簡易教學管理系統(tǒng)分析與設計ppt課件

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?主要介紹建立JXGL的系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型與動態(tài)行為模型。 ?一般對系統(tǒng)做分析與設計，建立靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型與建立動態(tài)行為模型應當同時、交替進行，相互印證和補充。 ? UML是一種通用的工具，它可以使用于Use Case驅(qū)動的軟件開發(fā)，也可以使用于其他面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法，例如直接從現(xiàn)實世界抽象出對象和類，建立系統(tǒng)的對象模型。 ?簡易教學管理系統(tǒng)JXGL的分析與設計遵循Use Case驅(qū)動的軟件開發(fā)思想與過程。,簡易教學管理系統(tǒng)分析與設計,,,Home,1,簡易教學管理系統(tǒng)分析與設計,系統(tǒng)需求,分析問題領域,靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型,動態(tài)行為模型,物理模型,,,Home,http://61.132.1.74:8084/,2,?要求提供兩個方面的服務： （1）選課管理，負責新學期的課程選課注冊工作； （2）成績管理，負責學生成績管理。 ?在選課管理方面應提供的服務功能： 1．錄入與生成新學期課程表 2．學生選課注冊 3．查詢 4．選課注冊信息的統(tǒng)計與報表生成 5．把學生選課注冊信息傳送給財務系統(tǒng) ?在成績管理方面應提供的服務功能： 1．成績錄入 2．成績查詢 3．成績統(tǒng)計與報表生成,系統(tǒng)需求,,,Home,3,?JXGL的用戶 （1）學生。查詢信息，只允許對自己有關的數(shù)據(jù)進行添加、更新、刪除等操作。 （2）教師。查詢信息，只允許對自己有關的數(shù)據(jù)進行添加、更新、刪除等操作。 （3）教學管理員。有權操縱數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，進行添加、更新、刪除等操作。 JXGL的系統(tǒng)環(huán)境 （1）基于局域網(wǎng)的客戶機/服務器系統(tǒng)（Client/Server） （2）外部相關系統(tǒng)：財務系統(tǒng),系統(tǒng)需求,,,Home,4,?分析問題領域的目的是對問題領域的清晰、精確的定義，明確目標系統(tǒng)將做些什么。 ?分析問題領域的主要任務是： ●對問題領域進行抽象，提出解決方案； ●對未來的系統(tǒng)進行需求分析，確定系統(tǒng)的職責范圍、功能需求、性能需求、應用環(huán)境及假設條件等； ●用Use Case圖對未來系統(tǒng)的行為建立模型，初步確定未來系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)等。,分析問題領域,,,Home,5,分析問題領域,,,Home,確定系統(tǒng)范圍和系統(tǒng)邊界,定義活動者,繪制Use Case圖,,繪制主要交互圖,定義Use Case,,6,?首先要確定業(yè)務需求和系統(tǒng)目標。 ?簡易教學管理系統(tǒng)JXGL用于新學期課程的選課注冊管理和學生的成績管理。 ?系統(tǒng)范圍：凡是這兩方面的教學管理內(nèi)容都是JXGL系統(tǒng)的職責范圍，其他的教學管理內(nèi)容，如安排教學計劃、排課、實習、實驗、考試等都不屬于JXGL系統(tǒng)的職責范圍。 ?系統(tǒng)邊界：JXGL系統(tǒng)與財務系統(tǒng)存在系統(tǒng)邊界，財務系統(tǒng)將從JXGL系統(tǒng)得到學生選課注冊信息。 ? JXGL系統(tǒng)與學校的其他信息管理系統(tǒng)沒有直接的聯(lián)系，但是可以從學校的全局數(shù)據(jù)庫中共享學生、教師、教學計劃等必要的數(shù)據(jù)。