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u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 u m l 技术在网上办公系统 开发中的应用研究 摘要 无论是办公自动化、电子政务或者网上办公，或者其他类似概念， 均可以归为信息化管理系统范畴，是当前新技术革命中一个非常活跃和 具有很强生命力的技术应用领域。随着互联网技术在我国迅速发展和普 及，政府部门、企事业单位建立信息化管理系统已成为一种必然的趋势。 在此形式下，我国政府已决定“政府先行，加快全国电子政务建设”， 教育部科学技术司也相应提出了建立网上办公系统的需求。对于不断发 展和融合的信息化管理系统，采用b s 架构开发无论是现在还是将来都 是最好的选择，同时基于对项目的跨平台及其可用性、安全性、可扩展 性等方面的考虑，因而采用j 2 e e 平台来构建这个基于b s 架构的信息化 管理系统。为了能够保证开发过程的流畅，同时确保系统将来的易维护 性，我们运用统一建模语言u m l 技术来支持整个系统开发。论文在对 u m l 的理论进行研究和剪裁的基础上，结合该项目的研发实践，详细阐 述了u m l 技术在一个信息化管理系统开发全过程中的应用方法，并力求 探索基于b s 架构的信息化管理系统的分析和设计的要点。 论文分四部分论述了从系统需求分析、系统详细设计、数据库设计 到最后的系统实现及测试的全过程中对于m 技术的应用和研究。论文 首先说明了需求分析在系统开发中重要意义，结合公文审批模块实例详 细讨沦了u m l 用例建模技术在需求分析过程中的使用并对用例建模中 的技术问题展开了讨论。接着论述了如何运用用例模型进行系统的详细 设计并给出了公文审批系统运用u m l 详细设计的全过程。在数据库设计 北京邮电大学硕士论文u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 部分将关系数据库理论与面向对象理论相结合，并阐述了对公文审批模 块运用u m l 数据库设计理论的实践。 作者参与了教育部科技司网上办公系统研究开发的全过程，负责完 成了项目的调研、需求分析和建模，并参与系统详细设计，同时参与了 系统代码实现并负责完成系统的测试。所开发的系统可以很好的运行于 l i n u x 和w i n d o w s 操作平台。 关键词：u m l 办公自动化1 3 s 架构用例分析j 2 e el i n u x ! ! 塞堕皇丕兰堡圭堡苎坐些垫查垄堕圭查竺墨堑茎垄! 塑堕里里垄 s t u d y 0 nu m lt e c h n i q u e i nt h ed e v e l o p 嗄e n tp r o c e s s 0 fo a s y s t e m a b s t r a c t t h ec o n c e p ts u c ha s0 a ，e g o v e r n m e n to ro t h e rs i m i l a rc o n c e p tc a nb e a l lg e n e r a l i z e db yt h ew o r d sm 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 ) m i si s an e wf i e l do fa p p l i c a t i o n t e c h n o l o g yw i t hg r e a tp r o s p e c t w i t h t h e d e v e l o p m e n ta n dp o p u l a r i z a t i o no fi n t e r n e tt e c h n o l o g y ，i tb e c a m eac e r t a i n t e n d e n c yf o rt h ed e p a r t m e n ta n de n t e r p r i s et ob u i l du pm i s i ns u c ha n e n v i r o n m e n t ，t h eg o v e m m e n to fc h i n ad e t e r m i n e dt oa c c e l e r a t et h ew o r ko f c o n s t r u c t i n ge - g o v e r n m e n ts y s t e m t h u s ，t h es c i e n c ea n dt e c h n o l o g y b u r e a uo fe d u c a t i o nm i n i s t r yc l a i m e dt oc o n s t r u c ta no as y s t e mi m p e r i o u s l y t h eb sa r c h i t e c t u r ei st h eb e s tc h o i c ef o rt h ed e v e l o p m e n to fm i sw h i c hi s t e n d st ob em i x e dt o g e t h e ri nt h ep r o c e s so fd e v e l o p m e n t t oo b t a i na n e x t e n d a b l