第16章教学管理系统分析与设计.ppt
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1、第16章 教学管理系统分析与设计,以一个简易教学管理系统JXGL的分析与设计作为示例,说明UML在软件项目开发中的应用。 这里主要介绍建立JXGL的系统静态结构模型与动态行为模型。 一般对系统做分析与设计,建立静态结构模型与建立动态行为模型应当同时、交替进行,相互印证和补充。 UML是一种通用的工具,它可以使用于Use Case驱动的软件开发,也可以使用于其他面向对象的软件开发方法,例如直接从现实世界抽象出对象和类,建立系统的对象模型。 简易教学管理系统JXGL的分析与设计遵循Use Case驱动的软件开发思想与过程。,第16章 教学管理系统分析与设计,16.1 系统需求,16.2 分析问题领
2、域,16.3 静态结构模型,16.4 动态行为模型,16.5 物理模型,16.1 系统需求,对简易教学管理系统JXGL要求提供两个方面的服务: (1)选课管理,负责新学期的课程选课注册工作; (2)成绩管理,负责学生成绩管理。 在选课管理方面应提供的服务功能: 1录入与生成新学期课程表 2学生选课注册 3查询 4选课注册信息的统计与报表生成 5把学生选课注册信息传送给财务系统 在成绩管理方面应提供的服务功能: 1成绩录入 2成绩查询 3成绩统计与报表生成,16.1 系统需求,JXGL的用户 (1)学生。查询信息,只允许对自己有关的数据进行添加、更新、删除等操作。 (2)教师。查询信息,只允许对
3、自己有关的数据进行添加、更新、删除等操作。 (3)教学管理员。有权操纵数据库的数据,进行添加、更新、删除等操作。 JXGL的系统环境 (1)基于局域网的客户机/服务器系统(Client/Server) (2)外部相关系统:财务系统,16.2 分析问题领域,分析问题领域的目的是对问题领域的清晰、精确的定义,明确目标系统将做些什么。 分析问题领域的主要任务是: 对问题领域进行抽象,提出解决方案; 对未来的系统进行需求分析,确定系统的职责范围、功能需求、性能需求、应用环境及假设条件等; 用Use Case图对未来系统的行为建立模型,初步确定未来系统的体系结构等。,16.2 分析问题领域,16.2.1
4、 确定系统范围和系统边界,16.2.2 定义活动者,16.2.4 绘制Use Case图,16.2.5 绘制主要交互图,16.2.3 定义Use Case,16.2.1 确定系统范围与系统边界,首先要确定业务需求和系统目标。 简易教学管理系统JXGL用于新学期课程的选课注册管理和学生的成绩管理。 系统范围:凡是这两方面的教学管理内容都是JXGL系统的职责范围,其他的教学管理内容,如安排教学计划、排课、实习、实验、考试等都不属于JXGL系统的职责范围。 系统边界:JXGL系统与财务系统存在系统边界,财务系统将从JXGL系统得到学生选课注册信息。 JXGL系统与学校的其他信息管理系统没有直接的联系
5、,但是可以从学校的全局数据库中共享学生、教师、教学计划等必要的数据。,16.2.2 定义活动者,根据JXGL系统的职责范围和需求可以确定4个活动者:学生、老师、教学管理员和财务系统。 对于每一个活动者,应当明确其业务活动的内容、对系统的服务要求。 “学生”活动者使用JXGL系统查询新学期开设的课程信息和教师开课信息,选课并登记注册课程,查询自己的课程成绩信息。 “老师”活动者使用JXGL系统查询新学期开设的课程信息、学生选课信息和学生成绩信息。 “教学管理员”活动者使用JXGL系统管理学期开设的课程的选课注册和学生的考试成绩。 “财务系统”活动者是外部系统活动者,从JXGL系统接受学生的课程注
6、册信息。,16.2.3 定义Use Case,每一个Use Case都是一个活动者与系统在交互中执行的有关事务序列。 应当根据系统需求,找出全部的Use Case,并从活动者的角度给出事件流,当Use Case执行时系统应提供给活动者的服务。 对一个Use Case应说明的基本内容是:Use Case怎样开始和结束、正常的事件流、变通的事件流、意外情况的事件流等。 从JXGL的顶层Use Case抽象,可以确定两个Use Case :“选课管理”和“成绩管理”。 Use Case“选课管理”与4个活动者都存在交互。 Use Case “成绩管理” 与活动者“学生”、“老师”、“教学管理员”存在
