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1、软件建模与UML实验报告指导老师:姓名:学号:班级:【实验名称】 网络教学系统【实验类型】 综合性实验【实验目的】1.掌握UML建模的基础知识和其应用；2.熟悉Rational Rose环境及功能,能够设计出完整系统。【实验要求】1.对系统功能进行必要的描述；2.绘制系统的主要模型图； 3.模型图要有说明性文字解释。【实验内容】1.网络教学系统的需求分析； 2.网络教学系统UML建模。【实验步骤】一: 网络教学系统的需求分析1、系统功能需求（1）学生可以登陆网站浏览和查找各种信息以及下载文件。（2）教师可以登陆网站给出课程见解、发布、修改和更新消息以及上传课件。（3）系统管理员可以对页面进行维
2、护和批准用户的注册申请。满足上述需求的系统主要包括下面几个模块（1）数据库管理模块：提供使用者录入、修改并维护数据的途径。（2）基本业务模块：教师可以上传文件、发布消息、修改和更新消息；学生可以下载文件；管理员可以维护页面，批准注册等。（3）信息浏览、查询模块：主要用于对网站的信息进行浏览、搜索查询。图 1.1系统功能需求2、数据库管理模块图 1.2数据库管理模块（1）教师信息管理：负责教师信息的管理。（2）课程简介信息管理：负责课程简介信息的管理。（3）文件上传信息管理：负责文件上传信息的管理。3、基本业务模块图 1.3基本业务模块（1）文件上传：教师可以使用此模块将课程的数据上传到网站服务
3、器。（2）文件下载：学生可以使用此模块从网站上下载课件及其他资料。（3）消息发布：教师可以通过此模块发布学习方法、课程重点等和教学相关的文章，以及和课程相关的通知等。（4）消息修改和更新：教师可以通过此模块对自己发布的信息进行修改和更新。（5）页面维护：网站管理员可以使用此模块对网站的页面进行维护。（6）用户注册批准：网站管理员可以使用此模块批准用户注册。4、信息浏览、查询模块图 1.4信息查询模块功能（1）网页信息浏览：用户浏览网站信息。（2）文章信息搜索：用户根据关键字搜索文章。二: 系统的UML建模1、系统的用例图创建用例图之前首先需要确定参与者。 在网络教学系统中，需要学生和教师的参与
4、。学生可以浏览课程简介，教学计划，学习方法等教师发布的文章，并可以根据关键字查询文章。此外，学生可以从网站上下载课件。教师作为教学的主导者，使用此网站可以发布学习方法，课程重点等和教学相关的文章，以及和课程相关的通知等，还可以将某一门课程的课件上传。 网站需要一个专门的管理者进行日常维护与管理，所以需要有系统管理员的参与。（1）系统用户参与的总的用例图教师和学生都可以从“网站用户”这个参与者泛化而来，网站用户是指网站的注册用户，注册用户可以登录系统完成相应的操作。系统用户参与的总的用例图如图所示。从图中可以清楚地看到泛化关系与各个参与者所参与的用例。图 2.1系统用户参与的总的用例图抽象参与者
5、注册用户的用例只有登录系统（System Login）一个，学生和老师用户除了包含这个用例以外，还各自有相对应的用例。（2）学生参与者的用例图学生参与者的用例图如下图所示。图 2.2学生参与的用例图 文章浏览用例:学生可以浏览诸如课程简介，教学计划，学习方法等教师发布的文章。 文章搜索用例:学生可以使用搜索功能根据关键字查询相应的文章。 文章下载用例:学生可以使用下载功能将网站上的课件以及资料信息下载到本地机器上。用例图说明 Download:文件下载用例。 Look through info:文章浏览用例。 Article search:文章搜索用例。 Identify:权限认证用例。此用例
