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UML课程--基于 UML 的高校教务管理系统的分析与设计
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2021-03-20
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基于 UML 的高校教务管理系统的分析与设计
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2020 年 06 月
基于 UML 的高校教务管理系统的分析与设计
摘 要 随着高校扩招政策的不断更新变化以及高校规模的不断扩张,其教务管理系统
的进一步更新和更人性化的优化设计将不可避免。本论文详细描述了基于 UML 的高校教
务管理系统的分析与设计。首先从用例的需求建模角度对系统进行了详细的用例描述。
紧接着是从系统的静态建模和动态建模角度对所描述的用例进行分析建模。最后根据软
件体系结构的建模对基于 UML 的高校教务管理系统的客户端子系统进一步进行详细描述
和设计。
关键词 教务管理系统;UML 系统建模;面向对象;
Educational Administration Management system based on UML
Abstract With the continuous renewal and change of the enrollment expansion policy and
the continuous expansion of the scale of colleges and universities, the further renewal of the
educational administration management system and the more humanized optimization design
will be inevitable. This paper discusses the analysis and design of University Educational
Administration Management system based on UML. From the requirement modeling of use case,
to the static modeling and dynamic modeling of the system, to the modeling based on software
architecture, the whole process is the analysis and design of University Educational
Administration Management system based on UML.
Keywords Educational administration management system;UML Software Modeling &
Design;Object Oriented;
前 言
统一建模语言(Unied Modeling Language, UML)是一种可视化的建模语言,
它能够让系统构造者用标准的、易于理解的方式建立起能表达出他们想象力的系统蓝图,
并且提供一种机制,以便于不同的人之间有效地共享和交流设计结果
[1]
。基于 UML 的面
向对象的系统分析与设计就是使用 UML 提供的九种不同图形,包括用例图、类图、对象
图、通信图、顺序图、状态机图、活动图、组合结构图、部署图
[2]
。通过多种 UML 图形,
对系统进行多方面的描述和建模。
1 系统概述
1.1 需求分析
“高校教务管理系统”作为高校教务管理的核心,依托于校园网和互联网的存在,在教
务工作中扮演重要作用,是全体师生的多功能交互的重要平台。并且随着高校扩招政策
的不断更新变化以及高校规模的不断扩张,其教务管理系统的进一步更新和更人性化的
优化设计将不可避免。因此“高校教务管理系统”的性能优劣、易操作性和安全性等特性是
高校领导和全体师生颇为关注的问题之一。
1.2 问题描述
每所高校拥有本校独立的高校教务管理系统,用于向该校学生、教师教辅人员、管
理人员和门户维护员提供一个集学生成绩查询、课表查询、选课、期末评教、教材信息
查询和教学安排查询,教师成绩录入和教学管理等功能为一体的高校教务管理系统。
通过“高校教务管理系统”的登录网址,该校全体学生可以通过该校为每个学生建立的
账号和密码进入到教务管理系统中,进行成绩查询、课表查询、选课和期末评教等功能
需求操作。
学生通过手机端或电脑端的键盘与系统实现交互。学生将自己的学生账号、密码以
