（控制理论与控制工程专业论文）基于uml和net技术的管理信息系统开发研究.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 管理信息系统在计划、管理、决策、协调和控制等方面都发挥着重要的作用，为管 理人员和决策者提供日常的信息服务。但是管理信息系统的开发往往需要投入巨大的人 力和物力，而且最终都很难满足需求，并达到运行稳定且便于维护升级的目标。从根本 上来说造成这一问题原因是由于缺少针对系统复杂的特点而进行建模的方法。u m l 作 为一种建模语言，已经广泛的应用于系统的分析建模过程中。但是，在针对复杂系统建 模过程中，传统的方法很难把握系统整体流程。同时可能导致设计不足或者建模的偏差 难以修正的问题，在很大程度上影响系统的实际建设。 本文针对管理信息系统业务逻辑复杂等特点，利用面向对象的编程思想，提出一种 在n e t 环境下，利用u m l 进行建模的模型驱动系统开发方法。按照流程用例分析，开 发模式选择、体系结构设计、系统实现等几个步骤进行管理信息系统开发。在建模过程 中首先引入流程分析，再将流程划分并进行用例分析进一步进行开发模式的选择，在此 基础上可以对系统整体业务逻辑进行管理和控制。在系统各模块进行建模后，利用设计 补偿对结果进行分析，可以消除设计不足。对实现的系统进行重构，进而减少不合理的 设计。在实际应用过程中，依照提出的方法对一个具体的包含复杂业务逻辑的管理信息 系统“防汛抗旱项目信息管理系统”进行实现。对系统流程建立、模式的选择、模 块的设计及系统的功能进行详细的分析，并对系统的功能和实现进行讨论。该管理信息 系统的实现表明，在具有复杂逻辑的管理信息系统设计过程中，本文所提方法能够有效 地应用于系统建设的各个环节。 关键词：管理信息系统；u m l ；n e t ；防汛抗旱管理 基于u m l 和n e t 技术的管理信息系统开发研究 r e s e a r c ho fm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e md e v e l o p m e n t b a s e do ni 瓜缸a n d n e t a b s tr a c t m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mp l a y se s s e n t i a lr o l e st h a tp r o v i d er o u t i n es e r v i c e st o m a n a g e r sa n dd e c i d e r si np l a n n i n g ，m a n a g e m e n t ，d e c i s i o n , c o o p e r a t i o n , c o n t r o la n ds oo n h o w e v e r ，ah u g ec o n s u m p t i o no fm a n p o w e ra n dm a t e r i a lr e s o u r c e si sa l w a y si n v o l v e di n d e v e l o p i n gam a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，a n di ti sv e r yd i f f i c u l tt oa c h i e v et h eg o a lo f m e e t i n gt h ed e m a n d ，s t a b i l i t ya n df a c i l i t yt ou p d a t i n g i nf a c t ，t h ep o i n ti st h a tt h e r ea l en o s u c c e s s f u lm o d e l i n gm e t h o d sb a s e do nt h ei n d i v i d u a lc h a r a c t e r i s t i c so ft h ec o m p l e xs y s t e m s u m lh a sb e e nw i d e l yu s e di ns y s t e ma n a l y s i sa n dm o d e l i n gp r o c e s s 部am o d e l i n gl a n g u a g e w h e nc o n s i d e r i n gc o m p l e x i t yo fac e r t a i ns y s t e m ，t h eg e n e r a lf l o wc a nh a r d l yb em a n i p u l a t e d b yu s i n gt r a d i t i o n a lm o d e l i n gm e t h o d s f u r t h e r m o r e ，i tc o u l dl e a dt od e s i g nd e f i c i e n c ya