基于ＵＭＬ的教务管理系统构件抽取技术的探索

万　方

[摘要]通过统一建模语言(UML)，提出了基于UML的构件抽取的方法，在此基础上，运用UML的构件抽取方法对教务管理系统进行了构件抽取，为在开发基于构件的教务管理系统中进行构件的抽取提供一种可行的解决方案。

[关键词]统一建模语言 构件 教务管理

中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0120062－01

一、统一建模语言及构件发展概况

软件构件技术是当前复用研究的焦点，被视为实现成功复用的关键因素之一。构件是封装了设计和实现的细节而仅向外部提供接口的相对独的可复用软件单元，构件可以与其他构件组成更大规模的构件。统一建模语言(Unified Modeling Language)UML是一种在面向对象开发中用来建模和开发软件系统的图形化语言，可以对软件进行可视化、详述、构造和文档化，主要用于为系统建造模型。用UML建立起的系统模型可以是独立于最终系统实现语言的模型，具有更大的通用性，便于交流。它提供了软件开发的各个阶段的可视化建模支持，使得涉及项目各级人员都可以从UML模型中方便地获取自己需要的信息，从而使多数应用领域的软件开发具有一种实际、高效的保证。

二、基于UML的构件抽取方法

构件设计既要满足系统需求，又要具备高内聚、低耦合、易重用的特点。构件具有不同的粒度，可以有不同的大小和分类，小的可以是一个类，大的可以是完成某个独立系统功能和服务的独立的软件包。构件的粒度要适中。构件粒度过小，构件虽然易于复用，但是不利于构件的管理：构件粒度越大，虽然复用程度越高，但是管理和实现构件相对比较困难，复用难度加大。因此合理的构件粒度有利于实现、复用和管理之间的平衡。目前通常采用MUL语言来描述需求模型。识别出高内聚、低耦合的构件，是构件设计阶段的重要环节。以UML语言描述的业务用例模型作为输入，通过聚类分析算法识别业务构件，进而设计出构件的接口。

基于UML的构件抽取过程：

1．通过USE CASE框图映射系统的需求视图，得到系统的功能模型。

2．利用交互图来描述每个用例的具体实现流程和所涉及的相关对象。

3．通过分析USE CASE和交互图得到类图，来描述系统的静态结构和完成功能的实体；为得到满足实际应用的构件，必须分析获取系统中的类，得到类图。

4．通过分析类图，抽象出系统的构件模型；UML模型图中类图是进行构件划分和提取的关键，构件是对类的更大粒度的抽象和封装。

5．通过组件图表示组件与外界的交互。

基于UML的构件抽取是一个复杂的过程，需要考虑的角度比较多，根据不同的构件，应用的知识也是不同的。为了抽取更加合理的构件，一般需要多次迭代，同时也需要团体的协调工作。构件的抽取由用例驱动，用例描述系统的需求，交互图描述用例的流程和所涉及的类，类图则描述实现用例的类和类间的关系，构件则是类的抽象。统一软件开发过程RUP，即是以用例为驱动、以体系结构为中心、迭代和递增的软件开发过程。所以，在构件的抽取过程中，用例图和类图的建立是至关重要的。

三、教务管理系统构件的抽取

教务系统包含的功能很多，为了更好地抽取构件，按照图3所示，我们把构件分为两类：基础构件和业务构件。基础构件是应用到整个系统中，需要从全局考虑，它的抽取主要依靠经验知识。业务构件从功能模块中进行抽取，它通过“聚类分析”方法进行抽取。

对系统进行整体的构件抽取，采用复用的原则进行分析，看这些构件是不是达到复用性最高，抽取出系统的基础构件。基础构件有：连接数据库构件、数据导入构件，数据导出构件，界面管理构件、报表构件。如图所示。

为了更加准确的识别业务构件，采用聚类分析算法。聚类分析(Cluster Algorit加nr)是数理统计中研究“物以类聚”的一种方法。按照构件语义从领域模型中选择样本点进行分类。聚类分析依赖于样本点集合的选取以及对样本点之间的关联值的理解，定义不同的样本点集合和关联值度量将产生不同的聚类结果。构件是对业务过程和业务规则的封装，采用UML用例图和活动图描述的用例是一种目前较为通用的描述业务过程的表示元素，因而选择以业务用例作为识别构件的X样本点合。用聚类分析法对系统的业务构件进行抽取。

目前基于构件的软件复用技术获得越来越广泛的应用，复用中所使用的构件即可以从已有的系统中抽取，也可以在软件开发的初期就设计成构件的形式。许多高校已经有自己的教务系统，只是有些功能和性能已经有些落后，因此从已有的系统中抽取构件，组装成新的教务系统，也不失为解决现有问题的一个好的策略。

参考文献：

[1]徐建民，软构件技术在信息系统开发中的应用研究，微机发展，2003-03.

[2]温泉彻、马智峰，UML及其在构件抽取中的应用，湛江师范学院学报，2004年12月，第25卷第6期，111～114.

[3]裴庆裕、耿玉水、王新刚，基于JavaBean的构件抽取和实现，山东轻工业学院学报（自然科学版），2008-03.

[4]司加全，基于软件构件的研究生教育管理信息系统，哈尔滨工程大学，2005-02.

作者简介：

万方，2005年毕业于西安电子科技大学计算机科学与技术专业，毕业后进入广东省贸易职业技术学校任教，助理讲师，主要负责计算机应用、网络技术等专业课程。