基于UML的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

1、北京理工大學(xué)珠海學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告ZHUHAI CAMPAUS OF BEIJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 指導(dǎo)教師 成績(jī) 實(shí)驗(yàn)題目基于UML的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)（選課系統(tǒng)） 實(shí)驗(yàn)時(shí)間 2015-2016 第二學(xué)期 第 1 頁(yè) 共 14 頁(yè)一、摘要 面向?qū)ο蟮能浖こ蹋瑐鹘y(tǒng)的面向過(guò)程的軟件工程相比，在需求的獲取、系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方面都有著很大的區(qū)別。UML是OOA和OOD的常用工具。使用UML來(lái)構(gòu)建軟件的面向?qū)ο蟮能浖こ痰倪^(guò)程，就是一個(gè)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不斷精化的建模的過(guò)程。這些模型包括用例模型、分析模型、設(shè)計(jì)模型，然后，我們需要使用具體的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言來(lái)建立系統(tǒng)的

2、實(shí)現(xiàn)模型。當(dāng)然，在整個(gè)軟件工程中，我們還需要建立系統(tǒng)的測(cè)試模型，以保證軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。使用面向?qū)ο蟮墓ぞ邅?lái)構(gòu)建系統(tǒng)，就應(yīng)該使用面向?qū)ο蟮能浖こ谭椒?。然而，我們?jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，很多開(kāi)發(fā)人員雖然能夠理解UML的所有圖形，卻仍然不能得心應(yīng)手的使用UML來(lái)構(gòu)建整個(gè)項(xiàng)目，其很大的原因，是仍然在使用原有的軟件工程方法，而不清楚如何使用UML來(lái)建立系統(tǒng)的這些模型，不清楚分析和設(shè)計(jì)的區(qū)別，以及他們之間的轉(zhuǎn)化。學(xué)生選課管理系統(tǒng)主要滿足來(lái)自三方面的需求，這三個(gè)方面分別是學(xué)生用戶、教師用戶和管理員用戶，也即是三類用戶角色，本系統(tǒng)將管理員用戶、教師用戶、學(xué)生用戶的身份及權(quán)限進(jìn)行嚴(yán)格的劃分，讓管理員擁

3、有最高權(quán)限，可以查看、維護(hù)系統(tǒng)中的所有信息，如添加學(xué)生，添加課程，修改課程信息等；讓教師擁有查看自己開(kāi)設(shè)的課程的信息，以及提交所開(kāi)設(shè)課程成績(jī)的權(quán)限；讓學(xué)生擁有選課和退選的權(quán)限；而修改密碼模塊的權(quán)限每個(gè)用戶都可擁有，用以修改自己的密碼信息。通過(guò)進(jìn)行嚴(yán)格的權(quán)限劃分，可以更好地進(jìn)行管理，也可更好地保護(hù)用戶信息安全。本文只是對(duì)使用UML的過(guò)程做一個(gè)探討，著眼于使用UML進(jìn)行建模的過(guò)程，說(shuō)明各個(gè)層次的模型之間的區(qū)別和聯(lián)系，展示系統(tǒng)演進(jìn)的過(guò)程，而不會(huì)深入U(xiǎn)ML的細(xì)節(jié)方面。對(duì)于更加復(fù)雜的系統(tǒng)，其分析和設(shè)計(jì)的方法是相通的，可以舉一反三。二、選課子系統(tǒng)可行性分析這是一個(gè)信息化的世界，利用Internet技術(shù)來(lái)實(shí)

4、現(xiàn)無(wú)紙化辦公已經(jīng)成為理所當(dāng)然。隨著各高校辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，學(xué)生的網(wǎng)上選課作為學(xué)校日常辦公最重要的一部分，高效、有序的管理學(xué)生選課有助于提高辦學(xué)的質(zhì)量和水平，加快學(xué)校的發(fā)展。相對(duì)于傳統(tǒng)的純手工、純紙質(zhì)的選課管理方式來(lái)講，毫無(wú)疑問(wèn)的，網(wǎng)絡(luò)化的學(xué)生選課管路更迅速、更高效、更準(zhǔn)確，將管理人員從繁瑣的數(shù)據(jù)整理事務(wù)中解脫出來(lái)，從而能節(jié)省更多的時(shí)間從事其他教學(xué)研究的工作。三、選課子系統(tǒng)需求分析3.1、系統(tǒng)目標(biāo)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)選課系統(tǒng)所需的各種基本功能，學(xué)生選課和教師查看選修課程、提交課程成績(jī)功能以及管理員添加學(xué)生、維護(hù)學(xué)生信息、成績(jī)管理、添加教師、維護(hù)教師信息學(xué)、維護(hù)選修課程，還有公用的修改密碼等功能

