摘 要：當(dāng)前，軟件的研發(fā)作為一種工程學(xué)體系其嚴(yán)格按照需求、設(shè)計、編碼、測試和維護(hù)等幾個階段來實現(xiàn)。同時，采用面向?qū)ο蟪绦虻脑硪约八枷肽芨玫臑檐浖邪l(fā)工作服務(wù)。而在軟件工程的五個階段中都需要通過構(gòu)建模型來統(tǒng)一表達(dá)，這樣UML（統(tǒng)一建模語言）就發(fā)揮出了極大的作用。本文通過學(xué)籍管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計這樣一個具體實例，來向讀者介紹利用UML如何實現(xiàn)需求建模、動態(tài)和靜態(tài)模型設(shè)計。

關(guān)鍵詞：軟件工程；學(xué)籍管理；UML；系統(tǒng)設(shè)計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.186

1 引言

UML作為新階段的合理化產(chǎn)物，不僅將過去的面向?qū)ο蟊硎痉椒ㄟM(jìn)行了有效的統(tǒng)一，而且形成了最終被一致接受的一種共性語言。它將軟件開發(fā)的五個階段以建模的方式表達(dá)，將面向?qū)ο蟮姆椒ㄍ耆谌氲杰浖こ腆w系中去。真正實現(xiàn)了軟件由抽象到具體、復(fù)雜到簡單直觀、整體到細(xì)化的一個完整過程。

2 UML概述

2.1 UML簡介

UML做為標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化的面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)，具有適用范圍廣、易于掌握和理解以及定義良好的特征。用它對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、事物靜態(tài)特征以及動態(tài)特征來進(jìn)行描述，可以讓程序員從不同角度理解當(dāng)前系統(tǒng)。針對軟件工程設(shè)計思想，UML可以將視圖構(gòu)成分為兩大類九個視圖。分別是：靜態(tài)類和動態(tài)類。其中靜態(tài)類又包含用于描述用戶需求的用例圖；用于描述系統(tǒng)設(shè)計中靜態(tài)結(jié)構(gòu)的類圖和對象圖；用于描述程序物理結(jié)構(gòu)的組件圖；用于描述系統(tǒng)硬件特征的配置圖。動態(tài)視圖包括描述系統(tǒng)流程狀態(tài)的活動圖；描述按時間順序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)間各元素信息交互的順序圖；即可從時間又可從空間上描述系統(tǒng)元素間交互及關(guān)聯(lián)的合作圖；描述覆蓋軟件開發(fā)全過程作用域的狀態(tài)圖。

2.2 UML建模方法

UML做為統(tǒng)一建模語言，用它在對系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計的時候，一般需要經(jīng)過三個過程來實現(xiàn)。

（1）用例模型。用力模型是系統(tǒng)在需求分析階段所采用的一種基本模型。它體現(xiàn)的是系統(tǒng)特定功能以及相關(guān)環(huán)境。作為一條直通客戶和開發(fā)人員約定關(guān)系的主線，最終描述出需求分析給出的具體流程結(jié)果。

（2）靜態(tài)模型。靜態(tài)模型描述的主要是系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和靜態(tài)特征。眾所周知，事物都具有兩中特性。其中的靜態(tài)特征主要指事物本身所固有的屬性結(jié)果。而從系統(tǒng)角度上說，系統(tǒng)中的各種對象和類以及它們之間的關(guān)聯(lián)原來就已經(jīng)存在于現(xiàn)實世界，只是我們用一種面向?qū)ο蟮姆椒▽ζ浼右悦枋?。因此，靜態(tài)建模的過程，首先要確定對象和類的表示范圍即整體框架，然后按照框架結(jié)構(gòu)細(xì)化各項功能，最終形成完整的靜態(tài)邏輯視圖效果。

（3）動態(tài)模型。動態(tài)模型的產(chǎn)生是以用例模型和靜態(tài)模型做為基礎(chǔ)。以學(xué)籍管理系統(tǒng)為例，我們首先以學(xué)籍管理這一功能主線確定好在當(dāng)前系統(tǒng)中的參與者和用例關(guān)系，而后分析產(chǎn)生這其中的固有屬性和聯(lián)系，最后我們要確定針對當(dāng)前對象和類所執(zhí)行的具體操作和任務(wù)。而這樣的操作和任務(wù)轉(zhuǎn)化到系統(tǒng)中來就是我們所說的事物的動態(tài)特征，也叫動態(tài)模型。其主要任務(wù)就是通過分析系統(tǒng)中各執(zhí)行動作的交互和順序，來突出反映當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)的變化，從而進(jìn)一步表述系統(tǒng)對象之間的動態(tài)關(guān)系，形成動態(tài)模型視圖。

