基于ASPNET的教务管理系统的设计与实现

1、基于ASPNET的教务管理系统的设计与实现摘要教务管理系统为满足高校日益繁杂的教务工作，提升信息的流通速度，增加师生间的沟通和交流，提高各个部门的工作效率而开发的管理信息系统。教务信息管理系统是融合管理科学、信息科学、系统科学和网络技术为一体的综合性先进管理手段。该系统是基于BS(浏览器服务器)模式的信息管理系统，选用ASPNET+SQL Server 2000数据库进行开发。全文设计开发的教务管理系统结合了面向对象的编程思想，其开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。通过系统实现，用户可以在网络环境下直接访问操作权限范围内的各项信息。在开发系统过程中，严格按照软件工

2、程的开发理念，采用了基于先进的统一建模语言IdML的面向对象技术进行系统的分析与设计。UML是一种对面向对象系统进行可视化、详细描述、构造和文档化的规范建模语言。特别是在统一建模过程RUP出现后，UML的应用更加广泛。UML可以应用在软件工程的每个阶段，本文使用Rational Rose 2003对UML中涉及到的视图进行建模。本文详细阐述了基于UML的面向对象的系统分析与设计、数据库设计以及UML模型向关系数据库的映射方法。在数据库的需求分析中，使用MicrosoftVisio进行ER图的建模。在需求分析中，详细分析了系统所面向的用户对系统的功能需求，基于此需求，确定参与者及参与者所感受的系

3、统服务或功能单元，经过多次迭代和细化后建立需求模型，制品为用例图。在用例视图基础上，进入系统分析阶段，识别系统全部的类，建立类图，并对每一个类判定其构造型，建立系统分析阶段的静态模型。为了描述系统各对象在执行期间不同时间点是如何动态交互的以及结果如何，建立系统分析阶段的动态模型，包括序列图和协作图。在系统设计阶段，对系统进行分层和刻画子系统，本文所论述的教务管理系统共分为学生登录模块、教师登录模块、教务管理员登录模块和教材管理员登录模块。其中教务管理员登录模块中，又分为学生信息管理、师资管理、网上选课、工作量计算、教学计划管理等几个模块，是整个系统的开发重点。数据库设计阶段，依据数据库三种模式

4、之间的两种映射关系，将对象模型向数据库模式映射，建立数据库模型。本文建立了较为完整的UML模型，对各个开发过程中的分析与建模作了较充分的阐述，为应用软件提供了清晰的解决方案，因而，本论文对使用UML进行软件开发的读者具有一定得参考价值和实用价值。关键词：教务管理系统；统一建模语言；面向对象；ASPNETThe Des i gn and I mp I ementat i on of Educat i ona IAdm i n i st rat i on System Based on ASPNETAbstractThe educational implementation system is p

5、laned for the satisfaction of theincreasingly complex educational administration work in tmiversity, for the promotionof the information circulative speed，for the increasing contact and communicationbetween teachers and students，as well as for the improvement of working efficiencyamony different bra

6、nchesThe educational administration system is suchcomprehensively advanced management methods as administrative science，information science，systematic science and network technique，all routed into oneThe system is established by the information administration。which is based on theBS model，and select

7、s the data base ofASPNET+SQLServer2000 to applyFocus ofthe thesis is to design the educational administration system，and employs the typicaladministrative system by the theory of objectsorientedThe development includestwo aspects：the establishment and reservation of the backstage data base；thedevelo

8、pment of front applied programsBy achieving this system，users can directlyvisit all kinds of information、析m in the authority of operation under the netwokenvironmentDuring the process of development，the thesis bases strictly on the concept ofsoftware project，and makes systematic analysis and design，

9、aimed the technology ofdirected objects on UMLUniform Modeling Language(UML)is the one to visible，fully describe，build and docnmentalizc for objects-oriented，especially applied inRational Unified ProcessUML Can be used in stage of software engineering project，therefore，the thesis models the views re

10、lated to UMLby using Rational Rose 2003In the practice of systematic design,the thesis fully elaborates the objects-oriented，the plan for the data base and the mapping methods from UML to relational data baseAnd it also models the ER diagram with the help of MicrosoR Visio，in the demandanalysis of d

11、ata baseFurthermore，it analyses the functional demands of the users inthe system，defines the system services or function units enjoyed by interparticipants，establishes the needed models and detailed divisiondivisionOn the basis of the Use CaseDiagram，the thesis enters the stage of systematic analysi

