UML建模技术在管理信息系统开发过程中的应用

孙祖琼 谭文兵 徐肇晔

（桂林电子科技大学，广西 桂林 541004）

UML建模技术在管理信息系统开发过程中的应用

孙祖琼 谭文兵 徐肇晔

（桂林电子科技大学，广西 桂林 541004）

针对电力企业管理信息系统的设计开发，详细探讨了 UML建模技术从分析到实现过程在设计开发中的应用。UML技术作为先进的软件工程学方法，对于电力系统软件开发具有较强的实用价值。

对象建模；建模语言；管理信息系统

企业管理信息系统（Management Information System简称MIS），在当今企业中运用越来越广泛，但是也越来越多的企业其内部分工不但复杂，而且专业性强，企业和开发人员目前较为关心的问题是如何保证MIS开发效果不仅显著，而且所需费用低、质量高。软件的发展历程给人们积攒了许多宝贵的经验，也领会过许多教训。人们意识到，要把握复杂问题，最重要的是首先对问题做一个科学的抽象处理，然后对抽象出来的结果建立出简明而准确的表示规模。模型的建立不但能让人们从整体上把握全貌，了解各个部件间的相互关系，而且能对整个复杂系统进行相应分解，避免人们过早纠结于各模块实现过程中的细枝末节中。这里需要指出的是，模型并非系统，两者不能一概而论，但是又存在不可分割的联系，从模型中能看出系统的特征和关键成分，也就是说，模型能更简洁，更灵活的表示系统，但需有足够精度。

当今软件开发的主流方向是面向对象技术，目前应用十分广泛，它能模拟人们对客观世界的认识，并把现实世界抽象出来。UML是面向对象的统一建模语言，对于从需求分析开始的软件开发，它将支持其全过程的开发。UML能代表面向对象技术的发展方向，目前可以说UML是可视化建模语言的一种工业标准。

本文以一个实际的供电企业生产管理信息系统台帐管理模块为例，详细阐述了UML建模技术在MIS中的应用，对于系统的详细设计细节和算法并不过多讨论。

1 需求分析建模

在口头描述与系统图之间，总是存在一定空白，UML中的用例图，正好能对此空白进行充分填补。它的建立，需要经过开发人员和用户进行反复讨论，需要开发人员充分了解用户需求，需要双方对产品规格等需求达成共识，必须在此基础上才能建立。建立之后往往还需要充分了解系统涉及的各类业务，对其一次次进行完善，所以说系统的用例图并非一次就能做好，它能反映系统与外界的交互作用。为了描述系统的外部功能需求，需先对用例进行定义。用例、角色、系统边界是用例模型的主要构件。模型中的例用语能对各个功能需求进行相关描述，而角色的作用是对与系统功能相关的外部实体进行描述，可以指用户和外部系统。

用例的获取方法是先找到执行者，之后对执行者提问即可获取用例。对供电企业生产管理系统台帐管理模块进行需求分析，首先抽象出系统的角色主要有：班组人员和生技科；之后同这些角色交流，目的是为了了解其对应工作职责：班组人员维护线路、杆塔、避雷器、连接管以及交叉跨越等设备台帐信息。班组可能对这些信息进行修改，修改后并非马上生效，需交由生技科审核通过后方可生效。当班组修改这些信息时，需要等生技科审核之后，才能生效。班组在维护台帐信息时，其电气设备的基本型号需要生技科统一规范。生技科除开审核台帐信息以外，还需要位班组分配巡线线路、与厂站实时交流等。如图1所示即为设备台帐管理的用例图。

图1　设备台帐管理的用例图

不仅需要弄清主要角色和其他角色与系统相关的问题，而且还要弄清系统与外系统存在交互关系，捋清它们之间的关系后，用例图能为我们提供大量的直观信息。查阅用例和角色能了解设备台账管理的过程，这对寻找缺少的功能很有帮助。使用用例图的优点有许多，但最大的优点就是能把需求分析文档化和规范化，这是一种同客户交流的很好渠道，能极大提升分析阶段的效率，不仅如此，还能基于可视化建模，建立下一步概要设计基础。

2 结构设计

MIS系统相对而言较复杂，一般情况下，对其进行物理结构设计，即概要设计，常会选择WINDOWS DNA的三层体系结构。三层体系指的是数据层，应用层和用户层，其中设备和人员等信息归入数据层中，而专业知识规则、台帐处理流程等应用业务规则归入应用层，用户层是指为了方便用户进行操作，便于用户了解运行情况的相关显示的人机交互界面。在可视化UML建模中，三层分布式体系结构表现形式为服务包，即分别为数据、应用和用户服务包。对于应用服务包来说，主要是业务问题，通过对服务包中的类进行详细划分，能将业务弄清楚，进而满足今后做详细的设计、编码的需要。类的划分对系统分析至关重要，因为类从一定程度上反映的是系统的行为。因此，UML建模时，熟知应用服务包中类及其相互关系是最为重要的工作。在UML中主要有三种类的形式：边界类、实体类和控制类。其中控制类主要负责协调其他类的工作，控制类能控制用例图中的时间顺序，它几乎存在于各个用例图中。建模时，需将类与类间的关系列举出，系统基本框架正是由此相互关系表现出来的，例如：继承、关联或依赖等。在这些关系中，相互间的关系也并非只有一类，可能一对多，也可能多对多。在业务方面，用UML中用类图表示出类与类间的关系。顺序图中的合作图，适合于一些业务时序性强的类和流程中。

