利用“4+1”视图建模方法进行“网上选课系统”软件体系结构设计

利用“4+1”视图建模方法进行“网上选课系统”软件体系结构设计

所学专业：软件工程

年级班级： 2010级软工-2 班

所属小组：第六组

组负责人：耿奇云

组内成员：耿奇云郜振南杨建威

成员学号: 1010107041 1010107040 1010107054

河南农业大学信息与管理科学学院

2012年12月19日

一、引言

(一)运用4+1视图方法：针对不同需求进行架构设计

要开发出用户满意的软件并不是件容易的事，软件架构师必须全面把握各种各样的需求、权衡需求之间有可能的矛盾之处，分门别类地将不同需求一一满足。Philippe Kruchten提出的4+1视图方法为软件架构师"一一征服需求"提供了良好基础，如图1示。

图1运用4+1视图方法针对不同需求进行架构设计场景视图：场景视图关注案例描述，即对案软件需求的功能描述和非功能描述；对应于UML建模中的用例建模。

逻辑视图：逻辑视图关注功能，不仅包括用户可见的功能，还包括为实现用户功能而必须提供的"辅助功能模块"；它们可能是逻辑层、功能模块等。

开发视图：开发视图关注程序包，不仅包括要编写的源程序，还包括可以直接使用的第三方SDK和现成框架、类库，以及开发的系统将运行于其上的系统软件或中间件。开发视图和逻辑视图之间可能存在一定的映射关系：比如逻辑层一般会映射到多个程序包等。

处理视图：处理视图关注进程、线程、对象等运行时概念，以及相关的并发、同步、通信等问题。处理视图和开发视图的关系：开发视图一般偏重程序包在编译时期的静态依赖关系，而这些程序运行起来之后会表现为对象、线程、进程，处理视图比较关注的正是这些运行时单元的交互问题。

物理视图：物理视图关注"目标程序及其依赖的运行库和系统软件"最终如何安装或部署到物理机器，以及如何部署机器和网络来配合软件系统的可靠性、可伸缩性等要求。物理视图和处理视图的关系：处理视图特别关注目标程序的动态执行情况，而物理视图重视目标程序的静态位置问题；物理视图是综合考虑软件系统和整个IT系统相互影响的架构视图。

(二)软件需求分类

需要架构设计的多重视图方法，从根本上来说是因为需求种类的复杂性所致。软件需求包括功能需求和非功能需求。非功能需求包括质量属性和约束条件。质量属性包括运行期质量属性和开发期质量属性。软件需求分类如图2所示。

图2 软件需求分类

(三)网上选课需求

1．网上选课系统需求描述

管理员通过系统管理界面进入，建立本学期要开设的各门课程，并将课程信息保存到数据库中，并可以对课程进行一定的改动和删除操作。学生通过浏览器可以查询已选课程信息并进行选课，教师可以选择所要上的课程并提交所选课程的成绩。管理员同时负责维护各项信息。以上信息统一保存到数据库中。

2．网上选课系统需求

表1 网上选课系统：需求种类分析

二、网上选课系统场景建模

场景视图：场景视图关注案例描述，即对案软件需求的功能描述和非功能描述；对应于UML建模中的用例建模。

(一)用例建模与分析步骤

根据网上选课系统需求概述进行用例建模与分析。用例建模与分析步骤如图3示。

1.确定网上选课系统的边界范围，找出系统外部的参与者和外部系统

2.确定各个参与者应有的系统行为，并命名为用例

3. 把系统中公共的系统行为分解为新的用例，供其它用例引用

4. 把系统中一些变更的行为分解为扩展用例

5. 编制用例的脚本

6. 绘制系统的用例图

7. 把系统用例中特殊情况的用例画成单独的子用例图

(二)用例建模具体过程

1.确定系统边界范围，找出参与者

系统参与者包括：管理员、学生和老师

系统

管理员

学生

老师

图4 2.确定每一个参与者所希望的系统行为

管理员：登陆、课程管理、学生管理和老师管理

学生：登录、选课、查询课程

老师：登录、查询课程、提交成绩

图5

3. 把公共系统行为分解为新的用例

将管理员、学生和老师的登陆抽取为公共用例；

管理员

学生

系统

老师

课程管理

学生管理

登录

老师管理查询课程

提交成绩选课

<>

<><><>

<>

<>

<>

<>

<><>

图6

4. 扩展用例

将所有操作保存的用例扩展为数据库。

图7

5.用例图优化

抽取用户角色，实现统一登录；

抽取课程管理用例，与学生信息管理、教师信息管理等用例并列

图8

6.用自然语言和事件流编写网上选课用例脚本

（1）用户登陆脚本：

1）运行程序，弹出登录界面；

2）在登陆界面输入用户名、密码和用户类型；

3）提交信息进行验证；

A1：用户信息验证异常

4）进入操作界面。

A1：用户信息验证异常

3a）提示用户用户名或密码或用户类型错误

3b）重新输入用户名、密码和用户类型

3c）转到3）

老师的选课脚本：

一、(1)运行程序，弹出登陆界面，

（2）在登陆界面输入用户名、密码和用户类型；

（3）提交信息进行验证；

A:用户信息验证异常

（4）进入操作界面。

A：用户信息验证异常

1、提示用户用户名或密码或用户类型错误

2、重新输入用户名、密码和用户类型

3、转到（3）

二、（1）登陆成功后，在选课界面进行选课；

（2）选择课程，单击完成，系统进行验证；

A1：课程信息异常，重新进行选课；

（3）选课成功；

（4）退出程序；

老师的提交成绩脚本如下：

（1）用户登陆界面后输入用户名、密码和用户类型；

（2）提交信息进行验证：如果信息异常系统将退出，用户需重新登陆

（3）用户登陆成功后进入学生成绩界面，并提交学生的成绩，因此显示选课学生的姓名、学号、班级、成绩；

（4）系统确认输入的信息完整没有缺失或错误；

（5）系统将输入的学生成绩存储建档；

（6）用户提交成绩成功后退出程序。若提交失败将退回（3）；

学生的选课教本：

（1）用户登陆界面后输入用户名、密码和用户类型；

（2）提交信息进行验证：如果信息异常系统将退出，用户需重新登陆

（3）用户登陆失败将返回（1），登陆成功后进入学生选课系统；

（4）学生选择所要选择的课程后提交，系统将确认改门课程是否已满；

A：若所选课程人数已满，选课失败，返回（3）重新选课；若选课成功，则系统将会把改课程添加到学生的课程表里；