基于UML的信息系统分析与设计

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【摘 要】UML是一种标准的建模语言，本文就是以开放实验室管理信息系统的分析与设计为例，简要描述了利用UML进行面向对象的分析和设计的过程。此文首先阐述了UML的基本概念，面向对象的基本思想，UML的内容优点及应用。其次本文围绕开放实验室管理信息系统的开发过程，对UML在管理信息系统分析与设计过程中的应用做了简要的介绍。

【关键词】UML；面向对象；建模；信息系统

一、UML建模语言的概念，内容及应用

UML（Unified Modeling Language）作为一种通用的建模语言，是由世界著名的面向对象技术专家们发起，在著名的面向对象的Booch方法、对象建模技术OMT方法和面向对象软件工程OOSE方法的基础上，不断完善、发展起来的一种统一建模语言，UML具有广阔的应用前景。UML建模能够统一标准，删掉了大量易引起混乱的，多余的符号，也添加了一些新符号，提供了标准的面向对象的模型元素的定义和表示法。UML支持面向对象技术的主要概念，它提供了一批基本的表示模型元素的图形和方法，能简洁明了地表达面向对象的各种概念和模型元素。表达能力强大，UML是一种图形化语言，用UML的模型图形能清晰地表示系统的逻辑模型或实现模型，它的强大表达能力使它可以用于各种复杂类型的软件系统的建模。开放实验室管理信息系统是一个基于WEB的应用系统，它的分析设计是一个复杂的过程，因此用uml进行对开放实验室管理信息系统的分析设计进行建模，使软件的分析设计变的更易表达、理解。

UML不仅是一种标准的图形化建模语言，而且还是面向对象分析与设计的一种标准表示。面向对象开发方法把系统看作对象的集合，考虑问题尽可能模拟人类习惯的思维方式，使描述问题的问题空间与实现解法的解题空间在结构上尽可能一致。UML不是一种可视化的程序设计语言，而是一种可视化的建模语言，不是工具或知识库的规格说明，而是一种建模语言规格说明，不是过程，也不是方法，但允许任何一种过程和方法使用它。

UML是由图和元模型组成的。图是UML的语法，而元模型则给出的图的意思，是UML的语义。UML从不同的视角为系统架构建模，形成系统的不同视图(view)，包括：1、用例视图(use case view)，强调从用户的角度看到的或需要的系统功能，主要是描述系统的功能，这种视图也叫做用户模型视图(user model view)如：用例图。2、逻辑视图(logical view)，展现系统的静态特征或结构组成，也称为结构模型，如：类图，对象图。3、并发视图(concurrent view)，体现了系统的动态或行为特征，也称为行为模型视图(behavioral model view)如：状态图、活动图。4、动态视图(dynamic view)，描述系统元素间的交互，如：顺序图、协作图。5、组件视图(component view)，体现了系统实现的结构和行为特征，也称为实现模型视图(implementation view)和开发视图(development view)如：构件图、部署图。每一种UML的视图都是由一个或多个图(diagram)组成的，一个图就是系统架构在某个侧面的表示，它与其它图是一致的，所有的图在一起组成了系统的完整视图。

二、基于UML的开放实验室管理信息系统的分析设计

1、系统简介

该系统以实用，界面友好，便以操作为目标，实现的功能模块如下：实验教学管理、实验设备管理、实验预约、用户身份验证、成绩查询，统计等。对于系统的每一功能模块都可实现信息的增加、删除、修改的功能。

2、需求分析

在系统分析阶段主要是画出系统的用例图，子系统的用例图并对其进行分析：现以学生参与者为例来分析系统，图1是系统用例图。

当用户登录后可以进行实验教学查询，实验设备查询、实验预约、实验成绩查询等模块的操作，现以学生参与者为例，画出该模块的用例图。

图1 系统用例图

图2为预约管理模块的用例图。

图2 预约管理模块的用例图

系统用例设计之后，画出子系统的活动图，现以预约模块为例画出预约模块的活动图3。

图3 预约模块的活动图

该活动描述了预约实验的过程。

3、系统设计

需求分析做好后，就可以根据用例图来进行系统的设计，系统设计是将分析阶段的模型进行扩展和细化，主要考虑所有的技术问题和限制。设计的目的是产生一个可用的解决方案，并且能够比较容易地将方案转换成程序代码。一般将设计分为两个部分：一是架构设计，在架构设计中，来定义子系统及子系统间的相关性和基本的通信机制，得到清晰而简单的架构，在架构中，相关性要尽可能少，双方相关性要尽可能地避免。二是详细设计，详细设计是将子模块的内容细化，尽可能详细地描述每一个类，使得编程人员根据它们很容易地编码。如：根据用例图可以提取关键类，简介如下：

学生类（Student）：包括学生姓名和密码，用户名唯一。

实验类（Experimentation）：包括实验项目，实验室名，实验内容，实验老师，实验时间，实验类型，上课人数。

预约类（Order）：包括预约ID号，预约人，预约时间，预约实验。

三、结束语

在这个瞬息万变的时代，要在较合理的时间内开发出高质量的应用程序变得越来越困难。统一建模语言UML的出现为信息系统建模与设计提供了有力工具，当然使用UML进行软件分析设计不是一个固定的模式，这和开发人员的素质，和开发的系统都有一定的关系，随着人员系统的不同整个分析设计的过程也会有所变化。本文是根据自己的开发经验，以开放实验室管理信息系统为例，简要讲述了使用UML进行系统分析设计的过程。

参考文献：

[1]陆惠恩.软件工程(第2版)[M].人民邮电出版社.

[2]佚名.基于UML的信息系统分析与设计[OL].软件开发网,2009-01-23.07:41

[3]邱红丽,李军豪.河南广播电视大学学报[J].2010,23(2).

作者简介：李秀苹，工程师，西安外事学院工学院实验中心专职教师。