7、着交互。,16.2.3 定义Use Case, JXGL的顶层Use Case图,如图16.1所示。,图16.1 顶层Use Case图,16.2.3 定义Use Case,Use Case“选课管理”可以分解为以下一些Use Case :“查询课程信息”、“选课注册”、“管理开设课程”、“管理学生信息”、“管理老师信息”、“管理课程信息”,如图16.2所示。,图16.2 选课管理的Use Case图,16.2.3 定义Use Case,Use Case“成绩管理”可以分解为以下一些Use Case :“查询学生成绩”,“查询课程成绩”,“学生成绩管理”,“成绩统计”,如图16.3所示。,图1
8、6.3 成绩管理的Use Case图,16.2.3 定义Use Case,活动者“学生”与Use Case“查询课程信息”、“选课注册”、“查询学生成绩”发生交互。 活动者“老师”与Use Case“查询课程信息”、“查询课程成绩”发生交互。 活动者“教学管理员”与Use Case“管理学生信息”、“管理老师信息”、“管理课程信息”、“管理开设课程”、“学生成绩管理”、“成绩统计”发生交互。 活动者“财务系统” 与Use Case“产生选课信息”发生交互。,16.2.4 绘制Use Case图,绘制Use Case图从顶层抽象开始,如图16.1,然后逐步分解,精细化Use Case图,如图16
9、.2、图16.3所示。直到能清晰地表达问题,满足系统分析与建立模型的需要为止。 除了Use Case图之外,对每一个Use Case还应进行描述,编写Use Case的说明文档。,16.2.4 绘制Use Case图,应当对以下的JXGL的全部Use Case编写说明: Use Case“查询课程信息” Use Case“选课注册” Use Case“管理开设课程” Use Case“管理学生信息” Use Case“管理老师信息” Use Case“管理课程信息” Use Case“查询学生成绩” Use Case“查询课程成绩” Use Case“学生成绩管理” Use Case“成绩统计
10、” Use Case“身份验证”,16.2.4 绘制Use Case图,在Use Case图上,不但要把Use Case表示出来,而且应当把Use Case与活动者之间的联系、Use Case之间的联系也表现出来。 如图16.4所示,Use Case“查询课程信息”和Use Case“选课注册”都与Use Case“身份验证”有联系,即它们都包含Use Case“身份验证”进行用户的合法身份检查。,16.2.5 绘制主要交互图,交互图描述Use Case如何实现对象之间的交互。交互图用于建立系统的动态行为模型。 在分析和绘制了Use Case图之后,对主要的Use Case做交互行为的分析是有
11、必要的。 交互行为的分析的结果可以写成文档,绘制初步的交互图,从而更清楚地理解Use Case的行为,以便进一步调整Use Case视图,确定问题的解决方案。 交互图主要有两种:顺序图和协同图,可根据需要绘制。 在项目开发之初,分析问题领域时,绘制交互图只是为了印证领域分析的结果和Use Case视图的正确性,在以后对系统动态行为建模的过程中,还需要对交互图做深入的分析、细化和完善。,16.2.5 绘制主要交互图,对每一个活动者与Use Case的交互行为,应编写详细的文字说明,即交互活动剧本,以作为绘制交互图的依据。 例:在活动者“学生”与Use Case “选课注册”的交互中,活动者“学生
12、”的行为有三:登录注册,查询课程,选修课程。 在登录注册活动中,活动者“学生”提交用户ID和口令。 在查询课程活动中,活动者“学生”提交查询条件。 在选修课程活动中,活动者“学生”提交增加或删除所选的课程,并确认选课结果。 Use Case “选课注册”响应活动者“学生”的请求,验证用户ID和口令,查询或修改课程数据库的数据,反馈结果信息。 Use Case “选课注册”的行为由“注册表单”接口对象、“选课注册表单”接口对象和“开设课程”对象实现。,16.2.5 绘制主要交互图,例:活动者“学生”与Use Case“选课注册”的顺序图,如图16.5所示。,图16.5 选课注册顺序图,16.3
13、静态结构模型,16.3.1 建立类图,16.3.2 建立数据库模型,16.3.3 建立包图,16.3.1 建立类图,1定义类 首先从研究Use Case和交互剧本中发现类,确定类的属性和主要操作。 对于JXGL系统可以抽象出以下一些主要的类: 在人事信息处理方面有“学生”类、“教师”类。 在选课管理方面有“课程”类、“开设课程”类、“学生登记”类、“课程登记”类、“选课统计”类等。 在成绩管理方面有“学生成绩登记”类、“成绩统计”类。 对于每一个类应当确定其职责、属性、主要操作以及其他性质说明。,16.3.1 建立类图,类的属性可以通过检查类的定义、分析问题的需求和运用领域知识而确定。 类的操
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