遼寧 劉旭

UML在汽車租賃管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例

遼寧 劉旭

本文利用UML建模工具對(duì)汽車租賃管理系統(tǒng)的功能模型進(jìn)行了詳細(xì)分析，給出了一個(gè)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下構(gòu)建管理系統(tǒng)的需求分析方法與模型，為應(yīng)用UML建模技術(shù)進(jìn)行面向?qū)ο筌浖_發(fā)提供了參考范例和借鑒。

UML；靜態(tài)建模；動(dòng)態(tài)建模；

引言

UML是一種可視化、表示能力極強(qiáng)的面向?qū)ο蠼y(tǒng)一建模語言，適用于以面向?qū)ο蠹夹g(shù)來描述任何類型的系統(tǒng)，而且適用于系統(tǒng)開發(fā)的不同階段，從需求規(guī)格描述直至系統(tǒng)完成后的測(cè)試和維護(hù)。基于UML的基本建模步驟一般分為：用例建模（需求模型）、靜態(tài)建模（對(duì)象表示）、動(dòng)態(tài)建模（業(yè)務(wù)邏輯）、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)（構(gòu)造移交）等四個(gè)步驟。將其應(yīng)用于汽車租賃管理系統(tǒng)的開發(fā)，降低了系統(tǒng)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 UML在《汽車租賃管理系統(tǒng)》系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

1.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展，汽車租賃作為道路運(yùn)輸行業(yè)一種新的融資服務(wù)形式、一種新的出行消費(fèi)方式和汽車生產(chǎn)廠家一種新的汽車營(yíng)銷渠道，在這個(gè)社會(huì)中將迎來良好的發(fā)展機(jī)遇。汽車租賃已經(jīng)引起社會(huì)各界汽車租賃行業(yè)的高度關(guān)注，正逐步成為汽車產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán)，對(duì)經(jīng)濟(jì)和道路運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展發(fā)揮著重要的作用。

汽車租賃管理系統(tǒng)就是為了滿足那些沒有汽車而急需擁有汽車的朋友，當(dāng)你需要用車的時(shí)候，可以通過網(wǎng)絡(luò)、電話、直接到公司預(yù)定等方式，預(yù)定不同款式并且適合您的汽車，可以讓您的沒可能變成我們的有可能。本系統(tǒng)可以進(jìn)行汽車的日常信息處理的管理，可以使汽車的管理員更方便、更快捷地管理汽車的信息，也可以使客戶很直觀、清晰的了解公司車輛預(yù)定的最新動(dòng)態(tài)。

該管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能主要是客戶管理、汽車管理、員工管理和查詢統(tǒng)計(jì)等功能。

1.2 系統(tǒng)的需求建模

在系統(tǒng)的需求分析階段，用例圖能夠清楚地描述出用戶需求和系統(tǒng)功能需求。它主要描述系統(tǒng)功能，也就是從外部用戶的角度觀察，系統(tǒng)應(yīng)該完成哪些功能，有利于用戶和軟件開發(fā)人員之間的溝通，幫助開發(fā)人員以一種可視化的方式了解系統(tǒng)的功能。用例圖是軟件需求分析到最終實(shí)現(xiàn)的第一步，它對(duì)應(yīng)并描述一個(gè)完整的功能,其中還會(huì)涉及子功能的變化、出錯(cuò)以及異常等情況，是分析、設(shè)計(jì)直至測(cè)試的重要依據(jù)，同時(shí)也減少了大量交流上的障礙，便于對(duì)問題答成共識(shí)。

需求建模主要是識(shí)別角色、識(shí)別用例,建立角色和用例之間的關(guān)系,得到用例圖。經(jīng)過分析汽車租賃管理系統(tǒng)可以得到的角色有：工作員、系統(tǒng)管理員、經(jīng)理、客戶。為了清楚的表達(dá)用例圖，下面以客戶為例，客戶能夠通過該系統(tǒng)進(jìn)行如下活動(dòng)：

●注冊(cè)用戶：客戶通過該系統(tǒng)進(jìn)行注冊(cè)，成為網(wǎng)站的用戶。

●登陸系統(tǒng)：客戶通過輸入正確信息才可登陸到本系統(tǒng)進(jìn)行其他操作，如果密碼錯(cuò)誤，則提示重新登陸系統(tǒng)（三次機(jī)會(huì)）。

