基于UML的学籍管理系统的分析与设计

摘 要：当前，软件的研发作为一种工程学体系其严格按照需求、设计、编码、测试和维护等几个阶段来实现。同时，采用面向对象程序的原理以及思想能更好的为软件研发工作服务。而在软件工程的五个阶段中都需要通过构建模型来统一表达，这样UML（统一建模语言）就发挥出了极大的作用。本文通过学籍管理系统的分析与设计这样一个具体实例，来向读者介绍利用UML如何实现需求建模、动态和静态模型设计。

关键词：软件工程；学籍管理；UML；系统设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.186

1 引言

UML作为新阶段的合理化产物，不仅将过去的面向对象表示方法进行了有效的统一，而且形成了最终被一致接受的一种共性语言。它将软件开发的五个阶段以建模的方式表达，将面向对象的方法完全融入到软件工程体系中去。真正实现了软件由抽象到具体、复杂到简单直观、整体到细化的一个完整过程。

2 UML概述

2.1 UML简介

UML做为标准化、统一化的面向对象建模技术，具有适用范围广、易于掌握和理解以及定义良好的特征。用它对系统结构、事物静态特征以及动态特征来进行描述，可以让程序员从不同角度理解当前系统。针对软件工程设计思想，UML可以将视图构成分为两大类九个视图。分别是：静态类和动态类。其中静态类又包含用于描述用户需求的用例图；用于描述系统设计中静态结构的类图和对象图；用于描述程序物理结构的组件图；用于描述系统硬件特征的配置图。动态视图包括描述系统流程状态的活动图；描述按时间顺序实现系统间各元素信息交互的顺序图；即可从时间又可从空间上描述系统元素间交互及关联的合作图；描述覆盖软件开发全过程作用域的状态图。

2.2 UML建模方法

UML做为统一建模语言，用它在对系统进行分析和设计的时候，一般需要经过三个过程来实现。

（1）用例模型。用力模型是系统在需求分析阶段所采用的一种基本模型。它体现的是系统特定功能以及相关环境。作为一条直通客户和开发人员约定关系的主线，最终描述出需求分析给出的具体流程结果。

（2）静态模型。静态模型描述的主要是系统的内部结构和静态特征。众所周知，事物都具有两中特性。其中的静态特征主要指事物本身所固有的属性结果。而从系统角度上说，系统中的各种对象和类以及它们之间的关联原来就已经存在于现实世界，只是我们用一种面向对象的方法对其加以描述。因此，静态建模的过程，首先要确定对象和类的表示范围即整体框架，然后按照框架结构细化各项功能，最终形成完整的静态逻辑视图效果。

（3）动态模型。动态模型的产生是以用例模型和静态模型做为基础。以学籍管理系统为例，我们首先以学籍管理这一功能主线确定好在当前系统中的参与者和用例关系，而后分析产生这其中的固有属性和联系，最后我们要确定针对当前对象和类所执行的具体操作和任务。而这样的操作和任务转化到系统中来就是我们所说的事物的动态特征，也叫动态模型。其主要任务就是通过分析系统中各执行动作的交互和顺序，来突出反映当前系统状态的变化，从而进一步表述系统对象之间的动态关系，形成动态模型视图。

3 系统的分析与设计

通过上述三个阶段，我们就可以利用UML来实现软件开发中的需求分析和设计等各项工作。为了对其进行更加充分的理解，笔者将以如下一个学籍管理系统为例，来进一步分析和说明。

3.1 学籍管理系统简介

当前，随着信息化、系统化技术应用的普及，管理信息系统无论在企业、事业以及学校等各领域都不可或缺。在学校管理领域中，教务管理系统做为学校管理体系的一个部分，正发挥出其巨大作用。当然，教务管理系统中必不可少的核心就是学籍管理系统。因为，该系统无论对于管理者还是决策者都至关重要。利用它，我们可以获取必要而充足的学生资源信息同时还能够快速查询到我们想得到的信息。这样，打破了传统人工文件管理方式的低效率等弊端，也为学校进一步提高教学和管理水平奠定坚实的基础。本文从某学校学籍管理系统的需求分析与设计入手，来展开说明如何利用UML实现其具体应用。

3.2 系统分析

如上所述，在进行需求分析的过程中我们用到的是UML 中的用例图。而在学籍管理系统中所涉及到的具体角色有两个，学生和教务管理员。他们之间存在的关系是教务管理员可以对学生档案进行有效管理同时能够控制学生的注册、信息的查询、修改、学籍的变动以及对学生在校期间的表现情况和毕业后的具体情况加以管理。而如果是学生则只能进行信息的查询、修改和学籍档案的查看等日常操作。

3.3 系统设计

系统设计过程中可产生静态图和动态图两类视图。其中静态视图在本文中主要以类图形式加以表述；动态图则以活动图的形式对学籍管理系统中的流程进行表述。

3.3.1 静态模型

静态模型的描述以类图做为基础。在系统设计中的类图可以分为三个部分，分别是界面类、控制类和实体类。本系统中界面类指的是学籍管理界面，而控制类则包含学籍建档、学生注册、学籍变动、毕业管理、在校表现等；实体类则由学籍信息、注册记录、变动记录毕业记录和奖惩记录构成。

3.3.2 动态模型

动态模型图主要表示的是系统各元素的执行顺序和活动流程。学生从招生办开始办理学籍信息到教务处对其完成分班、报到、注册等一系列操作以及财务处完成缴费一直到最终的存档则是学籍管理系统中所有的活动执行过程。

4 结语

UML做为一种可视文档化的面向对象体系结构，在软件开发领域占有十分重要的地位。其中所使用到的用例图、活动图、类图、顺序图等各种视图，为管理信息系统的开发提供了一种准确、直观且完整的结构模型。本文通过学籍管理系统的介绍，对UML技术的具体应用做了很好的说明。也为后续开发一个更加完整的教务管理系统进行了合理化的构想。

参考文献：

[1]张海东，李伟，龙跃洲，潘少波，张宏志，崔圣莹.“综合教务管理系统的应用与思考”[J].北京：中国教育信息化，2010（01）：48-51.

[2]朱镕基.管理现代化[M].北京：北京科学普及出版社，1983.

作者简介：黄恒辉（1985- ），男，福建三明人，本科，工程师，研究方向：软件工程。endprint