UML课程设计报告+网络教学系统的分析和设

UML课程设计报告+网络教学系统的分析和设（共7篇）

UML课程设计报告+网络教学系统的分析和设 篇1

统一建模语言UML 课程设计报告

指导老师: 姓名: 学号: 班级:

【设计名称】 网络教学系统-使用UML进行系统的分析和设计 【设计目的】1.掌握UML建模的基础知识和其应用；

2.熟悉Rational Rose环境及功能,能够设计出完整系统。

【设计要求】1.对系统功能进行必要的描述；

2.绘制系统的主要模型图；

3.模型图要有说明性文字解释。【设计内容】1.网络教学系统的需求分析；

2.网络教学系统UML建模。

【设计步骤】

一: 网络教学系统的需求分析

1、系统功能需求

（1）学生可以登陆网站浏览和查找各种信息以及下载文件。

（2）教师可以登陆网站给出课程见解、发布、修改和更新消息以及上传课件。（3）系统管理员可以对页面进行维护和批准用户的注册申请。满足上述需求的系统主要包括下面几个模块

（1）数据库管理模块：提供使用者录入、修改并维护数据的途径。

（2）基本业务模块：教师可以上传文件、发布消息、修改和更新消息；学生可以下载文件；管理员可以维护页面，批准注册等。

（3）信息浏览、查询模块：主要用于对网站的信息进行浏览、搜索查询。

图 1.1系统功能需求

2、数据库管理模块

图 1.2数据库管理模块

（1）教师信息管理：负责教师信息的管理。

（2）课程简介信息管理：负责课程简介信息的管理。（3）文件上传信息管理：负责文件上传信息的管理。

3、基本业务模块

图 1.3基本业务模块

（1）文件上传：教师可以使用此模块将课程的数据上传到网站服务器。（2）文件下载：学生可以使用此模块从网站上下载课件及其他资料。

（3）消息发布：教师可以通过此模块发布学习方法、课程重点等和教学相关的文章，以及和课程相关的通知等。

（4）消息修改和更新：教师可以通过此模块对自己发布的信息进行修改和更新。（5）页面维护：网站管理员可以使用此模块对网站的页面进行维护。（6）用户注册批准：网站管理员可以使用此模块批准用户注册。

4、信息浏览、查询模块

图 1.4信息查询模块功能

（1）网页信息浏览：用户浏览网站信息。

（2）文章信息搜索：用户根据关键字搜索文章。

二: 系统的UML建模

1、系统的用例图

创建用例图之前首先需要确定参与者。① 在网络教学系统中，需要学生和教师的参与。学生可以浏览课程简介，教学计划，学习方法等教师发布的文章，并可以根据关键字查询文章。此外，学生可以从网站上下载课件。教师作为教学的主导者，使用此网站可以发布学习方法，课程重点等和教学相关的文章，以及和课程相关的通知等，还可以将某一门课程的课件上传。② 网站需要一个专门的管理者进行日常维护与管理，所以需要有系统管理员的参与。（1）系统用户参与的总的用例图

教师和学生都可以从“网站用户”这个参与者泛化而来，网站用户是指网站的注册用户，注册用户可以登录系统完成相应的操作。

系统用户参与的总的用例图如图所示。从图中可以清楚地看到泛化关系与各个参与者所参与的用例。

图 2.1系统用户参与的总的用例图

抽象参与者注册用户的用例只有登录系统（System Login）一个，学生和老师用户除了包含这个用例以外，还各自有相对应的用例。（2）学生参与者的用例图

学生参与者的用例图如下图所示。

图 2.2学生参与的用例图

① 文章浏览用例:学生可以浏览诸如课程简介，教学计划，学习方法等教师发布的文章。② 文章搜索用例:学生可以使用搜索功能根据关键字查询相应的文章。

③ 文章下载用例:学生可以使用下载功能将网站上的课件以及资料信息下载到本地机器上。〖用例图说明〗

① Download:文件下载用例。② Look through info:文章浏览用例。③ Article search:文章搜索用例。

④ Identify:权限认证用例。此用例用来认证文件下载是否具有下载文件的权限。

（3）教师参与者的用例图

教师参与者的用例图如下所示。

图 2.3教师参与的用例图 ① 添加课程简介用例：教师可以为自己所教授的课程添加课程简介。② 上传课件用例：教师可以将课程的课件上传到网站上供学生下载。③ 文章或消息发布用例：教师可以发布介绍学习方法，课程重点等和教学相关的文章，以及和课程相关的通知等。④ 文章或消息修改用例：教师可以修改自己发布的文章和通知。〖用例图说明〗

① Course Intro:添加课程简介用例。② Upload CAI:上传课件用例。③ Message Issue:文章或消息发布用例。④ Message Update:文章或消息修改用例。

（4）系统管理员参与者的用例图

系统管理员的用例图如下所示。

图 2.4系统管理员参与的用例图

① 页面维护。系统管理员可以对网站进行日常维护与管理。② 处理注册申请。系统管理员可以处理学生或教师用户的注册申请。〖用例图说明〗

① Page Maintenance:页面维护。

② CAI Process:教师上传的课件经过系统管理员的审批和处理。

③ Information Update:页面更新。系统管理员负责网站的页面更新，除了文章，消息，图片等的更新，还包括页面的美化和板块的调整。

④ Process Registration:处理注册申请。

2、系统的时序图

网络教学系统中的用例很多，所能画出的时序图也很多，在此不一一介绍。（1）系统管理人员管理网站的时序图

图 3.1 系统管理人员管理网站的时序图 〖时序图说明〗

① Login:登录系统的函数。

② Add_or_delete_Article:添加或删除的文章。③ UpdateCAI():更新CAI课件的函数。④ Add_or_delete_User:添加或删除用户。⑤ Show():刷新页面的函数。⑥ Notify():通知用户的函数。

系统管理人员通过与管理窗口的交互可以添加或删除文章，更新CAI课件，添加或删除用户。具体的操作由管理窗口与数据库交互完成，管理员操作后的结果会在页面上显示。（2）用户登录系统的时序图

图 3.2 用户登录系统的时序图

〖时序图说明〗

① Input(String,String):输入用户名和密码的函数。

② Send(String,String):将用户名和密码发送给服务器的函数。

③ Query_and_Validate():查询数据库并验证用户名和密码正确性的函数。

④ feedBack():发送反馈消息的函数，如果验证通过，发送OK；如果验证出错，发送Error.⑤ ShowInformation():将反馈信息显示给用户的函数。

用户要登录系统，首先要和登录窗口交互，输入用户名和密码。登录窗口负责和服务器交互，将用户输入的用户名和密码发送到服务器，服务器再与数据库交互，以验证用户名和密码的有效性，如果验证成功，则返回OK，验证失败返回Error。服务器将通过登录窗口将信息显示给用户。

（3）学生下载文件时序图

图 3.3 学生下载文件的时序图

〖时序图说明〗 ①Request:学生发送下载请求。

②Send(String,String):传递下载参数的函数。③Identity():验证用户权限的函。④authorize:返回认证信息的函数。

学生要下载文件，首先要向下载窗口发送请求，然后下载窗口的参数传递个服务器，服务器与数据库交互以获得用户的权限认证，认证信息再通过服务器及下载窗口传递给学生。

3、系统的协作图：、用户登录系统的协作图

图 4.1 用户登录系统的协作图

〖协作图说明〗

①Input(String,String):输入用户名和密码的函数。

②Send(String,String):将用户名和密码发送给服务器的函数。

③Query_and_Validate():查询数据库并验证用户名和密码正确性的函数。

④feedback():发送反馈消息的函数，如果验证通过，发送OK，否则，发送Error。⑤ShowInformation():将反馈信息显示给用户的函数。

2、学生下载文件的协作图

图 4.2 学生下载文件的协作图

〖协作图说明〗

①Request:学生发送下载请求。

②Request(String,String):传递下载参数的函数。③Identity():验证用户权限的函数。

④showStatus():返回下载状态的函数。如果认证成功，开始下载，不成功则报错。

4、系统的状态图：

图 5.1 系统的状态图

〖状态图说明〗

① HomePage:处于网站主页。② Certify:登录验证状态。③ SuccessPage:登录成功页面。④ UploadApplyPage:文件上传页面。⑤ Storing File:文件存储状态。⑥ OldPage: 页面未更新状态。⑦ NewPage:页面更新状态。