6、用来认证文件下载是否具有下载文件的权限。（3）教师参与者的用例图教师参与者的用例图如下所示。图 2.3教师参与的用例图 添加课程简介用例：教师可以为自己所教授的课程添加课程简介。 上传课件用例：教师可以将课程的课件上传到网站上供学生下载。 文章或消息发布用例：教师可以发布介绍学习方法，课程重点等和教学相关的文章，以及和课程相关的通知等。 文章或消息修改用例：教师可以修改自己发布的文章和通知。用例图说明 Course Intro:添加课程简介用例。 Upload CAI:上传课件用例。 Message Issue:文章或消息发布用例。 Message Update:文章或消息修改用例。（4）系统
7、管理员参与者的用例图系统管理员的用例图如下所示。图 2.4系统管理员参与的用例图 页面维护。系统管理员可以对网站进行日常维护与管理。 处理注册申请。系统管理员可以处理学生或教师用户的注册申请。用例图说明 Page Maintenance:页面维护。 CAI Process:教师上传的课件经过系统管理员的审批和处理。 Information Update:页面更新。系统管理员负责网站的页面更新，除了文章，消息，图片等的更新，还包括页面的美化和板块的调整。 Process Registration:处理注册申请。2、系统的时序图网络教学系统中的用例很多，所能画出的时序图也很多，在此不一一介绍。（1
8、）系统管理人员管理网站的时序图图 3.1 系统管理人员管理网站的时序图时序图说明 Login:登录系统的函数。 Add_or_delete_Article:添加或删除的文章。 UpdateCAI():更新CAI课件的函数。 Add_or_delete_User:添加或删除用户。 Show():刷新页面的函数。 Notify():通知用户的函数。系统管理人员通过与管理窗口的交互可以添加或删除文章，更新CAI课件，添加或删除用户。具体的操作由管理窗口与数据库交互完成，管理员操作后的结果会在页面上显示。 （2）用户登录系统的时序图图 3.2 用户登录系统的时序图时序图说明 Input(String,
9、String):输入用户名和密码的函数。 Send(String,String):将用户名和密码发送给服务器的函数。 Query_and_Validate():查询数据库并验证用户名和密码正确性的函数。 feedBack():发送反馈消息的函数，如果验证通过，发送OK；如果验证出错，发送Error. ShowInformation():将反馈信息显示给用户的函数。用户要登录系统，首先要和登录窗口交互，输入用户名和密码。登录窗口负责和服务器交互，将用户输入的用户名和密码发送到服务器，服务器再与数据库交互，以验证用户名和密码的有效性，如果验证成功，则返回OK，验证失败返回Error。服务器将通过登
10、录窗口将信息显示给用户。（3）学生下载文件时序图图 3.3 学生下载文件的时序图时序图说明Request:学生发送下载请求。Send(String,String):传递下载参数的函数。Identity():验证用户权限的函。authorize:返回认证信息的函数。学生要下载文件，首先要向下载窗口发送请求，然后下载窗口的参数传递个服务器，服务器与数据库交互以获得用户的权限认证，认证信息再通过服务器及下载窗口传递给学生。3、系统的协作图：1 、用户登录系统的协作图图 4.1 用户登录系统的协作图协作图说明Input(String,String):输入用户名和密码的函数。Send(String,St
11、ring):将用户名和密码发送给服务器的函数。Query_and_Validate():查询数据库并验证用户名和密码正确性的函数。feedback():发送反馈消息的函数，如果验证通过，发送OK，否则，发送Error。ShowInformation():将反馈信息显示给用户的函数。2、学生下载文件的协作图图 4.2 学生下载文件的协作图协作图说明Request:学生发送下载请求。Request(String,String):传递下载参数的函数。Identity():验证用户权限的函数。showStatus():返回下载状态的函数。如果认证成功，开始下载，不成功则报错。4、系统的状态图：图 5.
