软件设计开发
基于ＵＭＬ的学生成绩管理系统的分析与设计
白君芬（甘肃工业职业技术学院，甘肃天水７４１０２５）
摘要：目前学生信息管理更趋复杂化和困难化，而学生成绩管理系统的应用与发展也随之显得尤为重要。文章通过对学生成绩管理系统进行可视化的需求分析与系统设计，并围绕系统的开发，首先对ＵＭＬ（统一建模语言）建模概念和特点进行简要介绍，然后针对学生成绩管理系统的实际需求和业务模式，给出基于ＵＭＬ的系统需求模型，进而建立包含静态模型和动态模型的系统分析模型。
关键词：ＵＭＬ；学生成绩管理系统；静态建模；动态建模中图分类号：ＴＰ３１５
文献标识码：Ａ
文章编号：１００９－３０４４（２００８）１４－２０８９５－０３
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｓｔｕｄｅｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔｂｅｃｏｍｅｍｏｒｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｔｕｄｅｎｔａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍａｌｓｏｗｉｌｌｂｅａｐｐｅａｒｓｔｏｂｅｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔ．Ｐａｐｅｒｓｏｎｓｔｕｄｅｎｔａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｖｉｓｕａｌｍａｎ－ａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｎｅｅｄｓａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎ，ｏｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｆｉｒｓｔｏｎｔｈｅＵＭＬ（ＵｎｉｆｉｅｄＭｏｄｅｌｉｎｇＬａｎｇｕａｇｅ）ｍｏｄｅｌｉｎｇｃｏｎｃｅｐｔｓａｎｄｆｅａｔｕｒｅｓａｂｒｉｅｆｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｎａｇａｉｎｓｔｓｔｕｄｅｎｔａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅａｃｔｕａｌｎｅｅｄｓｏｆｔｈｅｂｕｓｉｎｅｓｓｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｂａｓｅｄｏｎＵＭＬｉｓｓｈｏｗｅｄ，ｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌｔｈａｔｃｏｎｔａｉｎｓｓｔａｔｉｃｍｏｄｅｌａｎｄｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＵＭＬ；ｓｔｕｄｅｎｔａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ；ｓｔａｔｉｃｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｉｎｇ
１引言
随着计算机科学与技术的不断发展，计算机技术渗透到各个领域。采用计算机信息技术和网络技术来管理学生成绩信息是大势所趋，在提高学生成绩信息处理的效率的同时，又能为广大师生提供及时准确的学生成绩信息就显得尤为重要。因此对于学生成绩管理系统的开发而言，如何快速有效地规范开发流程就是重中之重了，这直接决定了系统的稳定性、可靠性、安全性和实用性。为此，需要吸收和借鉴现有软件工程领域理论和实践的最新成果，研究和探索适宜的软件工程方法，以推动学生成绩管理系统的应用发展与技术扩充。基于ＵＭＬ的学生成绩管理系统建模就是在这方面的尝试。
２ＵＭＬ建模步骤
可视化处理、构造和建ＵＭＬ（ＵｎｉｆｉｅｄＭｏｄｅｌｉｎｇＬａｎｇｕａｇｅ，统一建模语言）是一种通用的可视化建模语言，用于对软件进行描述、
立软件系统的文档。ＵＭＬ（统一建模语言）可以对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模。其建模可以归为静态建模和动态
一致等许多便利。建模两大类。ＵＭＬ（统一建模语言）给软件开发过程带来了能够统一、
采用面向对象技术设计系统时，建模主要有三个步骤：首先是描述需求；然后根据需求建立系统的静态模型，构造系统的静态
结构；接着是描述系统的行为，反映系统对象之间的动态关系。其中在第一步与第二步中应用ＵＭＬ的静态建模，通过用例图、类图（包含包）、对象图、组件图和配置图五个主要方面来描述系统。第三步应用ＵＭＬ的动态建模、它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。主要包括状态图、活动图、顺序图和合作图四个部分。
３用ＵＭＬ对学生成绩管理系统进行分析和设计
学生成绩管理系统主要完成对学生在校成绩信息的管理，并能够将所需要的数据按照表格形式导出。该系统可以完成对学生成绩的录入、查询，也可以实现学生成绩的统计及打印等功能。通过对系统的分析，可得出系统功能图（如图１）。
图１学生成绩管理系统功能图
收稿日期：２００８－０２－２５
作者简介：白君芬（１９７４－），女，河北省石家庄人，甘肃工业职业技术学院，在读工程硕士，主要从事计算机应用技术和数据库技术的
研究及相关课程方面的教学。
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３．１系统需求描述