,,,Home,確定系統(tǒng)范圍與系統(tǒng)邊界,7,?根據(jù)JXGL系統(tǒng)的職責范圍和需求可以確定4個活動者：學生、老師、教學管理員和財務系統(tǒng)。 ?對于每一個活動者，應當明確其業(yè)務活動的內(nèi)容、對系統(tǒng)的服務要求。 ?“學生”活動者使用JXGL系統(tǒng)查詢新學期開設的課程信息和教師開課信息，選課并登記注冊課程，查詢自己的課程成績信息。 ?“老師”活動者使用JXGL系統(tǒng)查詢新學期開設的課程信息、學生選課信息和學生成績信息。 ?“教學管理員”活動者使用JXGL系統(tǒng)管理學期開設的課程的選課注冊和學生的考試成績。 ?“財務系統(tǒng)”活動者是外部系統(tǒng)活動者，從JXGL系統(tǒng)接受學生的課程注冊信息。,,,Home,定義活動者,8,?每一個Use Case都是一個活動者與系統(tǒng)在交互中執(zhí)行的有關事務序列。 ?應當根據(jù)系統(tǒng)需求，找出全部的Use Case，并從活動者的角度給出事件流，當Use Case執(zhí)行時系統(tǒng)應提供給活動者的服務。 ?對一個Use Case應說明的基本內(nèi)容是：Use Case怎樣開始和結(jié)束、正常的事件流、變通的事件流、意外情況的事件流等。 ?從JXGL的頂層Use Case抽象，可以確定兩個Use Case ：“選課管理”和“成績管理”。 ? Use Case“選課管理”與4個活動者都存在交互。 ? Use Case “成績管理” 與活動者“學生”、“老師”、“教學管理員”存在著交互。,,,Home,定義Use Case,9,? JXGL的頂層Use Case圖，如圖12.1所示。,,,Home,定義Use Case,,圖12.1 頂層Use Case圖,10,?Use Case“選課管理”可以分解為以下一些Use Case ：“查詢課程信息”、“選課注冊”、“管理開設課程”、“管理學生信息”、“管理老師信息”、“管理課程信息”，如圖12.2所示。,,,Home,定義Use Case,,圖12.2 選課管理的Use Case圖,11,?Use Case“成績管理”可以分解為以下一些Use Case ：“查詢學生成績”，“查詢課程成績”，“學生成績管理”，“成績統(tǒng)計”，如圖12.3所示。,,,Home,定義Use Case,,圖12.3 成績管理的Use Case圖,,12,?活動者“學生”與Use Case“查詢課程信息”、“選課注冊”、“查詢學生成績”發(fā)生交互。 ?活動者“老師”與Use Case“查詢課程信息”、“查詢課程成績”發(fā)生交互。 ?活動者“教學管理員”與Use Case“管理學生信息”、“管理老師信息”、“管理課程信息”、“管理開設課程”、“學生成績管理”、“成績統(tǒng)計”發(fā)生交互。 ?活動者“財務系統(tǒng)” 與Use Case“產(chǎn)生選課信息”發(fā)生交互。,,,Home,定義Use Case,13,?繪制Use Case圖從頂層抽象開始，然后逐步分解，精細化Use Case圖。直到能清晰地表達問題，滿足系統(tǒng)分析與建立模型的需要為止。 ?除了Use Case圖之外，對每一個Use Case還應進行描述，編寫Use Case的說明文檔。 ?應當對以下的JXGL的全部Use Case編寫說明： ● Use Case“查詢課程信息” ● Use Case“選課注冊” ● Use Case“管理開設課程” ● Use Case“管理學生信息”,,,Home,繪制Use Case圖,14,?應當對以下的JXGL的全部Use Case編寫說明（續(xù)）： ● Use Case“管理老師信息” ● Use Case“管理課程信息” ● Use Case“查詢學生成績” ● Use Case“查詢課程成績” ● Use Case“學生成績管理” ● Use Case“成績統(tǒng)計” ● Use Case“身份驗證”,,,Home,繪制Use Case圖,15,?