教学管理系统分析与设计ppt课件

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的分析与设计作为例如，阐明UML在软件工程开发中的运用。 这里主要引见建立JXGL的系统静态构造模型与动态行为模型。普通对系统做分析与设计，建立静态构造模型与建立动态行为模型该当同时、交替进展，相互印证和补充。 UML是一种通用的工具，它可以运用于Use Case驱动的软件开发，也可以运用于其他面向对象的软件开发方法，例如直接从现实世界笼统出对象和类，建立系统的对象模型。 简易教学管理系统JXGL的分析与设计遵照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 分析问题领域16.

2、3 静态构造模型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效力： 1选课管理，担任新学期的课程选课注册任务； 2成果管理，担任学生成果管理。在选课管理方面应提供的效力功能： 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 在成果管理方面应提供的效力功能： 1成果录入 2成果查询 3成果统计与报表生成 16.1 系统需求JXGL的用户 1学生。查询信息，只允许对本人有关的数据进展添加、更新、删除等操作。 2教师。查询信息，只允许对本人有关的数据进展添加、更新、删除等操

3、作。 3教学管理员。有权支配数据库的数据，进展添加、更新、删除等操作。 JXGL的系统环境 1基于局域网的客户机/效力器系统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明晰、准确的定义，明确目的系统将做些什么。分析问题领域的主要义务是： 对问题领域进展笼统，提出处理方案； 对未来的系统进展需求分析，确定系统的职责范围、功能需求、性能需求、运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构造等。 16.2 分析问题领域16.2.1 确定系统范围和系统边境16.2.2 定义活动者16.2.4

4、 绘制Use Case图16.2.5 绘制主要交互图16.2.3 定义Use Case16.2.1 确定系统范围与系统边境首先要确定业务需求和系统目的。 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果管理。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，如安排教学方案、排课、实习、实验、考试等都不属于JXGL系统的职责范围。 系统边境：JXGL系统与财务系统存在系统边境，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络，但是可以从学校的全局数据库中共享学生、教师、教学方案等必要的数据。 16

5、.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、教师、教学管理员和财务系统。对于每一个活动者，该当明确其业务活动的内容、对系统的效力要求。 “学生活动者运用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，查询本人的课程成果信息。 “教师活动者运用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果信息。 “教学管理员活动者运用JXGL系统管理学期开设的课程的选课注册和学生的考试成果。“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册信息。 教学管理员学生教师财务系统16.2.3 定义Use Case每一个Use Ca

6、se都是一个活动者与系统在交互中执行的有关事务序列。该当根据系统需求，找出全部的Use Case，并从活动者的角度给出事件流，当Use Case执行时系统应提供应活动者的效力。对一个Use Case应阐明的根本内容是：Use Case怎样开场和终了、正常的事件流、变通的事件流、不测情况的事件流等。 从JXGL的顶层Use Case笼统，可以确定两个Use Case ：“选课管理和“成果管理。 Use Case“选课管理与4个活动者都存在交互。 Use Case “成果管理 与活动者“学生、“教师、“教学管理员存在着交互。16.2.3 定义Use Case JXGL的顶层Use Case图，如图

7、16.1所示。 图16.1 顶层Use Case图 16.2.3 定义Use CaseUse 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、“管理教师信息、“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 CaseUse Case“成果管理可以分解为以下一些Use Case ：“查询学生成果，“查询课程成果，“学生成果管理，“成果统计，如图16.3所示。 图16.3 成果管理的Use Case图 16.2.3 定义Use Case活动者“学生与Use Case“查询课程信

8、息、“选课注册、“查询学生成果发生交互。 活动者“教师与Use Case“查询课程信息、“查询课程成果发生交互。 活动者“教学管理员与Use Case“管理学生信息、“管理教师信息、“管理课程信息、“管理开设课程、“学生成果管理、“成果统计发生交互。 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图从顶层笼统开场，如图16.1，然后逐渐分解，精细化Use Case图，如图16.2、图16.3所示。直到能明晰地表达问题，满足系统分析与建立模型的需求为止。 除了Use Case图之外，对每一个Use Case还应进展描画，编写

9、Use Case的阐明文档。 16.2.4 绘制Use Case图该当对以下的JXGL的全部Use Case编写阐明： 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“管理教师信息 Use Case“管理课程信息 Use Case“查询学生成果 Use Case“查询课程成果 Use Case“学生成果管理 Use Case“成果统计 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，而且该当把Use Case与活动者之间的联络、