n d m o d e lb i a s ，w h i c ha f f e c tt h ea c t u a lc o n s t r u c t i o ns e r i o u s l y i nt h i sp a p e r ，i no r d e rt o d e v e l o pt h ec o m p l i c a t e db u s i n e s so b j e c t so fm a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m s ，am o d e l d r i v e nd e v e l o p m e n ta p p r o a c hb a s e do nu m lu n d e r n e t f r a m e w o r ki sp r o p o s e d 、 ，i t l lt h eu s eo fo b j e c t o r i e n t e dp r o g r a m m i n gi d e a s an u m b e ro fs t e p s a r ef o l l o w e dt od e v e l o pm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m s p r o c e s sa n a l y s i si su s e dd u r i n gt h e m o d e l i n gp r o c e s s n l i sp r o c e s si sd i v i d e di n t os e v e r a lp a r t sf o ru s e c a s ea n a l y s i s ，a n dt h e m o d eo ft h ed e v e l o p m e n ti ss e l e c t e d i nt h i sw a y ，t h eb u s i n e s so b j e c t so ft h es y s t e mc o u l db e c o n t r o l l e d a f t e rm o d e l i n ge a c hp a r to ft h es y s t e m ，t h em o d e l sa r ea n a l y z e dt h r o u g hd e s i g n r e p a i rw h i c hc o u l de l i m i n a t ed e s i g nd e f i c i e n c y u n r e a s o n a b l ed e s i g n sc a nb er e d u c e d r e f a c t o r i n g a c c o r d i n gt o t h i sm e t h o d ，“i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n to v e rf l o o d & d r o u g h t p r e v e n t i o n i sd e v e l o p e d f l o wd e s i g n ，m o d e ls e l e c t i o n , m o d u l ed e s i g na n df u n c t i o na n a l y s i s a r ed i s c u s s e da n da n a l y z e d 啊1 ec o n s t r u c t i o no ft h i ss y s t e mp r o v e st h a tt h em e t h o dp r o p o s e d i nt h i s p a p e rc a nb ee f f e c t i v e l y u s e di ne a c hp a r to ft h ed e v e l o p m e n to fm a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m k e yw o r d s ：m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ：u m l ；n e t ；m a n a g e m e n to ff l o o d & d r o u g h tp r e v e n t i o n i i 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间 论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有 权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文题目：叁至竺坠生堡：堡塑堡堕坠堡望垒垦垦丝生篁监 作者签名：整出整 日期：三竺兰年j l 月上兰日 导师签名： 彪硷 日期：苎星竖年j 三胡鲨 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文题目：兰量望坠兰堡：坠里垦堡垒鳖垦堡垒查壁堡堕 作者签名：苤幽型鍪 日期：至堕年j 三月三匕日 大连理工大学硕士学位论文 1绪论 1 1研究背景 2 0 世纪7 0 年代，计算机信息系统在美国经济管理领域已经得到了广泛的应用。