信息系统项目开发实训报告_信息系统实训报告
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管理科学与工程系
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实 训 报 告
高校教材管理系统
杨小辉
信息管理与信息系统
摘 要
UML是当前面向对象分析和设计过程中使用的一种建模语言，是重要的图形化建模工具。UML能让系统开发者用标准的、易于理解的方式表达出对系统正确、完整的认识，并有利于在开发团队中进行有效地沟通和共享。本文以高校教材管理系统的开发为背景,使用UML进行高校教材管理系统的建模，进行软件开发，以缩短项目开发周期，降低了代码数量，提高了系统的可维护性，以摆脱传统的手工管理模式，从而便于管理决策人员迅速掌握情况，加快教务管理工作的现代化进程。
目录
一、引言....................................................................................................................................1 1.1 背景...........................................................................................................................1 1.2 UML工具简介............................................................................................................1
二、系统概述............................................................................................................................2 2.1 项目说明.....................................................................................................................2 2.2系统的分析与设计......................................................................................................2
三、创建系统模型....................................................................................................................5 3.1系统建模过程..............................................................................................................5 3.2建立用例图..................................................................................................................5 3.3 创建系统静态模型.....................................................................................................7 3.4 系统的动态模型.........................................................................................................8
四、建立实现模型..................................................................................................................16
五、结束语..............................................................................................................................17 参考文献..................................................................................................................................18
一、引言
1.1 背景
随着高等学校扩大招生情况的出现，每一个高校需要处理的各种教材的数量逐年倍增。如何改变低效率的原始教材管理方式，成为摆在高校管理人员面前的一个重要课题。作为教务管理工作的一个组成部分．教材管理工作要处理的数据量非常巨大，涉及各院系的师生以及个部门的校务人员。为提高工作效率和工作质量，通过计算机系统对其进行管理。以摆脱传统的人工操作．显得非常重要。而建立高效的教材管理系统就是一个解决此根本问题的思路这里将介绍一个高校教材管理系统的建模实例。
1.2 UML工具简介
