鄭智紅

(廣州科技職業(yè)技術大學,廣東 廣州 510080)

1 概述

“互聯(lián)網+”技術是在其高速發(fā)展的過程中,借助互聯(lián)網本身的優(yōu)勢和信息,融合了各行各業(yè),比如現(xiàn)在的遠程網絡教學,即是“互聯(lián)網+”教育的一種形式。在遠程網絡教學的基礎上再加上課程選擇和評測等,使得網絡學習系統(tǒng)更完善更豐富,優(yōu)秀的教師資源、教學資源等都可以被利用起來,同時也滿足了不同年齡段學生的學習需求。本文就網絡學習系統(tǒng)的功能設計進行了分析,并基于UML 建模技術完成了系統(tǒng)的需求分析,用例建模、類圖建模和順序圖建模。

2 UML 建模技術

UML (Unified Modeling Language, 統(tǒng)一建模語言),是面向對象技術發(fā)展的一項重大成果之一,它是一種標準的圖形化建模語言。早期的面向對象建模技術主流方法有：Grady Booch 創(chuàng)立的Booch 方法、Jim Rumbaugh 創(chuàng)立的OMT 方法和Ivar Jacobson 創(chuàng)立的OOSE 方法,同時還有許多其他的建模技術。這些建模技術之間各有差別,極大地妨礙了用戶之間的交流。在1995 年,由Grady Booch、Jim Rumbaugh和Ivar Jacobson 三人共同努力對建模語言進行了統(tǒng)一,形成了現(xiàn)在的UML 標準,并從此之后UML 標準也經過了多次的擴充和定義[1]。

UML 的定義包括兩部分：UML 表示法和UML 語義。UML 表示法定義了UML 符號的表示法。UML 語義描述基于UML 的精確元模型定義。元模型為UML 的所有元素在語法和語義上提供了簡單、一致和通用的定義性說明,使得開發(fā)者能夠在語義上取得一致,消除了因人而異的表達方法所造成的影響[2]。

3 網絡學習系統(tǒng)

圖1 網絡學習系統(tǒng)用例圖

網絡學習系統(tǒng)有注冊、登錄、找回密碼、輔導答疑、在線授課、課程選擇、課程視頻管理、預約輔導課程、AI 題庫練習、課程咨詢、課程評測等模塊及功能。當用戶處于游客狀態(tài)時,可以選擇課程類型、年級和學科篩選課程,選擇想看的視頻進行免費試聽體驗,體驗滿意后可以正式注冊系統(tǒng)。注冊成為會員之后可以繼續(xù)選擇精品課程學習,可以在個人中心修改個人信息、預約課程、購買課程、查看訂單、查看自己所學過的課時信息。當學生學完課程或經過輔導之后,可以在AI 題庫中進行練習和考試,隨時測評自己的學習掌握情況。學生學習完課程后可以對視頻及教師進行評價。該系統(tǒng)接收全國各地優(yōu)秀教師注冊,資格審核通過后可以成為授課教師或者答疑教師。教師根據系統(tǒng)中的預約信息對學生進行在線授課或者答疑輔導。教師也可以根據課程標準錄制視頻,錄制好的視頻由系統(tǒng)管理員統(tǒng)一進行管理。學生可回看課堂授課及輔導視頻。視頻管理模塊包括修改課程信息、上傳課程視頻、發(fā)布課程視頻及信息子功能,此模塊由系統(tǒng)管理員負責執(zhí)行。同時系統(tǒng)管理員還負責更新和維護題庫、維護系統(tǒng)網站頁面。

4 基于UML 的系統(tǒng)功能分析和建模

4.1 用例分析及建模

用例圖僅僅是站在外部觀察系統(tǒng)功能,也就是參與者使用系統(tǒng)的角度來描述系統(tǒng)中的信息,并不描述這些功能在系統(tǒng)內部是怎樣具體實現(xiàn)的,即在用例建模階段不考慮系統(tǒng)功能的實現(xiàn)規(guī)格和細節(jié)[3]。

在一個UML 用例圖中必須包括三個組成要素：參與者、用例和關系。參與者表示使用該系統(tǒng)的人、事物、時間、進程或是其他系統(tǒng),按角色來命名。用例表示參與者想要系統(tǒng)做的事情,即系統(tǒng)應該提供的功能,按動詞+名詞的形式來命名。在UML用例圖中,包括關聯(lián)關系、包含關系、擴展關系和泛化關系,每種關系表示的含義不同,在建模時,可以通過設置關系的構造型來區(qū)分[4]。