最 初计算机在经济管理领域的应用没有取得令人满意的效果，暴露出了大量的问题。在经 济管理领域有大量的信息需要处理；于此同时，计算机快速处理信息的功能，没有很好 地得到发挥。 人们在反思后总结出了一些经验：经济管理领域的计算机信息处理系统，其目标是 管理者对信息的需求，离开了管理者对信息的需求，计算机信息处理系统就会偏离目标 和方向；其次，计算机信息处理系统是一个系统，在建设过程中不能将各个部分孤立起 来，要用系统工程的方法对整个系统进行整体、科学的规划和设计；此外，就是信息管 理人才培养。基于上述背景，管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m , m i s ) 的概 念应运而生【l j 。 管理信息系统的开发是一项涉及面广，技术难度大的综合性系统工程，需要投入大 量的人力、财力、物力、时间等资源，对整个企业组织的改革与发展会产生很大的影响。 只有对企业管理信息系统的整个开发过程按照系统的观点使用现代项目管理的科学理 念和方法进行控制，才可能以较小的投入，取得较为理想的效果【z 】。 1 2 国内外研究现状和进展 管理信息系统是随着计算机、信息技术的飞跃发展，现在社会对信息需求的日益增 长而迅速发展起来的。管理信息系统的发展大致经历了以下几个阶段。 ( 1 ) 电子数据处理( e l e c t r o n i cd a mp r o c e s s i n gs y s t e m s ，e d p s ) 阶段 电子数据处理阶段主要是利用计算机进行数据处理，提高数据处理的效率【2 】。电子 数据处理的初级阶段，主要是用计算机部分地替代手工劳动，进行一些简单的单项数据 处理工作，如财务记账、数据统计等。随着计算机技术的发展，电子数据处理又发展到 可以对多个过程的相关业务数据进行综合处理，并按事先对定的要求提供各类状态报 告。 ( 2 ) 管理信息系统阶段 2 0 世纪7 0 年代初，管理信息系统逐渐成熟起来【。管理信息系统的最大特点是在 电子数据处理的基础上，利用数据库技术和网络技术将组织中的数据和信息集中在一起 进行快速处理，供相关用户统一使用【3 】。同时，利用定量化的科学管理方法，通过预测、 计划、优化、管理和控制等手段来帮助管理和支持决策【4 】。随着计算机网络、通信技术 基于u m l 和n e t 技术的管理信息系统开发研究 的发展，不仅能把组织内部的各层次管理联系起来，而且能够克服地理界限，把分散在 不同区域的计算机网络互联，形成跨地区的管理信息系统【5 】。 ( 3 ) 决策支持系统( d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m s ，d s s ) 阶段 2 0 世纪7 0 年代，美国的学者m i c h a e ls s c o t tm o r t o n 在管理决策系统一书中首 次提出了“决策支持系统的概念。决策支持系统不同于传统的管理信息系统。早期的 m i s 主要为管理者提供预定的报告，而d s s 则是在人和计算机交互的过程中帮助决策 制探索可能的方案，为管理者提供决策所需要的信息【2 】。 由于决策支持是m i s 的一项重要内容，d s s 无疑是m i s 的重要组成部分；同时， d s s 以m i s 管理的信息为基础，是m i s 功能上的延伸。从这个意义上，可以认为d s s 是m i s 发展的新阶段，而d s s 是把数据库处理与经济管理数学模型的优化计算结合起 来，是具有管理、辅助决策和预测功能的管理信息系统。 综上所述，e d p s 、m i s 和d s s 各自代表了信息系统发展过程中某一阶段，但是至 今他们仍不断地发展着，而且是相互交叉的关系。 e d p s 是面向业务的信息系统，m i s 是面向管理的信息系统，d s s 则是面向决策的 信息系统。d s s 在组织中可能是一个独立的系统，也可能作为m - i s 的一个高层子系统 而存在。 管理信息系统是一个不断发展的概念。2 0 世纪9 0 年代以来，d s s 与人工智能、计 算机网络技术等结合形成了智能决策支持系统( i n t e l l i g e n td e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m s ， r o s s ) 和群体决策支持系统( g r o u pd e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m s ，g d s s ) 。此外还出现了不少 新的概念，诸如总裁信息系统( e i s ) 、战略信息系统、计算机集成制造系统( c n v 互s ) 和其他 基于知识的信息系统等。 1 3 本课题的研究目的和意义 当今很多企业事业单位信息管理方式落后，自动化程度很低。