统一建模语言(UML)是非专利的第三代建模和规范语言。UML 可以贯穿软件开发周期中的每一个阶段，因此被 OMG采纳作为行业标准。UML 最适于数据建模，业务建模，对象建模，组件建模等，并同时可以对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模。UML 作为一种模型语言，它使开发人员专注于建立产品的模型和结构，而不是选用什么程序语言和算法实现。当模型建立之后，模型可以被 UML 工具转化成指定的程序语言代码。
IBM 的 Rational Rose 和 MS 的 Visio 都是 UML 工具软件。标准建模语言 UML 的重要内容可以由五类图(十种图形)来定义，如表所示：
二、系统概述
2.1 项目说明
高校教材管理是高校教务管理中的一个重要环节，它涉及到高校的每一位师生，因其数据较大，管理工作繁琐，所以高校教材管理的合理与否直接体现了教务部门的工作效率和工作质量。以往采用手工管理费时、费力，而且还存在许多人为的手工计算错误，人民迫切希望使用计算机对其进行管理，以摆脱传统的手工管理模式，从而便于管理决策人员迅速掌握情况，加快教务管理工作的现代化进程。使用教材管理信息系统有助于对教材管理与建设各环节实施全程的控制管理，对教材预定、采购、入库、出库、库存等管理现规范化作业，高效有序，降低教材管理人员的劳动强度，提高工作效率与服务水平。教材管理在实际工作中比较繁杂、琐碎，涉及面广、内容多，不但费时费力，还增加了劳动强度，但是教材征订、采购、入库、出库等整个日常工作流程相对来说比较固定。因此加强高校教材的计算机管理对高校教务管理工作具有非常重要的意义。
2.2系统的分析与设计
2.2.1 需求分析描述
高校教材管理系统是使用计算机实现教材信息处理的电子档案管理系统，在本系统中主要满足学生、教师、教务干事和系统管理员 4 方面的需求。高校的每个学生使用自己的姓名和学号登陆系统之后，可以查询自己每个学期的教材使用情况，也能够查询自己的教材费用；对教师来说每个老师使用自己的姓名和密码登陆系统后，主要是教材使用情况查询，教材样书信息查询，教师推荐用书等；教务干事根据教学计划、学生班级信息以及教师对教材样书的书评结果完成教材征订、申请教材样书、更新教材样书信息库等；系统管理员主要负责更新删除学生﹑教师﹑教材等各类信息以及系统的维护工作。
系统结构模块如下图所示：
2．2.2系统功能需求
开发高校教材管理系统的目的就是要帮助高校的教学管理部门提高工作效率，实现高校教材管理的信息化和网络化。该系统的使用者是学生、教师以及教务干事及系统管理员等。根据教材管理工作的业务流程，该系统的功能描述如下：(1)实现教材预定、采购、入库、出库和库房管理等基本功能
(2)教材发放。本模块主要是进行教材发放的数据登记，并按教材的代码、名称和出版社的代码、名称来纪录发放情况。
(4)教材建设。该功能模块完成教材计划书目的录入、修改、删除和打印；并可通过增加、删除、修改出版社库和各系别库中的数据来维护相应的数据库，以此来保证数据的准确性。
(5)数据查询，教务干事通过本系统可以查询入库教材、出库教材、教师领书和学生领书的明细。在校学生可通过校园网或互联网查询本人在校期间所订购的教材及费用结算的数据。
(6)汇总结算，系统可以自动统计每学期教材出库、入库数量和费用结算情况，还可以按班级进行学期教材费用统计和毕业班教材费用汇总。
(5)系统维护。为便于对本系统进行管理和操作，该功能模块包括操作员管理、口令修改、重新登录、系统初始化等几个模块。
2.2.3 教材管理业务流程
业务流程图是业务建模过程的主要任务之一，强调组织内部的业务过程，具体描述了组织中的工作流程，所涉及的人、步骤、业务实体以及他们之间的关系，通过分析、可以发现当前工作流程中的问题，有助于业务过程的再工程，是进行需求分析的依据。使用教材管理信息系统有助于对教材管理与建设各环节实施全程的控制管理，对教材预定、采购、入库、出库、库存等管理现规范化作业，高效有序，降低教材管理人员的劳动强度，提高工作效率与服务水平。教材管理在实际工作中比较繁杂、琐碎，涉及面广、内容多，不但费时费力，还增加了劳动强度，但是教材征订、采购、入库、出库等整个日常工作流程相对来说比较固定。系统流程图如下所示：
三、创建系统模型
3.1系统建模过程
在系统开发中，利用UML进行建模的过程如下：首先，从系统的功能需求出发建立系统的用例图：然后，在系统中找出所有元素，用类图来描述各元素之问的静态关系；最后，用状态图、活动图、顺序图和协作图来描述系统运行时各个元素的时序状态和交互状态。
3.2建立用例图
UML中的用例图是对系统进行功能分析的结果，在需求分析阶段首先要建立此图。该图从用户的角度描述系统功能，以及系统外部的执行者与系统提供的用例之问的某种联系。高校教材管理系统的使用人员主要有三类：第一类是学生；第二类是教师；第三类是管理人员。管理员主要的工作有教材的入库、出库、数据的查询、统计以及系统的维护、数据的统计、修改和查询；在校学生则可以查询到本人购买教材的详细记录。创建系统用例的第一步是确定系统的参与者。高校教材管理系统的参与者包含以下四种：（1）学生；（2）教师；（3）教务干事；（4）系统管理员
1）.学生用例图：
学生在本系统中可以进行登录、教材费用查询和教材使用情况查询的相关操作。
2）.教师用例图
教师在本系统中可以进行登录、教材推荐、查询教材费用和教材使用情况查询的操作。
3）.教务干事用例
教务干事登录系统之后，取得相应的操作权限，课程信息的维护、提交开课计划和教材预定单，进 行教材征订并统计教材使用情况及相关费用。
4）.系统管理员用例图
系统管理员在本系统中可以进行登录、用户信息管理、教材信息管理及系统的维护工作等。
5）.系统用例间的包含关系
3.3 创建系统静态模型