12、s，distinguishes all theclasses诵tll in the system，establishes the Class Diagram，judges the structure of eachclass，and finally builds the static models in the stageIn order to describe how theobjects interact dynamically in different period of time，the thesis continues toestablish the static models in

13、 systematic analysis stage，including Sequence Diagram andCollaboration DiagramIt is because of the stratification and carving subsystem that the educationaladministration system in this sense Can bc divided into students login model，teacherslogin model，educational administrators login model and teac

14、hing materialadministrators login modelThe educational administrators login model is the focus ofdevelopment for the whole system，among which can be divided into such models asstudents information management，teach management，optional courses on line，workload calculation，teaching plan management，and

15、SO onIn the state of designing database，it shines upon the data base model from object models and establishes them inview of 2 mapping relations among the 3 models in data baseTo skim up，the thesis has established completed UML models，elaborated theanalysis and models in the process of exploitation

16、in details，and provided clearsolutions to the applied softwareTherefore，it is of great help and value to the readswho are intended to develop software by using UMLKey Words：Educational Administration System；Uniform ModelingLanguage；0bject-Oriented；ASPNETO引言近年来随着教育普及，高校教育体制改革，各高校扩大招生规模，使得在校学生人数有了突飞猛进

17、的发展，办学规模逐渐增大，专业设鼍日趋多样化，招生人数逐年增加，教学计划不断更新，这使得高校教务管理的工作量大幅度增加。并且，随着教育改革的深化，教学管理模式也在发生变化，如学分制的逐步实行、学生可以自主选课等。这就对原有的教学管理模式提出了更高的要求。另一方面，随着计算机网络技术的发展，校园网引进各个高校，为无纸化办公提供了有利条件。在这样的形势下，开发一个集成化的教务管理系统不仅势在必行，而且成为一个紧迫的任务。由于国内各高校的教务管理模式不尽相同，不同学校的实际教务管理情况各有自己的特点，因而各高校需要针对自己的教务管理模式和特点建立自己的教务管理系统。教务管理包括对教学资源如教室、办公

18、用品等的管理，新生注册和学籍的管理、各学期学生成绩的管理、教学培养方案的执行、教学计划的安排、学生考试的管理、教师评教以及工作量的计算等大量信息。如何高效率的进行管理，并且有序的存放和处理这些巨大的信息，并使之成为教学管理分析和决策的手段，为教学活动产生更好的促进作用，是教务管理信息系统主要功能。教务管理系统是以管理信息系统为理论依据的。管理信息系统的发展伴随着软件工程的发展而日趋成熟。不断增长的复杂性、多样性和相互关联性是当今管理信息系统的共同特征。而开发一个管理信息系统往往要结合软件工程的理念，使用系统化的方法进行管理信息系统的开发，从而更能有效地控制程序复杂性，减少系统的不合理，减轻维护

19、成本。从技术层次上，软件工程是从一系列建模任务开始的，由这些任务产生出软件完整的需求规格说明和软件设计的表示。80年代末期，当面向对象程序设计语言产生后，人们将面向对象的软件建模方法引入到软件工程的各个阶段。并迅速发展成为当代软件界研究的热点课题之一。这种开发方法是一种运用对象、类、继承、封装、聚合、消息传送、多态性等概念来构造系统的软件开发方法【11。面向对象的程序设计立意于创建软件重用代码，它通过在程序中加入扩展语句把函数“封装进编程所需要的“对象中。从本质上来讲软件开发就是对软件所要处理的问题集进行正确的认识，并把这种认识正确地描述出来。面向对象的软件开发就是直接面对问题集当中客观存在的

20、事物来进行软件开发。面向对象的开发方法的精髓是从不稳定的需求中分析出稳定的对象，以对象为基础来组织需求、构架系统【2】。这种开发方法包括面向对象分析和面向对象设计。面向对象分析的目的是认知客观世界的系统并对系统进行建模，那么就需要在面向对象分析过程中根据客观世界的具体实例在问题中准确、具体、严密的分析模型。如图O1所示为面向对象的分析过程。图O一1面向对象的分析过程面向对象的设计是把分析阶段得到的需求转变成符合成本和质量要求的，抽象的系统实现方案的过程。设计的准则包括模块化、抽象、信息隐藏、低耦合和高内聚等特征【11。公认的面向对象建模语言出现于20世纪70年代中期，从19891994年，其数