教师要上传文件，首先要登录网站，通过网站认证后转入文件上传页面，上传文件后处于文件存储状态。文件存储后，要经过管理员的认证才可以在页面上显示，如果通过认证，则刷新页面，如果未通过，页面维持不变。

5、系统的活动图：

（1）用户登录系统的活动图

图 6.1 用户登录系统的活动图

〖活动图说明〗 ①InputURL:输入网站的URL。②Show HomePage:显示网站主页。③Input Login Information:输入登录信息。④Press ”OK” Button:单击 “OK”按钮。

⑤Certify UserInfo:用户信息认证。⑥Show Success Page:显示登录成功界面。

用户登录系统时，首先要输入登录网站的URL，然后从首页的登录窗口中输入信息登录信息，如用户名和密码，点击页面上的登录按钮。用户输入的信息会与数据库中的信息对比验证，如果验证成功返回登录成功页面，如果失败，返回登录失败页面。（2）教师上传课件的活动图

图 6.2 教师上传课件的活动图

〖活动图说明〗

①Apply File Upload:申请文件上传。

②Certify Size And Other Aspact:验证文件的大小和其他信息。③Store:文件存储。

④Administrator Authorize:系统管理员认证。⑤Update Page:更新页面。⑥Delete File:删除文件。

教师要上传文件，先要进入文件上传页面，然后验证上传文件的大小和其他信息是否符合要求。验证成功后将文件存储，当系统管理员认证通过，更新页面；认证不通过删除文件。（3）系统管理员维护网站的活动图

图 6.3 系统管理员维护网站的活动图

〖活动图说明〗

①Login:登录系统。

②Process CAI:处理上传的课件。③Update Information:更新页面信息。④Modify Page:修改页面。

6、系统中的类

（1）参与者相关的类

系统中和参与者相关的类的类图如下：

图 7.1 参与者相关的类

〖类图说明〗 ①User类是所有类的父类，包括属性有Account（登录名）、Password（密码）、email（用户邮箱）等。方法有getEmail（获取邮箱）、getAccount（获取登录账户名）以及changePass（修改密码）。

②Student类是学生类，除了继承父类的属性和方法，还包括number（学号）、name（姓名）、sex（性别）、age（年龄）、class（班级）、和grade（年级）等属性。

③Teacher类是教师类，除了继承父类的属性和方法，还包括name（姓名）、sex（性别）、Identity Card（身份证号）、course（教授的课程）、以及TelephoneNum（电话号码）。

④Adminstrator是管理类，管理员有自己的属性，TelephoneNum（电话号码）。还有自己的方法：CertifyUpload（文件的上传认证）、UpdatePageInformation（更新页面信息）、AddUser（添加用户）和DeleteUser（删除用户）等。

（2）各类之间的关系

类不是单独一个模块，各个类之间是存在联系。网络教学系统各个类之间的联系如下图：

图 7.2 各类之间的关系

〖类图说明〗

①CourseIntro类表示课程介绍类。此类的属性有：courseName（课程名）、college（开课院校）、teacher（授课教师）、scorePoint（课程学分）、time（开课时间）、Place（上课地点）和teachingPlan（教学计划）等，它有一个修改课程信息的方法Modify()。

②Article类表示发表的文章类，包括articleNum（文章序号）、articleTitle（文章标题）、teacherToIssue（发布教师）、create Time（创建时间）以及文章内容。方法有Issue（文章发布）、Delete（文章删除）和Modify（修改）。③FileUploadOrDownload类表示上传的文件信息类，属性包括fileName（文件名）、fileType（文件类型）、fileSize（文件大小）、shortIntro（文件的简短介绍）、fileURL（文件地址）、create（文件的创建者）以及createTime（文件的创建时间）等。操作包括checkSize（检查文件大小）、Modify（修改文件信息）、Store（文件存储）以及Cancle（取消上传）等。

教师可以教授几门课程，所以有几门课程的课程简介；教师可以发布多条信息，也可以不发布；教师可以不上传文件，也可以上传多个文件。一个学生可以下载一个文件，也可以不下载文件。

7、系统的组件图

网络教学系统的组件图如下图，组成Web应用程序的页面包括：维护页面（Maintenance Page）、文件下载页面（File Download Page）、文件上传页面（FileUpload Page）、信息发布页面（Message Issue Page）和登录页面（Login Page）。

图 8.1 系统的组件图

8、系统的配置图

配置图主要是用来说明如何配置系统的软件和硬件。网络教学系统的应用服务器负责保存整个Web应用程序，数据库是负责数据库管理。此外还有很多终端可以作为系统的客户端。由于客户端很多，在此只画出3个客户端，系统配置图如下图：

图 9.1 系统的配置图

【小结】

在建模过程中，遇到一些问题，诸如某些操作界面无法看到，一些修改影响了其他模图的建立，通过询问辅导老师和上网查找资料，得到了比较满意的解决；在这次实验中，关于UML的概念以前比较模糊的地方，我在实际操作中，变得更加清楚了，对Rational Rose的UML功能运用的更加系统，更加熟练；但是更让我明白，UML的知识是十分丰富的，我现在的认识还不够，我将会在以后的学习中，不断提高自己的UML知识。

UML课程设计报告+网络教学系统的分析和设 篇2

近年来,以弹性学制和交互协作教学为主要特征的远程网络教育,是进行知识传输和知识学习的新型教育形式,它可以最大限度地利用各种资源,将各个学校的优势教育资源、优秀的教师、最好的教学成果通过网络传播到四面八方,使任何人无论何时、何地、从任何章节开始,可以学习任何课程,为终身学习及学生的自主学习、个性化学习提供了必要条件。本文根据网络课程设计与开发的理论角度出发,以使教与学更加灵活,有利于学生能力培养为目的,基于UML作为分析设计描述语言,分析和设计了一个网络教学系统。

1 系统功能及架构论述

1.1 系统功能分析

根据网络教学系统的作用,网络教学系统应提供以下方面的功能:(1)数据库管理:它提供了使用者录入、修改并维护数据的途径;负责教师信息的管理,课程简洁信息的管理,文件上传信息的管理。(2)基本业务管理:它负责教师将课程数据上传到网站服务器,学生从网站下载课件及其他资料,教师发布学习方法、课程重点等和教学相关的文章及和课程相关的通知,教师对自己发布的信息进行修改和更新,网站管理人员对网站的维护,网站管理员批准用户注册。(3)信息浏览、查询:主要负责用户浏览网站信息,用户根据关键字查询信息。

1.2 模式选取

通过系统的功能分析,确立系统采用B/S架构模式。B/S结构是目前较流行的体系结构,它将用户界面、应用逻辑与数据管理分开,使得系统可以灵活地应付各种变化,通过分布式对象允许客户机直接与服务器联系,实现动态平衡负载及数据安全服务。

2 系统建模

UML是在统一Booch表示方法、OOSE方法和OMT方法的基础上提出的标准化的统一建模语言。UML主要用于软件开发中的系统分析和设计阶段,UML通过三类图建立系统模型:Use Case(用例)图、静态结构图和动态行为图,通过这三类图从不同的抽象角度使系统可视化。利用著名的Rational Rose工具,实现整个系统直观、统一、规范的描述,便于开发者协调工作,全面理解系统需求。