ea n dt r a n s p l a n t a b l es y s t e m ，a n di n t e g r a t es u b s y s t e m st o g e t h e rf o r c o n v e n i e n c e i ti sd e c i d e dt oc o n s t r u c tt h es y s t e mo nt h ej 2 e ep l a t f o r l t l u m l t e c h n o l o g yc a ni m p r o v et h ep r o c e s s t h i sa r t i c l ed i s c u s s e dam e t h o do f a p p l y i n gt h eim i nam i sd e v e l o p m e n tp r o c e s sa n dt h ek e yp o i n t so ft h e d e s i g nf o ram i sb a s e do nb sa r c h i t e c t u r e t h ea r t i c l eb r i n g sf o r w a r dt h es o l u t i o nb yf o u rd a r t s s t u d y i n ga n d a p p l y i n gu m li nt h ew h o l ep r o c e s so fd e v e l o p m e n ti n c l u d i n gr e q u i r e m e n t s a n a l y s i s ，d e t a i l e dd e s i g n ，d a t a - b a s ed e s i g n ，c o d i n ga n dt e s t i n g f i r s t l y ，i t p o i n t so u tt h ei m p o r t a n c eo fr e q u i r e m e n t sa n a l y s i s ，a n di l l u s t r a t et h eu t i l i t yo f u s ec a s ed u r i n gr e q u i r e m e n t sa n a l y s i sw i t ht 1 1 ed o c u m e n to p e r m i o nm o d u l eo f t h es y s t e m t h e n ，t h et h e s i sp r e s e n t st h ed e t a i l e dd e s i g np r o c e s su s i n gu m l w i t ho b j e c t o r i e n t e dt h e o r yo fd o c u m e n to p e r a t i o nm o d u l e i nt h ed i s c u s s i o n 3 北京邮电大学硕士论文u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 o fd a t a b a s e ，t h eo b j e c t - o r i e n t e dt h e o r ya n dt h er e l a t i o n a ld a t a b a s et h e o r ya r e i n t e g r a t e dt oh s eu m lf o rd a t a b a s ed e s i g n t h ea u t h o rt o o kp a r ti nt h ew h o l ep r o c e s so fd e v e l o p m e n t ，i nc h a r g eo f t h es y s t e mr e q u i r e m e n t sa n a l y s i s ，c o n s t r u c t i o na n dt h ew o r ko ft e s t i n g ，a n d d i da p a r to fc o d i n gf o rs y s t e mi m p l e m e n t a t i o n t h es y s t e mh a db e e nt e s t i f i e d r u n i n gw e l lo nt h el i n u xp l a t f o r m k e yw o r d s ：u m l ，o f f i c ea u t o m a t i o n ，b sa r c h i t e c t u r e ，u s ec a s ea n a l y s i s j 2 e e ，l i n u x 4 北京邮电大学硕士论文 u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名乌槛日期：! ! ! 