21、量从不到十种增加到了五十多种。建模语言中用的最广的是Booch的Booch93、Jacobson的面向对象软件工程(OOSE)和Rumbaugh的对象建模技术(OMT-2)。面向对象建模方法出现以来，各种面向对象的分析与设计方法的主导思想以及所采用的主要概念与原则大体上是一致的，但是也存在不少的差异。统一建模语言UMLCOnified Modeling Language)lE是为结束这种差异的局面应运而生的。1994年10月，Grady Booch和Jim Rumbaugh开始致力于这一工作。他们首先将Booch 93方法和OMT-2方法统一起来，并于1995年10月发布第一个公开版本UML0

22、8。1995年秋，OOSE创始人Ivar Jacobson也加入了。三人共同致力于设计统一建模语言，他们同面向对象方法学的创始人共同合作，为这项工作注入了强大的动力，打破了面向对象软件开发领域内原有的平衡。目前UML得到了诸多大公司的支持，如IBM、HP、Oracle、Microsoft等，已成为面向对象技术领域内占主导地位的规范化建模语言，并且已被OMG组织采纳的建模语言规范。Booch、Rumbaugh和Jacobson在一些文献中经常被称作“三个好朋友(threeamigos)【3】。UML的发展过程如图02所示。本文所论述的系统在需求分析、系统分析与设计阶段，都采用UML进行建模。图0

23、-2 UML的主要发展历程被OMG采纳的UML只是一种建模语言，并不包含对软件开发过程的指导。在讨论UML时，人们往往谈论到统一过程(Rational Unified Process，RUP)。RUP是一个最佳软件开发实践，根据字面理解，可以知道RUP包括3方面的意思，即Rational、Unified和Process。Rational表示RUP是由Rational公司开发并维护的；Unified表示RUP采用了现代软件工程开发的6项最佳实践：Process表示RUP是一种软件开发过程14】。Rational统一过程的动态结构是通过对迭代式软件开发过程的周期、阶段、迭代过程以及里程碑等的描述来

24、进行表示的。本文基于UML建模方法对我校教务管理系统做了较深入的分析，并基于物理模型进行了系统的设计与实现。对于建模的工具的选择，本文选择RationalRose，它提供了UML的所有建模元素的可视化编辑环境，并提供了基于组件的开发以及对软件开发全过程的支持。除了支持UML的类图、交互图、组件图和配置图外，Rational Rose是一个独立的工具，通过应用程序接口(API)层与市场主导的各种IDE结合来支持各种编程语言和其他实现技术【51，从而全面支持面向对象分析、设计和编码。Rational Rose支持软件系统的面向对象的开发，它通过用例图、逻辑类图、序列图等支持面向对象的分析和设计，在

25、不同的视图中建立相应UML图形来反映系统的不同特征。在开发工具的选择上，本文采用了新的ASPNET技术，结合NET框架所支持的VB语言来实现教务系统的各项功能。ASENET不仅仅是下一版本的ActiveServer Page(ASP)，它还是统一的Web开发平台，方便开发人员开发企业级W曲应用程序。它是一个已编译的、基于NET的环境，可以用任何与NET兼容的语言创建应用程序。另外，任何ASENET应用程序都可以使用整个NET框架，并且可以无缝地与HTML编辑器及其他编程工具一起工作。这使Web开发变得更加方便。数据库的开发工具上，选用SQL Server 2000开发环境。SQL Server

26、2000是能够支持企业级关系型数据库的管理系统，它能与Windows操作系统紧密集成，具有方便易用的图形管理界面，其用户界面风格与Windows一样非常友好。SQLServer2000在存储大容量数据方面，在数据的安全性和完整性方面，在分布式处理等都是适合于企业级应用的。而其相对Oracle，DB2等大型数据库来说，学习更为容易，应用成本也相对较低。采用SQL Server2000+ASPNet开发本系统是一个较为理想的组合。综上所述，开发这样一个系统不但可以降低工作量、提高办公效率，而且使目前分散的教务信息得到集中管理。这对减轻教务工作负担、提高教务管理水平、实现教务管理的现代化具有重要意义

