UML建模在教师业务管理系统中的应用

UML建模在教师业务管理系统中的应用
傅亚莉
【摘要】UML is an object-oriented analysis and design modeling language.It is an important modeling tool.In software development,the use of UML for teacher＇s management system modeling,can make the software system requirements analysis,design,development,test process more intuitive.%UML是面向对象分析和设计过程中一种建模语言,是重要的图形化的建模工具.研究使用UML进行高职院校教师业务管理系统的建模,进行软件开发,可以使该软件系统的需求分析、设计、开发、测试的过程更为直观.
【期刊名称】《聊城大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2011(024)004
【总页数】4页(P107-110)
【关键词】UML;建模;软件开发
【作者】傅亚莉
【作者单位】无锡科技职业学院,江苏无锡214028
【正文语种】中文
【中图分类】TP311
0 引言
目前，软件开发过程中人们使用的方法主要是面向对象的分析与设计（OOA ＆
OOD）方法，软件专家们提出一种表示法来表示面向对象的概念.UML就是最终
融合了众多的方法，成为了面向对象分析和设计过程中分析师、设计师和程序员之间的通用语言.UML是一种统一建模语言，也是重要的建模工具.教师业务管理系统是针对高职院校教师建立的一个业务档案管理系统，研究使用UML对该软件系统进行建模，可以使软件系统的需求分析、设计、开发、测试的整个过程更为直观.
1 UML建模机制
UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的可视化标准建模语言，是对软件系统进行面向对象的分析、描述和建模［1］.它融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术.UML使用各种图形进行描述，最终建立可视化的软件系统模型，让软件开发人员更清晰地理解模型.并且可以通过适当的软件工具，把用UML建立的系统模型的一部分语义转换为可执行程序［2］.
1.1 UML的图
UML中常用的图主要有下列几种
（1）用例图（Use Case Diagram）.用例图是列出软件系统中各种功能的参与者，并显示多个参与者以及他们与系统提供的用例之间的对应关系.
（2）静态图（Static Diagram）.包括类图、对象图和包图.类图显示了系统的静
态结构，主要定义了系统中的类，类之间的关系以及类的属性和操作.对象图是类
图的实例，对象图显示类的多个对象实例.类图在系统的整个生命周期中都有效，
对象图有生命周期，只能在系统某个时间段存在.包图用于描述系统的分层结构，
由包或类组成.
（3）行为图（Behavior Diagram）.包括状态图和活动图.行为图描述系统的动态模型和组成对象之间的交互关系.状态图表示类的对象所处的可能的状态以及事件
发生时状态转换条件.一般需要画状态图的类是自身有多个状态并且行为受外界影
响会发生改变的类.活动图是状态图的一个变体，是用来描述满足用例要求所进行的活动以及活动间的约束关系.
（4）交互图（Interactive Diagram）.包括时序图和协作图.时序图显示对象之间发送消息的顺序，表示对象之间的交互关系.协作图重点是显示对象之间的动态合作关系.
（5）实现图（Implementation Diagram）.包括构件图和配置图.构件图是描述系统中的部件及其他组件间的依赖关系，分析部件之间的相互影响程度.配置图主要显示计算机和设备之间的连接关系，是定义系统中的软件和硬件的物理结构［3］.
1.2 UML的建模机制
UML的建模机制主要有两种：一是静态建模机制，一是动态建模机制.
UML建模首先是进行软件系统的功能需求分析，建立用例模型，再对功能需求进行分析，寻找系统中的元素，即一个一个的类，并分析出类的属性和操作以及类之间的关联和依赖关系，建立好静态模型；然后以时序图、状态图、活动图等形式来描述对象之间的动态结构的交互关系，并描述各个对象是如何完成其功能，最终建立系统的动态模型.
2 UML建模在教师业务管理系统中的应用
2.1 教师业务管理系统需求分析
教师业务管理系统是为高职院校教师建立的一个业务档案管理系统，是将全体教师的日常教学、科研信息通过网络的形式实现动态管理.该软件系统的建立一方面是便于教师动态管理自身的教学工作档案和成果档案材料，另一方面是便于学校教学管理部门便捷地管理和查询全院教师的工作业绩，统计学院的师资结构，更利于师资队伍的培养.该系统的功能模块设计结合各院校的实际情况进行设立，我院的教师业务材料管理的重点是教学和科研两种数据的统计和维护，主要包括教师基本信
息管理、教学管理、科研管理三个部分，主要功能如下.
（1）教师基本信息管理，包含个人基本信息，职称变动，奖惩信息，培训进修等信息.其中记录全体教师的各类综合信息，包括教师的姓名、性别、出生年月、最
高学历、学历获取时间、学位、学位获取时间、所学专业、毕业院校、所在院系、行政职务、政治面貌、专业技术职称、职称评定时间、个人工作简历、职称变动时间，变动内容、每年度的行政奖惩时间，奖惩内容、奖惩部门、每年度的培训进修时间、地点、内容、培训部门等.