随着社会的发展早期 的管理方式已满足不了为组织管理者提供信息服务和决策支持的要求。因此，建立以计 算机为主要建设手段的管理信息系统，已经成为现代企业、政府部门等各类组织提高自 身素质、实现组织目标的战略措施i z j 。 然而，系统建设中耗资巨大、效益无望、半途而废，或使建设单位背上沉重包袱等 情况时有发生【6 】。因此，在正确认识其特点和规律的基础上，如何运用科学的建设方法 进行管理信息系统的构建是至关重要的【7 j 。 大连理工大学硕士学位论文 1 3 1 研究目的 信息系统的开发、实施是一个复杂的系统工程，它涉及计算机处理技术、系统理论、 组织机构、管理模式、管理功能、数据的收集和处理过程、计算机软硬件系统的管理和 应用、软件系统的开发等各个方面。这就增大了开发一个信息系统的工程规模和难度， 需要研究出科学的方法和工程化的开发步骤，以确保整个开发工作能够顺利进行。开发 信息系统的方法有很多种，但目前还没有一种完备的开发方法。生命周期法、原型法、 结构化开发方法及面向对象开发方法是开发信息系统的主要方法。其中结构化开发方法 和面向对象开发方法是开发信息系统的主要方法【l 】。 面向对象( o b j e c to r i e n t e d ，o o ) 技术作为一种软件技术有着其优越性，但是由于目前 的大多数面向对象分析与设计方法都没有提供一个定义对象的有力手段，往往是在工作 一开始就陷入了一个十分复杂的境地。 统一建模语言( u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ，u m l ) 适用于以面向对象技术来描述任何 类型的系统，而且适用于系统开发的不同阶段，从需求规格描述直至系统完成后的测试 和维护i s 。利用u m l 进行面向对象的分析和设计( o b j e c t o r i e n t e da n a l y s i sa n dd e s i g n , o o a d ) 已 广泛被人们所接受闭。 但是，u m l 是一种建模语言而不是方法，这是因为u m l 中没有过程的概念，而过 程正是方法的一个重要组成部分。u m l 本身独立于过程，这意味着用户在使用u m l 进 行建模时，可以选用任何适合的过程。然而，使用u m l 建模仍然有着大致统一的过程 框架，该框架包含了u m l 建模过程中的共同要素，同时又为用户选用与其所开发的工 程相适合的建模技术提供了很大的自由度。建设管理信息系统的过程中，在使用u m l 建模时，如何选取过程是本文的研究重点之一。 n e tf r a m e w o r k 是支持生成和运行下一代应用程序和x m lw e bs e r v i c e s 的内部 w i n d o w s 组件【1 0 1 。无论对象代码是在本地存储和执行，还是在本地执行但在i n t e r n e t 上 分布或者是在远程执行，n e tf r a m e w o r k 都能够提供一致的面向对象的编程环境。 在n e tf r a m e w o r k 下，可以发布和运行各种应用程序，包括基于w e b 的应用程序、各 种客户端应用程序以及x m lw e b 服务。所以利用n e tf r a m e w o r k 进行管理信息系统的 建设有着一定的优势。系统的开发过程中，如何在n e tf r a m e w o r k 下进行面向对象程 序设计( o b j e c t - o r i e n t e dp r o g r a m m i n g ，o o p ) 是本文研究的另一重点内容。 综上所述，本文旨在寻求一种能够适用于管理信息系统特点的u m l 建模过程，同 时能够充分利用n e tf r a m e w o r k 面向对象技术特点的方法建立管理信息系统。 基于u m l 和n e t 技术的管理信息系统开发研究 1 3 2 研究意义 在管理信息系统的建设过程中，传统的系统开发方法都有着各种各样不可避免的缺 点。人们在实践中引入了面向对象的方法，能够克服传统方法存在的缺点，提高系统的 稳定性、可维护性和可重用性。但是由于管理信息系统自身的复杂性等特点，实际建设 过程很难把握。 u m l 作为一种提取o o a d 过程的产物的图形化语言，针对需求、行为、体系结构 和实现提供了一套综合表示法【l 。n e tf r a m e w o r k 是当前使用比较普遍的面向对象编 程环境，在实际应用过程中有着简单易用、开发周期短等特点。传统的基于u m l 的模 型驱动开发方法一般都存在整体流程不明确、设计不足、设计偏差缺少修正的问题。本 文针对这些问题，结合管理信息系统自身的实际特点，在n e t 环境下，将基于u m l 的 模型驱动方法从这三个方面进行了改进。并利用这种方法进一步实现了“防汛抗旱项目 信息管理系统”的开发。 利用面向对象技术开发管理信息系统是管理信息系统建设的必然趋势。本文研究了 一种针对包含复杂业务流程的管理信息系统，而进行改进的基于u m l 的模型驱动开发 方法，结合在n e t 编程环境进行o o p 。为业务逻辑复杂的管理信息系统的建模和具体 实现提供了参考的依据和一套在现实的系统开发过程中适用的方法。 