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1、收稿日期:2002 09 04作者简介:蔺娟茹(1975-),女,山西临汾人,西南交通大学计算机与通信工 程学院,硕士,助工,主要研究领域为软件工程、网络数据库.山西师范大学学报(自然科学版)第 17 卷第 4 期Journalof Shanxi Teachers UniversityV ol.17No.42 0 0 3 年 12月Natural ScienceEditionDec.2003文章编号:1009 4490(2003)04 0022 06UML 在管理信息系统中的应用蔺娟茹,尹治本,刘金艳(西南交通大学计算机与通信工程学院,四川 成都 610031)摘要:UML 是一种定义良好、易
2、于表达、功能强大且普遍适用的建模语言.它溶入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术.它的作用 域不限于支持面向对象的分析与设计,还支持从 需求分析开始的软件开发的全过程.介绍了 UML 的主要 内容、主要特 点及应 用领域,以一 个城镇 地籍管理信息系统为例,阐述了 UML 在开发管理信息系统中的应用.关键词:UML;地籍管理信息系统;面向对象技术中图分类号:TP311.132.4文献标识码:A管理信息系统的开发一般须经过需求分析和系统设计两个阶段.传统的需求分析方法包括功能分解法、数据流法、信息建模法等,这些分析方法在历史上发挥过应有的作用,也建立过许多成功的系统,直到今天仍然被许多开发者所
3、采用.但这些方法普遍存在的缺陷是,分析的结果不能直接地映射到问题域,需求分析与系统设计之间存在不一致,对需求变化的适应性较差.20 世纪 80 年代后期兴起的面向对象的分析方法所建立的系统模型是对问题域的完整、直接的映射,分析与设计之间不存在鸿沟,对需求变化比较有弹性.面向对象的分析与设计(OOA&D)方法的发展在20 世纪 80 年代末至90 年代中出现了一个高潮,UML 是这个高潮的产物.它不仅统一了Booch、Rumbaugh 和 Jacobson的表示方法,而且 对其作 了进一 步的发 展,并最终 统一为 大众所 接受的 标准 建模 语言.U ML 是一种定义良好、易于表达、功能强大且
4、普遍适用的建模语言.它溶入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术.它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计,还支持从需求分析开始的软件开发的全过程.1本文以一个城镇地籍管理信息系统为例,阐述了U ML 在开发管理信息系统中的应用.1U ML 概述U ML 融合了 Booch,OMT 和 OOSE 方法中的基本概念.由于这些基本概念与其他名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 6 页 -面向对象技术中的基本概念大多相同,因而,UM L 必然成为这些方法以及其他方法的使用者乐于采用的一种简单一致的建模语言.1.1UML 的主要内容U ML 采用的是一种图形表示法,是一种可视化
5、的图形建模语言.为支持从不同的角度来考察系统,UML 定义了下列5类、共 10 种模型图 3:第一类是用例图,它从用户的角度描述系统的功能,并指出各功能的操作者.用例图有助于系统开发者与用户之间进行交流,以获取用户需求.第二类是静态图,包括类图、对象图和包图.其中类图用于定义系统中的类,包括描述类之间的联系(如关联、依赖、聚合等)以及类的内部结构,即类的属性和操作;对象图显示类的对象实例,一个对象图是类图的一个实例;包图由包或类组成,主要表示包与包、或包与类之间的关系,用于描述系统的分层结构.第三类是行为图,描述系统的动态模型和组成对象间的交互关系.一种是状态图,它描述一类对象的所有可能的状态
6、以及事件发生时状态的转移条件;另一种是活动图,它描述为满足用例要求所要进行的活动以及活动间的约束关系.第四类是交互图,描述对象间的交互关系.一种称之为顺序图,用以显示对象之间的动态合作关系;另一种是合作图,它着重描述对象间的协作关系.第五类是实现图,包括构件图和配置图.构件图描述代码部件的物理结构以及各部件之间的依赖关系;配置图定义系统中软硬件的物理体系结构.这些图为系统的分析、开发提供了多种图形表示,它们的有机结合就有可能分析与构造一个一致的系统.1.2UML 的主要特点U ML 的主要特点可以归纳为以下三点:(1)UM L 统一了 Booch,OM T 和 OOSE 等方法中的基本概念,消
7、除了不同方法在表示法和术语上的差异,避免了符号表示和理解上不必要的混乱;(2)UM L 吸取了面向对象技术领域中其他流派的长处,其中也包括非OO 方法的影响;(3)在 演变过程中U ML 还提出了一些新的概念,如模 板(Stereotypes)、职责(Responsibilities)、扩展机制(Extensibilitymechanisms)、线程(Threads)、过程(Processes)、分布式(Distribution)、并发(Concurrency)、模式(Patterns)、合作(Collaborations)、活动图(Activitydiagram)等新概念,并清晰地区分类型(