2.1 确定系统的角色和用例

利用Use Case图对网络教学系统的行为建立模型,初步确定未来系统的角色和用例。在构建一个用例时,首先要做的是识别角色即参与者,然后再识别系统为参与者提供的服务:参与者的行为,即用例,最后,确定角色和用例之间的关系。根据网络教学系统的职责范围和需求可以确定三个角色:“系统管理员“、”学生”和“教师”。“系统管理员”角色可以进行页面维护、教师上传课件的审批和处理、页面更新、处理注册等活动;“教师”和“学生”的用例见图1。

2.2 静态模型的建立

系统的静态结构模型主要由对象类图和对象图表达。发现对象类及其联系,确定它们的静态结构和动态行为,是面向对象分析的最基本的任务。类图描述了类的属性和行为以及对模型中各种成分的约束。完成系统的用例建模后,就可建立系统的静态模型。类图设计是系统设计最核心部分,根据系统中参与者可确定的类,有学生类、教师类、管理员类,其余相关的类如课程类、文章类、上传文件信息类等类,由于篇幅所限不再累述。

2.3 动态模型建立

动态模型主要描述如何完成系统的功能。在面向对象的系统中,系统的动态模型由交互图(时序图和协作图、状态图和活动图)表达。在系统分析和设计中应当对主要的用例和对象类绘制这些图形,以便分析系统的行为,印证和修改系统的静态结构,满足用户的需求,达到系统的目标。(1)时序图。时序图按时间顺序描述系统元素之间的交互。时序图具有时间顺序,表达清楚的优点,经常被采用建立动态模型。网络教学系统中用例较多,所能画的时序图也很多。学生要下载文件,首先要向下载窗口发送请求,然后下载窗口将下载的参数传递给服务器,服务器与数据库交互以获得拥护的权限的认证,认证信息再通过服务器以及下载窗口传递给学生。(2)活动图。活动图描述活动是如何协同工作的。当一个操作必须完成一系列事情,而又无法确定以什么样的顺序来完成这些事情时,活动图可以更清晰地描述这些事情。在此,仅给出系统管理员维护网站的活动图,如图2所示。

3 网上学习系统的实现

本系统采用B/S三层架构:各类教学资源在服务器端;采用JSP作为表示层,Java Bean作中间层,My SQL作数据库的技术方案。为了使系统将来的维护、升级等工作方便、简单,采用MVC开发模式,使得表示层、逻辑层、数据层的分工更加明显。

4 结束语

本文以简易网络教学系统为例,基于UML面向对象建模技术,从系统的需求分析、系统架构、系统的设计到系统的实现,论述了网络教学系统的分析与设计过程。从中了解UML开发应用系统的方法与过程,为类似系统的开发提供借鉴和参考。

摘要：以网上学习为开发背景,采用UML对系统需求进行建模,结合软件工程和面向对象技术,介绍简易网络教学系统的设计过程。

关键词：UML,网络教学,B/S

参考文献

[1]蔡敏,徐慧慧,黄炳强.UML基础与ROSE建模教程[M].北京:人民邮电出版社,2006.

[2]王少峰.面向对象技术[M].北京:清华大学出版社.2004.

基于UML的系统分析与设计 篇3

关键词：UML；系统分析；语言

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 18-0000-01

随着社会信息化程度的逐渐加快，软件的需求量变得越来越大，结构也变得越来越复杂，这无形中增加了软件开发的难度系数和复杂性。UML作为一种面向对象的建模方法，融入了软件工程领域的新方法、新技术、新思想，在软件不同的开发周期使用同一组概念和表示方法，并且在同一个模型中可以混合使用，具有功能强大、容易表达、适用度较高等优势。

一、统一建模语言

UML的简介。统一建模语言是OMG（Object Management Group）组织于1997年发布的。它是一种面向可视的、对象的且被广泛使用的建模工具。UML语言由元模型和图构成，图代表的是UML的语法，定义各种UML元素、框图、符号及使用方法。元模型是UML的语义，可以给出图的含义，所以UML是通过元模型描述的以图形表示方法为基础的一种建模语言。UML的特点如下：

（1）UML仅仅是一种标准的建模语言，它完全独立于开发过程；（2）UML是单一通用的建模语言；（3）UML擅长分布式、并行的系统的建模；（4）UML有许多新的概念，如扩展机制、模式等。

常见的UML模型图一般包括静态的用例图、动态的状态图和活动图的行为图。用例图包含类图、包图、对象图；状态图和行为图包含顺序图、协作图的交互图形以及构件图、配置图的实现图等5类10种模型。

二、UML在系统开发中的建模

（一）RUP

RUP（Rational Unified Process）是Rational軟件公司创造的一种面向对象且基于网络的软件工程方法。因为UML仅仅是一种建模语言而不是建模方法，本身独立于过程，因此在实际的开发中通常会将RUP和UML联系在一起，建立软件系统可视化模型，帮助人们提供管理软件复杂性的能力。RUP告诉我们如何通过可视化对软件系统建模，使建模变的直观、清晰，降低软件开发的风险系数，从而能更好的适应用户需求的经常性变动，控制整个系统的开发过程，维护系统完整性。

RUP软件生命周期在时间上一般可分为开始、细化、构建和移交4个阶段。开始阶段是为了系统建立案例，通过确定参与者、项目边界、用例及参与者与用例的关系这四个步骤确定用例图。此阶段主要完成用例图。细化阶段的目标是分析问题领域，在开始阶段的基础上，收集更详细的系统需求，建立健全的体系结构基础，制定项目计划，除去已知的高风险元素。此阶段主要包括计划，分析和结构设计。细化阶段需要完成初期评估，审查用例质量和风险调查。类图反应的是对象之间的抽象关系，如幻化、关联和聚合等，建立类图是细化阶段最重要的工作。生成类的三个步骤：（1）识别类；（2）确定类的属性和操作；（3）确定类之间的关系。

细化阶段完成的图主要有包图、类图、活动图、对象图、顺序图、状态图和协作图。在构建阶段中，所有剩余的构件和应用程序功能被开发并集成为产品，所有的功能被详细测试。构建阶段后期，需要配置系统运行的软硬件环境，这其中硬件环境可用配置图来表示。移交阶段是将设计完成的软件产品交给用户，接受用户的测试，提交用户手册，进行用户培训等，确保软件对最终用户是可用的。移交阶段可能是跨越了几次迭代，软件需求规范及用UML表示的用例图、类图、组件图和配置图要及时更新，保证软件和模型同步。

（二）面向对象的UML的建模

面向对象的UML建模过程主要包含了解需求、分析、设计、实现、测试和配置。首先进行业务流程建模，主要是为了评估系统、理解需求及系统将要解决的问题。其次需求分析，主要是用例模型的定义，采集和评价系统的需求。在这个过程中需要了解各角色间的关系以便进行系统设计及实现时减少盲目性，这一过程要注意对象和类的定义以及领域分析。然后进行的是系统分析与设计，设计分为框架设计和详细设计。系统分析与设计的结果是产生一个对象模型，即设计模式。最后进行的是实现，可运用Rational Rose或其他软件提供的平台分析前面所设计的图，再转化为自己熟悉的高级语言，这样可以看到UML把图转换成系统的程序设计结构的框架，并且系统扩张时仅需更改前两步的设计图，改变程序的框架，从而彻底改变传统设计所带来的复杂性和潜在的危险性。在系统测试的时候也可运用UML将系统划分为多个单元，将每个单元作为一个整块，分别对它们进行测试，再将测试结果返回到设计实现中进行分析。可以看出在整个系统设计的全过程，运用UML减少了系统设计的复杂性与盲目性，提高了设计效率。

三、结束语

UML作为一种面向对象的标准化的统一建模语言在系统开发中是非常重要的，特别是对于联系复杂，结构庞大的系统来说，利用基于UML的可视化建模软件工具，按照RUP的要求方便的管理项目需求、使基于组件的框架、验证软件质量、控制版本更新，从而实现整个软件系统的面向对象分析、设计与迭代。

参考文献：

[1]Booch G，Rumbaugh J，Jacobson I.UML用户指南（第2版）[M].北京：人民邮电出版社，2006.

