学位论文管理系统正交状态设计与研究.doc

学位论文管理系统正交状态设计与研究-教育管理学论文学位论文管理系统正交状态设计与研究 李敏（中南林业科技大学 研究生院，湖南 长沙 410004） 摘要：结合“研究生学位论文管理系统”开发过程，提出一种基于论文管理系统正交状态设计的方法，通过UML对论文状态进行描述，采用矩阵表示法记录论文状态过程信息，并通过建立论文状态正交体系模型，实现论文状态正交关联，简化系统复杂度，提高平台开发效率和学位论文管理系统的质量，并结合系统开发实现验证了方法的有效性。 关键词：论文管理；状态图；状态矩阵；正交性中图分类号：G643.8文献标志码：A文章编号：1674-5884（2016）07-0096-05 收稿日期：20160331 作者简介：李敏（1979-），女，湖南汨罗人，经济师，硕士，主要从事行政管理、研究生论文信息化管理研究。 研究生学位论文管理工作是确保学位论文质量的重要工作，目前工作特点是任务重、环节多，易出现人为差错等1。基于互联网技术的学位论文管理系统的应用，为学位论文的评审提供了便利，为学生、教师、管理人员和评审专家提供了一个信息交互平台2。各高校对研究生学位论文评审的具体要求不尽相同，学位论文评审管理细则也有差异。为了体现评审工作的公平公正，管理过程中不断增加监控环节，导致系统复杂度成倍增长，影响了管理平台的开发进程和运行效率3。本文结合“研究生学位论文管理系统”开发过程，提出一种基于论文管理系统正交状态设计的方法，通过UML对论文状态进行描述，并采用矩阵表示法记录论文状态过程信息，最后通过建立论文状态正交体系模型，在论文管理过程中实现各个状态的正交链接，简化了平台开发复杂度，提高了开发效率和学位论文管理系统的效率。 1基于UML的状态描述 第一，论文管理过程描述。学位论文的管理主要包括论文提交、论文评审、论文定稿3个主要环节，每个环节又包括一系列环节。论文提交包括：学生申请、录入信息、论文上传、格式校验、论文查重、上传完成。论文评审包括：送审模式选择、评审专家选择、导师审批、学位管理人员审批、论文送审、论文回收、评审通过。论文定稿包括：论文答辩、论文修改、相关人员确认、论文终稿上传。根据每个环节的输出结果，各个环节之间存在着相互关联关系，从而构成整个论文管理体系。第二，评审过程状态图描述。根据上述论文管理过程描述，采用UML对该过程进行状态图描述，如图1所示。有图可知，该过程存在众多的交叉环节，如论文送审“回收”状态，根据专家反馈的意见，分为“通过”“修改后通过”“修改后再审”和“不通过”等多种结果，产生多种状态转移，给系统管理带来了较大的复杂度。 2论文状态矩阵分析 2.1论文评审状态矩阵表示法学位论文在评审过程中主要分为3个大的阶段，而每个阶段又分为几个关联环节，因此，可用一个矩阵来表示学位论文所处的状态。设论文状态矩阵用A表示： 其中，k表示论文经历的状态转换次数，k=1,2，.，aij表示论文处于第i个主状态的第j个子状态，m、n分别代表主状态和子状态的最大个数。aij=1表示论文处于该状态，而0表示论文不在此状态。论文状态从最开始的学生提出申请到论文答辩通过后的论文终稿，存在一条最优（最短）路径。由于在这个过程中，存在很多不确定环节，比如论文查重有通过、不通过等多选状态，使得论文管理过程存在许多反馈、循环和交叉环节，状态转移过程复杂，A状态矩阵无法有效表述历史信息，导致论文状态的不可控。因此，本文增加了一个历史状态信息矩阵B： 当代教育理论与实践2016年第8卷第7期李敏：学位论文管理系统正交状态设计与研究用来记录论文的历史状态，则：Bk=Bk1+Ak。 2.2论文状态耦合 论文状态矩阵A、B有效地描述了论文所处的状态和历史状态信息，但当评审过程中存在较多的反馈（修改）、循环（多次修改）时，A、B就难以有效地进行描述。特别是在论文管理过程中，相关人员对论文的状态访问（查询）是随机性的，当论文历史状态存在多个回路时，往往会造成状态相互影响的耦合作用，管理系统每输入一次状态变化都会对历史状态产生影响，从而导致历史状态的耦合。由于耦合关系，增加了开发难度，降低了系统性能。因此，本文拟采用正交性设计技术来解决上述问题。 3基于状态图的正交性设计 3.1正交性原理“正交性”在几何中是指如果两条直线相交成直角，在向量中指这两条直线互不依赖，沿着某一条直线移动，该直线投影到另一条直线上的位置不变。在计算技术中，该术语用于表示某种不相依赖性或者解耦性。如果两个或者更多事物中的一个发生变化，不会影响其他事物。这些事物就是正交的。在设计良好的系统中，数据库代码与用户界面是正交的：你可以改变界面，而不影响数据库，或者更换数据库，而不用改变界面。本文针对论文管理过程的状态表示方法，采用正交性原理进行设计。 