5、。3.2、系統(tǒng)功能需求分析（1）學(xué)生管理：學(xué)生進(jìn)入信息管理界面，學(xué)生登錄、輸入個(gè)人登錄信息及提交，學(xué)生進(jìn)2入選課系統(tǒng)界面，學(xué)生瀏覽顯示的可選課程，學(xué)生進(jìn)行選課，學(xué)生查看所選課的課表，學(xué)生查看選修課成績(jī)，學(xué)生查看過(guò)去所選課的成績(jī)，學(xué)生查看過(guò)去所選的課程，學(xué)生修改自己的信息，如修改密碼并進(jìn)行保存。（2）教師管理：教師進(jìn)入信息管理界面，教師登錄、輸入個(gè)人登錄信息及提交，教師查看選課學(xué)生，教師打印選課學(xué)生的名單。（3）系統(tǒng)管理：管理員進(jìn)入信息管理界面，管理員登錄，管理員管理課程信息，管理員修改并保存數(shù)據(jù)庫(kù)信息，管理員在課程管理中添加課程，管理員修改課程信息，管理員刪除課程，管理員發(fā)布更改信息。下圖為該

6、選課子系統(tǒng)的主要功能模塊圖：選課子系統(tǒng)教師管理系統(tǒng)管理學(xué)生管理注冊(cè)登陸選擇課程打印學(xué)生信息查看選課信息添加課程刪除課程修改課程開(kāi)辦課程查看課程查看個(gè)人信息圖1：選課子系統(tǒng)的功能模塊圖3.3、功能描述（1） 注冊(cè)：注冊(cè)信息，記錄用戶信息（2） 登陸：登陸系統(tǒng)，進(jìn)入主界面（3） 查看個(gè)人信息：不同用戶可查看個(gè)人信息，修改，個(gè)人信息（4） 查看課程：處理查看課程業(yè)務(wù)（5） 選擇課程：處理選擇課程業(yè)務(wù)，完成課程的選修信息（6） 打印學(xué)生信息：處理打印過(guò)程業(yè)務(wù)（7） 添加課程：處理向系統(tǒng)添加課程業(yè)務(wù)（8） 刪除課程：刪除系統(tǒng)中無(wú)用的課程信息（9） 修改課程：處理課程的信息業(yè)務(wù)（10）開(kāi)辦課程：教師處理課

7、程的業(yè)務(wù)3.4、選課子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖。如下： 顯示系統(tǒng)界面 有效用戶及密碼處理用戶名與密碼輸入用戶名及密碼用戶 輸入有效命令反饋給用戶處理修改密碼修改用戶名及密碼處理命令 修改用戶表查看課程命令發(fā)布課程課程信息數(shù)據(jù)庫(kù)顯示結(jié)果處理課程發(fā)布 修改，刪除課程信息表 修改課程發(fā)布表圖2：選課子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖四、系統(tǒng)的UML建模設(shè)計(jì)4.1、UML簡(jiǎn)介UML是一種功能強(qiáng)大的、面向?qū)ο蟮目梢暬到y(tǒng)分析的建模語(yǔ)言，它采用一整套成熟的建模技術(shù)，廣泛地適用于各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。它的各個(gè)模型可以幫助開(kāi)發(fā)人員更好地理解業(yè)務(wù)流程，建立更可靠、更完善的系統(tǒng)模型。從而使用戶和開(kāi)發(fā)人員對(duì)問(wèn)題的描述達(dá)到相同的理解，以減少語(yǔ)義差異，保

8、障分析的正確性.4.2、該選課子系統(tǒng)的用例分析該選課子系統(tǒng)的用例圖如下：圖3：選課子系統(tǒng)的用例圖從用例圖中我們可以看出管理員，教師和學(xué)生之間對(duì)本系統(tǒng)所具有的用例。管理員所包含的用例有：（1） 登錄系統(tǒng)：管理員可以通過(guò)登錄該系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)功能的操作（2） 注冊(cè)賬號(hào)：注冊(cè)一個(gè)自己的賬號(hào)（3） 添加課程：向系統(tǒng)中添加課程，完成課程的發(fā)布（4） 刪除課程：對(duì)系統(tǒng)中的無(wú)用課程信息刪除（5） 修改課程：修改系統(tǒng)中課程的信息（6） 開(kāi)辦課程：經(jīng)教師的決定后開(kāi)辦課程學(xué)生所包含的用例有：（1） 登錄系統(tǒng)：登陸系統(tǒng)查看個(gè)人信息，查看選修課程，選修自己的課程（2） 注冊(cè)賬號(hào)：注冊(cè)一個(gè)自己的賬號(hào)（3） 查看課程：學(xué)生具