[2]刘芳.UML语言及实际中建模的应用[D].山东科技大学，2003.

[3]成茜.ERP人力资源管理系统在企业中的应用[J].企业导报，2013（07）：215-216.

UML课程设计报告+网络教学系统的分析和设 篇4

关键词：UML,电子商务系统,系统分析,系统设计,建模

1 引言

面向对象的开发方法已成为当今主流的软件开发方法, 并逐渐成熟, UML 作为一种通用的建模语言, 融入了软件工程领域的新思想、新方法、新技术, 在软件的开发不同阶段可以采用相同的一套概念和表示法, 在同一个模型中它们可以混合使用, 具有定义良好、易于表达、功能强大等优势。电子商务系统作为一个WEB应用系统, 它的分析、设计、实现和运行是一个极其复杂的过程, 因此应用UML技术进行电子商务系统的分析和设计, 可以快速构建一个安全、性能良好的电子商务系统。

2 UML概述

UML (Unified Modeling Language) 又称统一建模语言或标准建模语言, 是一个支持模型化和软件系统的图形化语言, 为软件开发的所有阶段提供模型化和可视化支持, 由类图、对象图、用例图、状态图、顺序图、活动图、协作图、构件图、包图及部署图这些基本图型组成。

2.1 UML的三种模型

电子商务的系统建设过程中, 通过类模型、状态模型和交互模型完成系统的需求分析和系统设计, 这三种模型将一个系统划分成不同的视图, 不同的模型并不是完全独立的, 而是有着清晰的互连, 每一种模型都描述了系统的一个方面, 但也包含了对其他模型的引用。

类模型描述状态交互模型操作的数据结构, 标识与其他对象的关系、属性和操作。类模型提供了状态和交互模型的上下文。对象是我们划分世界的单元, 是模型的分子。在构建类模型的过程中, 目标是从真实世界中捕获那些对应用而言重要的概念。类图表达了类模型。

状态模型描述对象的控制结构, 描述了与时间和顺序相关的对象层面, 标记变化的事件, 界定事件上下文的状态, 以及事件和状态的组织。状态图表示状态模型。每幅状态图都显示了系统内允许的某个对象类状态和事件序列。状态图会引用其他的模型。状态图中的动作和事件都变成了类模型中对象上的操作。状态图之间的引用变成了交互模型中的交互。

交互模型专注于对象之间的信息互换, 并提供了系统的整体视图。状态和交互模型描述了行为的不同侧面, 它们两者配合才能完整描述行为。顺序图显示交互的对象和交互的时间顺序。活动图显示计算机的处理步骤之间的控制流。

2.2 UML的开发过程

UML的开发过程包括需求获得、系统分析、系统设计、实现和测试五个阶段。

需求获得的目的是尽可能完整、准确地捕捉系统的功能需求和其他要求, 其主要工作是识别用例。用例图表述系统参与者希望系统提供的功能, 通过确定系统边界、确定参与者、确定用例和确定参与者与用例的关系四个步骤建立用例图。

系统分析是找出描述问题域以及系统责任所需的类及对象, 定义这些对象的属性和操作, 以及它们之间静态和动态关系, 其主要工作是:识别对象、为对象分类、确定类的发生和操作、确定类之间的关系、确定对象之间的交互、确定对象状态变化等。

系统设计是有考虑技术问题和限制的条件下, 是扩展和细化系统分析阶段所建立的模型, 包括总体设计和详细设计两个阶段, 总体设计需定义包、包间的相关性和基本的通信规则;详细设计描述用户接口和数据库包中的类, 扩展和细化业务对象类的, 可以通过创建新的类图、状态图和动态图类和对象从实现的角度进行细化。

实现是对类进行编程的过程。测试是以用例定义的描述为依据, 验证开发的系统是否满足要求。分为类测试、类集成测试和系统测试, 类测试是类封装的操作和类的状态行为所驱动的, 类集成测试有两种不同的策略:基于执行线的测试 (thread-based testing) 和基于使用的测试 (use-based testing) , 系统测试是对所有类和主程序构成的整个系统的测试。

3 基于UML的电子商务系统分析设计

3.1 需求获得

台湾水果销售系统是一个B2C的电子商务平台, 网上客户通过WEB页面访问水果销售系统, 客户可以直接在主页浏览、查询各种水果信息, 一旦对某些水果感兴趣, 客户通过验证用户名和口令登录系统后, 在网上直接下订单, 并可查询订单的执行情况。供应商可以登录系统, 对自己所销售的水果进行管理, 处理客户所下的订单, 并进行相应的查询。系统管理员管理客户及供应商, 并对系统维护, 以保证台湾水果销售网的正常运行。

经分析确定该系统的角色有:客户、供应商、系统管理员。主要用例有:系统登录、注册用户、浏览商品、下订单、浏览订单、商品管理、订单管理、用户管理及系统维护。其用例图如图1所示。

用例图是一种用户和开发人员都能理解的方式描述系统的功能和行为, 帮助设计人员理清思路, 整理用户的需求。用例图完全从用户的角度出发理解系统, 并不考虑系统的具体设计和实现。它是需求分析之后各阶段的开发工作的基础。不仅在开发中保证了系统的所有功能的实现, 还可以被用于验证和检验所开发的系统, 从而影响到开发的各个阶段和UML 的各个模型。

3.2 系统分析

系统分析的主要任务是找出描述问题域以及系统责任所需的类及对象, 以及它们之间静态和动态关系。分析类是真实世界业务概念的映射, 代表了问题域中的简洁抽象, 可以使用边界类、控制类和实体类三种不同的构造型。用类模型描述系统的静态特征, 用状态模型及交互模型描述系统的动态特征。

经分析, 台湾水果网上销售系统中主要的类有系统用户、订单、水果、订单管理、登录控制、商品管理, 其中登录控制为边界类, 系统用户、水果、订单为实体类, 订单管理和商品管理为控制类, 它们之间的关系如图2所示。

行为图描述系统的动态模型和组成对象间的交互关系。其中状态图描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条件。通常, 状态图是对类图的补充。在实用上并不需要为所有的类画状态图, 仅为那些有多个状态其行为受外界环境的影响并且发生改变的类画状态图。活动图描述满足用例要求所要进行的活动以及活动间的约束关系, 有利于识别并行活动。

交互模型是以消息完成对象之间的交互来描述系统的行为, 交互图表示了对象之间的动态交互关系, 可以用来说明一个场景, 即描述一个事务的历史过程, 着重体现对象间消息传递的时间顺序, 可通过顺序图和协作图建立交互模型。顺序图显示对象之间的动态合作关系, 它强调对象之间消息发送的顺序, 同时显示对象之间的交互;协作图描述对象间的协作关系, 协作图跟顺序图相似, 显示对象间的动态协作关系, 除显示信息交换外, 协作图还显示对象以及它们之间的关系;如果强调时间和顺序, 则使用顺序图;如果强调上下级关系, 则选择协作图。网上下订单的顺序图如图3所示。

3.3 系统设计

系统设计包括总体设计和详细设计两个阶段, 总体设计需定义包、包间的相关性和基本的通信规则, 按应用的层次可将包分为用户接口包、业务逻辑包和数据存取包, 用户接口包通过WEB界面为用户提供查询、操作的数据录入及相应结果的返回;业务处理包包括分析域中的全部特定域类, 实现业务过程的处理;数据存取包提供类和对象保存。

在本系统中, 业务逻辑处理如图4所示, 订单处理子系统实现网上订单的接收和管理;商品管理子系统实现网上所售各种水果的管理, 包括产品类别、定价等;结算处理子系统实现对订单的结算;订单查询子系统可实现订单的内容、订单执行状态等信息的查询。

详细设计描述用户接口和数据库包中的类, 扩展和细化业务对象类的, 可以通过创建新的类图、状态图和动态图类和对象从实现的角度进行细化。如图5所示, 订单类可细化为添加订单和查询订单类, 对于添加订单类具有客户名、订单日期、交货地点、订单水果品种及数量等属性, 并可通过建立连接、修改、关闭等事件与数据相连, 实现相关的业务操作。详细设计中类的细化使编程人员可以很容易设计数据库和程序代码。

4结束语

UML是一种表达力丰富的建模语言, 可应用于在电子商分析和设计的全过程, 利用UML技术可以构造一个科学准确的电子商务系统模型, 从而对降低系统的开发成本、提高劳动生产率、合理化配置资源都将起到积极的作用, 必将得到更广泛的应用。未来的研究工作将是探索如何从UML直接生成面向对象的Java代码, 发挥UML工具的最强大作用, 为电子商务系统的软件开发提供更大的支持。

参考文献

[1]徐宝文, 周毓明, 卢红敏.UML与软件建模[M].北京:清华大学出版社, 2006, (6) .