8、Type)、类(Class)和实例(Instance)、细化(Refinement)、接口(Interfaces)和组件(Components)等概念.因此,U ML 是一种先进实用的标准建模语言.1.3UML 的应用领域U ML 的目标是以面向对象图的方式来描述任何类型的系统,具有很宽的应用领域.其中最常用的是建立软件系统的模型,但它同样可以用于描述非软件领域的系统,如机械系统、企业机构或业务过程,以及处理复杂数据的信息系统、具有实时要求的工业系统或工业过程等.总之,UML是一个通用的标准建模语言,可以对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模.41.4使用 U ML 开发应用系统从应用的角
9、度看,当采用面向对象技术设计系统时,首先是描述需求;其次根据需求23第 4 期蔺娟茹尹治本刘金艳:U ML 在管理信息系统中的应用名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 6 页 -建立系统的静态模型,以构造系统的结构;第三步是描述系统的行为.其中在第一步与第二步中所建立的模型都是静态的,包括用例图、类图(包含包)、对象图、组件图和配置图等五个图形,是标准建模语言UM L 的静态建模机制.其中第三步中所建立的模型或者可以执行,或者表示执行时的时序状态或交互关系.它包括状态图、活动图、顺序图和合作图等四个图形,是标准建模语言UML 的动态建模机制.下面以一个城镇地籍管理信息系
10、统为例,阐述 U ML 在开发管理信息系统中的应用.2需求分析2.1系统概况地籍管理是土地管理的基础,主要包括地籍调查、土地登记、土地统计和地籍档案管理等内容.各相关部门将相应的地籍资料汇集到地籍科,由地籍科统一录入到中心数据库,由计算机进行地籍资料的管理、查询、分析与统计,并实现各种单据报表的打印.为此,系统提出下列要求:(1)系统能够实现地籍管理的全部功能,如土地的初始登记与变更登记、地籍调查结果的录入、地籍资料的查询及土地统计功能等;具有采用图形数字化处理功能,具有对系统维护完善的功能.(2)系统处理应满足现行城镇地籍管理标准,响应时间应能达到土地资源管理的业务办理过程要求,还应操作简便
11、、实用.(3)系统具有良好的可扩展性、可维护性及可移植性.地籍管理的特点是要处理的数据庞大、复杂,不仅包括档案资料数据,还包括图形数据,且对系统的可扩展性、可维护性要求极高,为此选用面向对象的方法来分析设计城镇地籍管理信息系统,以满足该系统的需求.2.2用例(Use case)分析用例是对用户需求(主要是功能需求)的规范化的描述.通过全面、认真地定义用例,可把用户对系统的功能需求比较准确地在用例中表达出来,并且在形式上是较为规范的;用例集中地体现了系统责任;用例是建立交互图的依据2.从上面的要求可以得出系统的顶层用例图(图 1).(1)角色说明地籍 科.是 最终要 使用本系统的用户.申请人.提
12、供申请资料、接收证书的个人或单位.调查 科.进 行地籍 调查并为地籍 科提供调查结果的部门.(2)用例说明土地申请,由地籍科来完成申请人提 交的申请资料的图 1用 例 图Fig.1 UseCasediagram24山西师范大学学报(自然科学版)2003 年名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 6 页 -录入、修改及打印等.地籍调查,包括不涉及界址点变化的宗地变更、涉及界址点变化的宗地变更(包括图形修改与绘制),调查由调查科进行,地籍科在调查表中录入调查结果.权属审核,在审批表中录入审批人员的审批意见,并进行电子签名.发证,地籍科录入打印土地登记卡、土地共用使用权登记卡、
13、归户卡,录入打印土地证书、使用权证书、他项权利证书等.查询,可以查询所有的地籍资料,如申请表、地籍调查表等,还可对宗地历史档案进行查询.统计,主要实现对地类、宗地面积按规定的范围进行统计,如对一级地类、二级地类的统计,对某街坊内所有宗地面积的统计等.3系统设计完成需求分析后,进入系统设计阶段.在此阶段,以上面的需求分析为基础,描述系统的静态模型及动态行为,找出系统所需要的对象类以及对象之间的交互关系.3.1包图对较复杂的系统,不可能一开始就得到完整的静态对象图.UM L 本身是一个反复迭代的过程,需要不断完善对象图.在设计初期,我们可以使用包图来描述对象总体框架,把系统设计模型中的大量模型元素
14、组织成包和子系统,给出它们之间的联系,确定出系统对象集合之间的层次和结构.从需求分析中的用例图可以导出包图,见图 2.图 2包图图 3!发证?包类图Fig.2 PackagediagramFig.3 Classdiagramfor certificate25第 4 期蔺娟茹尹治本刘金艳:U ML 在管理信息系统中的应用名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 6 页 -3.2对象类图根据用例及包图,可进一步分析出对象类图.以!发证?包为例,其中涉及到的对象类有!登记卡?类、!归户卡?类、!证书?类,此外还会涉及到一些用户接口类,如!归档窗口?类及!发证窗口?类等.对应的对象