9、有查看課程的業(yè)務(wù)。（4） 選修課程：學(xué)生可以選修自己喜愛(ài)的選修課程教師所包含的用例有： （1） 登錄系統(tǒng)：登陸系統(tǒng)查看個(gè)人信息，查看選修課程，選修自己的課程（2） 注冊(cè)賬號(hào)：注冊(cè)一個(gè)自己的賬號(hào)（3） 查看所選課程學(xué)生信息：查看選修所選自己開(kāi)課的學(xué)生信息。（4） 打印學(xué)生信息：將所需的學(xué)生信息打印出來(lái)使用，例如選修名單表4.3、系統(tǒng)的順序圖順序圖是顯示對(duì)象之間交互的圖，這些對(duì)象是按時(shí)間順序排列的。該選課子系統(tǒng)主要含有以下幾個(gè)重要的順序圖。查看信息順序圖【順序圖說(shuō)明】（1） select()：用于選擇操作，對(duì)將要進(jìn)行的功能進(jìn)行選擇操作。（2） checkinfo()：查看和檢查信息或者是更新信息（

10、3）【順序圖說(shuō)明】（1）select()：用于選擇操作，對(duì)將要進(jìn)行的功能進(jìn)行選擇操作。（2）checkinfo()：查看和檢查信息或者是更新信息【順序圖說(shuō)明】（1）select()：用于選擇操作，對(duì)將要進(jìn)行的功能進(jìn)行選擇操作。（2）checkinfo()：查看和檢查信息或者是更新信息【順序圖說(shuō)明】（1）select()：用于選擇操作，對(duì)將要進(jìn)行的功能進(jìn)行選擇操作。（2）removecourse()：刪除數(shù)據(jù)庫(kù)中的無(wú)用課程添加課程順序圖【順序圖說(shuō)明】（1）select()：用于選擇操作，對(duì)將要進(jìn)行的功能進(jìn)行選擇操作。（2）addcourse()：用于添加課程，得到老師允許，進(jìn)行添加課程修改課程順

11、序圖【順序圖說(shuō)明】（1） select()：用于選擇操作，對(duì)將要進(jìn)行的功能進(jìn)行選擇操作。（2） modifycourse()：修改課程，對(duì)課程某些屬性進(jìn)行修改選課順序圖【順序圖說(shuō)明】（1） select()：用于選擇操作，對(duì)將要進(jìn)行的功能進(jìn)行選擇操作。（2） selectcourse()： 確定選擇某課程4.4、系統(tǒng)的狀態(tài)圖如圖7所示為課程的狀態(tài)圖【狀態(tài)圖說(shuō)明】系統(tǒng)給用戶提供了課程操作的界面，對(duì)課程可以進(jìn)行刪除，修改，添加的操作。管理員進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)可以選擇其中的一項(xiàng)來(lái)操作，所以的操作結(jié)果都是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新，因此在這里是以數(shù)據(jù)庫(kù)為中心的操作流程。圖7：課程狀態(tài)圖4.5、系統(tǒng)的活動(dòng)圖活動(dòng)圖描述的是某

12、流程中的任務(wù)的執(zhí)行，活動(dòng)圖描述活動(dòng)是如何協(xié)同工作的，當(dāng)一個(gè)操作必須完成一系列事情，而又無(wú)法確定以什么樣的順序來(lái)完成這些事情時(shí)，活動(dòng)圖可以更清晰地描述這些事情。在本圖書(shū)館管理系統(tǒng)中，我們主要描述了圖書(shū)館系統(tǒng)的借書(shū)、還書(shū)和預(yù)訂的活動(dòng)圖。1.注冊(cè)活動(dòng)圖【注冊(cè)活動(dòng)圖說(shuō)明】 注冊(cè)活動(dòng)圖描述了向系統(tǒng)注冊(cè)用戶時(shí)的系統(tǒng)選擇，即在注冊(cè)時(shí)選擇注冊(cè)用戶類型，是學(xué)生，教師，還是管理員，不同的用戶類型的信息各不同，注冊(cè)后擁有的權(quán)限也不相同，在所有的注冊(cè)結(jié)構(gòu)都存放于數(shù)據(jù)庫(kù)中的各個(gè)數(shù)據(jù)表。圖8：注冊(cè)活動(dòng)圖2、添加課程活動(dòng)圖【課程改動(dòng)活動(dòng)圖說(shuō)明】系統(tǒng)管理員登錄系統(tǒng)中，查詢所以課程，課程是否存在，若否則添加課程到系統(tǒng)中，同步到