[2]Joseph Schmuller著, 李虎, 赵龙刚译.UML基础、案例与应用[M].北京:人民邮电出版社, 2007, (1) .

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[4]徐天宇编著.电子商务系统规划与设计[M].北京:清华大学出版社, 2006, (5) .

UML课程设计报告+网络教学系统的分析和设 篇5

在面向对象开发方法发展的过程中, 形成了很多较为复杂的方法, 不方便向共同的方向发展。不仅妨碍了技术交流, 而且给用户带来了一定的选择困惑。对于建模语言UML, 这种大家通用的语言, 用在对集中型的软件系统制品进行可视化、文档化。总结以前的建模经验, 吸收了今天的研究成果的最佳, 该系统可以全面, 清晰地描述。

二、UML语言功能

UML具有以下特点:

1. 面向对象的。

UML支持面向对象技术的主要概念, 提供了模型的基本要素, 意味着图形可以表达面向对象的概念清晰, 简明。

2. 可视化, 沟通能力强。通过UML模型图清楚地表明, 该系统可以是一个逻辑模型和实现模型。可用于各种复杂系统的建模。

3. 单独的过程中。UML是系统建模语言, 仅在发展过程中。

4. 单独的编程语言。

5. 容易学会使用。UML图, 结构清晰, 造型简洁, 易于学习使用。

三、基于UML的面向对象分析和设计过程

1. 识别系统和用例的作用。

研究需要的项目, 通过项目的业务流程图, 数据流程图, 以及所有参与项目的人员类别分析, 找出所有的用例和角色;和分析的作用和使用之间的联系情况下, 使用UML建立模具工具来绘制系统用例图, 类图描述的概念层次和活动图。

2. 系统的分析和提取类。系统的分析和描述的所有要求, 同时建立一个特定的域模型, 以方便提取的阶级关系和阶级描述。

3. 系统设计。

分为结构设计和详细设计, ??结构设计是高层次的设计, 它的任务是定义包 (子系统) , 包之间的依赖关系和主要通信机制, 用来描述的逻辑元件系统各部分之间的依赖关系。任务是完善详细设计和封装, 所有类的一个明确的说明内容, 而动态模型描述在一个特定的环境行为中使用UML类的实例。

四、UML在仓库管理信息系统方面的应用

1. 系统的概述。

仓库中各种各样的商品, 储存和处理方法是非常复杂的。针对这种情况, 在系统情报的基础上, 以满足基本的存储管理功能, 发挥信息系统的作用。仓库管理用以减少人员的工作量。系统的主要目标是监控整个仓库的运作, 提供全面的任务规划功能, 所有商品在线实时监测, 实时库存提供变化的信息。

2. 进行需求分析阶段。

这个阶段建立在用户需求和功能模块之上, 确定系统中的角色和使用案例, 系统的角色有仓库进货等。使用案例有库存查询、供货单位信息查询和出入库历史纪录维护等。仓库管理信息系统包括: (1) 用户登录:用户登录, 用户注销, 退出系统, 由这三部分组成。 (2) 仓库管理:仓库库存, 返回仓库, 仓库采摘, 仓库退料, 产品分配, 仓库库存等部分;实现各种信息的录入, 包括入库、出库、调拨、盘点等。 (3) 业务查询:从库存信息, 销售查询, 历史查询仓库, 由这三部分组成, 库存查询用以实现实时库存变化信息查询, 销售查询实现出货信息查询, 仓库历史记录查询实现任何查询操作的记录。 (4) 系统设置, 包括供应商、仓库设置两个部分。此设置, 用户可以进入一个详细的供应商信息。仓库设置的过程中, 用户可以将整个仓库划分成几个小的虚拟仓库。每个小仓库储存货物的不同类型, 将商品分类的仓库管理, 提高仓库进货, 出货效率。

3. 系统设计阶段。

参与者的用例视图, 是用户可以观察到的系统模型图的外部特征。用例是一个系统单元的功能, 参与者可以被描述为系统之间的相互作用。用例模型是列出在系统用例和参与者, 及参与者在参与某个用例的执行。

4. 动态建模。

从系统的工作流程和对象之间的相互作用建立系统模型。系统的动态模型主要有时序图、协作图、状态图和活动图。时序图描述了系统中用例的实现过程, 从时间顺序的角度出发, 说明其操作过程, 每个时序图都是针对一个系统用例的特定事件流, 表示与系统直接发生交互的外部参与者, 系统和系统活动的参与者所发起的事情等。当管理员利用编号与密码登录系统后, 利用查询条件, 就可从历史查询模块, 商品进退货模块, 商品调拨模块和仓库盘点模块中进行相应信息查询, 并将查询结果反馈给信息管理员。

综上分析, 仓库管理信息系统的分析和设计, 用UML作为一个软件的静态结构, 功能需求, 动态行为, 以及物理结构等, 四个方面的描述语言。在用例的使用为核心的情况下, 通过活动图, 用例图, 系统的输出和录入的时序图, 进而描述系统的功能要求。通过精细化的问题域, 类图结构设计描述了完善的系统输出和录入的序列图系统的静态结构。描述详细设计结构构造系统的动态行为。通过分析设计部署图和类图组件图描述了系统的物理结构, 分析自然的平稳过渡, 使开发人员能够过度到以同意的语义模型相图设计阶段。

参考文献

[1]郑莉, 董渊, 张瑞丰.C++语言程序设计[M].清华大学出版社, 2003

[2]张春雷, 李文生.基于UML的库存管理信息系统建模[J].科技出版社, 2006

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[4]王锦, 张激.UML模型一致性问题研究[J].计算机工程, 2004

[5]王亚平, 刘强.数据库系统工程师[M].清华大学出版社, 2004

UML课程设计报告+网络教学系统的分析和设 篇6

关键词：自动组卷系统,UML

1 UML概述

UML(Unified Modeling Language,统一建模语言)是软件和系统开发的标准建模语言,它是系统建模的标准,主要以图形的方式对系统进行分析、设计。UML通过三类图形建立系统模块[1]:Use Case图、静态图(类图、对象图、组件图、配置图)和动态行为图(顺序图、协作图、状态图、活动图),这些图可以从不同的抽象角度使系统可视化。

UML适用于系统开发过程的各个阶段,需求分析阶段可以通过用例图来捕获用户需求,分析和设计阶段可以用静态图和行为图来描述系统的静态结构和动态行为,在实现阶段可以将UML模型自动转换为用面向对象程序设计语言实现代码。

2 系统需求分析

2.1 系统需求描述

高职院校中,每学期的考试出题是由代课教师输入试题形成电子稿,然后再打印成卷。虽然利用了计算机,可工作量并没减少。另外,由于个人接触试题数量有限、青年教师经验的缺乏,很难保证试卷的质量。自动组卷系统的核心就是自动地从题库中抽取合适的试题,使它们组成的试卷既能满足教学要求又能满足用户要求。自动组卷系统,可以使教师从大量重复繁琐的出卷任务中解脱出来,减轻了工作强度,并且容易做到规范出题工作。