27、。论文分为引言、正文和结束语三部分。引言部分简要地论述了当前高校管理信息化的必要性、高校教务管理系统开发的重要意义以及高校教务管理系统开发所使用的技术。正文部分共分4章，其内容安排如下：第一章：需求分析与建模。本章对教务管理系统进行需求分析，逐步对系统分析细化，找出参与者和用例等，作出Use Case图。在用例图的基础上，从现实或原型方面来透视的系统，进一步作出系统的静态模型。还有表示对象类之间的通信及对话的动态模型。第二章：系统概要设计。阐述了系统体系结构，和为什么选择采用BS模式。介绍了系统实现基于的三层架构，即数据访问层、业务外观层和页面层。最后对系统的层次和模块进行细化。第三章：系统详

28、细设计。对数据进行全面分析，得到ER图，建立数据库表，完成存储过程的设计。举例介绍了系统中类的设计，以及几个代表性的功能模块的设计思想。第四章：系统实现。本文所论述的系统是用ASPNET+SQL Server开发的。在这一章中主要是对笔者负责的部分，进行阐述。并以UML建模为基础，实现系统功能。结束语对本文工作进行简明扼要的总结，并指出本文存在的不足和改进方向，以及对未来的展望。本文的创新性在于结合我校教务工作的实际问题，有针对性的对教务工作的各个环节进行UML建模，从对象模型到动态模型再到系统功能的建模，让系统分析更全面，系统实现更完善。系统实现采用三层架构，即数据访问层、业务外观层和页面层

29、。在业务外观层扩展出业务规则层，数据层扩展为数据存取层和存储过程层，使业务逻辑与用户界面分开，增加程序的可扩展性和可维护性。1需求分析与建模需求分析是软件开发过程的重要环节，是软件开发的基础，通过与用户的反复沟通，勾勒出系统的框架，需求分析的好坏决定了软件设计的成败，好的需求分析也能减少资金的浪费。11功能需求教务管理系统系统主要是为完成日常教学任务而开发的，其主要目标是对学生个人信息、师资信息、教学资源信息、课程信息、学生成绩信息等进行管理及维护，减轻教学工作的压力，提高教学管理工作的效率。通过对学校教学管理的业务调查，得知教务管理人员可通过此系统实现对学生和教学资源的管理与维护，学生可以通

30、过此系统进行个人信息、考试成绩查询以及完成选课等相关功能，教师可以通过此系统完成个人信息管理、学生成绩输入、教学任务查询等等功能。系统的总体任务是实现整个教学信息管理的系统化、规范化和自动化。在日常教学工作中，教务处有整体规划和辅助教学的任务，各个院系上报的教学任务和教学计划都要上报给教务处，由教务处根据上报的材料分配教学资源，如教室等，并且安排教师上课时间和上课的周次，然后再将教师上报的教材征订单传达给教材科，由教材科根据开课学生人数订教材。教务处还要将一切安排妥当的事宜公布在网络上，以供教师和学生查询。因此，该系统主要的使用对象是教务管理人员、学生、教师和系统维护人员。这些使用者对教务管理

31、系统的功能要求是不同的。(1)教务管理人员对功能的需求学籍管理功能包括：学生注册、学生基本信息管理(包括添加、删除和更新学生信息，可按姓名或学号查询学生信息)、学籍变动管理、毕业管理等。师资管理6功能包括：各专业课教师个人基本信息管理、教学任务发布、教学工作量管理、考评考核管理、科研管理等。选课管理功能包括：教务管理人员依据教学计划和培养计划，设置选课课程并统计生成己选课学生名单等。教学计划管理功能主要包括：根据培养计划和各个专业上报的教学计划，添加各专业教学计划，包括教学计划的修改删除等操作。成绩管理功能包括：每门课程结束后，由教师进行成绩登记，然后教务管理人员对登记的信息进行管理，如教师登

32、录成绩后发现成绩有错误，只能由教务管理人员核实后进行修改。还有根据成绩就算出学生的学分，以便学籍管理的需要。课程管理功能主要有：安排各个专业所开设课程的上课时间和上课教室。(2)教材管理人员功能需求功能包括：教材的基本信息的管理(按书名或作者等查询各专业教材、添加修改删除教材信息等)、统计教材数量、教材费用、教材的入库和出库管理等。(3)学生对功能的需求学生有两类，分别是本科生和研究生。每一类学生对于功能的要求还是有区别的，如研究生有科研和论文的内容。在本文中，只分析了本科生的功能需求。个人信息管理功能包括：浏览个人基本信息，具体内容包括姓名、性别、学号、民族、出生日期、籍贯、所在专业班级等，