在Use Case圖上，不但要把Use Case表示出來，而且應當把Use Case與活動者之間的聯(lián)系、Use Case之間的聯(lián)系也表現(xiàn)出來。 ?如圖12.4所示，Use Case“查詢課程信息”和Use Case“選課注冊”都與Use Case“身份驗證”有聯(lián)系，即它們在運行中都使用Use Case“身份驗證”進行用戶的合法身份檢查。,,,Home,繪制Use Case圖,,圖12.4 聯(lián)系,16,?交互圖描述Use Case如何實現(xiàn)對象之間的交互。交互圖用于建立系統(tǒng)的動態(tài)行為模型。 ?交互行為的分析的結(jié)果可以寫成文檔，繪制初步的交互圖，從而更清楚地理解Use Case的行為，以便進一步調(diào)整Use Case視圖，確定問題的解決方案。 ?交互圖主要有兩種：順序圖和協(xié)同圖，可根據(jù)需要繪制。 ?在項目開發(fā)之初，分析問題領域時，繪制交互圖只是為了印證領域分析的結(jié)果和Use Case視圖的正確性，在以后對系統(tǒng)動態(tài)行為建模的過程中，還需要對交互圖做深入的分析、細化和完善。,,,Home,繪制主要交互圖,17,?對每一個活動者與Use Case的交互行為，應編寫詳細的文字說明，即交互活動劇本，以作為繪制交互圖的依據(jù)。 ?例：在活動者“學生”與Use Case “選課注冊”的交互中，活動者“學生”的行為有：登錄注冊，查詢課程，選修課程。 ?在登錄注冊活動中，活動者“學生”提交用戶ID和口令。 ?在查詢課程活動中，活動者“學生”提交查詢條件。 ?在選修課程活動中，活動者“學生”提交增加或刪除所選的課程，并確認選課結(jié)果。 ? Use Case “選課注冊”響應活動者“學生”的請求，驗證用戶ID和口令，查詢或修改課程數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，反饋結(jié)果信息。 ?Use Case “選課注冊”的行為由“注冊表單”接口對象、“選課注冊表單”接口對象和“開設課程”對象實現(xiàn)。,,,Home,繪制主要交互圖,18,?例：活動者“學生”與Use Case“選課注冊”的順序圖，如圖12.5所示。,,,Home,繪制主要交互圖,,圖12.5 選課注冊順序圖,19,靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型,,,Home,建立對象類圖,建立數(shù)據(jù)庫模型,建立包圖,20,1．定義對象類 ?首先從研究Use Case和交互劇本中發(fā)現(xiàn)對象類，確定類的屬性和主要操作。 ?對于JXGL系統(tǒng)可以抽象出以下一些主要的對象類： ?在人事信息處理方面有“學生”類、“教師”類。 ?在選課管理方面有“課程”類、“開設課程”類、“學生登記”類、“課程登記”類、“選課統(tǒng)計”類等。 ?在成績管理方面有“學生成績登記”類、“成績統(tǒng)計”類。 ?對于每一個類應當確定其職責、屬性、主要操作以及其他性質(zhì)說明。,,,Home,建立對象類圖,21,?對象類的屬性可以通過檢查類的定義、分析問題的需求和運用領域知識而確定。 ?對象類的操作可以通過檢查分析交互圖確定，把交互圖中對象之間的交互活動抽象成一個類的操作。 ?例：從課程信息管理的順序圖中的活動“加入課程（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，基礎課，3）”抽象得到“課程”類的操作“加入課程（）”，如圖12.6所示。,,,Home,建立對象類圖,,圖12.6 從順序圖抽象出類的操作,22,2．定義用戶接口 ?除了一般類外還需要分析與定義系統(tǒng)的用戶接口。 ?JXGL系統(tǒng)可以有的接口：“課程信息管理表單”、“查詢課程表單”、“查詢成績表單”、“選課注冊表單”、“開設課程表單”、“選課統(tǒng)計表單”、“成績信息管理表單”、“成績統(tǒng)計表單”等。 ?JXGL系統(tǒng)的用戶接口用對象類定義，如圖12.7所示。 ?對每一個用戶接口類應詳細規(guī)定其功能操作。