1 4 本文所做的工作 第1 章简单介绍了m i s 的相关背景，分析了m i s 的发展过程和现状，最后交代了 课题的研究目的以及研究意义。 第2 章介绍了n e t 开发平台和u m l 的基本内容。分析了传统的基于u m l 的模型 驱动开发方法，对方法中存在的问题进行了讨论，并对有针对性的分析了如何改进传统 方法。 第3 章详尽地分析了如何使用u m l 结合n e t 开发平台对业务逻辑复杂的管理信息 系统进行分析、模式选择、功能细化及组件实现，并对此过程中的难点、可能出现的问 题、解决方法等进行了全面的讨论。 第4 章详细地介绍了“防汛抗旱项目信息管理系统 的实现。从系统框架、各模块 的功能及作用等角度对系统进行了分析。 最后，总结基于u m l 在n e t 框架下管理信息系统的分析、设计、建模和实现步骤； 对在此方法基础上建立的防汛抗旱项目信息管理系统进行综合评价；并分析方法中存在 的问题，展望下一步的发展方向。 大连理工大学硕士学位论文 2 n e t 开发环境与基于u m l 的面向对象建模 本章对管理信息系统实际开发过程中，可以实际使用到的n e t 平台和i m i ，的基本 内容进行介绍。同时分析传统的基于u m l 的模型驱动开发方法进行回顾，并提出其中 存在的问题及改进的方向。 2 1 n e t 框架 n e t 架构是n e t 平台最重要的基础框架，是n e t 的编程模型，用于创建、发布 和运行各种应用程序，包括基于w e b 的应用程序、各种客户端应用程序以及x m lw e l ) 服务【1 2 1 。n e t 框架简化了分布式网络环境的应用程序开发，为开发人员提供了面向对 象的编程环境以及安全可靠、高效的代码执行环境；可以将软件部署冲突和版本控制冲 突最小化；可使开发人员便于开发不同类型的应用程序，如传统的w i n d o w s 应用程序 和基于w e b 的应用程序；遵循相关的工业标准，确保基于n e t 框架的代码可以和其他 代码集成【1 3 】。n e t 框架的组建构成如图2 1 所示。 囤田圈田 ： 蕊赢磊了 ： f e 三三至三三j i ：j! ! 竺竺! ! 兰竺竺! 竺! 竺竺墨! 竺 i ：气 二二二至亘三二二 脚框架 图2 。1 n e t 框架的构成 f i g 2 1 b r o w s e r s e r v e rf r a m e w o r k n e t 框架位于操作系统( 目前为w i n d o w s ) 之上，它的基础是通用语言运行环境 ( c o m m a n dl a n g u a g er u n t i m e ，c l r ) ，c l r 提供了程序的执行环境。 c l r 的上层是框架的类库是一个综合性的面向对象的可重用类型集合，可以使用其 开发包含从传统的命令行或图形用户界面( g t n ) 应用程序到基于a s p n e t 的应用程序 基于u m l 和n e t 技术的管理信息系统开发研究 ( 如w e b 窗体和x m lw e b 服务) 在内的应用程序。类库中的类支持基本的输入输出、 字符串操作、安全管理、网络通信、线程管理及文本操作等【1 4 1 。 在类库之上对n e t 基类进行扩充，以支持数据管理和x m l 操作。a d o n e t 提供 了一组类对保存在后台数据库的永久性数据进行操作和管理，而且n e t 框架还支持一 组用于操作吼数据并进行沮搜索和转换的类。 框架上半部分结构是对框架类库、数据管理和x m l 类的扩展，主要用于支持创建 使用三类技术( w e b 服务、w e bf o r m s 以及w i n d o w sf o r m s ) 的应用程序。n e t 框架 提供了很多用于w e b 服务的类，由于w e b 服务使用标准的h t f p 和s o a p 协议作为底 层通信协议，它支持跨网络的即插即用【3 6 】。此外，n e t 框架还未w e bf o r m s 和w i n d o w s f o r m s 提供了很多类和组件，用于基于w e b 的应用程序和w i n d o w s 应用程序的快速开 如 反。 在整个n e t 框架中，最重要的组件是c l r 和类库。 ( 1 ) 通用语言环境c l r c l r 是整个n e t 框架的基础，它负责内存管理、线程执行、代码执行、代码安全 验证以及编译等核心系统服务，实际上c l r 代理了操作系统的部分管理功能【1 5 1 。c l r 为代码执行提供了一个虚拟机，在某些方面和j a v a 的虚拟机类似。 c l r 的基本原则就是代码管理，其最主要的一个概念就是托管。用n e t 框架编写 的代码是托管代码，他在c l r 的控制下运行；相反，不在c l r 控制下运行的代码是非 托管代码。托管代码可以从c l r 中获得跨语言集成、跨语言异常处理、增强安全性、 版本控制和部署支持、简化组件交互模型、调试和分析功能等。 c l r 自动处理对象布局和管理对对象的应用，当不再使用对象时将它们释放。生存 期以这种方式来管理的对象称为托管数据。这种自动内存管理消除了内存泄露、无效内 存引用以及其他一些常见的应用程序错误【1 1 】。 