33、这些信息是以学籍管理表中的信息为准，所以不允许学生自行更改，只能进行查询。还包括个人课表查询，成绩查询等。更改系统登录信息功能包括：学生登录系统后，修改登录信息，为了保证系统的安全性，只要求学生修改个人密码。 网上选课功能包括：网上查看可选课程，添加、删除所选课程等功能。7(4)教师对功能的需求个人基本信息的维护功能包括：教师基本信息的添加和修改等，如出生日期、毕业学校、学历和学位等信息，但是职工编号和姓名是不允许教师在系统中进行修改的。教学信息查询功能包括：教学任务查询、教学自然班名单下载打印、教学质量评价查询和工作量计算结果的查看等。学生成绩录入功能主要包括：本学期学生考试成绩的录入，一旦

34、用录入密码录入成绩成功后，就不能任意修改学生成绩，必须由教务处管理人员修改。(5)系统管理员的需求系统管理员主要是对教务管理系统进行维护和更新，并保证系统的安全性，以及数据库的安全性。从以上可以看出，各种人员对于系统的需求是不同的，对于学生来说，教务人员的操作是不能使用的，也是不可见的，所以要在用户登录系统时，就做出判断该用户可以使用哪些功能，这就需要设置不同的登录权限。系统管理人员具有最高的权限，可以添加、删除用户，并可设置和修改不同的用户权限。因此在数据库设计中，要有权限的定义。权限的定义其实是系统安全性的一种需求，采用身份认证机制对一般用户进行管理，以教工号和学生学号来判断登录者的权限，

35、并且以这两种身份来判断登录者是否该校的校内人士，如果是校外人士，则具有浏览这样的最低权限。系统的安全性需求还有另外一方面内容数据安全性，对于数据库服务器，要避免系统崩溃等意外事件发生而导致数据全部丢失，常用的方法是采用RAIDS磁盘阵列，其次是对数据库系统提供完全、增量等多种备份方式，如把数据定期刻成光盘保存。对于数据安全性，本文不做详细的阐述。根据以上对系统的功能的分析，我们可以大体总结出系统的一个大概框架和系统应该分为哪些子系统。根据所完成的功能和用户角色的不同，我们将系统分为教师子系统(完成教师登录后的功能)、学生子系统(完成学生登录后的功能)、教务管理子系统(完成繁杂的教务工作的功能)

36、和教材管理子系统(完成教材有关的功能)四个子系统。在这四个子系统中又可以划分出多个小模块，例如，教务管理子系统是一个非常大的子系统，我们将它再次细化，可以分成学生学籍管理模块、网上选课模块、教学计划管理模块、课程管理模块等。用一个系统结构框图来表示，如图11所示。图11教务管理系统总体框图12用例图图11教务管理系统总体框图需求获取阶段的主要工作是建立待开发系统的模型。本文中采用统一建模语言对系统的需求进行建模，UML的用例和用例模型是建立这种需求模型的合适方法。系统需求建模是为描述系统需求而建立的相应模型，其重要性在于：通过系统模型可评估系统构件及其相互关系，确定需求如何适应其布局，以及评估

37、系统的“美学等方面【31。在计算机图形学中，有一句名言，叫做“一幅图顶得上一千个字。同样的道理，在软件开发过程中，模型的重要性也十分明显，它可以达到以下目的：使用模型可以加强人员之间的沟通使用模型可以更早的发现错误或疏漏的地方模型为最后的代码生成提供依据使用模型可以更好的理解问题使用模型可以获取设计结果面向对象的软件建模方法主要从面向对象程序设计领域演变发展而来，它是对象问题域进行完整的映射的过程。“对象的主要特征包括如下内容：(1)它包括了事物的数据特征和行为特征，对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，具有它自己的静态特征和动态行为，是构成系统的一个基本单位。(2)它通过封装、继承、消息通

38、信等原则使问题域的复杂性得到控制。(3)它用聚合和链接如实反映问题域中事物间的关系，“任何两个对象之间的关系都包含其中一个对另一个的假设”。正是拥有上述特征，从而使面向对象建模方法能够完整和直接的映射出问题域，所以其在模拟现实世界方面具有天然的优势。UML是用图来进行“说话”的，图是UML的关键。用UML开发的图在软件开发生命周期(SDLC)的每个阶段中起着关键的文档作用。此外，你可用UML来开发基于任何SDLC模型的软件系统【6】。121用例图概述用例视图指出系统提供给每个利益相关者的功能。由于UML中的各个构件和概念之间没有明显的划分界限，为方便起见，选用视图来划分这些概念和构件。视图只是