兰 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研 究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学 校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段 保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论文注 释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 量整些 日期： 鲨生：主：兰兰 导师签名：丛丝 日期：卫生匕i 幺 北京邮电大学硕士论文u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 1 1 论文背景 第1 章绪论 1 1 1 办公自动化发展现状 办公自动化( o a o f f i c ea u t o m a t i o n ) 是将现代化办公和计算机网络功能结合起来 的一种新型的办公方式，是当前新技术革命中一个非常活跃和具有很强生命力的技术 应用领域，是信息化社会的产物。 办公自动化主要是指利用现代化的办公设备、计算机技术和通信技术来代替办公 人员的手工作业，从而大幅度地提高办公效率。办公自动化在我国自7 0 年代开始发 展，到9 0 年代中期大致经历了三个阶段，第一个阶段的主要标志是办公过程中普遍 使用现代办公设备，如传真机、打字机、复印机等；第二个阶段的主要标志是办公过 程中普遍使用电脑和打印机，通过电脑和打印机进行文字处理，表格处理、文件排版 输出和进行人事财务等信息的管理等；第三个阶段的主要标志是办公过程中网络技术 的普遍使用，这一阶段在办公过程中通过使用网络，实现了文件共享，网络打印共享， 网络数据库管理等工作。 自9 0 年代中期至今，互联网技术在我国迅速发展和普及，引出了i n t r a n e t 、 e x t r a n e t 、i n t e m e t 、政府上网工程、企业上网工程、电子政务、电子商务、电子管理、 政府内部网、企业网、数字神经系统和数字化办公等一系列新概念，面对这些新概念， 再提o a 也许会让很多人感到迷惑，好象o a 这个概念已经不适应信息化发展的需要， 在这里我们认为这一个阶段为o a 发展的新阶段。这一个阶段的主要标志应为互连网 技术的普遍使用。 目前常见的“电子政务”概念，其实也是o a 的新发展的产物。电子政务是借助 电子信息技术而进行的政务活动。由于电子政务是电子信息技术与政务活动的交集。 政务有广义和狭义之分，广义的政务泛指各类行政管理活动，而狭义的政务则专指政 府部门的管理和服务活动。目前人们在探讨电子政务建设的时候，更多地是指政府部 门的信息化建设。这里我们采用狭义的政务概念，即政务专门指政府部门的管理和服 务活动。根据上述狭义的电子政务定义，电子政务主要包括三个组成部分：是政府 部门内部的电子化和网络化办公；二是政府部门之间通过计算机网络而进行的信息共 北京邮电大学硕士论文 u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 享和实时通信；三是政府部门通过网络与民众之间进行的双向信息交流。具体地【 i ， 目前各级政府部门所广泛使用的办公自动化系统属于第一类电子政务的范畴。 电子政务和办公自动化系统在以下几个方面存在差异： ( 1 ) 应用定位不同。电子政务侧重于政府部门内部以及跨部门、系统和地区的应 用，而办公自动化系统的应用重点一般是在部门内部，并且集中于办公人员的个人层 面。 ( 2 ) 二者的应用主体不同。办公自动化广泛地应用于几乎所有的党政机关和企事 业单位，而电子政务顾名思义，其应用主体主要是各级政府部门。 虽然电子政务和办公自动化在应用定位、应用主体、功能、系统管理模式等方面 均存在较大的差异，但是它们之间仍然有着十分密切的关系。由于电子政务实现了打 破部门界线的联网办公和互动式作业，因此可以把电子政务看作是办公自动化系统在 范围和功能上的对外延伸，是面向全社会的政府办公自动化。 随着i n t e r n e t 的迅速发展，政府部门、企事业单位实行办公自动化，已成为 一种必然的趋势。从目前情况看，8 0 省市级以上的部门建立了核心办公类应用系统 和主页，9 5 以上的部门建立了辅助业务管理信息系统，3 0 左右的部门建立了领导 决策支持类应用系统；大部分省市级政府部门建立了政府网站。 1 1 但目前己实现的办 公自动化多数都还不能称之为电子政务，只是在办公过程中通过使用网络，实现了文 件共享，网络打印共享，网络数据库管理等等，对外也主要局限于部门相关新闻或信 息的发布。由于互连网的普及，政府上网工程一直是近一两年业界炒作和关注的热点 之一，很多人对办公自动化概念不清，将办公自动化和政府上网混为一谈。这种现琢 导致很多部门只重政府上网工程而轻办公自动化工程。甚至把上网工程误认为就是办 公自动化工程。从实际效果来看，很多政府部门只是在网上存放一些静态的政府信息， 实质性的工作却非常少。实际上，从网络划分的角度，政府上网工程属于外网建设， 办公自动化工程是内网建设，办公自动化工程是政府信息化的基础，政府上网工程是 政府信息化的对外表现形式，办公自动化工程在政府信息化建设中所占的比重应远高 于政府上网工程。 在新的时期，基于多年办公自动化建设经验和互连网技术的发展，人们对办公自 动化的认识也越来越清楚，从网络的性质来看，办公自动化应定位于内部网( i n t r a n e t ) ， 从办公性质来看，办公自动化应定位于数字化办公，从信息化建设的角度来看，办公 自动化应是信息化建设的基础。 北京邮电大学硕士论文u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 11 2 我国办公自动化的发展方向 我国办公自动化的发展方向是数字化办公。