,,,Home,建立對象類圖,23,? JXGL系統(tǒng)的用戶接口類，如圖12.7所示。,,,Home,建立對象類圖,,圖12.7 用戶接口,24,3．定義聯(lián)系 JXGL系統(tǒng)的對象類之間的聯(lián)系有多種類型，關聯(lián)、聚合、泛化、依賴等都有。 （1）關聯(lián) 在“開設課程”類與“師生”類之間存在“授課”關聯(lián)和“登記注冊”關聯(lián) ，在“開設課程”類與“學生成績登記”類之間存在關聯(lián)。 （2）聚合聯(lián)系 在“開設課程”類與“課程”類之間存在聚合聯(lián)系，在“開設課程”類與“學生登記”類、“課程登記”類之間存在聚合聯(lián)系。,,,Home,建立對象類圖,25,（3）泛化聯(lián)系 “學生”類、“教師”類與“師生”類的聯(lián)系 （4）依賴聯(lián)系 在“成績統(tǒng)計”類與“學生成績登記”類之間存在依賴聯(lián)系， 在“選課統(tǒng)計”類與“開設課程”類之間存在依賴聯(lián)系。 ? 系統(tǒng)中，上述關聯(lián)、聚合、泛化、依賴等聯(lián)系可參見對象類圖圖12.8、圖12.9、圖12.10等。 4．繪制對象類圖 。 ?在對象類圖的基礎上可以根據(jù)需要繪制對象圖。 ?使用對象圖的目的是分析系統(tǒng)的瞬間狀態(tài)，以便進一步了解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為。,,,Home,建立對象類圖,26,? JXGL系統(tǒng)的課程管理對象類圖，如圖12.8所示。,,,Home,建立對象類圖,,圖12.8 課程管理對象類圖,27,? JXGL系統(tǒng)的成績管理對象類圖，如圖12.9所示。,,,Home,建立對象類圖,,圖12.9 成績管理對象類圖,,28,? JXGL系統(tǒng)的人事信息對象類圖，如圖12.10所示。,,,Home,建立對象類圖,,圖12.10 人事信息對象類圖,,,29,?在分析和設計系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型時需要進行數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)庫設計。 ?JXGL系統(tǒng)采用關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲和管理數(shù)據(jù)。 JXGL系統(tǒng)有4個方面的數(shù)據(jù)需要管理： 人員數(shù)據(jù)（學生、教師） 課程數(shù)據(jù) 選課注冊數(shù)據(jù) 學生成績數(shù)據(jù)。 ?經(jīng)過分析，JXGL系統(tǒng)至少應有6個數(shù)據(jù)庫表： 學生表、教師表、課程表、開設課程表、選課表、任課表。,,,Home,建立數(shù)據(jù)庫模型,30,學生（學生號、姓名、出生日期、性別、籍貫、地址、電話、入學時間、專業(yè)、班級備注） 教師（教師號、姓名、出生日期、性別、籍貫、地址、電話、職稱、專長、備注） 課程（課程號、課程名、描述、學分、學時、性質(zhì)、備注） 開設課程（課程號、學期、授課日期、授課時間、地點、選修人數(shù)、備注） 選課（學生號、課程號、學期、成績、備注） 任課（教師號、課程號、學期、備注） ?對于這些基本表需要進行關系規(guī)范化，設計用戶視圖、觸發(fā)器、存儲過程等。 ?關系數(shù)據(jù)庫模式通常用實體—聯(lián)系模型（ERD）表示，也可以按用對象類圖為數(shù)據(jù)庫模式建立模型。,,,Home,建立數(shù)據(jù)庫模型,31,?對于一個大型的復雜的系統(tǒng)，常需要把大量的模型元素用包組織起來，以方便理解和處理。 ? JXGL系統(tǒng)雖然不算大，但也可以把系統(tǒng)的對象類組織成包，以便更清楚地了解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 ?