13、數(shù)據(jù)庫(kù)中。完成系統(tǒng)發(fā)布課程信息圖9：選課子系統(tǒng)添加課程活動(dòng)圖3、老師查看選課信息活動(dòng)圖【老師查看選課信息活動(dòng)圖說(shuō)明】老師登錄系統(tǒng)，查看學(xué)生所選的課程信息，查看學(xué)生已選修的課程，查看選修的課程是否已滿。若滿這停止選修這門(mén)課程，打印學(xué)生選修課程信息。 圖10：選課子系統(tǒng)老師查看選課信息活動(dòng)圖4、學(xué)生選課活動(dòng)圖【學(xué)生選課活動(dòng)圖說(shuō)明】學(xué)生登錄進(jìn)入系統(tǒng)，查看選課信息，選擇自己喜愛(ài)的課程，若課程的人數(shù)已滿，則無(wú)法選擇該課程，另選擇一門(mén)課程，若課程人數(shù)未滿則可以選擇，若對(duì)選擇的課程不滿意，可以退選該課程，另選擇一門(mén)。所有的操作都對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新。圖11：選課子系統(tǒng)學(xué)生選課活動(dòng)圖4.6、選課子系統(tǒng)的類圖【類圖

14、說(shuō)明】（1） User類是用賬戶類，此類包含了ID和Password兩個(gè)屬性，分別是登陸名和登陸密碼。此類的方法很少，分別是獲取和設(shè)置用戶名和密碼。（2） Adiministrator類是管理員類，他有編號(hào)和姓名屬性，操作主要是查詢，添加，修該，刪除課程。完成課程的增刪改查。（3） Student類是學(xué)生類，是選修課程的用戶。此類的屬性包含學(xué)生的各個(gè)信息，姓名，年齡，性別，班級(jí)等。此類的主要操作有查看課程信息，查看個(gè)人信息，選修課程。（4） Teacher類是老師類，此類的屬性有老師的姓名，性別，職務(wù)。此類的操作主要是查看課程，查看個(gè)人信息，查看已選課的學(xué)生信息，選擇功能。（5） Print類

15、是是打印類，此類包含的屬性比較多，有課程名字，課程編號(hào)，學(xué)生名字，學(xué)生成績(jī)，學(xué)生性別。此類的方法有g(shù)et()和set()課程名字，課程編號(hào)，學(xué)生名字和學(xué)生成績(jī)等，用于打印信息。（6） Course類是課程類，課程類是課程信息的類載體。此類的屬性主要是課程名字，授課教師名字，課程的編號(hào)。此類的主要方法包括獲取課程名字和設(shè)置課程名字，獲取授課教師名字和設(shè)置授課教師名字，獲取課程編號(hào)和設(shè)置課程編號(hào)。圖11：選課子系統(tǒng)的類圖及關(guān)系五、總結(jié) 與傳統(tǒng)的面向過(guò)程的學(xué)生選課系統(tǒng)相比，面向?qū)ο竽Ｐ桶严到y(tǒng)中所有角色作為對(duì)象，把隸屬于每一個(gè)角色的數(shù)據(jù)和操作封裝在一起，即符合人的思維習(xí)慣，又便于系統(tǒng)的移植，修改和擴(kuò)充，而且在構(gòu)建新的高校選課系統(tǒng)時(shí)刻重用這些對(duì)象類。尤其是在高校聯(lián)網(wǎng)以實(shí)現(xiàn)資源共享的大趨勢(shì)下，根據(jù)面向?qū)ο竽Ｐ蜆?gòu)建的單個(gè)學(xué)生選課系統(tǒng)能使用實(shí)施接口，對(duì)象封裝適配器等面向?qū)ο蠹夹g(shù)。只做很少的改動(dòng)即可進(jìn)行功能的擴(kuò)充，然后很方便地和其他高校系統(tǒng)互聯(lián)。UML能夠?qū)φ麄€(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程提供靈活、一致、易讀的表達(dá)，表現(xiàn)出其強(qiáng)大的能力，它融合了各種面向?qū)ο蟮慕ＵZ(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)，具有非常廣闊