所滑数字化办公郎几乎所有的办公业 务都在网络环境下实现。从技术发展角度来看，特别是互连网技术的发展，安全技术 的发展和软件理论的发展，实现数字化办公是完全可能的。 2 1 从管理体制和工作习惯 的角度来看，实现全面的数字化办公还有一段距离，首先数字化办公必然冲击现有的 管理体制，使现有管理体制发生变革，而管理体制的变革意味着权利和利益的重新分 配；另外管理人员原有的工作习惯、工作方式和法律体系有很强的惯性，短时问内改 变尚需时日。尽管如此，全面实现数字化办公是办公自动化发展的必然趋势。 1 2 研究开发的内容及意义 办公自动化系统是信息化建设的基础的、重要的平台。政府、企业采用办公自动 化系统或者其他任何信息化管理系统的目的都是为规范工作流程，共享信息资源，实 现协同、并行办公，从而提高管理和决策水平，提高办公效率。构建一个易开发、适 用性强并且易于使用的信息化系统，才能够真正达到提高效率的目的。 1 2 1 开发目标 2 0 0 2 年是电子政务年，中国电子政务建设己经受到了高度重视。我国政府已决 定“政府先行，加快全国电子政务建设”，并已经起草指导电子政务建设的总体方案。 m 2 0 0 3 年3 月，为响应政府电子政务建设，教育部科技司提出了建立网上办公系统的 需求。一般来说，政府部门办公自动化系统应以公文处理和机关事务管理( 尤其以领 导办公) 为核心，同时提供信息通讯与服务等重要功能，因此，典型的办公自动化应 用包括公文管理、政务信息采集与发布、内部请示报告管理、档案管理、会议管理、 领导活动管理、政策法规库、内部论坛等应用。 根据教育部科技司的意见和要求，开发办公系统应以以下几条基本原则为指导： 1 功能操作设计上尽量与教育部科技司的办公习惯保持一致： 2 界面设计要庄重、典雅i 3 系统在北京邮电大学现代网络教育技术研究所办公系统的基础上开发； 4 支持远程办公； 系统以实现真正意义上的办公自动化为目标，并且依据用户需求实现其日常办公 中所需的功能，并可随时根据业务的拓展增加功能，为应用级别提升提供接口，满足 司局间的工作联系。 北京邮电大学硕士论文u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 1 2 2 论文研究内容 在该网上办公系统的整个开发过程中，我们最大限度的运用统一建模语言u m l 技术，使用u m l 对需求进行建模，并结合用例驱动的开发过程，从需求分析到数据 库设计，从详细设计到系统实现及测试，都将以用例为指导。 首先使用u m l 对需求建模，并依据用户方意见，进行页面主体风格设计，对各 级页面进行合理、简明的界面设计，并确定页面主题风格。接下来依据用例文档和界 面设计文件，建立能够迎合业务需要和需求的系统设计，并建立便于开发小组保持统 一和交流的设计图( 类图) 。详细设计完成之后依据类图运用u m l 规范进行数据库 设计，完成类、属性与库表、字段之间的映射，建立完备的数据库。所有设计工作完 成之后组织相关人员依据类图和库表设计对各个模块进行编码，并对完成的功能模块 编写测试用例，进行功能测试，对功能缺陷增加新的测试并进行调试。 论文重点讨论u m l 技术在一个信息化管理系统开发全过程中的应用方法，并力 求探索基于b s 架构的信息化管理系统的分析和设计的要点。 1 3uml 统一建模语言和软件过程 软件工程领域在1 9 9 5 年至1 9 9 7 年取得了前所未有的进展，其中最重要的、具有 划时代重大意义的成果之一就是统一建模语言( u m l ) 的出现。1 4 1 3 1u m l 概述 u m l 是在常用的一些面向对象建模技术o m t ( o b j e c to r e i m e dm o d e l i n g t e c h n o l o g y ) 的基础上，由三位面向对象大师g m d yb o o t h 、i v a rj a c o b s o n 、j i m r u m b a u t h 在r n i o n a l 公司的组织下，统一了各种方法和不同的标准，于1 9 9 7 年1 1 月1 7 日正式由对象管理组织( o m g ) 批准u m l l 1 成为世界标准建模语言。我们称 之为统一建模语言u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e 。u m l 是一种编制系统蓝图的标准 化语言，可以对复杂的系统建立可视化的系统模型。 u m l 是一种定义良好，易于表达，功能强大且普遍实用的建模语言。它溶入了 软件工程领域的新思想、新方法和新技术，不仅可以支持面向对象的分析与设计，更 重要的是能够有力地支持从需求分析开始的软件开发的全过程。u m l 是一种图形语 言，在软件开发的整个过程中，从需求分析到结构设计、数据库建模，u m l 都提供 了模型化和可视化的支持。 u m l 是在多种面向对象建模方法的基础上发展起来的建模语言，它支持面向对 象的技术和方法，能够准确方便的表达面向对象的概念，体现面向对象的风格。在多 北京邮电大学硕士论文u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 种面向对象建模方法流派并存和相互竞争的局面中，u m l 树起了统一的旗帜，使不 同厂商开发的系统模型能够基于共同的概念，使用相同的表示法，建立彼此风格一致 的模型。