c l r 使得开发能够跨语言交互的组件和应用程序变得很容易，从而提高了开发的效 率。开发人员可以使用熟悉的编程语言编写应用程序，能够充分利用其他开发人员用其 他语言编写的运行库、类库和组件。以n e t 框架为目标的语言编译器使得用该语言编 写的现有代码可以使用n e t 框架的功能，大大减轻了现有应用程序在迁移过程的工作 负担。 尽管运行c l r 是为未来软件设计的，但是它也支持现在和以前的软件。托管和非 托管代码之间的互操作性使开发人员能够继续使用所需的c o m 组件和d l l 。 ( 2 ) n e t 框架的类库 一6 一 大连理工大学硕士学位论文 n e t 框架的类库是一组广泛的、面向对象的可重用类的集合，与c l r 紧密集成， 为应用程序提供各种高级的组件和服务。它将开发人员从繁重的编程细节中解放出来， 专注与程序的业务逻辑，并未应用程序提供各种开发支持无论是传统的命令程序还 是w i n d o w s 图形界面程序，或是面向下一代因特网分布式计算平台的a s p n e t 或x m l w e b 服务【3 7 1 。类库还提供了用户的托管代码可从中导出功能的类型，这不但使n e t 框 架类型易于使用，而且还减少了学习n e t 框架的新功能所需要的时间。此外，第三方 组件可与n e t 框架中的类进行无缝集成。以下是对类库组件和服务的概括。 ( 1 ) 系统框架服务。框架服务包括一套开发人员希望在标准语言库中存在的基类库， 例如：集合、输入输出、字符串操作及数据类。另外，类库提供访问操作系统服务如图 像、网络、线程、全球化和加密的类。框架服务也包括数据访问类和开发工具，如调试 和剖析服务使用的类。 、也) a d o n e t 组件。a d o n e t 为基于网络的可扩展的应用程序和服务提供数据访 问服务【1 6 】。a d o n e t 不仅支持传统的数据访问，同时也为更适合于把数据返回到客户 端应用程序的无连接数据模板提供高性能的访问支持。 ( 3 ) x m l 数据组件。所有的数据都可用x m l 描述，开发人员可以通过x m l 为任 何数据使用转换、传输和确认服务【1 7 1 。n e t 框架对x m l 数据提供操作支持，系统也支 持a d o n e t 数据与x m l 数据之间的通用转换。， ( 4 ) w i n d o w sf o r m s 组件。w i n d o w sf o r m s 组件为开发人员提供了强大的w i n d o w s 应用程序模型和丰富的w i l l d o w s 用户接口，包括传统的a c t i v e x 控件和w i n d o w sx p 的 新界面，如透明的、分层的、浮动的窗口 t 8 】。 ( 5 ) w e bf o r m s 组件。n e t 使用a s p n e t 来开发基于w e b 的应用程序。和w i n d o w s f o r m s 一样，w e bf o r m s 组件为开发基于w e b 的应用程序提供了丰富的服务器和客户端 控件，使开发人员以非常直观的方式进行w e b 开发【l 引。 ( 6 ) x m lw e b 服务。在n e t 中，a s p n e t 为创建x m lw e b 服务提供了一个高级 的可编程模板。虽然建立x m lw e b 服务并不限定使用特定的系统平台，但是它提供的 许多特点将简化开发过程【2 0 - 2 2 1 。使用这个编程模型，开发人员不需要理解h t t p 、s o a p 或其他任何网络协议和规范。x m lw e b 服务为在i n t e m e t 上绑定应用程序提供了一个利 用现存体系架构和应用程序的简单的、灵活的、基于产业标准的模型。 2 2u m l 下的视图构造模型与o o a d 建模 u m l 是一种建模语言，本节将对它的基本内容进行详细介绍。同时对利用u m l 进 行o o a d 建模进行介绍。 基于u m l 和n e t 技术的管理信息系统开发研究 2 2 1u m l 基本内容 u m l 语言使用若干个视图i e w ) 构造模型【1 1 】。每个视图代表系统的一个方面。u m l 共包括六类视图。 ( 1 ) 用例视图( u s e c a s ev i e w ) 用于描述系统应该具有的功能集，并指出各功能的操 作者，主要为用户、设计人员、开发人员和测试人员而设置。 ( 2 ) 逻辑视图( l o g i c a lv i e w ) ：以面向对象的概念，来表达出软件设计的结果。逻辑 视图主要描述实现系统内部功能性工作的细部设计，这些设计包括静态结构和动态的行 为。 ( 3 ) 实现视图( i m p l e m e n t a t i o nv i e w ) ：以模块( m o d u l e s ) 或组件( c o m p o n e n t ) 来表现出 按照逻辑设计的对象( o b j e c t ) 是在哪一个模块或组件中实现。 ( 4 ) 进程视图( p r o c e s sv i e w ) - 通常是一个典型的分布式系统，一般都包含许多进程 ( p r o c e s s ) 或线程。