使用九個視圖模型，將系統從不同角度，加以定義。這九個視圖分別是：用例圖、類圖、對象圖、活動圖、協作圖、順序圖、狀態圖、組件圖和配置圖。

3 系統分析

3.1 系統產生背景

教務管理工作歷來都是一個學校最繁瑣，也是數據產生最多的一個工作。教務員每天面對大量報表以及重復的數據處理，運用傳統手工作業方式已不能滿足其需求。因此，必須找到一個更為可靠及先進的方式解決上述問題，從而進一步保證了工作質量，提高了人員的工作效率。

3.2 需求模型構建

對于系統的需求分析過程，一般我們使用UML 中的用例圖來進行表述。用例圖展現了一組用例、參與者以及他們之間所產生的關系。用例圖就是以用戶所實現功能來展示系統需求的一種靜態圖形模式。本系統中，可以參與系統執行的參與者有系統管理員、教務管理員、教師和學生。其中系統管理員所能實現的是制定學期計劃、信息審核以及信息查詢；教務管理員可利用系統進行課程、教學計劃、班級、專業的設定以及教學計劃信息的查詢；而教師或學生利用本系統則主要進行的是查詢教學計劃工作。

4 系統設計

一個完整的系統設計過程，可以用靜態模型和動態模型兩種方式加以表述。其中靜態模型主要是指系統所帶的內部結構特征，例如類圖就是其中的一部分，而動態模型則是指系統當前所能執行的操作和行為，例如系統所完成的兩種不同狀態的互換等。下面我們就分別以靜態模型的類圖結構和動態模型的活動圖結構對系統加以描述。

4.1 靜態模型構建

可使用在系統設計階段的UML靜態模型工具有：類圖、對象圖和狀態圖。本文主要以類圖的形式對系統進行描述。

類圖的結構可以分為邊界類、控制類和實體類三個部分。其中邊界類主要是指系統與外界的信息交互部分，它包括系統界面、窗體等；控制類則負責完成其他類的正常工作，他來自于用例，并能保證用例的執行順序；而實體類則是保存要永久放至數據庫中的信息，例如所有類體中的屬性信息等，通常每個實體類都可以與數據庫中關系表進行一一對應。

本系統類圖可產生的邊界類是教務管理界面，利用該界面可以生成三個控制類分別是課程信息管理、教學計劃管理和開課計劃管理；而每一個控制類又對應著一個具體的實體類，如課程管理所對應的實體是課程記錄；教學計劃管理則對應教學計劃記錄；開課計劃管理則是開課計劃記錄等。

4.2 動態模型構建

我們設計了靜態模型，再來看動態模型結構。常見的動態模型表述工具是：活動圖、順序圖和協作圖等。在這里我們主要以活動圖的形式來描述系統中各項活動的執行順序。

一個完整的活動圖包括：1）輸入輸出點：表示活動圖的起始和終止位置2）泳道：某個具體部門所執行系統的具體職責；3）活動狀態：表示的是本系統所能進行的主要活動和步驟；4）轉移：用該圖形表示出系統各項活動所執行的先后順序。通過前述對用例和類圖的分析，我們可知本系統是以教務管理員登錄系統作為開端，且以系統管理員審核通過最為結束標志。在該活動圖中，當教務管理員登錄系統后，他就可以將年級、專業、課程等信息添加至系統，這樣系統即可針對這些數據完成相應的增、刪、改和查詢等操作。最后利用預先設定好的程序形成一個完整的專業教學計劃。當然，結合系統管理員進行學期設定后，形成最終可修改的完整教學計劃方案，最后將該方案交由系統管理員審核，當審核通過后則可讓學生或教師在登錄系統后查詢。

5 結語

本文運用UML知識和工具，將某學校教務管理系統的分析于設計過程有效的呈現在大家面前。通過對系統用例的分析、對系統類體的設計和各活動狀態執行順序的設定，得到了一種合理化建模方案和具體執行步驟。總之，我們所使用的UML開發工具，能夠有效的提高系統實現的效率，也對系統后期的維護、二次開發等工作產生深遠的影響。可以說，利用UML產生的教務管理系統模型具有充分的社會意義和實用價值。

參考文獻：

[1]何春俐.建模語言UML的研究[J].機械管理開發，2010（01）.

[2]張太武，劉珊艷.UML在系統需求分析中的應用[J].長江大學學報（自科版）理工卷，2006（01）.

作者簡介：孫淑貞（1978-），女，福建漳州人，本科，研究方向：軟件工程。endprint