针对设备台帐管理模块，关键类有：线路、杆塔、厂站、耐张段、避雷器、连接管、交叉跨越、台帐审核控制、线路维护信息、杆塔维护信息、耐张段维护信息类。这些台帐维护信息中，后三类由班组提交。而在审核台帐的各类方法中，由台帐审核控制类负责总的集成。很多实体都存在于线路上，如杆塔、避雷器、交叉跨越、耐张段等，而当线路消失，这些实体也必将不复存在，这说明这些实体与线路的关系属于组合。在特定线路的某两杆塔间，存在耐张段、交叉跨越位、连接管，它们与杆塔存在关联，同时也与线路存在关联，这即为2对多，属于多对多中的一种。

类图完整展现了各对象间的相互关系，理清这些关系，由于开发人员在设计编码前能更了解系统结构，对其保证设计合理性具有重大意义。对于分析人员来说，工作量也能在很大成都上减轻，因为他们能更简便的对业务规则进行修改和设计。尤其对于团队开发来说，其开发效率的提升更能得到有利体现。

图2　数据库模型

3 详细设计

详细设计指的是对扩展阶段和细化分析时的对象进行详细设计，主要指细化用户类、数据服务类、应用服务类等。我们详细设计的主要工作是：在中间业务层中，把含有抽象流程的应用服务类进行封装，对于在软件编程和维护时的流程图绘制来说，这能极大简化其类似过程。

类图映射到关系数据库模型如图 2所示。耐张段、线路和杆塔这三个类中，任意两个都两两相关联。故在耐张段的表中，只要将杆塔引入作为外键，这样做之后无需再在表中引入线路。如前所述，耐张段和杆塔关系为多对多，不过一个耐张段对应两杆塔，所以需要在耐张表中标记“起始杆塔”、“终止杆塔”字样。同样的，避雷器、连接管和交叉跨越也应如此。

4 现实

对类进行编码的阶段即为现实阶段，此阶段包含界面、应用、数据类的实现。选择POWER BUILDER来进行前台开发。在设计过程当中，在数据部分还将结合POWERDESIGNER开发工具共同实现，所以在应用服务包中特定类的实现将是实现部分的主要工作，对于细节部分主要是弄清类的属性、操作的编码和算法的设计。

5 总结

本文运用UML建模技术，对面向对象进行分析，设计和编程。这些过程的实现不仅需运用面向对象技术方法，而且还需要基于电力行业生产管理系统业务。从实现过程来看，UML建模技术的各类优点如标准性、可视化、自动化等，使得软件开发人员能更方便在该平台上做各种开发，尤其诸如电力MIS此类相对复杂的软件，更是意义重大，应用前景十分广阔。

[1] 蔡青有,郝为民,何军焘,等.塑料光纤技术在用电信息系统中的开发与应用[J].电气应用,2013,(S2):401-407.

[2] 韩德锦.采购管理系统的研究与开发[D].昆明:云南大学,2013.

[3] 丁鹏程.基于树型原子模型的管理信息系统建模及一致性研究[D].昆明:昆明理工大学,2013.

[4] 姚瑰妮.基于UML的火电厂水汽质量监控模型[J].东北电力技术,2001,(1):40-42.

[5] 张沛超.应用UML开发智能继电保护的整定计算程序[J].电网技术,2001,25(4):32-35.

[6] 林泓.统一建模语言在般务系统中的应用[J].交通与计算机,2000,18(3):42-45.

Application of unified modeling language technology to development of management information system

This paper discussed the application of UML technology to design and development of management information system of power system of which involved the process from analysis to fulfillment. As an advanced software engineering methodology, UML technology is worthy to be applied in the application software development for power system.

Object modeling; unified modeling language; management information sustem

TP315

A

1008-1151(2015)10-0008-02

2015-09-10

大学生创新创业计划项目 (201410595003;201510595027;201510595200）。

孙祖琼（1990－），男，桂林电子科技大学学生，研究方向为电气电子设备开发；谭文兵（1991－），男，桂林电子科技大学学生，研究方向为电气电子设备开发；徐肇晔（1994－），男，桂林电子科技大学学生，研究方向为电气电子设备开发。