2.2 自动组卷工作流程分析

组卷系统要根据用户的要求自动生成试卷,但是通常用户对试卷的要求不明确,系统首要解决的问题就是将用户模糊的要求量化,转化成计算机可以理解的要求,接下来就是按照已确定的组卷算法从试题库中抽取试题;判断所抽试题组成的试卷是否符合要求,如果不符合则组卷失败;最后,对组卷成功的试卷进行手工调整、排版。

2.3 系统用例图

用例模型从用户角度描述了待开发系统的功能需求,它表明了开发者和用户对需求规格达成的共识,是系统开发的核心和基础。在UML中,用例图的主要元素是用例和角色(参与者)。

自动组卷系统在使用的过程中即要方便教师的使用,又要确保试题库的安全和试题的质量,因此本系统的使用者权限应受到制约。根据情况,自动组卷系统的角色分为三类,分别是系统管理员、一般管理员和普通用户。系统管理员可以进行用户管理、维护试题、管理试卷、系统维护;一般管理员主要是对试题库进行维护操作和试卷的生成与管理;普通用户主要是借助系统进行组卷工作。自动组卷系统的用例图如图1所示。

在用例图中,角色与角色、角色和用例、用例与用例之间存在着四种关系,包括:一般化关系、关联关系、包括关系(include)和扩展关系(extend)。其中,一般化关系描述角色之间的关系;关联关系描述角色与用例之间的关系;包括关系描述一个用例的功能可以在另一个用例中使用;扩展关系允许一个用例扩展另一个用例提供的功能[2]。

3 系统设计

3.1 系统类图

UML类图描述的是一种静态关系,在系统的整个生命周期都有效。类图主要包括类、对象和它们之间的关联三大要素。

3.1.1 系统的类定义(1)用户管理模块

系统管理员类(User_system)

主要属性:用户编号(U_id)、用户姓名(U_name)、用户口令(U_password);主要操作:用户信息管理Modify()、设置用户权限Setop()、系统维护SMaintenance()等。

一般管理员类(User_general)

主要属性:用户编号(U_id)、用户姓名(U_name)、用户口令(U_password)、用户权限(User_op);主要操作:修改信息Modify()、试题管理Qmanage()、自动组卷Testpaper()等。

普通用户(User_Ordinary)

主要属性:用户编号(U_id)、用户姓名(U_name)、用户口令(U_password)、用户权限(User_op);主要操作:修改信息Modify()、试题浏览Qquerty()、自动组卷Testpaper()等。

(2)题库管理模块

试题类(Question)

主要属性:试题编号(Q_id)、题型(Q_type)、难度(Q_diffculty)、分值(Q_score)、教学要求度(Q_requirement)等;主要操作:查询Querty()、修改Modify()、删除Delete()等。

试题内容与答案类(Question CA)

主要属性:试题编号(Q_id)、试题内容(Q_content)、试题答案(Q_Answer);主要操作:查询Querty()、修改Modify()、删除Delete()等。

(3)试卷管理模块

试卷类(Test Paper)

主要属性:试卷编号(T_id)、试卷名称(T_name)、难度(T_diffculty)、总分(T_score)等;主要操作:保存Save()、查询Querty()、删除Delete()等。

试卷明细类(Test Particular)

主要属性:试卷编号(T_id)、试题编号(T_Qid)、试题内容(T_Qcontent)、试题答)案(T_Qanswer);主要操作:查询Querty()、删除Delete()等。

组卷约束条件类(Tconstraint):

主要属性:总分(C_score)、难度(C_diffculty)、答题时间(C_time)、知识点覆盖(C_knowledge)等。

3.1.2 系统类图

自动组卷系统中主要包括不同权限的用户类(在此仅画出系统管理员)、试题类、试题内容和答案类、试卷类、试卷明细类、组卷约束条件类,各类之间关系如图2所示。

3.2 题库管理设计

题库管理主要功能是完成对试题的维护,实现试题的录入、浏览、修改、删除操作。另外,试题库中试题的存储结构直接影响到后面组卷算法实现的效率,所以该题库管理中重点是试题库的设计。

3.2.1 试题库设计

试题库中的试题都是按照测验目标精心筛选和校准的,每一试题除了本身的内容外,还要具有表征试题属性的编号、题型、知识点、难度、区分度等多种指标,这些试题以一定的结构存放在试题库中,使用者可以方便地根据题目属性指标提供的信息选择题目,编制所需要的试卷。

试题库结构:

3.2.2 录入试题顺序图

顺序图将交互关系表示为一个二维图:纵轴表示时间,横轴代表了协作中各独立对象的类元角色,类元角色用生命线表示;当对象存在时,角色用一条虚线表示,当对象的过程处于激活状态时,生命线是一个双道线[3]。题库管理主要完成对试题的维护工作,录入试题、修改试题、浏览试题,在此给出录入试题用例的顺序图,其他用例类似。

录入试题过程中交互的对象有登录界面、题库管理界面、录入试题界面、试题库。将这些对象依次横向排列在顺序图的顶端,然后根据录入试题的流程绘出对象之间按时间顺序的信息交互关系。录入试题顺序图如图3所示。

在录入试题时,首先在登录界面进行登录,进行身份验证;然后打开题库管理界面,选择录入试题命令,在试题录入界面录入试题内容及相关信息;最后提交保存存入试题库中。

3.3 自动组卷设计

自动组卷是整个系统的核心,在此给出自动组卷用例顺序图。自动组卷过程中交互的对象有登录界面、自动组卷界面、试题库。将这些对象依次横向排列在顺序图的顶端,然后根据自动组卷的流程绘出对象之间按时间顺序的信息交互关系。自动组卷顺序图如图4所示。

自动组卷时,先登录进行身份验证;然后打开自动组卷界面,输入组卷约束条件,系统执行组卷算法,得到组卷方案;最后根据组卷方案在试题库中抽取试题组成试卷。

4 结语

本文以自动组卷系统为应用背景,基于UML对系统进行分析与设计建模,从中可以看出,利用UML对系统分析和设计阶段建模,可以帮助开发人员更好的理解各种业务流程,提高软件开发的效率,对应用系统的开发起到重要的作用。

参考文献

[1]高丽萍.基于UML的图书管理系统建模与设计[J].中州大学学报,2009,(6)26:121-123.

[2]朱群雄,汪晓男等译.系统分析与设计.机械工业出版社[M].2004.1.

UML课程设计报告+网络教学系统的分析和设 篇7

随着计算机及网络技术的飞速发展,I n t e r n e t/Intranet应用在全球范围内日益普及,当今社会正快速向信息化社会前进,信息自动化的作用出越来越大,使人们从繁杂的事务中解放出来,从而提高了工作效率。现在,企业的竞争已逐渐从产品的竞争转变为服务的竞争,因此,企业要发展就必须需要进一步优化业务流程以提高企业竞争能力。

管理信息系统软件的核心在于:以计算机为工具,将企业各方面的资源进行管理,并合理调配,使企业在激烈的市场竞争中获得更强大的竞争力[1]。国民经济的飞速发展使得商业领域群雄雀起,如何能够站住脚,更好地良性发展,除了业务上不断拓展外,开发韶冶能源计量管理系统对于一个企业成长起着至关重要的作用,韶冶能源计量管理系统可以为对本企业行为全过程的控制和监督。可减少不必要的人员物资的浪费,而达到提高办事效率的作用。