10、Use Case之间的联络也表现出来。 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“身份验证有联络，即它们都包含Use Case“身份验证进展用户的合法身份检查。 图16.4 联络 16.2.5 绘制主要交互图交互图描画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，从而更清楚地了解Use Case的行为，以便进一步伐整Use Case视图，确定问题的处理方案。 交互图主要

11、有两种：顺序图和协同图，可根据需求绘制。在工程开发之初，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，还需求对交互图做深化的分析、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，应编写详细的文字阐明，即交互活动剧本，以作为绘制交互图的根据。例：在活动者“学生与Use Case “选课注册的交互中，活动者“学生的行为有三：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“学生提交添加或删除

12、所选的课程，并确认选课结果。 Use Case “选课注册呼应活动者“学生的恳求，验证用户ID和口令，查询或修正课程数据库的数据，反响结果信息。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 静态构造模型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定义类首先从研讨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系统可以笼统出以

13、下一些主要的类：在人事信息处置方面有“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。 在成果管理方面有“学生成果登记类、“成果统计类。对于每一个类该当确定其职责、属性、主要操作以及其他性质阐明。 16.3.1 建立类图类的属性可以经过检查类的定义、分析问题的需求和运用领域知识而确定。 类的操作可以经过检查分析交互图确定，把交互图中对象之间的交互活动笼统成一个类的操作。 例：从课程信息管理的顺序图中的活动“参与课程数据构造，根底课，3笼统得到“课程类的操作“参与课程，如图16.6所示。 图16.6 从顺序图笼统出类的操作 16.3.1 建

14、立类图 2定义用户接口 除了普通类外还需求分析与定义系统的用户接口。JXGL系统可以有的接口：“课程信息管理表单、“查询课程表单、“查询成果表单、“选课注册表单、“开设课程表单、“选课统计表单、“成果信息管理表单、“成果统计表单等。 JXGL系统的用户接口用类定义，如图16.7所示。 对每一个用户接口类应详细规定其功能操作。16.3.1 建立类图 JXGL系统的用户接口类，如图16.7所示。 图16.7 用户接口 16.3.1 建立类图 3定义联络 JXGL系统的类之间的联络有多种类型，关联、聚合、泛化、依赖等都有。 1关联 在“开设课程类与“师生类之间存在“授课关联和“登记注册关联 ，在“开

15、设课程类与“学生成果登记类之间存在关联。 2聚合联络 在“开设课程类与“课程类之间存在聚合联络，在“开设课程类与“学生登记类、“课程登记类之间存在聚合联络。 16.3.1 建立类图 3泛化联络 “学生类、“教师类与“师生类的联络为泛化联络。 4依赖联络 在“成果统计类与“学生成果登记类之间存在依赖联络， 在“选课统计类与“开设课程类之间存在依赖联络。 JXGL系统中，上述关联、聚合、泛化、依赖等联络可参见类图图16.8、图16.9、图16.10等。 4绘制类图 根据已定义的类及其联络，以及类的多重性、角色、导航等性质，可以画出类图，如图16.8、图16.9、图16.10所示。 在类图的根底上可

16、以根据需求绘制一些对象图。 运用对象图的目的是分析系统的瞬间形状，以便进一步了解系统的构造和行为。 16.3.1 建立类图 JXGL系统的课程管理类图，如图16.8所示。图16.8 课程管理类图 16.3.1 建立类图 JXGL系统的成果管理类图，如图16.9所示。图16.9 成果管理类图 16.3.1 建立类图 JXGL系统的人事信息类图，如图16.10所示。图16.10 人事信息类图 16.3.2 建立数据库模型在分析和设计系统的静态构造模型时需求进展数据分析和数据库设计。 JXGL系统采用关系数据库系统存储和管理数据。JXGL系统有4个方面的数据需求管理： 人员数据学生、教师 课程数据

17、选课注册数据 学生成果数据。经过分析，JXGL系统至少应有6个数据库表： 学生表、教师表、课程表、开设课程表、选课表、任课表。 16.3.2 建立数据库模型这些根本表定义为： 学生学生号、姓名、出生日期、性别、籍贯、地址、入学时间、专业、班级备注 教师教师号、姓名、出生日期、性别、籍贯、地址、职称、专长、备注 课程课程号、课程名、描画、学分、学时、性质、备注 开设课程课程号、学期、授课日期、授课时间、地点、选修人数、备注 选课学生号、课程号、学期、成果、备注 任课教师号、课程号、学期、备注 对于这些根本表需求进展关系规范化，设计用户视图、触发器、存储过程等。 关系数据库方式通常用实体联络模型E