“进程视图”即是描述一个系统中各组成部分整体运行的程序。 ( 5 ) 部署视图( d e p l o y m e n tv i e w ) ：部署视图是指在网络环境中，充分表示进程或线 程对应到主机或设备的实际状态。也就是描述系统硬件或设备之间的联接关系，和软件 程序的配置状况。 ( 6 ) 使用案例视图( u s e c a s ev i e w ) ：使用案例视图可说是u m l 的核心，主要作用 是用来说明系统功能性的需求，找出系统中的使用案例( u s e c a s e ) 与角色( a c t o r ) ，和利 用使用案例的模型来充分表达出软件功能的需求。 视图用图描述，而图用模型元素的符号表示。图中包含的元素可以有类、对象、组 件、关系等，这些模型具有具体的含义并且用图形符号表示。u m l 图包括：用例图 ( u s e - c a s ed i a g r a m ) 、活动 ( a c t i v i t yd i a g r a m ) 、组件图( c o m p o n e md i a g r a m ) 、类图( c l a s s d i a g r a m ) 、包图( p a c k a g ed i a g r a m ) 、顺序图( s e q u e n c ed i a g r a m ) 、通信图( c o m m u n i c a t i o n d i a g r a m ) 、状态图( s t a t em a c h i n ed i a g r a m ) 、部署图( d e p l o y m e n td i a g r a m ) 、对象 ( o b j e c t d i a g r a m ) 、组合结构图( c o m p o s i t es t r u c t u r ed i a g r a m ) 、交互概览医 ( i n t e r a c t i o no v e r v i e w d i a g r a m ) 、定时图( t i m i n gd i a g r a m ) 。 2 。2 2 利用u m l 的o o a d 建模 o o a d 中使用u m l 的核心目标是通过系统模型来学习并理解系统。模型将有助于 研究其他可选的设计，并且相对于实际建立系统所需的速度和开销，可以用更快的速度 和更低的开销测试对系统的了解程度团】。 在使用u m l 的o o a d 情况中，模型主要由图组成：动态图描述了系统的行为，静 态图描述了系统的结构。使用静态图时，可以确保每个组件或类可以访问执行它应当负 大连理工大学硕士学位论文 责行为所需要的接口信息【2 4 1 。使用动态图时，可以跟踪具体的行为，并且分析不同情况 如何结束。 o o a d 过程的核心产物是模型。实际可能用到以下的模型： ( 1 ) 分析模型：该模型是针对已有系统、终端用户的需求，以及这些需求可能解决 方案的高层次理解。 ( 2 ) 体系结构模型：对于解决分析模型中定义需求解决方案来说，体系结构模型就 是针对该解决方案结构的一个不断演变的模型。它着重关注体系结构，即：解决方案的 组件、接口和结构。该结构在多个节点问的部署，以及确定该结构的各种权衡和决策。 ( 3 ) 组件模型：描述体系结构模型中各个部分的内部结构的一系列模型。每个组件 模型都关注于组件类结构的细节，并且允许精确指定类的属性、操作、依赖关系和行为。 在实际开发过程中可能需要更多的模型：业务模型、域模型以及其他可能的模型。 模型的主要优点是可以在开发周期中更早的改变模型，而不是改变代码，并且可以等快 捷的进行改变【2 5 1 。 2 3 基于u m l 的模型驱动开发方法 传统利用u m l 模型驱动开发方法基本上可以划分为五个步骤：定义步骤、细化步 骤、分配步骤、设计步骤、迭代步骤。 ( 1 ) 定义步骤：通过用例图标识系统的需求。添加其他可以清楚显示用例的图。 在定义步骤中，首先应该标识角色和标识域对象。之后，对于已经标识的每个角色， 应该列出所有由角色发起的用例，并且检查这些用例中是否涉及其他的角色。然后可以 查看用例集合，并且查看它们需要哪些对象。 ( 2 ) 细化步骤：通过在活动图中捕获的场景中详细信息描述每个需求中的步骤。添 加其他可清楚显示相关活动的图。 在细化步骤中，需要便利在第一步中编写的所有用例文档，并且检查它们以确定每 个用例的不同场景。然后利用活动图定义这些场景，同时显示每个阶段都发生了什么， 以及通过该用例可发现多少不同的路径。如果图大，复杂的细节则可以隐藏在子活动状 态中。 ( 3 ) 分配步骤：用活动图将步骤分配给系统的各个元素。 在第二步中创建的活动图是分配步骤的起点。在此步骤中，需要完成这些用例图， 并在每个用例图中添加用泳道或泳区附7 】。开始工作的最佳位置是发起用例的角色，然 后依次查看每个活动，并且考虑系统的哪些部分应该对其负责。 ( 4 ) 设计步骤：使用组件图显示各元素之间的关系。添加可以说清楚组件的图。 基于u m l 和n e t 技术的管理信息系统开发研究 设计步骤的起点是第三步创建的泳道和泳区。将每个泳道或泳区内的活动用组件进 行表示。泳道或泳区之间用依赖关系进行表示。 ( 5 ) 迭代步骤：将过程的范围缩小到单独的元素【2 8 , 2 9 1 。