韶关冶炼厂能源计量管理系统是对计量仪表器具所测得的各种数据进行分类、整理、计算、平衡以及打印出能源计量报表。该系统原来是用C O D E B A S E语言开发的,运行于DOS环境下,1996年投入使用至今,部分功能已经多余和失效,又难以满足目前能源管理工作的需要,且由于其运行在DOS下,功能上受到很大限制,随着能源计量系统工作量的增加和要求的提高,以及计算机技术的发展和网络技术的使用,该系统已经很难满足我厂能源计量的要求。就该系统的功能而言,也存在许多不足之处不能满足本企业的信息管理需要。

为了适应我厂现在的能源信息化管理要求,必须重新开发新的能源计量管理系统,该新的能源计量管理系统采用Microsoft Visual Foxpro6。0作为开发平台。系统用面向对象技术进行分析和设计,通过UML(Unified Modeling Language:统一建模语言)对系统进行建模。

2 系统功能需求概述

新的能源计量系统主要完成以下十个方面的工作任务:

(1)在进入系统之后首先是登录系统,根据用户输入的内容判断用户的合法身份。合法用户分为普通用户和系统管理员,其中系统用户拥有所有的权限而普通用户没有用户管理的权限。

(2)将能源点计量仪表所测得的数据输入计算机,根据本月和上月的数据关系,计算出当月的消耗;

(3)将当月各产品的产量以及其他一些有关数据输入计算机,根据一定的数学模型进行计算处理;

(4)将所有的数据按照一定的数学关系进行全面计算处理,产生当月的能源成本粗报表;

(5)对数据进行平衡,分摊线损和差值等;

(6)进入打印报表界面可以根据用户的选择,以报表的形式打印出用户选择的数据表所有的记录当月全厂和各个分厂的能源成本消耗月报表;

(7)按照日期和时间要求打印出指定的能源季、年度报表等;

(8)提供全方位的数据查询;进入综合查询界面可以通过用户选择的数据表和相应的查询条件来显示查询的结果。

(9)数据共享和网络数据传递。

(10)在能源计量管理系统中,还要对一些相关的特殊问题进行处理,例如:更改每年能源实物消耗的折标准煤系数和价格等等。

(11)系统客户端运行在Windows平台下,服务端可以运行在Windows平台或者Unix平台下。系统还应该有一个较好的图形用户界面,并实时给予用户操作提示。

(12)系统应该有很好的可扩展性、可靠性易用性、效率性、可移植性和安全性。

3 系统的UML模型

面向对象的建模符号就是统一模型语言(UML),它以图形模型来帮助设计人员理解那些难于用语言来描述的复杂关系[2]。对系统建模是开发系统的关键一步,它是系统设计的前提,建立模型的过程能帮助分析员澄清和改良设计,同时可以在建立模型时提出问题,并且随着建模过程的进行回答这些问题,建模在系统开发中重要性是可以描述信息系统的复杂性,因为信息系统十分复杂,而且系统的某些部分难以明了,系统各个部分用U M L建立的模型有助于问题的简化。

3.1 系统的用例和角色分析

用例是描述一个信息管理系统的功能,以此确定系统的功能需求。和用例相关的是系统的角色,即该系统的使用者,本系统的角色可以分为浏览者、普通用户、系统管理员三类。浏览者只能通过网络对能源计量管理计算机系统处理数据的结果进行浏览,系统管理员拥有所有的权限,而普通用户没有用户管理的功能,登录系统后只能对收集到的数据进行输入和处理,体现一个系统的安全性、可靠性和可移植性。

能源计量管理计算机系统的用例包括:

●用户管理用例

●综合查询用例

●报表打印用例

●数据信息管理用例

其中用户管理用例包括:增加用户信息、删除用户信息、修改用户信息、查询用户信息、遍历用户信息。

综合查询用例包括:月报表查询、季报表查询、年报表查询、特殊条件查询用例。

报表打印用例包括:月报表打印、季报表打印、年报表打印用例。

数据信息用例包括:数据信息增加、数据信息修改、数据信息删除、数据信息修改、数据信息查询、遍历数据信息用例。

根据以上的分析,能源计量管理计算机系统用U M L建模,系统总用例如图1所示。

该用例图标记了所有的用例,从中可以得知,能源计量管理计算机系统的角色可以划分为3类:

(1)普通用户:拥有管理浏览者、能源数据信息的维护,以及显示报表和综合查询的权限。

(2)系统管理员:拥有浏览者、能源数据信息、用户的信息维护,以及综合查询和显示报表的权限,但其主要功能还是用户信息的维护。

(3)浏览者:综合查询、显示浏览能源报表数据。

3.2 系统的类图设计

类图模型是类图的一个变体,它表示一系列的类以及它们之间的关系[3]。通过类图模型,可以为后面的系统数据库模型设计作为参考。从系统中的类图模型已大体上勾画出了我们所要建立的哪些数据库。域是一列可能拥有的值的集合。必须为每一个表的每一列确定域。例如,我们将系统的使用者归为一类,即用户,将能够对系统进行管理的用户归为一类,即系统管理员。在该系统中,总共建立了十三个域类,可以在域类图中将这些类图以及它们之间的关系表示出来,下面是系统管理员、用户数据信息及浏览者类图关系。

域分析详细说明了系统中的关键类。对每一个对象而言,如果它调用了其他对象的方法,那么在他们之间就用一条直线连结起来,以显示他们之间的关系。每一个代表类的四边形被分成了三部分,最顶层包括类的名称,中间一层是类的属性,最底层是类的方法。例如用户类,我们把它的名称定为User,它的属性有姓名、性别、系统登录密码、住址等,它在系统中的方法表现为增加数据、删除数据、修改数据和查询数据等。类之间的直线是关联,用来指出一个对象调用另一个对象的方法,在这里各类的属性和方法没有显示出来。例如上图中用户U s e r类可以调用数据信息类对它进行操作。这些操作在U M L中可以用图来描述。比如协作图、时序图和状态图等。根据系统的域类图,下面给出系统的主要时序图。

用户信息管理时序图:

数据信息管理时序图:

用户综合查询时序图:

3.3 系统数据库设计技术

数据库技术在计算机软件邻域研究中一直是非常重要的主题,产生于60年代,30多年来数据库技术得到了迅速发展,并已形成较为完整的理论体系和一大批实用系统。并且,近年来,随着World Wide Web(WWW)的猛增及Internet技术的迅速发展,使得数据库技术之时成为最热门技术之一。

在数据库应用系统开发之前,对开发数据库的基本概念应当了解,对数据库的结构、开发数据库应用程序的步骤、开发体系及方法都应当有相当清晰的了解和认识。数据库应用系统开发的目标是建立一个满足用户长期需求的产品。开发的主要过程为:理解用户的需求,然后,把它们转变为有效的数据库设计。把设计转变为实际的数据库,并且这些数据库带有功能完备、高效能的应用。

数据库由DBMS(数据库管理系统)处理,DBMS则由开发人员和用户通过应用程序直接或间接地使用。它主要包括四个要素:用户数据、元数据、索引和应用元数据。

用户数据:目前,大多数主流数据库管理系统把用户数据表示为关系。现在把关系看作数据表。表的列包含域或属性,表的行包含对应业务环境中的实体的记录。

元数据:数据库是自描述的,这就意味着它自身包含了它的结构的描述,这种结构的描述称作元数据。因为D B M S产品是用来存储和操纵表的,所以大多数产品把元数据以表的形式存储,有时称作系统表。这些系统表存储了数据库中表的情况,指出每一个表中有多少列,那一列是主关键字,每一列的数据类型的描述,它也存储索引、关键字、规则和数据库结构的其他部分。

索引:这种类型的数据改进了数据库的性能和可访问性,这种数据经常称作开销数据,尽管有时也采用其他类型的数据结构,如链表,但它主要还是索引。索引可以用来排序和快速访问数据。

应用元数据:存储在数据库中的第四种数据是应用元数据,它用来存储用户窗体、报表、查询和其他形式的查询组件。大多数现代的D B M S产品存储这种数据作为数据库的一部分。一般来说,数据库开发人员和用户都不直接访问应用元数据,而是通过DBMS中的工具来处理这些数据。MS SQL Server2000中就支持窗体、存储过程等应用元数据。