15、类图如图3所示:下面对系统的主要对象类及其主要属性和操作作简要说明.!地籍表?类:属性有!地籍号?、!权利人?等.!申请表?类:属性有!登记类型?、!土地用途?等,操作有添加、查询、修改、删除等.!调查表?类:属性有!调查意见?、!丈量人?等,操作有添加、查询、修改、删除等.!审批表?类:属性有!审核意见?、!批准意见?等,操作有添加、查询、修改、删除等.!登记卡?类:属性有!土地证号?、!调查表号?等,操作有添加、查询、修改、删除等.!归户卡?类:属性有!土地使用者?、!单位性质?等,操作有添加、查询、修改、删除等.!证书?类:属性有!土地证号?、!发证年?等,操作有添加、查询、修改、删除等
16、.其中,!地籍表?类为父类,其余类继承!地籍表?类.除了一般类外还需要分析与定义系统的用户接口,这些接口常可以用对象类定义.需定义的接口对象类有:登录窗口、申请窗口、调查窗口、审核窗口、归档窗口、发证窗口、查询窗口、统计窗口等.3.3交互图交互图描述用例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.交互图有 两种:顺序 图和合作图.下面以用例!土地申请?的顺序图为例(见图4),说明系统的对象之间是怎样进行交互的.当!地籍科?登录城镇管理信息系统为申请人进行土地申请活动时,首先要输入用户名和口令,经系统的!登录窗口?接口对象验证,如果正确无误,则可以继续下一步交互,否则拒绝进入.然后
17、,!地籍科?可以发出!申请?请求,系统的!申请窗口?接口对象响应请求,当发出添加、修改、删除或打印消息时,!申请表?对象响应该消息,找出数据库中的相关数据并执行相应的操作.此时!地籍科?应按下!确认?键,即发出确认请求,!申请窗口?接口对象响应该请求,并发出!保存?消息,才由!申请图 4土地申请顺序图Fig.4 Sequencediagram for land application表?对象响应!保存?消息,进行数据库存储操作.若!地籍科?结束申请,发出!退出?系统请求,系统的!登录窗口?接口对象响应请求,关闭系统.3.4数据库设计26山西师范大学学报(自然科学版)2003 年名师资料总结-精
18、品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 6 页 -在数据库设计时,把上面定义的类转化为数据库表,类的属性就是数据表的字段,可以唯一的标识、区分每个类的不同对象的属性就是数据表的候选键.类间的相互关系就是数据库中各个表之间的关系:如果两个类相关联,则对应的两个数据表之间就存在主键和外键的关联关系;如果两个类是继承关系,则对应转化为数据表时,父类不转化为表,子类继承父类的属性并转化为数据表.4结束语本文通过一个实例,简要介绍了UML在分析设计管理信息系统中的应用,从中可以体会到使用统一建模语言U ML 开发应用系统的方法步骤及其功能强大之处.参考文献:1张龙祥.UM L 与系统分析设计 M
19、.南京:人民邮电出版社,2001.31 50.2邵维忠,杨芙清.面向对象的系统分析 M.南宁:广西科技出版社,1998.147 163.3刘超,张莉.可视化面向对象建模技术.M .北京:北京航空航天大学出版社,1999.17 45.4蒋慧,吴礼发,陈卫卫.UM L 设计核心技术 M .北京:北京希望电子出版社,2001.181 204.The Applicationof UMLin MISLINJuan ru,YIN Zhi ben,LIU Jin yan(School of Computer&CommunicationEngineering,Southwest Jiaotong Univ e
20、rsity,Chengdu,Sichuan610031,China)Abstract:UML is a kind of modeling languagewhich is well-defined,easily expressed,strong functionand w idely used.It includesnew theory,new method and new technology of software engineering fields.Itdoesn#t only apply to object-orienteddesign andanalysis,but alsosup
21、port the w holeprocessof software development beginning with requirement analysis.In this paper,main contents,main featuresand applicationfields of U ML are introduced.Applicationsof U ML in MISare describedthrough anexampleof City Cadastral M IS.Key words:U ML;CadastralMI S;Object Oriented Technology27第 4 期蔺娟茹尹治本刘金艳:U ML 在管理信息系统中的应用名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 6 页 -