12、1 系统的状态图状态图说明 HomePage:处于网站主页。 Certify:登录验证状态。 SuccessPage:登录成功页面。 UploadApplyPage:文件上传页面。 Storing File:文件存储状态。 OldPage: 页面未更新状态。 NewPage:页面更新状态。教师要上传文件，首先要登录网站，通过网站认证后转入文件上传页面，上传文件后处于文件存储状态。文件存储后，要经过管理员的认证才可以在页面上显示，如果通过认证，则刷新页面，如果未通过，页面维持不变。5、系统的活动图：（1）用户登录系统的活动图图 6.1 用户登录系统的活动图活动图说明InputURL:输入网站的U
13、RL。Show HomePage:显示网站主页。Input Login Information:输入登录信息。Press ”OK” Button:单击 “OK”按钮。 Certify UserInfo:用户信息认证。Show Success Page:显示登录成功界面。用户登录系统时，首先要输入登录网站的URL，然后从首页的登录窗口中输入信息登录信息，如用户名和密码，点击页面上的登录按钮。用户输入的信息会与数据库中的信息对比验证，如果验证成功返回登录成功页面，如果失败，返回登录失败页面。（2）教师上传课件的活动图图 6.2 教师上传课件的活动图活动图说明Apply :申请文件上传。Certif
14、y Size And Other Aspact:验证文件的大小和其他信息。Store:文件存储。Administrator Authorize:系统管理员认证。Update Page:更新页面。Delete File:删除文件。教师要上传文件，先要进入文件上传页面，然后验证上传文件的大小和其他信息是否符合要求。验证成功后将文件存储，当系统管理员认证通过，更新页面；认证不通过删除文件。（3）系统管理员维护网站的活动图图 6.3 系统管理员维护网站的活动图活动图说明Login:登录系统。Process CAI:处理上传的课件。Update Information:更新页面信息。Modify Pag
15、e:修改页面。6、系统中的类（1）参与者相关的类系统中和参与者相关的类的类图如下：图 7.1 参与者相关的类类图说明User类是所有类的父类，包括属性有Account（登录名）、Password（密码）、email（用户邮箱）等。方法有getEmail（获取邮箱）、getAccount（获取登录账户名）以及changePass（修改密码）。Student类是学生类， 除了继承父类的属性和方法，还包括number（学号）、name（姓名）、sex（性别）、age（年龄）、class（班级）、和grade（年级）等属性。Teacher类是教师类，除了继承父类的属性和方法，还包括name（姓名）、s
16、ex（性别）、Identity Card（身份证号）、course（教授的课程）、以及TelephoneNum（电话号码）。Adminstrator是管理类，管理员有自己的属性，TelephoneNum（电话号码）。还有自己的方法：CertifyUpload（文件的上传认证）、UpdatePageInformation（更新页面信息）、AddUser（添加用户）和DeleteUser（删除用户）等。（2）各类之间的关系类不是单独一个模块，各个类之间是存在联系。网络教学系统各个类之间的联系如下图：图 7.2 各类之间的关系类图说明CourseIntro类表示课程介绍类。此类的属性有：course
17、Name（课程名）、college（开课院校）、teacher（授课教师）、scorePoint（课程学分）、time（开课时间）、Place（上课地点）和teachingPlan（教学计划）等，它有一个修改课程信息的方法Modify()。类表示发表的文章类，包括articleNum（文章序号）、articleTitle（文章标题）、teacherToIssue（发布教师）、create Time（创建时间）以及文章内容。方法有Issue（文章发布）、Delete（文章删除）和Modify（修改）。类表示上传的文件信息类，属性包括（文件名）、（文件类型）、（文件大小）、shortIntro（文
18、件的简短介绍）、（文件地址）、create（文件的创建者）以及createTime（文件的创建时间）等。操作包括checkSize（检查文件大小）、Modify（修改文件信息）、Store（文件存储）以及Cancle（取消上传）等。教师可以教授几门课程，所以有几门课程的课程简介；教师可以发布多条信息，也可以不发布；教师可以不上传文件，也可以上传多个文件。一个学生可以下载一个文件，也可以不下载文件。7、系统的组件图网络教学系统的组件图如下图，组成Web应用程序的页面包括：维护页面（Maintenance Page）、文件下载页面（ Page）、文件上传页面（ Page）、信息发布页面（Messa
19、ge Issue Page）和登录页面（Login Page）。图 8.1 系统的组件图8、系统的配置图配置图主要是用来说明如何配置系统的软件和硬件。网络教学系统的应用服务器负责保存整个Web应用程序，数据库是负责数据库管理。此外还有很多终端可以作为系统的客户端。由于客户端很多，在此只画出3个客户端，系统配置图如下图：图 9.1 系统的配置图【小结】 在建模过程中，遇到一些问题，诸如某些操作界面无法看到，一些修改影响了其他模图的建立，通过询问辅导老师和上网查找资料，得到了比较满意的解决；在这次实验中，关于UML的概念以前比较模糊的地方，我在实际操作中，变得更加清楚了，对Rational Rose的UML功能运用的更加系统，更加熟练；但是更让我明白，UML的知识是十分丰富的，我现在的认识还不够，我将会在以后的学习中，不断提高自己的UML知识。 第 11 页