3 系統(tǒng)的分析與設(shè)計

通過上述三個階段，我們就可以利用UML來實現(xiàn)軟件開發(fā)中的需求分析和設(shè)計等各項工作。為了對其進(jìn)行更加充分的理解，筆者將以如下一個學(xué)籍管理系統(tǒng)為例，來進(jìn)一步分析和說明。

3.1 學(xué)籍管理系統(tǒng)簡介

當(dāng)前，隨著信息化、系統(tǒng)化技術(shù)應(yīng)用的普及，管理信息系統(tǒng)無論在企業(yè)、事業(yè)以及學(xué)校等各領(lǐng)域都不可或缺。在學(xué)校管理領(lǐng)域中，教務(wù)管理系統(tǒng)做為學(xué)校管理體系的一個部分，正發(fā)揮出其巨大作用。當(dāng)然，教務(wù)管理系統(tǒng)中必不可少的核心就是學(xué)籍管理系統(tǒng)。因為，該系統(tǒng)無論對于管理者還是決策者都至關(guān)重要。利用它，我們可以獲取必要而充足的學(xué)生資源信息同時還能夠快速查詢到我們想得到的信息。這樣，打破了傳統(tǒng)人工文件管理方式的低效率等弊端，也為學(xué)校進(jìn)一步提高教學(xué)和管理水平奠定堅實的基礎(chǔ)。本文從某學(xué)校學(xué)籍管理系統(tǒng)的需求分析與設(shè)計入手，來展開說明如何利用UML實現(xiàn)其具體應(yīng)用。

3.2 系統(tǒng)分析

如上所述，在進(jìn)行需求分析的過程中我們用到的是UML 中的用例圖。而在學(xué)籍管理系統(tǒng)中所涉及到的具體角色有兩個，學(xué)生和教務(wù)管理員。他們之間存在的關(guān)系是教務(wù)管理員可以對學(xué)生檔案進(jìn)行有效管理同時能夠控制學(xué)生的注冊、信息的查詢、修改、學(xué)籍的變動以及對學(xué)生在校期間的表現(xiàn)情況和畢業(yè)后的具體情況加以管理。而如果是學(xué)生則只能進(jìn)行信息的查詢、修改和學(xué)籍檔案的查看等日常操作。

3.3 系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計過程中可產(chǎn)生靜態(tài)圖和動態(tài)圖兩類視圖。其中靜態(tài)視圖在本文中主要以類圖形式加以表述；動態(tài)圖則以活動圖的形式對學(xué)籍管理系統(tǒng)中的流程進(jìn)行表述。

3.3.1 靜態(tài)模型

靜態(tài)模型的描述以類圖做為基礎(chǔ)。在系統(tǒng)設(shè)計中的類圖可以分為三個部分，分別是界面類、控制類和實體類。本系統(tǒng)中界面類指的是學(xué)籍管理界面，而控制類則包含學(xué)籍建檔、學(xué)生注冊、學(xué)籍變動、畢業(yè)管理、在校表現(xiàn)等；實體類則由學(xué)籍信息、注冊記錄、變動記錄畢業(yè)記錄和獎懲記錄構(gòu)成。

3.3.2 動態(tài)模型

動態(tài)模型圖主要表示的是系統(tǒng)各元素的執(zhí)行順序和活動流程。學(xué)生從招生辦開始辦理學(xué)籍信息到教務(wù)處對其完成分班、報到、注冊等一系列操作以及財務(wù)處完成繳費(fèi)一直到最終的存檔則是學(xué)籍管理系統(tǒng)中所有的活動執(zhí)行過程。

4 結(jié)語

UML做為一種可視文檔化的面向?qū)ο篌w系結(jié)構(gòu)，在軟件開發(fā)領(lǐng)域占有十分重要的地位。其中所使用到的用例圖、活動圖、類圖、順序圖等各種視圖，為管理信息系統(tǒng)的開發(fā)提供了一種準(zhǔn)確、直觀且完整的結(jié)構(gòu)模型。本文通過學(xué)籍管理系統(tǒng)的介紹，對UML技術(shù)的具體應(yīng)用做了很好的說明。也為后續(xù)開發(fā)一個更加完整的教務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)行了合理化的構(gòu)想。

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作者簡介：黃恒輝（1985- ），男，福建三明人，本科，工程師，研究方向：軟件工程。endprint