UML建模在教材管理系统中的应用

UML建模在教材管理系统中的应用

江 敏

（泰州师范高等专科学校，江苏 泰州 225300）

摘要：应用面向对象思想，使用UML建模技术，采用Rational Rose2003建模工具，通过用例图、类图、序列图的建模过程，完成教材管理系统中的教材申报管理、教材出入库管理、文件管理等相关功能模块的需求分析和设计，为后续系统实现打基础。

关键词：面向对象；UML；教材管理

中图分类号：TP313 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）12-2909-03

Application of UML in Teaching Material Management System

JIANG Min

（Taizhou Teachers College， Taizhou 225300， China）

Abstract： This paper applied object-oriented thinking， adopted the modeling technology of UML， and used Rational Rose2003 as the modeling tool. It completed the needs analysis and design of teaching material management system， mainly including teaching materials reporting management， storage management， document management and other related module， which lay a foundation for the following phrase of the system.

Key words： Object-Oriented； UML； teaching material management

随着高校校园网的普及，利用网络完成对教材管理的日常业务工作，建立全面的具有通用性、开放性、实用性和灵活性的网络管理体系已经成为可能和必然趋势[1]。如何采用先进技术展开教材管理系统的分析与设计成为系统开发中至关重要的问题。统一建模语言（UML）既支持面向对象思想，也支持软件开发的全过程。该文将使用Rational Rose2003建模工具，应用UML建模技术完成系统的分析与设计。

1 统一建模语言

统一建模语言（Unified Modeling Language，UML） 是一种面向对象的建模语言，运用统一的、标准化的标记和定义实现对软件系统进行面向对象的描述和建模。UML支持模型化和软件系统开发的图形化语言，为软件开发的所有阶段提供模型化和可视化支持，包括由需求分析到规格，到构造和配置[2]。

2 Rationa l Rose2003建模工具

目前版本的Rational Rose可以用来做以下一些工作[3]：

1）对业务进行建模（工作流）；

2）建立对象模型（表达信息系统内有哪些对象，它们之间是如何协作完成系统功能的）；

3）对数据库进行建模，并可以在对象模型和数据模型之间进行正、逆向工程，相互同步；

4）建立构件模型（表达信息系统的物理组成，如有什么文件、进程、线程、分布如何等。

3 需求分析

需求分析阶段研究的对象是软件项目的用户要求，是系统开发工作中最重要的环节之一，对软件需求的深入理解是软件开发工作获得成功的前提条件。

3.1总体业务流程

在教材管理实际业务流程中，首先是教务秘书为本院系教师制定教学计划；然后教师根据自己的教学任务进行教材选报；接着教研室主任对本教研室教师的申报信息进行一次审核，教务处工作人员对院系审核通过的申报信息进行二次审核；最后教材科工作人员根据二次审核通过的申报信息进行书籍的征订等业务[4]。

整体而言，参与到教材管理工作中的人员主要有教务秘书、教师、教研室主任、教务处管理员、教材科管理员五种。

3.2 使用用例模型建模

进行系统分析和设计的第一步是创建系统的用例模型。用例模型包括两部分：用例图和用例规约。作为描述系统的参与者所能进行操作的图，用例图在需求分析阶段有着重要的作用，主要作用是描述参与者与用例之间的关系，可视化地表达系统的需求，直观规范，克服了纯文字说明的不足。整个开发过程都是围绕系统的需求用例描述进行的[5]。用例规约则是从事件流、用例场景等方面详细完整地描述需求，是用例文档的核心。

