陸辛玫 王艷 左敏

北京工商大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，北京 100048

高校學(xué)院二級(jí)科研管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陸辛玫 王艷 左敏

北京工商大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，北京 100048

統(tǒng)一建模語言UML是目前最受歡迎的一種建模工具。本文以北京工商大學(xué)科研管理系統(tǒng)為例，采用UML對(duì)學(xué)院二級(jí)科研管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析。在確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)的需求進(jìn)行了用例建模，同時(shí)分析了系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為，為將來的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)做好了準(zhǔn)備。

UML；科研管理；系統(tǒng)分析；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

unified modeling language (UML); college science research management system;system analysis; system design

引言

科研管理系統(tǒng)是為實(shí)現(xiàn)高?？蒲袠I(yè)務(wù)的數(shù)字化管理，提高科研業(yè)務(wù)管理人員以及科研人員的工作效率，減少不必要的重復(fù)勞動(dòng)，加速信息的記錄、查閱以及傳播速度，并且與“數(shù)字校園”中的其它系統(tǒng)相結(jié)合，共同實(shí)現(xiàn)無冗余的統(tǒng)一信息管理。從長(zhǎng)遠(yuǎn)上來看，科研管理工作在學(xué)校占有舉足輕重的地位，科研水平的高低也是衡量學(xué)校綜合水平的一項(xiàng)重要標(biāo)準(zhǔn)。

學(xué)校的科研管理系統(tǒng)的主要任務(wù)是對(duì)全?？蒲行畔⒌幕A(chǔ)數(shù)據(jù)管理，而學(xué)院在實(shí)際使用中更關(guān)心的是本學(xué)院科研的細(xì)分統(tǒng)計(jì)信息及報(bào)表輸出格式，如按學(xué)科師資的科研情況、論文與科研經(jīng)費(fèi)的比例、按學(xué)科師資的科研增長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)、為各種申報(bào)填寫表輸出相應(yīng)的科研信息及文檔。本文以北京工商大學(xué)科研管理系統(tǒng)為例，在學(xué)?？蒲泄芾砥脚_(tái)及數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上探討實(shí)現(xiàn)適合學(xué)院科研管理的細(xì)分統(tǒng)計(jì)信息、面向應(yīng)用的報(bào)表輸出及文檔管理工作，從而提高二級(jí)學(xué)院的科研管理效率。

1.科研管理的相關(guān)概念

1.1 科研管理的概念

科研管理是指對(duì)科研活動(dòng)及科研人員的管理。它包括對(duì)科研的決策與規(guī)劃、科研人員管理、課題管理、情報(bào)信息管理以及經(jīng)費(fèi)和設(shè)備、課題成果管理等內(nèi)容。科研管理的重要內(nèi)容是對(duì)人的管理。目標(biāo)管理是做好科研管理的重要途徑?？蒲泄芾戆▽?duì)科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)活動(dòng)的管理，即從科研活動(dòng)開始一直到科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的整個(gè)過程的管理工作。

1.2 高?？蒲泄芾淼母拍詈蛢?nèi)涵

高?？蒲泄芾硎前凑湛茖W(xué)技術(shù)和高等教育發(fā)展規(guī)律以及管理學(xué)原理，為實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)，通過科研過程的各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)?？蒲谢顒?dòng)中的人、財(cái)、物、時(shí)間、信息和效果等進(jìn)行計(jì)劃、組織、控制、總結(jié)，使科研目標(biāo)達(dá)到最佳完成狀況的一種組織活動(dòng)。

筆者討論的學(xué)院二級(jí)科研管理是在學(xué)?？蒲泄芾砥脚_(tái)及數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)適合學(xué)院科研管理的細(xì)分統(tǒng)計(jì)信息，其中主要包括對(duì)科研資源、科研項(xiàng)目、科研經(jīng)費(fèi)、科研成果、成果獲獎(jiǎng)、論文收引、學(xué)術(shù)交流等的管理。