39、表达系统某一方面特征的UML建模构件的子集。用例视图是视图中的一种。用例视图约束其他视图，在建模过程中居于非常重要的位置。项目开始时，项目小组就可以在用例视图中生成业务模型。开发者既可以把用例视图用于构建一个新系统的功能视图，还可以把已有的用例视图修改或扩充后，产生新的版本，也就是在现有的视图上加入新功能(即在视图中加入新的执行者和用例)。用例图是把满足用户需求的基本功能聚集起来的强有力的工具。对于正在构造的新系统，用例描述系统应该做什么；对于已经构建完毕的系统，用例则反映了系统能够完成什么样的功能【71。用例图包括用来描述最终用户、分析人员和测试人员的角度所看到的系统行为的用例。用例图的基本

40、组成部件是用例、执行者和系统。用例用于描述系统的功能，也就是从外部用户的角度观察系统应支持哪些功能，帮助分析人员理解系统的行为，即站在系统外部看系统功甜引。在用例模型中系统仿佛是实现各种用例的黑盒子。我们只关心该系统实现了哪些功能，并不关心内部的具体实现细节。用例模型主要用于工程开发的初期，在进行系统需求分析时使用。用例模型由用例图构成。用例图中显示执行者、用例和用例之间的关系。122建立用例图建立Use Case图可以按下列步骤进行：(1) 确定系统范围和边界所谓系统的边界是指系统与系统之间的界限。系统同时又是相对的，在这里，我们只说明第一次迭代的系统边界。教务管理系统以教学计划的实施为线索

41、，对教务管理实行一体化操作，涉及学籍管理、教学计划管理、课程管理、选课管理、成绩管理、教师管理、教材管理等。这些内容都属于教务管理系统的职责范围。而学校的其他管理工作，如人事、财务、资产等管理不属于该系统的职责范围。虽然有系统边界的存在，但是使用Rational Rose画图并不画出系统边界。(2)确定主要参与者参与者(Actor)是指存在于系统外部并直接与系统进行交互的人、系统、子系统或类的外部实体的抽象。参与者有自己的目标，通过与系统的交互达到目标。参与者包括人参与者(Human Actor)和外部系统参与者(System Actor)。在与系统打交道的人员中，凡是直接使用系统的人员可以确

42、认为人参与者；凡是与系统相联，并与系统交互的外部系统，可以确认为系统参与者。一个参与者可以参与一个或多个Use Case，而一个Use Case可以有一个或多个参与者运行。在本系统中确定教务管理员、教材管理员、学生、教师和系统管理员为活动者。(3)确定用例用例(Use Case)是参与者可以感受到的系统服务或功能单元。它定义了系统是如何被参与者使用的，描述了参与者为了使用系统所提供的某一完整功能而与系统之间发生的一段对话。每一个用例都是一个参与者与系统交互中执行的有关事务的序列【9】。虽然用例描述了活动者与系统交互中的对话，但是，它只描述了该做些什么，并不描述该如何做。全部的用例构成了对于系统

43、外部是可见的行为的描述。应当根据系统需求找出全部的用例，并从参与者的角度给出事件流和用例执行时系统可以提供给参与者的服务。在教务管理系统中，我们可以确定以下一些主要用例：学生管理(学生基本信息的维护)、师资管理、课程管理、教学计划管理、选课管理、成绩管理、教材管理(教材信息查询，教材的入库和出库等)，系统维护等。本文只列出几个主要的用例图加以介绍。系统管理用例创建新账号设置账号基本信息查看账号删除账号系统维护和更新建立用例图，如图12所示，图12系统管理员用例图教务管理用例由于教务管理的事务繁琐复杂，因此功能的划分就很细致，用例数目就比较多。我们先列出顶层用例，然后再将粒度大的用例进行分析。登