静态模型是依据系统结构从静态观点描述系统的视图，它定义系统中的对象和类、类之间的关系和类的内部结构，即类的属性和操作。分析用例模型和系统功能需求，在教材管理系统中我们可以依据主要的几个类对象：学生、教师、教务干事、教材、库存和订单创建完整系统的类图 如下图所示：
3.4 系统的动态模型
系统的静态模型建立以后，开始进行系统的动态建模。动态模型是描述系统的功能是如何完成的，用顺序图、活动图和协作图等从不同的角度来描述对象和对象之间的交互。
3.4.1 顺序图图
对象与对象间是有着动态的交互关系的就是用顺序图来表示。顺序图将交互关系表示为一个二维图。纵向是时间轴，横向代表协作中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。消息从一个对象的生命线到另外一个对象生命线的箭头表示。箭头以时间顺序在图中从上到下排列。协作图。同样用于对象间的交互关系，与顺序图相比，它们的侧重点不同，顺序图着重时间顺序。是静态连接关系，而协作图着重消息传递顺序。用户购书，到教材科办理购书手续；教材科工作人员启用系统，通过界面向系统发出购书请求；系统查询有无所需的书，通过界面返回查询信息；如果有则办理购书手续，否则办理预定手续，待书到后再办理购书手续并取书。其顺序图与协作图如下：
学生（教师）在本系统中活动步骤及其顺序图和协作图如下:（1）进行注册个人信息；
（2）登录通过身份验证；
（3）选择查询的教材；
（4）查询使用情况；
（5）返回查询结果；
（6）退出系统
管理员在本系统活动的步骤及其顺序图和协作图如下：(1)进行注册个人信息(2)登录通过身份验证
(3)管理学生信息、管理教师信息或管理教材信息(4)退出系统
3.4.2活动图
系统用例要求进行的活动和活动时间有约束关系。活动图刚好能满足这要求，是系统的一种行为视图。它既可用来描述操作的行为．又可以描述用例和对象内部的工作过程。活动图是有状态图变化而来。活动图描述的是响应内部处理的对象行为．购书者为教师或学生，但他们并不直接与系统交互，而是通过教材科工作人员完成所需活动。为了说明各个系统活动过程，可以用活动图描述。系统基础数据管理活动图如下图所示：
业务查询活动图如下图所示：系统财务管理活动图如下图所示：
教材采购活动图如下图所示：库房管理活动图如下图所示：
3.4.3状态图
状态图描述的是对象响应事件的外部行为。一个特定对象、系统会因为状态机引起状态转移，状态图就是描述其生命周期内所有可能的状态转移事件。这是对类图的补充。所谓状态．是对象具有的一定时间的稳定性，是对象执行某些活动的结果。在高校教材管理系统中，有明确状态转换的类是系统参与者，在整个验过程前后有各种不同的状态。系统状态图如下： 3.4.4构件图
用模块化的思想，通过构件把系统各部分组织起来，各部分的功能职责和软件结构也就清楚可见了。有了构件图．我们就能看到构件之间的依赖关系，有利于对构件问的影响程度的理解。通过构件映射到系统的实现类中，说明该构件物理实现的逻辑类，在本系统中，我们可以对学生类、系统管理员类、教师类、教材库存、订单类、教材类和班级类分别创建对应的构件进行映射 如下：
3.4.5 部署图
部署图是用来显硬件的物理拓扑结构。各节点的硬件配置，网络通信路径，同时也明表在各部件上运行的软件组件。所以部署图也表明了点节间的通信关联，以及软件元素的配置。高校教材管理系统基于校园网，利用校园网已有的通信路径．把各功能组件配置在相应的节点上，实现了分布式系统。教务科的中心计算机为数据库服务器，而各个系部则配置用户接口端的应用程序。校园网内部所有用户可使用Web浏览器进行信息查询。高校教材管理系统的部署图描绘的是系统节点上运行资源的安排。包括四个节点，分别是：客户端浏览器、Web服务器、数据库服务器和应用程序服务器。
四、建立实现模型
UML 使用构件图和部署图来描述系统的实现，这两种图都描述了系统在实现时的一些特征，主要涉及到源代码的静态分布特征和要使整个系统运行时的实现特性。构件图显示系统中软件构件的分布以及它们之间的依赖关系，即显示逻辑结构。建模完成以后，UML 建模工具 Rational Rose2003 可根据系统的构件图生成系统的代码框架，可根据特定业务选择合适的编程语言，完成整个代码的编写，最终实现系统。
五、结束语
UML是一种通用的标准建模语言，用于对软件系统的各种成分的可视化，描述和构造系统模型，建立软件文档。针对高校教材管理系统的建设采用uML建模的方法，可以缩短开发过程。便于整个软件系统的理解、扩充和维护，易于开发人员相瓦交流。利用UML的各种规范化表达方式，直观地表达设计，是面向对象设计开发的有效途径。本文在分析高校教材管理系统功能的基础上采用 UML 和 Rational Rose 对其进行面向对象的建模设计，采用这种方法比传统的过程开发方式要好，能够对整个系统的开发过程提供灵活、一致、易读的表达，在很大程度上降低了软件开发的风险性，提高了软件开发的信息化建设的速度。使高校教材管理摆脱传统的手工管理模式，从而便于管理决策人员迅速掌握情况，加快教务管理工作的现代化进程。使用教材管理信息系统有助于对教材管理与建设各环节实施全程的控制管理，对教材预定、采购、入库、出库、库存等管理现规范化作业，高效有序，降低教材管理人员的劳动强度，提高工作效率与服务水平。
参考文献
1、《信息系统分析、设计与开发方法》 梁昌勇 清华大学出版社 20112、《UML基础与Rose建模实用教程》 谢星星 清华大学出版社 20113、UML在高校教材管理系统中的应用 张万潮 TP311.5 2095—2163(2012)04—0093—03
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