2.科研管理信息系統(tǒng)分析

2.1 需求分析

需求分析要求盡可能完整地、準(zhǔn)確地捕捉系統(tǒng)的功能需求和其他要求，它描述了系統(tǒng)應(yīng)該做什么，并且使得開發(fā)人員和用戶就這種描述達(dá)成共識(shí)。需求分析的任務(wù)就是找出系統(tǒng)的所有需求并加以描述，同時(shí)建立起系統(tǒng)的需求模型。

一般獲取用戶需求的方式就是對(duì)用戶進(jìn)行調(diào)研，而且經(jīng)常采用口頭交流的方式。從科研管理系統(tǒng)的各個(gè)子模塊觸發(fā)，可以抽象出本系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能的用例：

登錄：用戶在登錄界面輸入用戶名和密碼登錄科研管理系統(tǒng)。

科研資源管理：系統(tǒng)管理員實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建用戶組、分配用戶組成員和設(shè)定職工的級(jí)別，并按照不同的用戶組分配不同的操作權(quán)限。輸入科研人員信息包括科研人員編號(hào)、姓名、密碼以及權(quán)限等等。

科研項(xiàng)目管理：科研秘書進(jìn)行項(xiàng)目的申請(qǐng)，管理審核人員對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行相關(guān)的審核監(jiān)督。

科研經(jīng)費(fèi)管理：科研秘書對(duì)到賬項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)進(jìn)行登記、提取、發(fā)放，監(jiān)督科研人員的經(jīng)費(fèi)使用情況。

科研成果管理：科研秘書進(jìn)行成果獲獎(jiǎng)、專利的申請(qǐng)，管理審核人員對(duì)論文情況、專利情況、科研項(xiàng)目所獲得的成果進(jìn)行鑒定匯總，系統(tǒng)管理員對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與維護(hù)。

學(xué)術(shù)交流管理：科研秘書對(duì)科研學(xué)術(shù)交流進(jìn)行管理，發(fā)布學(xué)術(shù)會(huì)議等信息。

系統(tǒng)管理：系統(tǒng)管理人員添加、修改、刪除系統(tǒng)參數(shù)，新注冊(cè)人員信息，以及文檔的整理、數(shù)據(jù)庫備份等。

退出：用戶退出科研管理系統(tǒng)。

具體的用例圖如圖1所示。

圖1 科研管理信息系統(tǒng)用例圖

2.1.1 總體功能需求分析

科研管理系統(tǒng)的科研信息有科研資源、科研項(xiàng)目、科研成果、學(xué)術(shù)交流、科研經(jīng)費(fèi)等幾種。

科研資源：科研資源主要實(shí)現(xiàn)的是對(duì)科研人員的管理，本系統(tǒng)中的科研人員主要分為三類：教職工、學(xué)生以及校外科研人員，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)科研資源的信息錄入、查詢以及相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析。

科研項(xiàng)目：科研項(xiàng)目是科研管理系統(tǒng)中的核心部分，科研項(xiàng)目分為縱向項(xiàng)目、橫向項(xiàng)目和校內(nèi)項(xiàng)目，對(duì)這些項(xiàng)目不僅要實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目信息的錄入、修改，還要按一定的要求對(duì)其進(jìn)行查詢，項(xiàng)目管理中的項(xiàng)目的申請(qǐng)、審核、立項(xiàng)等等。

科研經(jīng)費(fèi)：科研經(jīng)費(fèi)的管理也是科研管理系統(tǒng)中重要的一部分，科研經(jīng)費(fèi)主要包括進(jìn)賬、經(jīng)費(fèi)提取、經(jīng)費(fèi)支出以及報(bào)表統(tǒng)計(jì)，按照不同的項(xiàng)目類型設(shè)置項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的比例并且按一定條件進(jìn)行項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的查詢。

科研成果：包括著作、論文、專利以及成果鑒定，實(shí)現(xiàn)這些著作、論文等的錄入，按條件查詢以及按一定格式導(dǎo)出，論文的收引情況、專利的申請(qǐng)等等，成果的鑒定信息。