3.2.1 确定系统参与者

创建系统用例的第一步是确定系统的参与者。教材管理系统的参与者包括教学秘书，教师、教研室主任、教务处管理员、教材科管理员和系统维护人员。

1） 教务秘书：主要负责制定院系的教学计划。

2） 教师：主要是负责根据教学计划进行教材等的申报。

3） 教研室主任：主要负责对该教研室教师的教材申报记录进行审核。

4） 教务处管理员：主要负责对各个院系的教材申报记录进行审核。

5） 教材科管理员：主要负责对教材、作业本及实验报告纸的出入库管理。

6） 系统维护人员：主要负责数据库的维护工作以及以上六种角色的账号密码分配。

3.2.2 分析系统用例

当需求被收集起来以后，即可通过用例来描述系统的功能。根据角色分析，对以上参与者中的业务参与者进行用例分析（此处不再分析系统维护人员）：

1） 教务秘书参与的用例

① 查询教学计划：对本院系的所有教学计划进行查询。

② 制定教学计划：对本院系教师的教学计划进行添加。

③ 修改教学计划：对本院系教师的教学计划进行修改。

④ 文件下载：对所需要的相关文件进行下载。

2） 教师参与的用例

① 查询教学计划：对其教学计划进行查询。

② 申报教材：对其教学计划进行学生用书、教师参考书、教师用书的申报。

③ 查询申报结果：对其所申报的书籍结果进行查询。

④ 文件下载：对所需要的相关文件进行下载。

3） 教研室主任参与的用例

① 查询教学计划：对其教研室所有教师的教学计划进行查询。

② 审核申报：查看本教研室教师提交的教材申报信息，并完成审核工作。

③ 查询申报结果：查看本教研室教师的申报审核结果。

④ 文件下载：对所需要的相关文件进行下载。

4） 教务处管理员参与的用例

① 查询教学计划：对全校所有教师的教学计划进行查询。

② 审核申报：查看教师提交的教材申报信息，并完成审核工作及审核结果的查询。

③ 查询申报结果：查看所有教师的申报审核结果。

④ 文件下载：对所需要的相关文件进行下载。

⑤ 文件上传：对相关文件进行上传。

5） 教材科管理员参与的用例

① 查询教学计划：对全校所有教师的教学计划进行查询。

② 查询审核结果：对全校所有教师的申报进行审核以及审核结果的查询。

③ 文件下载：对所需要的相关文件进行下载。

④ 文件上传：对相关文件进行上传。

⑤ 入库管理：对教材、作业本及实验报告纸的入库进行记录。

⑥ 出库管理：对教材、作业本及实验报告纸的出库进行记录。

此处以教务秘书角色为例完成用例图建模，如图1所示：

从上述用例图中已经能够初步了解到系统需要为教务秘书提供的功能，下面以核心用例“制定教学计划”为例将用例细化，用例规约如表1所示。

2.系统提示教学秘书输入教学计划信息；

3.教务秘书输入教学计划信息；

4.系统检查教学计划信息的合法性，如果正确，则提示添加成功。＼&扩展事件流＼&4a.教务秘书输入错误信息，提交时提示相应的错误提示；

4b.教务秘书输入信息为空，提交时提示添加信息不能为空。＼&]

4 系统设计

基于上述对教材管理系统的需求分析，下面使用类图、序列图和协作图继续完成系统的设计。

4.1 使用类图建模

类图的作用是对系统的静态视图进行建模，通过分析系统中对象之间的关系，为系统的词汇建模，模型化简单的协作，模型化逻辑数据库模式[6]。使用UML建模时，类图可以分为概念层、说明层和实现层。在需求分析阶段，类图是研究领域的概念；在设计阶段，类图描述类与类之间的接口，在实现阶段，类图描述软件系统中类的实现。此处以制定教学计划功能涉及到对象为例，描述类与类之间的接口角度来完成建模。

由于系统在设计时拟采用MVC三层体系结构完成，所以涉及到的类包括界面类、控制类以及相关的实体类，具体如图2所示。

4.2 使用序列图建模

序列图作为一种描述在给定语境中消息是如何在对象间传递的图形化方式，在使用其进行建模时，可以确认和丰富一个使用语境的逻辑表达，细化用例的表达，有效地描述如何分配各个类的职责以及各类具有相应职责的原因[7-8]。我们可以根据对象之间的交互关系来定义类的职责，各个类之间的交互关系构成一个特定的用例。

制定教学安排是针对教务秘书实现的主要功能，由教务秘书对本院系的教师进行教学任务的安排。制定教学安排功能的工作流程描述如下：

1） 教务秘书登录系统后，选择制定教学安排功能，进入制定教学安排界面，按照要求提交添加相关信息；

2） 系统首先将在页面级验证提交信息的格式是否正确，如果正确则将其传递给相关的控制对象，检查添加信息是否存在。如果该计划已经存在，则显示该计划，并给出提示信息。如果不存在，将信息添加到相关的数据表中；

3） 控制对象将添加结果返回到制定教学安排界面显示。

4） 教务秘书在教学安排制定界面获得添加结果。

在此交互过程中，涉及到的对象有教学秘书、制定教学安排界面、制定教学安排管理器、教学安排，根据对象之间的信息交互，制定教学安排功能的序列图如图3所示。

5 结束语

该文使用UML技术完成对高校教材管理系统的分析与设计，以制定教学计划为例通过用例建模、类图建模和序列图建模展开系统给的分析与设计过程，为后续的功能实现打下基础。

参考文献：

[1] 揭平英.高职院校教材管理系统的研究与设计[D].华东师范大学，2010.

[2] 胡荷芬，张帆，高斐，等.UML系统建模基础教程[M].清华大学出版社，2010.

[3] 杜文洁，白萍，等.使用软件工程与实训[M].清华大学出版社，2009.

[4] 刘超，张莉.可视化面向对象建模技术——标准建模语言UML教程[M].北京航空航天大学出版社，2001.

[5] 李艳.基于UML的研究生培养系统建模的研究[J].计算机与数字工程，2011（2）.

[6] 蔡敏.UML基础与Rose建模教程[M].人民邮电出版社，2006.

[7] 何晓蓉.软件工程与UML案例解析[M].中国铁道出版社，2010.

[8] 王少峰.面向对象技术UML教程[M].清华大学出版社，2012.