（2）教学管理，包含任课情况、教学工作量统计、教学业务考核等信息.其中记录全体教师的授课课程、学期、班级、学分、理论学时、实践学时、总课时数以及业务考核的学生评分、督导评分、同行评分、总体评价等数据.
（3）科研管理，包含科研课题、论文著作、系统中，可以进行教学工作量计算，可以按照课程、课时等进行查询、统计及打印.科研成果、竞赛获奖、科研工作量
统计等信息.其中记录全体教师的科研课题的课题编号、课题名称、立项时间、批
准部门、经费、课题的起止时间、课题组成员、中期检查、结题情况.记录论文著
作的论文名称、发表刊物、发表期号、刊号、知网查询、著作名称、出版社，出版时间，出版号.科研成果记录教师的专利、著作权等科研成果情况，包括名称、获
取时间、类别、证书编号等，竞赛获奖统计教师获奖名称、获奖时间、获奖等第、获奖级别等信息.
在系统的操作中，用户登录后，根据系统分配的权限对数据进行新增、修改、删除、提交、审核等操作，可以进行教学工作量、科研工作量的统计计算，还可以根据所需的要求如按院系、按职称、按时间等多种情况进行查询、分类统计及打印.
2.2 建立用例模型
需求一直是软件开发的源动力和最终目标，需求捕获的主要目的是建立可理解的软件模型，用例模型就是使用UML进行功能需求分析的最终结果.UML的用例图用
简单直观的方式，描述了软件系统的主要功能以及软件系统与外界环境的交互.
在建立用例图时，需要确定的是参与者和用例.首先要找出系统的参与者，参与者
主要是描述要和用例交互的软件系统外的人、部门或系统.因此，必须先了解哪些
用户会使用本系统，哪些部门会使用本系统，在教师业务管理系统中，涉及的主要参与者：普通教师，教学秘书，科研秘书，学院管理人员.参与者确定之后，接下
来确定用例，用例表达的是软件系统对外的功能.本系统中确定的用例主要有：系
统登录，数据新增，数据修改，数据查询，数据审核，数据删除，计算统计，数据分析，报表打印，系统权限维护等.图1是以教学管理信息的处理为例绘制的用例图.
图1 教学信息管理用例图
图2 系统类图
2.3 建立静态模型
在静态建模中，最重要的就是类图，静态建模的过程是找出实现模型中的抽象类及其对象，并且绘制出系统的类图的过程.类图提供了对类及其关系进行建模的一种
图形化的表示法.［4］类图的绘制步骤一般是首先确定顶层类图，通过对系统的分析和模拟逐渐发现类.其次是分析类之间的关联、泛化、依赖、实现关系.最后，依
据现实模拟的原则，确定类的属性和操作.类的属性是整个类要使用的特征数据，
类的操作就是类里面的函数，例如服务函数、接口函数、控制函数等.
本系统中涉及的主要的类有：教师类，教学秘书类，科研秘书类，学院管理人员类，教学信息，业务考核，科研课题管理，科研成果，论文著作，竞赛获奖等.图2设
计的是系统类图.
2.4 建立动态模型
建立好静态模型之后，还需要从不同的角度来描述对象和行为之间的交互关系，即建立动态模型.［5］动态模型包括时序图、协作图、状态图或活动图，通常根据项
目的不同，选取其中一到两种图来描述系统的动态模型.UML提供的多种动态描述系统的图中，时序图表达最为直观.
时序图用来描述对象之间的动态结构的交互关系，其强调对象之间消息发送的顺序，同时显示对象之间的交互.时序图在UML中的主要作用是协助分析以及验证设计好的类能否完成用例的功能.
本系统中主要包含系统登录时序图，教师基本信息维护时序图，教学情况管理时序图，科研课题管理时序图，科研成果管理时序图等等.例如图3所示.图中分析人员可以清楚地看到科研课题管理的整个流程，而开发人员则可以利用它来识别需要开发的对象和这些对象的操作.
3 结束语
在软件分析与设计的领域里，UML语言给出了系统设计的标准表达方式，它以面
向对象图的方式，对具有静态结构和动态行为的系统进行建模，建立了软件系统分析和设计模型.在教师业务管理系统的软件开发过程中，很好地实现了用户、需求
分析人员、系统开发人员、测试人员、管理人员之间信息的共享，提高了软件开发的质量和效率，使软件开发过程更为顺利.
图3 科研课题管理时序图
参考文献
【相关文献】
［1］吴建，郑潮，江杰.UML基础与ROSE建模案例［M］.2版.北京：人民邮电出版社，2007. ［2］屈喜龙.UML及面向对象的分析与设计的研究［J］.计算机应用研究，2005.09：74-76. ［3］ Michael Blaha，James Rumbaugh.UML面向对象建模与设计［M］.车皓阳，杨眉译.北京：人民邮电出版社，2006.
［4］ Shari Lawrence Pfleeger，Joanne M.Atlee.软件工程［M］.4版.杨卫东译.北京：人民邮
电出版社，2010.
［5］何娅玲，何宇新.UML建模与动态模拟：案例研究［J］.武汉大学学报：自然科学版，1999，10：679-683.。