44、录系统学生学籍管理教学计划管理选课管理课程管理师资管理成绩管理建立教务管理顶层用例图，如图13所示。然后将粒度大的用例进行进一步分析，例如，师资管理工作，可以包括教师信息管理、评教情况、工作量计算、科研情况等。每一项工作都可以作为功能的细化，而看作是一个用例。因此，以师资管理为例，将教务管理顶层用例进一步细化，如图14所示。将顶层的用例模型进一步细化，划分为粒度小的用例，以便深入分析系统的要求和目标，这一过程也是迭代过程【101。对顶层用例图逐步分解，精细化，直到能清晰的表达问题，满足系统分析与建立模型的需要。又如，图15所示为细化后的网上选课用例。图1-3教务管理顶层用例图图l-4师资管理三

45、次迭代后的用例图 图15选课管理用例图学生用例登录系统个人信息管理成绩查询网上选课建立学生用例图，如图1-6所示。漆图16学生用例图教师用例登录系统个人信息管理登录成绩教学任务查询教学班名单打印教材查询建立教师用例图，如图17所示。图17教师用例图教材管理用例登录系统教材信息管理入库 出库建立教材管理用例图，如图18所示。图18教材管理用例图1613静态结构模型系统的静态结构模型主要由类图和对象图表达。类图从抽象的角度描述系统的静态结构，而对象是类的实例化表示，对象图是系统静态结构的一个快照l。对象图和类图类似，也是表达系统的静态开发视图，但它是从现实或原型方面来透视的，说明在类图中所发现的事

46、物实例的数据结构和静态快照。当要在动态建模的交互图中表示动态场景的一个静态画面时，可以使用对象图来重现系统中存在的实例以及它们之间的相互关系。类图展示了一组类、接口和协作及它们间的关系，建模中所建立的最常见的图就是类图。类图中包含了三方面的信息：(1)对象类：对象类简称类，是面向对象模型最基本的模型元素，类有属性、操作、约束以及其他成分等。“属性”描述类性质的实例所能具有的值；“操作实现类的服务功能，它可以被本类的对象请求执行，从而发生某种行为。(2)用户接口：用户和系统交互的界面，它也可以用类表示。(3)联系：表示类之间的关系，这种关系可以有多种，关联、依赖、泛化、聚合都是非常重要的联系。在

47、建立静态模型时，首先要对类进行识别，类的识别通常是由系统分析员在分析问题域的基础上来完成的，它是面向对象开发中一项困难较大的活动【12】。对类的识别，通常的方法是从用例中来识别。用例图实际上就是一种对系统描述的形式，因此，可以根据用例图来识别类。所有被识别的类只包括三种构造型中的一种：边界类(Boundary Class)、实体类(Entity Class)和控制类(Control Class)。使用类的构造型可以方便的对类进行分类。按照类的识别顺序，首先识别出系统的实体类，然后进一步识别出边界类和控制类。实体类(Entity Class)：实体类的信息和行为通常存在较长的时间，实体类是现实问

48、题的抽象，这种类型的类通常对应现实世界中的实体，或者需要执行系统的内部事务f13】。例如学生、教师、教材等。而且每个实体类在数据库中都有相应的表，实体类的属性对应数据库表中的字段。表11列出了教务管理系统中一些重要的实体类。边界类(Boundary Class)：负责系统与系统外部环境的通信。位于系统与外界的交界处，工作在系统和角色之间【81。因此，通常又被称为“接口类”。包括所有窗体、报表、打印机和扫描仪等硬件接口以及与其他系统的接口。在教务系统中的边界类有，用户登录界面、学生基本信息管理界面、教师基本信息管理界面、教学工作量信息管理界面、科研情况管理界面、学生成绩管理界面、教学计划管理界面

49、、选课界面等等。控制类(Control Class)：负责协调其他类的工作，通常其本身并不完成任何功能，其他类也不向其发送很多消息，而是由控制类以委托责任的形式向其他类发出消息。将教务管理系统中的业务逻辑抽象为以下的一些控制类，如表112所示。表1-2教务管理系统中的控制类对类进行分析完毕接下来，就可以建立初步分析模型。例如，教材管理中，类的初步模型如图1-9所示。图卜9教材管理用例类的初步建模课程管理中，类的初步模型如图110所示。教材图图110教材管理用例类的初步建模选课记录根据初步建模图，确定各个类的属性和方法后，再次建模，如图111所示图1_11确定了属性和方法的类建模根据己定义的类及