學(xué)術(shù)交流：主要包括學(xué)術(shù)會(huì)議、受聘講學(xué)、訪問考察和進(jìn)修學(xué)習(xí)等。

系統(tǒng)整體功能圖如下示：

圖2 科研管理系統(tǒng)整體功能圖

2.1.2 角色劃分

2.1.2.1 科研秘書

科研秘書對(duì)科研項(xiàng)目、科研經(jīng)費(fèi)、成果、成果獲獎(jiǎng)、論文情況、學(xué)術(shù)交流都可進(jìn)行操作。

2.1.2.2 管理審核人員

管理審核人員主要是對(duì)科研項(xiàng)目的申請(qǐng)?zhí)峤?、審核、?xiàng)目進(jìn)度檢查、項(xiàng)目完成等進(jìn)行操作。

2.1.2.3 系統(tǒng)管理員

對(duì)科研人員的信息進(jìn)行錄入、更新及修改，對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)，對(duì)用戶的權(quán)限管理等。

2.2 系統(tǒng)靜態(tài)模型設(shè)計(jì)

2.2.1 類圖

類圖(Class diagram)顯示了模型的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，特別是模型中存在的類、類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及它們與其他類的關(guān)系等。類圖不顯示暫時(shí)性信息。

圖3 科研資源管理類圖

類圖(Class diagram)由許多（靜態(tài)）說明性的模型元素（例如類、包和它們之間的關(guān)系，這些元素和它們的內(nèi)容互相連接）組成。類圖可以組織在（并且屬于）包中，僅顯示特定包中的相關(guān)內(nèi)容。類圖(Class diagram)是最常用的UML圖，顯示出類、接口以及它們之間的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和關(guān)系；它用于描述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。類圖(Class diagram)最基本的元素是類或者接口。

類圖通常包含類、接口、協(xié)作、關(guān)系。圖3是科研資源管理的類圖。

2.2.2 構(gòu)件圖

圖4 系統(tǒng)構(gòu)件圖

構(gòu)件圖是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表建立的一個(gè)參考，通過構(gòu)件圖可以得知系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中表的聯(lián)系，構(gòu)件圖顯示編譯、鏈接或執(zhí)行時(shí)構(gòu)件之間的依賴關(guān)系，有助于我們分析和理解構(gòu)件之間的相互影響程度。對(duì)構(gòu)件和構(gòu)件的關(guān)系建立模型可以使開發(fā)者有一個(gè)工作目標(biāo)，也讓編寫技術(shù)文檔和幫助文檔的技術(shù)人員能夠理解所寫的文檔是關(guān)于哪方面的內(nèi)容，最重要的是它利于重復(fù)。圖4為系統(tǒng)的構(gòu)件圖。

2.2.3 部署圖

部署圖5(deployment diagram)是用來顯示系統(tǒng)中軟件和硬件的物理架構(gòu)。從部署圖中，您可以了解到軟件和硬件組件之間的物理關(guān)系以及處理節(jié)點(diǎn)的組件分布情況。使用部署圖可以顯示運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還傳達(dá)構(gòu)成應(yīng)用程序的硬件和軟件元素的配置和部署方式。

一個(gè)部署圖描述了一個(gè)運(yùn)行時(shí)的硬件結(jié)點(diǎn)，以及在這些結(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的軟件組件的靜態(tài)視圖。部署圖顯示了系統(tǒng)的硬件，安裝在硬件上的軟件，以及用于連接異構(gòu)的機(jī)器之間的中間件。

圖5 部署圖

2.3 動(dòng)態(tài)模型設(shè)計(jì)

2.3.1 活動(dòng)圖

以科研項(xiàng)目管理子模塊為例，用戶登錄科研項(xiàng)目管理模塊，查詢或?yàn)g覽項(xiàng)目，接下來進(jìn)行活動(dòng)并發(fā)：新增一個(gè)項(xiàng)目即填寫新項(xiàng)目的各種信息，填寫完后可以進(jìn)行修改和刪除，然后保存項(xiàng)目，滿足審核的項(xiàng)目可以進(jìn)行審核?？蒲许?xiàng)目管理模塊活動(dòng)圖如圖6所示。