3.2正交性建模过程 学位论文管理系统中论文的状态信息主要由数据库代码和用户界面决定的，数据库代码对论文状态进行记录和跟踪，而用户界面根据论文实体的状态进行录入和变更，促成了论文状态的变化。由UML状态图可知，学位论证状态之间的转移横跨各个主状态，由此带来的状态转移矩阵维数变成mn维，虽然采用稀疏矩阵和计算机能够实现，但随着状态量的增加和数据量的增大，对整个管理系统的运行、查询压力是灾难性的。由论文管理状态的划分可知，论文状态分为主状态和子状态，如果把主状态作为横坐标，把子状态作为纵坐标，并且不同主状态的子状态不能直接转换，而要通过主状态进行切换，即主状态与子状态具有正交性，那么这将大大减少系统的状态转换频率和数据存储。第一，由UML状态图生成学位论文状态转移矩阵C，该矩阵采用稀疏矩阵来描述所有状态的关联关系，获得稀疏矩阵三元组(i，j，Cij)的线性表（0i，jmn）。此时，由A、B、C构成了数据库代码中描述学位论证状态的核心信息。 第二，将状态转移矩阵根据主状态进行划分，得到各个主状态内转移矩阵Cii（i=1，2，.,m）和跨主状态间的状态转移矩阵Cij（ij，i、j=1，2，.,m），Cii或Cij的大小为nn。 Cm1Cm2Cmm。第三，定义用户界面信息，这些信息作为论文状态变迁的触发条件，存在于论文的不同阶段，即可以根据主状态建立相应的向量信息Di=Di1Di2Din，该向量对应着论文管理系统的各个输入信息，且设置为Dik=0或1，且Dik=1，从而确保状态触发的唯一性。第四，当用户界面信息发生变化的向量为Di时，系统的状态转移矩阵C可简化为： 从而得到新的状态信息A=AC。 4案例分析与验证 4.1论文管理系统的状态图描述 本系统采用“StarUML”进行学位论文管理过程的UML状态图（部分）描述，由此构成了论文管理过程的状态关联关系，并通过“C#”自动生成了底层数据模型，从而为下一步的软件系统交互界面开发建立了数据管理模型和数据信息共享平台，如图2所示。 4.2论文管理系统的状态正交性构建为了能够充分利用本文提出的正交性设计方法，结合用户提出的需求信息和系统规划结构要求，将论文管理主状态分为以下四个部分：学位申请阶段 phase(None,Applying, Inspecting,Reviewing,Awarding)、论文状态 status( None,Uploading, TutorSuggesting,DepartmentSubmiting, GraduateManager Submiting, Assigning, Reviewing, Defencing, Finished)、处理结果 result(Prepare, Passed, Failure)和有效期 is_expired(true/false)。每个主状态又分别包含多个子状态。由于论文状态含有10个子状态，因此本系统论文的状态矩阵A大小为410维。根据图2的状态图得到学位论文状态转移矩阵C，然后根据用户需求和系统交互界面设计，得到各个主状态的向量信息Di，并得到系统的状态转移矩阵C，从而得到状态矩阵A和状态历史信息矩阵B。 4.3软件实现 如图3所示为系统状态类图，主要采用动态生成、接口隔离和状态加入优先级等方式实现。1）动态生成状态。采用正交设计后，学位（论文）状态不再直接保存在对象中，而是根据对象的数据动态生成。Thesis Processor作为状态的控制器，调用Degree Application State Factory创建状态，并将Degree Application封装在对象中。2）接口隔离。Thesis Processor作为Thesis State对外的接口，提供了所有对外的服务。但Thesis State对不同的角色有不同的服务权限，因此系统采用Tutor Thesis Processor、Student Theis Processor、Department Thesis Processor、 Graduate School Thesis Processor四个子接口对角色提供服务，每个接口中只提供符合角色权限的服务。3）状态加入优先级。图3状态类图Priority(1)public class Expired Applying State : Applying State加入Priority Attribute到Expired Applying State的Attribute中，系统在创建对象状态时会根据Priority(1)的级别优先创建。系统的用户界面如图4所示，该系统目前运行良好。 5结语通过开展学位论文管理系统开发和论文管理状态变换过程研究，本文提出的基于正交性的论文状态建模方法，有效地克服了论文管理过程状态失控、系统复杂度增长的问题，实现数据库代码和用户界面的正交性关联，确保了软件系统的信息变更的数据一致性。在软件系统开发过程中，本文有针对