50、其联系，以及对象类的多重性、角色、导航等性质，可以画出对象类图。如图112是教务管理系统的主要类及其关系。图112教务管理系统主要的类及其关系图所有系统均可表示为两个方面：静态结构和动态行为。类图最适合于描述系统的静态结构：类、对象以及它们之间的关系，而状态、时序、协作和活动图则适合于描述系统的动态行为，即描述系统中的对象在执行期间中不同时间点是如何动态交互的。系统中的对象需要相互通信，通常情况下，个消息就是一个对象激活另一个对象中的操作调用【141。对象是如何进行通信以及通信的结果如何，则是系统的动态行为，也就是说，对象通过通信进行协作及对象在系统的生命期中改变状态的方式是系统的动态行为。一

51、组对象为了实现一些功能而进行通信称之为交互。交互图(Interaction Diagram)是用来描述对象之间以及对象与参与者之间的动态协作关系以及协作过程中行为次序的图形文档，它包括序列图(Sequence Diagram)和协作图(Collaboration Diagram)两种形式。序列图着2l重描述对象按照时间顺序的消息交换，协作图着重描述系统成分如何协同工作。序列图和协作图从不同的角度表达了系统中的交互和系统的行为，它们之间可以相互转化。(1)序列图的建立序列图(Sequence Diagram)是由对象、生命线、激活和消息等构成。序列图的目的就是按照交互发生的一系列顺序显示对象之间

52、的交互【31。下面列出学生选课的序列图，如图113所示。教学计划管理的序列图，如图114所示。图图113学生选课基本事件序列图基于ASENET的教务管理系统的设计与实现图114教学计划管理基本事件序列图图115学籍管理模块添加成绩序列图序列图作为一种描述在给定语境中消息是如何在对象间传递的图形化方式，在使用其进行建模时，可以将其用途分为以下3个方面。确认和丰富一个使用语境的逻辑表达：一个系统的使用环境就是系统潜在的使用方式的描述，也就是它的名称所要描述的。一个使用环境的逻辑可能是一个用例的一部分或是一条控制流。 细化用例的表达：序列图的主要用途之一就是把用例表达的需求转化为进一步、更加正式层次

53、的精细表达。用例常常被细化为一个或者更多的序列图。有效的描述如何分配各个类的职责以及各类具有相应职责的原因：可以根据对象之间的交互关系来定义类的职责，各个类之间的交互关系构成一个特定的用例。例如，“用户对象向地址对象请求其街道名称指出用户对象应该具有“知道其街道名这个职责。(2)协作图的建立协作图(Collaboration Diagram)是由对象、消息和链等构成【15J。协作图通过各个对象之间的组织交互关系以及对象彼此之间的链接，表达对象之间的交互。与序列图不同的是，在协作图中明确表示了角色之间的关系，通过协作角色来限定协作中的对象或链。另一方面，协作图不将时间作为单独的维来表示，所以必须

54、使用顺序号来判断消息的顺序以及并行线程【2】。序列图和协作图表达的是类似的信息，虽然它们使用不同的方法表示，但可以通过适当的方式将它们进行转换。将图113和114中的序列图转换为协作图，分别见图115和图116。115学生选课协作图协作图作为一种在给定语境中描述协作中各个对象之间的组织交互关系的空间组织结构的图形化方式，在使用其进行建模时，可以将其作用分为以下三个方面：通过描绘对象之间消息的传递情况来反映具体的使用语境的逻辑表达：一个使用情景的逻辑可能是一个用例的一部分或是一条控制流。这和序列图的作用类似。显示对象及其交互关系的空间组织结构：协作图显示了在交互过程中各个对象之间的组织交互关系以

55、及对象彼此之间的链接。与序列图不同，协作图现实的是对象之间的关系，并不侧重于交互的顺序，它没有将时间作为一个单独的维度，而是使用序列号来确定消息及并发线程的顺序。表现一个类操作的实现：协作图可以说明类操作中使用到的参数、局部变量以及返回值等。当使用协作图表现一个系统行为时，消息编号对应了程序中嵌套调用的结构和信号传递过程。2系统概要设计经过需求分析后，对于系统是“做什么已经清楚了，这一章的内容主要讨论系统“怎样做116。总体设计的基本目的就是回答“概括地说，系统应该如何实现?这个问题。设计工作集中在细化阶段结束、构造阶段之时开始。它将产生合理、健壮而稳定的构架，创建实现模型的蓝图171。21系统体系结构教务管理系统是由Web后台进行统一管理，所有业务逻辑都集中在Web应用程序