本栏目责任编辑：谢媛媛
普通管理员、学生、学生工作人员、以及经过仔细分析和反复调查，确定系统的参与者（Ａｃｔｏｒ），包括直接操作系统的超级管理员、
可以与系统发生关联的角色。其中超级管理员负责日常系统的维护与安全；普通管理员负责学生成绩的录入、查询、统计、修改等；学生工作人员可通过该系统对学生的成绩进行查询与统计等；学生可通过该系统进行自己成绩的查询等。根据系统所完成的需求分析，绘制系统的用例图（如图２）。
图２学生成绩管理系统用例图
３．２建立系统的静态模型
根据需求建立系统的静态模型，构造系统的静态结构。主要包括建立类图、对象图、包图、组件图和展开图等。其中最主要的是
依赖、聚合等，还包括类的内部结构，如建立系统的类图。类图是用来描述系统中类的静态结构，它不仅定义类之间的联系，如关联、
用户信息类、学生类、学生工作人员类、课程管理类、成类的属性和操作等。经过仔细分析，首先得到系统主要有以下的类：管理员类、
绩管理类、用户管理类、课程选择类、录入类、查询类、统计类、发布信息类等。
学生成绩管理系统的主要类的属性描述为：类“管理员”的属性有：管理员代号、密码、备注等，以管理员代号为对象标识符。
密码、信箱、备注等，以用户代号为对象标识符。类“用户信息”的属性有：用户代号、
类“学生”的属性有：学号、姓名、性别、班级号、年级号、备注等，以学号为对象标识符。
姓名、性别、单位、单位编号等。以教师编号和单位编号为对象标识符。类“学生工作人员”的属性有：教师编号、
类“课程管理”的属性有：课程号、课程名、主要内容、适用专业、先修课程、教研室编号、备注等，以课程号和教研室编号为对象标识符。
课程成绩、班级号、学年、学期号、课程名、教师名、总学时、学分、备注等，以班级号、学年、学期类“成绩管理”的属性有：课程号、
号和课程号为对象标识符。
专业方向、学期号、课程类别、考试类别、考试方式、学分、总学时、讲课学时、上机学时、实验学类“课程选择”的属性有：课程号、
时、课程设计周数、课程设计上机学时、生产实习周数、教学实习周数、毕业设计周数、备注等，以专业、学期号和课程号为对象标识符。
课程号、学年、学期类“录入”的属性有：课程名称、
号、成绩、备注等，以学年、学期号、班级号和课程名称为对象标识符。
课程号、学年、学期类“查询”的属性有：课程名称、
号、班级名称、学号、成绩、备注等，以学年、学期号、班级名称、学号和课程名称为对象标识符。
课程号、学年、学期类“统计”的属性有：课程名称、
号、班级名称、成绩、总分、平均分、等级、备注等，以学年、学期号、班级名称、学号和课程名称为对象标识符。
通知标题、通知类“发布信息”的属性有：通知编号、
分类、通知时间、通知内容、备注等，以通知编号为对象标识符。
在分析过程中详细地列举了系统中关键的类，为了进行类分析，需要充分理解用例模型，然后确定类的属性和操作。最后确定系统的类与类之间的关系，并最终分析出学生成绩管理的静态类图（如图３）。
３．３建立系统的动态模型
在对系统分析与设计中，对分析阶段的模型进行扩展和细化，对分析阶段定义的类进一步扩充，通过定义
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新的类来处理技术方面的问题，并形成最后的ＵＭＬ模型。进行详细设计的方法是对每个用例进行动态建模，动态建模是描述系统
描述如何通过类图中的对象协作实现用例中的功能。前面建立的类往往随着动态建模的行为，用来反映系统对象之间的动态关系。
的深入，发现存在缺陷或不够完整，需要对分析中得到的域类图进行不断修正和调整，扩展形成业务逻辑包。同时，随着对用户界
控件）和数据访问类，形成用户界面包和数据访问包。面、数据库访问等技术实现的深入建模，不断建立新的用户界面类（如窗体、
用ＵＭＬ的动态建模主要是建立系统交互图和行为图。其中交互图包括顺序图和协作图；行为图则包括状态图和活动图。关于用户界面包的类图比较简单，主要是通过界面设计，设计出窗体及控件等界面元素，并根据动态建模时需要涉及的用户界面访问动作，定义所引起的相关事件，这些方面都在窗体类中进行定义，并组成用户界面包类中进行定义。
场景”进行分析。所谓“场景”动态建模通常采用的方法是使用ＵＭＬ中的顺序图描述用例，一个顺序图针对某个用例中的一个“
是指一个用例中事件发展的一条路线。根据活动参与者的不同输入或行为，通常一个用例会有多个“场景”，也就需要分析出多个顺序图。通过顺序图描述一个场景中各个对象之间所进行的通信，同时可以分析出系统中相应的类需要具备的操作，从而不断扩充和细化类的设计。如果需要进一步描述类的状态变化情况和操作流程，可以使用ＵＭＬ中的状态图和活动图。图４所示的是学生成绩管理系统中用户界面包用户登录的顺序图，图中是以时间为序表示了用户界面包登录的全部过程。图５则是学生成绩管理系统中用户界面包用户登录的协作图。
图４用户界面包（登录场景）顺序图
图５用户界面包（登录场景）协作图
４结束语
在这个瞬息万变的时代，要在合理的时间内开发出高质量的应用程序变得越来越困难。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。它的出现为学生成绩管理系统的建模与设计提供了有力工具。ＵＭＬ适用于系统开发的不同阶段，从需求规格描述直至系统完成后的测试和维护。由上面ＵＭＬ在学生成绩管理系统的分析和设计的应用，可以看
设计与迭代开发。ＵＭＬ在本系统的开发过程中出利用基于ＵＭＬ的可视化的建模软件工具，从而实现了该系统的面向对象的分析、
不仅简洁准确地表述了设计和开发意图，还有效地规范了开发流程，提高了软件开发效率和水平。
参考文献：
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