●查詢車輛：客戶登陸本系統(tǒng)，可以對(duì)公司的車輛進(jìn)行查詢，包括車型、車況、價(jià)目等。

●預(yù)定車輛：客戶登陸本系統(tǒng)，可以通過前臺(tái)、電話或者上網(wǎng)去預(yù)定想要的車輛。

●提取車輛：客戶登陸本系統(tǒng)，辦理相關(guān)手續(xù)后，可以提取自己想要的車輛。

●歸還車輛：客戶登陸本系統(tǒng)，可以直接辦理歸還手續(xù)歸還汽車，如果超期的話要繳納一定的罰金。

對(duì)客戶這一角色進(jìn)行分析后,可以得到與該角色相關(guān)的用例模型。

圖1 客戶的需求建模

1.3 系統(tǒng)的靜態(tài)建模

任何一個(gè)系統(tǒng)都具有一定的靜態(tài)結(jié)構(gòu),它描述系統(tǒng)的靜態(tài)組成,同時(shí)也是人們認(rèn)識(shí)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)。在建立系統(tǒng)的靜態(tài)模型中,最重要的工作是確立系統(tǒng)的類圖，它從抽象的角度描述系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，特別是模型中存在的類、類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（屬性、操作）及它們與其它類之間的相互關(guān)系（如關(guān)聯(lián)、聚合、泛化等）。類反映了一種面向?qū)ο蠓椒创锢硎澜绲挠^點(diǎn),它是面向?qū)ο蟮臉?biāo)志。使用UML的最終目標(biāo)是識(shí)別出所有必須的類來,分析這些類之間的關(guān)系,從而通過編程語言來實(shí)現(xiàn)這些類,并最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)。類圖是構(gòu)建其他圖的基礎(chǔ)，如果沒有類圖，就沒有狀態(tài)圖、順序圖和協(xié)作圖等，也就無法表示軟件系統(tǒng)的其他各個(gè)側(cè)面。

靜態(tài)建模主要有3個(gè)步驟:尋找類；確定類的屬性和操作；確定類與類之間的關(guān)系。使用類圖進(jìn)行靜態(tài)建模第一步就是根據(jù)系統(tǒng)功能和需求建模發(fā)現(xiàn)對(duì)象和類，一般的方法如下：

(1)分析人員、組織、設(shè)備、事件和外部系統(tǒng)等，找出各種可能有用的候選對(duì)象，以發(fā)現(xiàn)實(shí)體類。

(2)閱讀系統(tǒng)文檔和用例，查找用例的事件流中的名詞

(3)對(duì)于邊界類，分析階段不需要深入研究用戶界面的窗口部件，只要能說明通過交互所實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)就可以。

為了清楚的表達(dá)類圖，下面以汽車租賃管理系統(tǒng)中的實(shí)體類為例，給出如下類圖

圖2 汽車租賃管理系統(tǒng)中實(shí)體類圖

值得注意的是，有些類無法通過上述辦法找到，而有些類需要從協(xié)作圖和順序圖中通過分析對(duì)象來確定。

1.4 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)建模

在建立好系統(tǒng)的靜態(tài)模型后,需要分析和設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為，在UML中可以通過狀態(tài)圖、順序圖、協(xié)作圖、活動(dòng)圖建立相應(yīng)的動(dòng)態(tài)模型來描述系統(tǒng)中的對(duì)象在執(zhí)行期間不同的時(shí)間地點(diǎn)是如何動(dòng)態(tài)交互的。

對(duì)于某些復(fù)雜的實(shí)時(shí)系統(tǒng),系統(tǒng)狀態(tài)變化較多,可以通過狀態(tài)圖來描述類的對(duì)象所有可能的狀態(tài)以及事件發(fā)生時(shí)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件。協(xié)作圖與順序圖類似,順序圖強(qiáng)調(diào)的是交互的時(shí)間順序,協(xié)作圖強(qiáng)調(diào)的是交互的語境和交互對(duì)象的整體組織。順序圖按時(shí)間布圖,協(xié)作圖按空間布圖,它們之間是等價(jià)的,可以互換?；顒?dòng)圖用來描述活動(dòng)流程。為了清楚的表達(dá)需求,這里用狀態(tài)圖來對(duì)汽車的狀態(tài)進(jìn)行更詳細(xì)的描述。