及界面显示的动态验证码输入系统,进行登录验证。学生可尝试输入多次密码和动态验
证码。同时,如果学生忘记了学生账号的对应密码,可逐级上报给教务老师,统一修改
为对应学生初始化的密码。如果学生输入的学生账号、密码以及动态验证码通过了系统
验证,那么学生可以进入到该校“高校教务管理系统”主界面,通过触屏或鼠标与系统实现
交互,进行成绩查询、课表查询、选课和期末评教等功能需求操作。
通过“高校教务管理系统”的登录网址,该校全体教师教辅人员可以通过自身独自的账
号和密码进入到教务管理系统主界面,进行成绩录入、教学管理、评教信息查询等功能
需求操作。该校管理人员和维护人员拥有比学生的教师更高的权限,可以进行修改账号
对应的密码,以及其它必要行为操作。
2 系统用例建模
图 2.1 描绘了基于 UML 的“高校教务管理系统”的用例模型。有四个参与者:“学生
( Student ) ” , “ 教 师 ( Teacher ) ” , “ 管 理 人 员 ( Managers ) ” 和 “ 门 户 维 护 人 员
(Repairman)”,其中管理人员和门户维护人员并未确定用例。学生成绩查询、选课、评
教和课表查询,教师录入学生成绩和教学管理。有四个用例是学生发起的,它们分别是:
“成绩查询(Query Grades)”,学生查看成绩的详细信息,即学生查看各科目的平时和期
末考试成绩;“选课(Select Course)”,学生于学期末进行下学期课程的选课安排;“评教
(Evaluate Teacher)”,学生于学期末对本学期任课老师进行评教;“课表查询( Query
Class)”,学生查看本学期或者下学期课程的详细安排。有两个用例是由教师发起的,它
们分别是:“成绩录入(Entry Grades)”,教师于学期末对所有教学的学生进行平时成绩和
期末考试成绩的录入;“教学管理(Teaching Management)”。
通过比较学生的四个相关用例和教师的两个相关用例的开始部分,即输入账户、账
户密码以及动态验证码,对于六个用例都是一样的。因此,可以将这六个用例的公共部
分提取出来作为一个称为“登录系统(Login System)”的包含用例。这样,对于另外六个
用例的描述就可以更精简些,即让另外六个用例包含“登录系统”的用例的具体用例描述及
其描述序列。
图 2.1 高校教务管理系统用例模型
2.1 “系统登录”用例
如表 2.1 所示,用详细化的文档化的语言对“系统登录”用例进行描述。
表 2.1 “登录系统”用例描述表
名称 描述
用例名称 系统登录
概述 系统验证用户的账号、密码和动态验证码
参与者 用户,即学生和老师
前置条件 用户已经存在“高校教务管理系统”的账号和对应密码
主序列
1.用户手机或者电脑连接校园网网络。
2.用户将“高校教务管理系统”网址输入到手机或者电脑浏览器中。
3.用户在系统登录主界面中选择用户身份(老师或者学生),并且在相应
位置输入用户账号、对应密码以及动态验证码。
4.系统检查用户输入的账号、密码是否存在和匹配,并且检查输入的动态
验证码是否正确。
5.如果用户输入的账号和密码匹配,并且输入的动态验证码正确,系统将
会根据用户信息,显示出该用户对应身份的权限和功能主界面。
可替换用例
步骤 1:如果用户未在校园网网络范围内,那么用户可选择 VPN 远程登
录系统。
步骤 2:如果未成功连接校园网,则输入系统网址后,不会出现系统登录
主界面。
步骤 5:如果输入的账号和密码不匹配,系统将显示“账号或密码不正确!
请重新输入。”
步骤 5:日过输入的动态验证码不正确,系统将显示“验证码错误!登录失
败。”
后置条件 用户的账号、密码和动态验证码已经通过验证。
2.2 “成绩查询”用例
如表 2.2 所示,用详细化的文档化的语言对“成绩查询”用例进行描述。
表 2.2 “成绩查询”用例描述表
名称 描述
用例名称 成绩查询
概述 学生查询检索课堂老师已输入的课程成绩
参与者 学生用户
依赖 包含了“系统登录(Login System)”用例
前置条件 课程老师已经在系统内输入该课程的平时成绩和期末末考成绩。
主序列
1.包含“系统登录”用例的主序列的步骤。
2.选择学生成绩下的成绩查询功能按钮,进入到成绩查询主界面。
3.在查看成绩的主界面中,选择想要查询的学年和学期的主修或者辅修对
应的原始成绩或者有效成绩,并且可以查询入学以来的所有成绩。
4.在选择框里选择好目标查询的成绩,选择检索功能按钮,则出现对应的
学生信息和查询的成绩内容。
5.获得查询成绩,退出系统。
可替换用例
步骤 1:包含“系统登录”用例的替换序列的步骤。
步骤 4:如果未查出目标查询的成绩,那么该成绩可能暂未录入教务管理
系统,可以选择过些时间,再次进行查询。
后置条件 学生已经获得查询后的成绩。
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