網絡學習系統(tǒng)的參與者包括三個：學生、教師和系統(tǒng)管理員。其中,與學生有關聯(lián)的用例包括注冊、登錄、輔導答疑、在線授課、選擇課程、預約輔導課程、AI 題庫練習、課程評測、查看授課或輔導視頻回放、瀏覽課程詳情、評價課程及教師等。教師需要執(zhí)行到的用例包括注冊、登錄、輔導答疑、在線授課。系統(tǒng)管理員需要執(zhí)行到的用例包括登錄、課程視頻管理、更新和維護題庫、維護系統(tǒng)網站頁面。根據以上描述和對系統(tǒng)功能的分析,可得到網絡學習系統(tǒng)的用例圖,如圖1 所示。

4.2 類圖分析及建模

類圖(Class Diagram)展示了一組類、接口和協(xié)作以及它們間的關系,建模時最常見的圖就是類圖。類包括3 個組成部分：類名、屬性和該類提供的操作。類的名稱是每個類所必須有的,用于和其他類區(qū)分。類的屬性描述了類的特性。類的操作是對類的對象所能做的事務的抽象。在面向對象軟件工程中,將類劃分為三種類型：實體類、邊界類和控制類。

就該系統(tǒng)中的“學生選擇課程”來分析,涉及的類有“課程選擇界面類”、“課程類”、“數據庫操作類”。

4.2.1“課程選擇界面類”的主要方法有創(chuàng)建窗體、獲取學生信息、獲取課程信息、初始化設置、選擇課程、校驗必須選擇數據的控件是否為空、保存選擇的課程數據等。

4.2.2“課程類”的主要屬性有課程名稱、課程類型、課程年級、主講教師、課程時長、課程目錄等。主要方法有獲取課程類型、獲取課程年級、獲取課程科目、選擇課程、添加課程、修改課程、獲取課程名稱等。

4.2.3“數據庫操作類”的主要屬性有conn(創(chuàng)建的數據庫連接對象),主要方法有打開連接、關閉連接、插入數據、修改數據、刪除數據、獲取數據和更新數據等。

通過以上分析,可以設計出網絡學習系統(tǒng)中學生選擇課程的類圖如圖2 所示。

圖2“學生選擇課程”類圖

4.3 順序圖分析及建模

順序圖(Sequence Diagram),用來描述多個對象之間動態(tài)的交互關系,著重反映對象間消息傳遞的時間順序,說明對象之間的交互過程。順序圖存在兩個軸,水平軸表示多個不同的對象；垂直軸表示時間。在建立順序圖時,各對象之間一般按照參與者類、邊界類、業(yè)務控制類、數據庫類順序來排列。對象之間通過調用另一個對象的操作來發(fā)送消息。

學生選擇課程的主要參與者是學生,涉及的類主要有課程選擇界面類、課程類和數據庫操作類。系統(tǒng)運行時,學生執(zhí)行選擇課程的操作,系統(tǒng)創(chuàng)建并顯示課程選擇界面,開始執(zhí)行初始化數據的操作,在該界面上學生選擇課程類型、課程年級和課程科目完成課程的選擇,提交數據時,系統(tǒng)對必選控件的數據是否為空進行校驗,校驗通過后,調用業(yè)務邏輯層課程類的方法新增課程,再調用數據操作層的數據庫操作類的方法插入新記錄、更新數據表,并將更新后的數據返回到學生“個人中心”->“我的課程”界面供學生查詢。

通過以上分析,可以設計出學生選擇課程的順序圖如圖3所示。

圖3 學生選擇課程順序圖

5 結論

使用UML 可以對面向對象技術和面向過程技術的任意軟件系統(tǒng)進行設計和建模,比較容易使用和掌握,被廣泛運用于項目的分析、設計和開發(fā)過程中,難點是要掌握每一種UML 模型圖的構思方法,并結合具體業(yè)務情況才能從多個方面來更好的設計系統(tǒng)。本文以網絡學習系統(tǒng)為例,分析了系統(tǒng)的功能需求,運用UML 建模技術進行了系統(tǒng)的用例圖、類圖和順序圖的建模。