圖3 汽車的狀態(tài)圖

在圖3中,剛被購(gòu)買的新車通過管理員添加為能夠被租賃的汽車；汽車被預(yù)定轉(zhuǎn)為被預(yù)定狀態(tài)；當(dāng)預(yù)定超時(shí)、取消，轉(zhuǎn)為能夠被租賃的狀態(tài)；被預(yù)定的汽車可以被租賃；汽車租賃后轉(zhuǎn)為租賃狀態(tài)；汽車被租賃并歸還后轉(zhuǎn)為能夠租賃狀態(tài)；汽車報(bào)廢或買走后轉(zhuǎn)為被刪除狀態(tài)。

在上面的例子中，要注意一點(diǎn)，并不是所有的對(duì)象都可以創(chuàng)建狀態(tài)圖，只有當(dāng)行為的改變和狀態(tài)有關(guān)時(shí)才創(chuàng)建狀態(tài)圖。與類圖、用例圖不同，狀態(tài)圖只能對(duì)單個(gè)對(duì)象建立模型，而類圖和用例圖可以對(duì)一個(gè)系統(tǒng)或一組類建立模型。

1.5 系統(tǒng)的物理建模

軟件系統(tǒng)的物理建模詳細(xì)描述系統(tǒng)的軟件和硬件組成。進(jìn)行物理建模的主要目的是解決以下幾個(gè)問題：類和對(duì)象物理上分布在哪一個(gè)程序或進(jìn)程中；程序和進(jìn)程在哪臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行；系統(tǒng)中有哪些計(jì)算機(jī)和其他的硬件設(shè)備？它們是如何連接在一起的；不同的代碼文件之間有何關(guān)聯(lián)？如果某一文件改變，其他的文件是否需要重新編譯等？

由此可見，物理架構(gòu)關(guān)心的是實(shí)現(xiàn)，因而在軟件系統(tǒng)建模時(shí)可以使用實(shí)現(xiàn)圖。UML中的實(shí)現(xiàn)圖是組件圖和部署圖。其中組件圖包括軟件組件，即代碼單元和真正的文件（源代碼和二進(jìn)制代碼等）的結(jié)構(gòu)；部署圖顯示系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的結(jié)構(gòu)，包括物理設(shè)備和軟件。為了清楚的表達(dá)需求,這里用部署圖來對(duì)汽車租賃管理系統(tǒng)的硬件進(jìn)行更詳細(xì)的描述。

圖4 汽車租賃系統(tǒng)部署圖

建模工作一種演化、迭代的過程,不斷地分析、評(píng)價(jià)、修改、再分析,最終得到一個(gè)高質(zhì)量地系統(tǒng)分析模型。在建模過程中,要根據(jù)具體情況,選擇合適的UML圖,來清楚地描述整個(gè)系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)的需求及企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境采用MVC模式的系統(tǒng)架構(gòu)，以采用ASP.NET作為開發(fā)語言,具有靈活性和可管理性。數(shù)據(jù)庫采用SQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫來存儲(chǔ)汽車車輛信息和用戶信息、員工信息、測(cè)試結(jié)果以及系統(tǒng)運(yùn)行日志等數(shù)據(jù)。測(cè)試部分通過功能測(cè)試和性能測(cè)試使車輛的預(yù)定、提取、歸還、付款、查詢等都能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。

3 結(jié)束語

基于UML的汽車租賃管理系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用，有助于汽車租賃的管理，使汽車租賃行業(yè)的管理更規(guī)范，具有一定的社會(huì)價(jià)值和推廣價(jià)值。通過Rational Rose軟件的使用，從用例圖、類圖、序列圖、協(xié)作圖、狀態(tài)圖和活動(dòng)圖的抽象描述構(gòu)建出滿足軟件功能要求的軟件模型，為應(yīng)用UML建模技術(shù)進(jìn)行面向?qū)ο筌浖_發(fā)提供了參考范例和借鑒，加快了軟件開發(fā)進(jìn)程，提高了軟件開發(fā)工作效率。

[1]劉志成.UML建模實(shí)例教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.139—148.

[2]李邐.基于UML的教務(wù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].遼寧行政學(xué)院學(xué)報(bào)，2009,8:156-157.

[3]謝星星.UML基礎(chǔ)與Rose建模實(shí)用例教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.106-108.

[4]李曉燕.UML建模技術(shù)及應(yīng)用[J].成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，9：414-417.

（作者單位：遼寧信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

（編輯 呂智飛）