添加其他可以帮助理解系统 的图在当前范围中适当的重复第一步到第四步。 在该步骤中，将直接采用上一步中标识的每个组件，并且重头到尾重复整个过程， 就如同组件自身是一个系统一样。对于组件的每个接口，可以将相关的细节放入活动图 中，然后通过添加泳道，标识负责每个动作的类。通过检查如何在泳道之间进行调整， 可以设计类之间的关系和依赖。 传统方法作为模型驱动开发方法之一在实际的使用过程中一直是起到重要的作用， 但是该方法存在以下几点问题： ( 1 ) 整体流程不明确。传统方法在起始步骤中使用用例图对需求进行描述，用例图 很难表达流程上的信息。虽然用例能够反应出实际的需求，但是对复杂流程中的具体逻 辑表达不充分。 ( 2 ) 设计不足。虽然传统的模型驱动开发已经对系统实现的各个环节进行了设计， 但是很多情况下，但单纯的从用例、流程、组件的角度进行分析很难做到全面的设计。 ( 3 ) 设计偏差缺少修正。系统的升级和维护也是系统建设过程中重要的环节。当系 统的需求发生改变需要升级的时候，为了保持模型与系统的一致性，传统方法通过修改 模型进而对系统进行修改。这种做法很难保证系统原有的功能不受影响，给系统埋下了 巨大的隐患。 通过以上的几点我们可以看出，传统的五步法实际只是一种轻量级的o o a d 过程， 在实际应用过程中很难有效的把握复杂的业务逻辑所带来的大量的流程信息。很难把握 大型的系统，或者具有复杂业务流程的小型系统的建设。由于管理信息系统自身具有复 杂性等特点，因此传统方法很大程度上不适用于管理信息系统的开发。 只有改进了传统方法中的不足，才可能将其应用到实际的复杂系统的建设以及管理 信息系统的开发中去。针对以上三点不足，考虑进行三点改进t ( 1 ) 设置系统整体流程的约束。在u m l 图中，活动图能够对流程和复杂逻辑进行很 好的表达，因此考虑在建模的初期引入系统整体流程的活动图，来完善建模过程对系统 流程的掌控。 ( 2 ) 引入设计模式。设计模式是从代码结构角度进行系统设计，与建模过程中针对 建模对象的进行分析的角度是不同的。因此，设计模式的引入，能够改变传统方法分析 设计的单一思路，可以克服建模过程设计不足的问题。 大连理工大学硕士学位论文 ( 3 ) 添加重构环节。模型设计的不足和设计的偏差是升级和维护所面临的主要问题。 为了便于系统的升级和维护，考虑在系统功能实现的基础上，通过对系统结构的调整进 而改进系统的模型，完善系统的设计。 2 4 本章小结 本章对n e t 开发环境进行了介绍，包括通用语言环境c l i 之和n e t 框架的类库。 同时介绍了u m l 的概念，从不同的角度对u m l 建模的基本元素进行了划分。同时分 析了利用u m l 的模型驱动开发的传统方法，指出方法提出问题。最后提出了如何改进 传统基于眦的模型驱动方法的基本思路。 基于u m l 和n e t 技术的管理信息系统开发研究 3 u m l 建模和n e t 下的系统实现 任何管理信息系统的建立都必须从解决实际存在的管理问题出发。虽然管理信息系 统的开发可以对实际的管理流程起到一定的规范作用，但是系统开发必须严格建立在实 际业务逻辑需求的基础上。在已知实际复杂流程的基础上，一般的利用u m l 进行o o a d 的方法并不适用于系统的开发。 针对具有复杂业务流程的管理信息系统，本章详细介绍了如何利用u m l 进行建模， 并在n e tf r a m e w o r k 环境下开发系统的方法。 本章通过以下几个部分对建模和系统实现：流程用例分析，开发模式选择与数据库 设计，体系结构设计及系统实现。为了对建模过程和系统实现进行准确详尽的分析，本 章利用一个实际的管理信息系统“防汛抗旱项目信息管理系统”配合分析的具体步 骤。 3 。1 流程用例分析 由于业务逻辑复杂的管理信息存在自身的独特规律，系统在开发过程中更加关注实 际过程中的流程，该过程不同于一般的信息系统的开发。系统流程的确定是实际建模的 根本前提，也是系统实现的基本保证。 用例分析不能对时间进行很好的反映，活动图是一种接近于流程图的u m l 图，能 够准确的反映实际需求在时间和空间上的特性，因此在系统分析过程中首先使用活动图 对系统流程进行描述，并利用用例图对系统进行分析。 3 1 1 流程分析 通常情况下，u m l 用例图被作为需求分析的第一步，但是项目管理信息系统具有 流程复杂、业务逻辑要求严格等特殊性。由于用例图中不能够反映时间的先后顺序，单 纯的一个或多个用例图或用例文档很难正确反映系统的特点，容易对系统的流程产生曲 解。 根据项目管理业务规则和业务流程复杂的特点，首先利用活动图分析系统的流程是 比较好的选择。活动图的构建是对系统进行粗略的描述，不需要包含系统中具体操作的 复杂逻辑，仅需要描述实际流程中参与者执行的关键步骤即可( 具体的实现是系统框架 构建的内容) 。同时在活动图中暂时不要包含与流程无关的操作，例如检索、统计分析 等。与流程无关的操作不是创建活动图的重点，如果在活动图的构建中包含全部的活动 将会大大增加活动图的复杂度，为进一步的建模分析造成极大的不便。泳道或泳区的设 计是建立活动图的核心内容，需要严格按照参与者和线程进行分组【引。 大连理工大学硕士学位论文 图3