圖6 科研項(xiàng)目管理模塊活動(dòng)圖

2.3.2 時(shí)序圖

時(shí)序圖中包括如下元素：角色，對(duì)象，生命線，激活期和消息。

時(shí)序圖描述對(duì)象是如何交互的，并且將重點(diǎn)放在消息序列上。也就是說，描述消息是如何在對(duì)象間發(fā)送和接收的。時(shí)序圖有兩個(gè)坐標(biāo)軸：縱坐標(biāo)軸顯示時(shí)間，橫坐標(biāo)軸顯示對(duì)象。每一個(gè)對(duì)象的表示方法是：矩形框中寫有對(duì)象和/或類名，且名字下面有下劃線；同時(shí)有一條縱向的虛線表示對(duì)象在序列中的執(zhí)行情況(即發(fā)送和接收的消息對(duì)象的活動(dòng))，這條虛線稱為對(duì)象的生命線。對(duì)象間的通信用對(duì)象的生命線之間的水平的消息線來表示，消息線的箭頭說明消息的類型，如同步，異步或簡(jiǎn)單。瀏覽時(shí)序圖的方法是，從上到下查看對(duì)象間交換的消息，分析那些隨著時(shí)間的流逝而發(fā)生的消息交換。系統(tǒng)的用戶登錄系統(tǒng)的時(shí)序圖如圖7所示。

用戶打開系統(tǒng)的登錄界面，輸入用戶名和密碼進(jìn)行登錄，系統(tǒng)核對(duì)用戶的信息判斷用戶是夠是合法用戶，如果合法則用戶成功登錄，如果系統(tǒng)找不到匹配項(xiàng)，則返回登錄失?。挥脩舫晒Φ卿浵到y(tǒng)后就可以選擇進(jìn)入項(xiàng)目管理界面進(jìn)行操作，系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的操作，完成操作后用戶退出系統(tǒng)。

系統(tǒng)的經(jīng)費(fèi)處理子模塊的時(shí)序圖如圖8所示。

科研秘書登錄系統(tǒng)的經(jīng)費(fèi)管理子模塊后，瀏覽查看經(jīng)費(fèi)的各項(xiàng)信息，當(dāng)有經(jīng)費(fèi)進(jìn)賬時(shí)，進(jìn)行經(jīng)費(fèi)進(jìn)賬登記，對(duì)經(jīng)費(fèi)進(jìn)賬表進(jìn)行更新并保存，將更新信息同時(shí)匯總到統(tǒng)計(jì)報(bào)表中，同樣，經(jīng)費(fèi)提取和經(jīng)費(fèi)支出都是如此。

3.結(jié)語

圖7 系統(tǒng)登錄時(shí)序圖

圖8 經(jīng)費(fèi)管理模塊時(shí)序圖

科研信息管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)利用UML的需求分析模型、靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型、動(dòng)態(tài)行為模型和體系結(jié)構(gòu)模型從幾個(gè)不同的角度描述科研管理系統(tǒng)，將科研管理分為幾個(gè)大的模塊進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，其中項(xiàng)目管理模塊是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最為重要的一部分。需求（用例）模型描述了科研管理系統(tǒng)的功能需求，靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型描述了科研管理系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，動(dòng)態(tài)行為模型則反映了科研管理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征。

[1]孫曉鵬.UML在游戲系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2010,46(13):70～72

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UML-Based Design of College Science Research Management System

Lu Xinmei, Wang Yan Zuo Min
College of Computer and Information Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing, 100048

Unified modeling language, UML is currently the most popular in all modeling tools.Based on UML, College Science Research Management System is designed and analyzed. After determining the purpose of system designing, the requirements of the system are analyzed by use-case modeling, as well as the static structure and the dynamic behavior of the system are also analyzed. They are all prepared for the future system realized.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.01.032