能源计量管理系统所要处理的付象就是不同的数据,对于不同的工厂企业,其能源计量管理系统也有其自身特殊的要求,对数据的来源以及数据的处理要求进行分析,有利于我们进行软件和硬件的选择,从而更好地进行软件开发和程序编制工作。对于一个数据库管理系统的开发研制,首先应考虑的当然是数据库的建立以及数据库字段的定义和选择,考虑到以后数据量的增大,字段的长度定义为一般能源数据的基础上增加一位[4]。而对于被据库中特殊的字段,在操作过程中必须区分它的大、小写,在考查了我厂的能源计量测点情况的基础上,我们共建立了十三个数据库,其中最主要的数据库有四个,在计算过程中起中间辅助作用的数据库三个。

4 系统概要设计

从系统的功能需求分析来看,可以把能源计量管理系统的功能要求划分为三类:数据录入、数据处理和报表打印。而在数据录入时要对三类能源数据进行分别处理;在数据处理中对数据进行按一定数学模型的计算和分摊等工作;在进行报表打印时要打印当月报表、季、年度报表和随时打印所需要的相应月份的报表。在进行系统设计时根据这三大类的功能需求,把整个系统作为一个大系统看,它由五大子系统构成,即五大模块,数据录入模块、计算平衡模块、综合查询模块、报表打印模块、系统维护模块。

系统在整个设计过程采用在三层规则设计模式,即界面层、用户规则层和数据层。如图7所示。

(1)界面层(User Interface Level):界面层可以简单地看成是将来用户要操作的界面,及界面上的各个控件和它们对应的事件,每个模块上的界面的设计都不相同,这主要根据各个模块的功能、用户界面友好、易操作性原则出发。实际上,界面下还蕴含了很多内容,但需要开发的仅限于此。能源计量管理系统的五大功能模块的界面都放在该包内。

(2)业务规则层(Business Rules Level):业务规则层包含前面设计的分析模型的类。系统设计时建立一个BusinessRulesLevel包,业务对象包同数据层协同完成任务,它包括上面列出的几大功能模块在系统中对数据处理的一些方法、方式以及规定系统数据规则等,能源计量管理系统有些数据报表需要用到数据字符的大小写,例如能源经费的一些数据报表就需要用到中文数据字符,这就要在系统设计时设计好这些数据处理程序,将其放在业务规则文件包中,在使用时可通过调用语句直接调用该包中的方法就可。

(3)数据层(Data Level):数据层向业务规则层提供数据服务,在程序中就是数据库、数据连接和数据集等。建立DataLevel包,系统所要用到的数据库类型、数据源、数据连接方式以及整个系统的相关配置都通过程序事先编制好放在该包。在设计每个模块时,直接通过调用语句从该包中调用数据链接文件。

5 系统功能模块设计

5.1 数据录入模块

从上面的概要设计中我们可以知道,数据录入中需要录入三种不同的能源数据:测点计量数据、产品产量及能源消耗数据和有关参数数据。

系统设计可满足对任意多个计量测点数据的处理,可以完成厂的能源购入和能源外销

5.2 计算平衡模块

系统所要处理的数据全部来源于厂能源处提供的数据,在数据全部输入完毕之后,对录入的计量数据进行计算处理。按照产品的消耗分配关系对能源消耗进行分摊和平衡。在计算平衡模块块中包含三个子模块。

(1)关测点数据的计算。

(2)按照产品产量进行能源消耗分摊的计算。

(3)和对差值进行平衡分摊的计算。

5.3 综合查询模块

该模块的主要功能是实现对各种能耗和能源进行查询。对于一个较为大型的数据库管理系统来说,对于不同的人和不同的对象,其查询的要求也不尽相同,因此系统实现对各个方面的数据都能进行查询。例如:各种产品的能源消耗情况、全厂能源的购入情况等等。

5.4 报表打印模块

各种能源数据经过能源计量管理处理后,就可形成报表打印出来。本管理系统可以打印出所需要的各种能源报表有:全厂能源消耗月、季、年报表;各个分厂能源消耗月、季、年报表;各种仪表计量器具当月情况报表以及需要时打印出产品单耗对照表。为了打印报表的灵活性,在处理打印季、年报表时通过输入起止月份就可以进行自动统计打印出对应时间段的能源计量报表。

5.5 系统维护模块

一个较好的数据库管理系统不仅仅需要实现对数据的计算处理功能,还需要具备对有关的一些问提供处理的能力,在该能源计量管理系统中,提供了数据库的自动备份,能源计量测点的增加、删除和修改,产品的增加、删除和修改,系统用户的增加、删除和修改以及在作报表过程中打印、修改各种参数等。

6 系统的特性

6.1 系统功能特色

系统采用VFP6.0数据库开发软件,所开发的系统运行于W i N D O W S平台,具有操作方便性、简单性、易学易用性、用户界面友好性和可移植性[5]。

系统对能源数据处理精确度高,失误概率低。用户需要某一方面的数据处理功能,只要选择相应的功能项就可以对对应的数据进行相关的操作。

考虑到以后计算机信息的发展以及我厂对能源数据处理要求的进一步提高,系统的设计具有较好的维护性和可拓展性。能够适应目前我广计算机技术应用发展的需要,满足我厂能源计量管理的数据共享和数据传递的任务。

6.2 系统数据处理特色

在系统的运行过程中,为了确保原始数据的安全与正确性,本系统中原始数据与计算数据互相独立,不作同时参加计算运作。在整个的系统计算程序中,原始数据始终保持不变,如果操作失误,可以进行数据恢复后,再进行下一步操作。

同时系统具有自动备份数据。数据的备份是所有数据库管理系统都必须考虑的重要问题,在本能源计量管理系统中,所有的数据备份都在系统的维护模块中进行。数据备份采用分层次模式备份,即原始数据备份、中间数据备份和结果数据备份。

原始数据备份:当数据全部录入之后,进行一次自动备份,作为后面的计算之用。

数据备份:一些中间结果要求进行多次计算审核,为了能够保存每步计算的前一步的结果,在程序设计时就考虑了这些数据的备份问题。

结果数据备份:三是全部报表完成之后进行数据库的备份,以作为打印季、年度报表时之用。

6.3 数据报表特色

对于能源报表的有关操作数据可以根据用户的需要进行报表打印参数、折标系数、单位成本价格的修改和访问。在各种报表数据的输出快捷、方便,数据项目齐全,可作不同的统计人员参考和操作。

7 结束语

该系统投入使用以来,运行平稳,在计算速度、报表打印、数据平衡方面都比以前的老系统快;在数据录入、数据整定方面比原系统不但操作方便,而且灵活性有所加强;在数据备份方面,采取了全程跟踪数据备份管理,能够较好地预防因操作人员的失误导致数据损坏而前功尽弃句从头再来的现象,从而大大减少了工作量和工作人员的劳动强度。该系统运行于W l N D O W S平台,在我厂当前的计算机局域网络环境下,能够方便地实现数据共享和数据传递工作,能够避免数据因多次拷贝出现的数据丢失问题,同时也可以改善数据的传递状况,有关部门随时都可以进行网上查询数据。

从各方面考察比较,该系统部优于原来的能源管理系统,该系统的运行较好地改善了我厂能源计量管理的现状。

摘要：本文介绍了韶关冶炼厂能源计量管理系统的开发设计。以Microsoft VISUAL FOXPRO6.0语言为开发平台,从系统应用的背景概述、系统功能需求、系统的UML模型、系统概要设计、系统功能模块设计、系统的特性以及系统实施效果等方面进行了探讨。该系统的运行,使我厂能源计量管理实现了科学的管理,满足了当前工厂能源计量管理的需求。

关键词：UML,能源计量管理,系统设计,数据库

参考文献

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