18、RD表示，也可以用类图为数据库方式建立模型。 16.3.3 建立包图对于一个大型的复杂的系统，常需求把大量的模型元素用包组织起来，以方便了解和处置。 JXGL系统虽然不算大，但也可以把系统的类组织成包，以便更清楚地了解系统的构造。 包图表示的是系统的静态构造，但是建立包图该当同时思索系统的动态行为。 JXGL系统的包图，如图16.11所示，一共有5个包：“教学管理包、“用户接口包、“数据库包、“MFC类包、“出错处置包。对每一个包应绘出其详细的内部的组成构造图。16.3.3 建立包图在“用户接口包中包含了全部接口类：“课程信息管理表单、“查询课程表单、“查询成果表单、“选课注册表单、“开设课程

19、表单、“选课统计表单、“成果信息管理表单、“成果统计表单、“注册表单等。“教学管理包中包含了为实现教学管理业务领域义务的全部类。 在“数据库包中包含了实现数据库效力功能的全部类。在“MFC类包中包含了支持系统的动态衔接库的必要的库函数类。在“出错处置包中包含了出错处置功能的全部类。 图16.11 JXGL系统的包图 16.3.3 建立包图“教学管理包内部组成如图16.12所示。其中包含了为实现教学管理业务领域义务的类：“学生类、“教师类、“师生类、“课程类、“开设课程类、“学生登记类、“课程登记类、“选课统计类、“学生成果登记类、“成果统计类，以及“身份验证类等。这些类又分别组成3个小包：“选

20、课管理包、“成果管理包和“人事信息包。“身份验证类那么相对独立。 图16.12 教学管理包 16.3.3 建立包图简易教学管理系统JXGL由两个子系统组成： 1课程注册子系统，担任新学期的选课注册管理任务。 2成果管理子系统，担任学生成果管理。 JXGL的系统与子系统包图如图16.13所示。 图16.13 JXGL系统与子系统包图 16.4 动态行为模型16.4.1 建立顺序图16.4.2 建立协同图16.4.3 建立形状机图16.4.4 建立活动图16.4.1 建立顺序图在建立Use Case视图时曾经绘制了一些顺序图或协同图，在建立系统的动态行为模型中需求继续这项任务，进一步绘制主要Use

21、 Case的顺序图或协同图，并逐渐精细化。 为了绘制顺序图，首先要对一个Use Case编写交互活动的剧本，然后确定参与交互的活动者和对象，确定交互事件。 例：设置开设课程的顺序图，如图16.14所示。 其中的交互事件如下： 1登录 2验证 3查询 4设置课程 5添加课程 6删除课程 7提交 8存储 9退出16.4.1 建立顺序图设置开设课程顺序图，如图16.14所示。图16.14 设置开设课程顺序图 成果登记与统计的顺序图，图略16.4.2 建立协同图协同图用于描画系统的行为是如何由系统的成分实现的。对于JXGL系统也需求绘制主要的Use Case的协同图，以深化了解和表示系统的行为和各个对

22、象的作用。 对于一个协同图，首先应确定参与协同的对象角色、关联角色和音讯，然后才干绘制协同图。 协同图主要表示对象与对象之间的衔接，它们是如何共同完成系统的行为的，但这些行为的发生顺序和时间并不是协同图表达的主要内容。 例：对于Use Case“管理课程信息的协同图如图16.16所示。图中的对象角色有“注册表单接口对象、“开设课程表单接口对象、“课程对象和“开设课程对象。它们协同任务，实现设置新开设课程的效力。 16.4.2 建立协同图管理课程信息协同图，如图16.15所示。图16.15 管理课程信息协同图 16.4.3 建立形状机图形状机图表现一个对象类的生命史。对于一些实现重要行为动作的对

23、象该当绘制形状机图。 绘制形状机图需求确定一个对象的生命期能够出现的全部形状，哪些事件将引起形状的转移，将会发生哪些动作。 例如，对于JXGL系统中的一个学生选课注册的“学生登记对象，能够有的形状如下： 1“初始化形状 2“添加课程形状 3“减少课程形状 4“取消形状 5“封锁形状 16.4.3 建立形状机图选课学生登记形状机图如图16.16所示。 图16.16 选课学生登记形状机图 16.4.3 建立形状机图选课课程登记形状机图如图16.17所示。 图16.17 选课课程登记形状机图 16.4.4 建立活动图活动图的主要作用是表示系统的业务任务流和并发处置过程。对于一个系统可以针对主要的业务任务流绘制活动图。 绘制活动图需求确定参与活动的对象、动作