包圖表示的是系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，但是建立包圖應當同時考慮系統(tǒng)的動態(tài)行為。 JXGL系統(tǒng)的包圖，一共有5個包：“教學管理”包、“用戶接口”包、“數(shù)據(jù)庫”包、“MFC類”包、“出錯處理”包。 對每一個包應繪出其詳細的內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)圖。,,,Home,建立包圖,32,?在“用戶接口”包中包含了全部接口對象類：“課程信息管理表單”、“查詢課程表單”、“查詢成績表單”、“選課注冊表單”、“開設課程表單”、“選課統(tǒng)計表單”、“成績信息管理表單”、“成績統(tǒng)計表單”、“注冊表單”等。 ?“教學管理”包中包含了為實現(xiàn)教學管理業(yè)務領域任務的全部對象類。 ?在“數(shù)據(jù)庫”包中包含了實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫服務功能的全部對象類。 ?在“MFC類”包中包含了支持系統(tǒng)的動態(tài)連接庫的必要的庫函數(shù)對象類。 ?在“出錯處理”包中包含了實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫服務功能的全部對象類。,,,Home,建立包圖,,33,?“教學管理”包內(nèi)部組成如圖12.12所示。 ?其中包含了為實現(xiàn)教學管理業(yè)務領域任務的對象類：“學生”類、“教師”類、“師生”類、“課程”類、“開設課程”類、“學生登記”類、“課程登記”類、“選課統(tǒng)計”類、“學生成績登記”類、“成績統(tǒng)計”類，以及“身份驗證”類等。 ?這些類又分別組成3個小包：“選課管理”包、“成績管理”包和“人事信息”包?！吧矸蒡炞C”類則相對獨立。,,,Home,建立包圖,,圖12.12 教學管理包,,34,?簡易教學管理系統(tǒng)JXGL由兩個子系統(tǒng)組成： （1）課程注冊子系統(tǒng)，負責新學期的選課注冊管理工作。 （2）成績管理子系統(tǒng)，負責學生成績管理。 ? JXGL的系統(tǒng)與子系統(tǒng)包圖如圖12.13所示。,,,Home,建立包圖,,圖12.13 JXGL系統(tǒng)與子系統(tǒng)包圖,,35,動態(tài)行為模型,,,Home,建立順序圖,建立協(xié)同圖,建立狀態(tài)機圖,,建立活動圖,36,?在建立Use Case視圖時已經(jīng)繪制了一些順序圖或協(xié)同圖，在建立系統(tǒng)的動態(tài)行為模型中需要繼續(xù)這項工作，進一步繪制主要Use Case的順序圖或協(xié)同圖，并逐步精細化。 ?為了繪制順序圖，首先要對一個Use Case編寫交互活動的劇本，然后確定參與交互的活動者和對象，確定交互事件。,,,Home,建立順序圖,37,,例：設置開設課程的順序圖，如圖12.14所示。 其中的交互事件如下： 1．登錄 2．驗證 3．查詢 4．設置課程 5．增加課程 6．刪除課程 7．提交 8．存儲 9．退出,38,?設置開設課程順序圖，如圖12.14所示。,,,Home,建立順序圖,圖12.14 設置開設課程順序圖,,39,?成績登記與統(tǒng)計的順序圖，如圖12.15所示。,,,Home,建立順序圖,圖12.15 成績登記與統(tǒng)計的順序圖,,,40,?協(xié)同圖用于描述系統(tǒng)的行為是如何由系統(tǒng)的成分實現(xiàn)的。 ?對于JXGL系統(tǒng)也需要繪制主要的Use Case的協(xié)同圖，以深入了解和表示系統(tǒng)的行為和各個對象的作用。 ?對于一個協(xié)同圖，首先應確定參與協(xié)同的對象角色、關聯(lián)角色和消息，然后才能繪制協(xié)同圖。 ?協(xié)同圖主要表示對象與對象之間的連接，它們是如何共同完成系統(tǒng)的行為的，但這些行為的發(fā)生順序和時間并不是協(xié)同圖表達的主要內(nèi)容。 ?例：對于Use Case“管理課程信息”的協(xié)同圖如圖12.16所示。圖中的對象角色有“注冊表單”接口對象、“開設課程表單”接口對象、“課程”對象和“開設課程”對象。它們協(xié)同工作，實現(xiàn)設置新開設課程的服務。,,,Home,建立協(xié)同圖,41,?管理課程信息協(xié)同圖，如圖12.16所示。,,,Home,建立協(xié)同圖,圖12.16 管理課程信息協(xié)同圖,,42,?狀態(tài)機圖表現(xiàn)一個對象（類）的生命史。對于一些實現(xiàn)重要行為動作的對象應當繪制狀態(tài)機圖。 ?繪制狀態(tài)機圖需要確定一個對象的生命期可能出現(xiàn)的全部狀態(tài)，哪些事件將引起狀態(tài)的轉(zhuǎn)移，將會發(fā)生哪些動作。 ?例如，對于JXGL系統(tǒng)中的一個學生選課注冊的“學生登記”對象，可能有的狀態(tài)如下： 1．“初始化”狀態(tài) 2．“增加課程”狀態(tài) 3．“減少課程”狀態(tài) 4．“取消”狀態(tài) 5．“關閉”狀態(tài),,,Home,建立狀態(tài)機圖,43,?選課學生登記狀態(tài)機圖如圖12.17所示。,,,Home,建立狀態(tài)機圖,圖12.17 選課學生登記狀態(tài)機圖,,,44,?選課課程登記狀態(tài)機圖如圖12.18所示。,,,Home,建立狀態(tài)機圖,圖12.18 選課課程登記狀態(tài)機圖,,,,45,?活動圖的主要作用是表示系統(tǒng)的業(yè)務工作流和并發(fā)處理過程。對于一個系統(tǒng)可以針對主要的業(yè)務工作流繪制活動圖。 ?繪制活動圖需要確定參與活動的對象、動作狀態(tài)、動作流，以及對象流。 ?例：對JXGL系統(tǒng)的設置開設課程的活動可以繪制活動圖，如圖12.19所示。 ?其中，參與活動的對象有“注冊表單”接口對象、“開設課程表單”接口對象、“課程”對象、“選課注冊表單”接口對象、“開設課程”對象等。 ?其中，動作狀態(tài)有“登錄”、“新開課程”、“取課程信息”、“取選課信息”、“增加/刪除課程”等。,,,Home,建立活動圖,46,?設置開設課程活動圖，如圖12.19所示。,,,Home,建立活動圖,圖12.19 設置開設課程活動圖,47,物理模型,,,Home,建立組件圖,,建立配置圖,48,?系統(tǒng)實現(xiàn)的源代碼、二進制碼、執(zhí)行碼可以按照模塊化的思想，用組件分別組織起來，明確系統(tǒng)各部分的功能職責和軟件結(jié)構(gòu)。 ?JXGL系統(tǒng)的運行軟件可以組織成組件圖，如圖12.20所示。 ?其中有“教學管理”、 “課程管理”、 “成績管理”、 “人事信息”、“課程”、“開設課程”、“選課注冊”、“教師”、“學生”等組件。 ?在所有這些組件中包含了各自相應的對象類、接口、聯(lián)系的實現(xiàn)代碼。 ?如果需要，可以繪制系統(tǒng)的源代碼、二進制碼、執(zhí)行碼的組件的跟蹤關系圖。,,,Home,建立組件圖,49,?JXGL系統(tǒng)的運行軟件組件圖，如圖12.20所示。,,,Home,建立組件圖,圖12.20 JXGL系統(tǒng)組件圖,,50,?JXGL系統(tǒng)是一個基于局部網(wǎng)絡（校園網(wǎng)）和數(shù)據(jù)庫的應用系統(tǒng)，因此有必要進行系統(tǒng)的配置，建立配置圖。 ?JXGL系統(tǒng)的各個部分可以配置在不同的節(jié)點上，通過網(wǎng)絡相互通信。 ?例如，在配置圖12.21中，把數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器、課程管理（包含人事信息管理）和成績管理的相應組件配置在不同的節(jié)點上。 ?JXGL系統(tǒng)是一個客戶機/服務器結(jié)構(gòu)的分布式系統(tǒng)，也可以繪制如圖12.22的配置圖。,,,Home,建立配置圖,51,,,,Home,建立配置圖,圖12.21 JXGL系統(tǒng)配置圖,,,圖12.22 JXGL系統(tǒng)的客戶機/服務器結(jié)構(gòu)配置圖,52,