u m l 的定义有两个主要组成部分：语义和表示法。u m l 的语义用自然语 言描述，表示法定义了u m l 的可视化标准表示符号，这决定了u m l 是一种可视化 的建模语言。这些图形符号和文字用于建立应用级的模型，在语义上，模型是元模型 的实例。此外u m l 的定义还给出了语法结构的精确规约。 1 32u m l 的体系结构 u m l 是由图和元模型组成的。图是u m l 的语法，而元模型则给出图的意思，是u m l 的语义。也就是说u m l 是用元模型来描述的，元模型是四层元模型体系结构模式中 的一层。此模式的其他层次分别是：元，元模型层、模型层和用户对象层。 元模型的体系结构模式己被证明可以用来定义复杂模型所要求的精确语义，这种 复杂模型通常需要被可靠地保存、共享、操作以及在工具之间进行交换。它的特点如 下： 它在每一层都递归地定义语义结构，从而使语义更精确、更正规。 它可用来定义重量级和轻量级扩展机制，如定义新的元类和构造型。 它在体系结构上将u m l 元模型与其他基于4 层元模型体系结构的标准( 比如 m o f 和用于模型交换的x m if a c i l i t y ) 统一起来。 在元模型层，u m l 元模型又被分解为三个逻辑子包：基础包、行为元素包和模 型管理包。其中基础包由核心、扩展机制和数据类型三个子包构成，它是描述模型静 态结构的语言底层结构，支持类图、对象图、构件图、部署图等结构图。行为元素包 是描述模型动态行为的语言上层结构，支持不同的行为图，包括u s ec a s e ( 用例) 图、 时序图、协作图、状态图和活动图。模型管理包则定义了对模型元素进行分组和管理 的语义，它描述了几种分组结构，包括包、模型和子系统。行为元素包和模型管理包 都依赖于基础包。 1 3 3u m l 的主要内容 作为一种建模语言，u m l 的定义包括u m l 语义和u m l 表示法两个部分。 ( 1 ) u m l 语义u m l 语义描述基于u m l 的精确元模型定义。元模型为u m l 的 所有元素在语法和语义上提供了简单、一致、通用的定义性说明，使开发者能在语义 上取得一致，消除了因人而异的最佳表达方法所造成的影响。此外u m l 还支持对元 模型的扩展定义。 北京邮电大学硕士论文 u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 ( 2 ) u m l 表示法定义u m l 符号的表示法，为丌发者或开发工具使用这些图形 符号和文本语法并对系统建模提供了标准。这些图形符号和文字所表达的是应用级的 模型，在语义上它是u m l 元模型的实例。 统一建模语言u m l 的重要内容可以由下列五类图( 共9 种图形) 来定义： 第一类是用例图，从用户角度描述系统功能，并指出各功能的操作者。 第二类是静态图( s t a t i cd i a g r a m ) ，包括类图、对象图和包图。其中类图描述系统 中类的静态结构，不仅定义系统中的类，表示类之间的联系如关联、依赖、聚合等， 也包括类的内部结构( 类的属性和操作) 。类图描述的是一种静态关系，在系统的整个生 命周期都是有效的。对象图是类图的实例，几乎使用与类图完全相同的标识。他们的 不同点在于对象图显示类的多个对象实例，而不是实际的类。一个对象图是类图的一 个实例。由于对象存在生命周期，因此对象图只能在系统某一时间段存在。包由包或 类组成，表示包与包之间的关系。包图用于描述系统的分层结构。 第三类是行为图( b e h a v i o r d i a g r a m ) ，描述系统的动态模型和组成对象间的交互关 系，包括状态图和活动图。其中状态图描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时 状态的转移条件。通常，状态图是对类图的补充。在实用上并不需要为所有的类画状 态图，仅为那些有多个状态其行为受外界环境的影响并且发生改变的类画状态图。而 活动图描述满足用例要求所要进行的活动以及活动问的约束关系，有利于识别并行活 动。 第四类是交互图( i n t e r a c t i v ed i a g r a m ) ，描述对象间的交互关系，包括时序图和合 作图。其中时序图显示对象之间的动态合作关系，它强调对象之问消息发送的顺序， 同时显示对象之间的交互；合作图描述对象间的协作关系，合作图跟时序图相似，显 示对象间的动态合作关系。除显示信息交换外，合作图还显示对象以及它们之间的关 系。如果强调时间和顺序，则使用时序图：如果强调上下级关系，则选择台作图。这 两种图合称为交互图。 第五类是实现图fi m p l e m e n t a t i o nd i a g r a m ) ，包括部件图和配置图。其中部件图描 述代码部件的物理结构及各部件之间的依赖关系。一个部件可能是一个资源代码部 件、一个二进制部件或一个可执行部件。它包含逻辑类或实现类的有关信息。部件图 有助于分析和理解部件之间的相互影响程度。配置图定义系统中软硬件的物理体系结 构。它可以显示实际的计算机和设备( 用节点表示) 以及它们之间的连接关系，也可显 示连接的类型及部件之间的依赖性。在节点内部，放置可执行部件和对象以显示节点 跟可执行软件单元的对应关系。 北京邮电大学硕士论文 u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 从应用的角度看，当采用面向对象技术设计系统时，首先是描述需求，其次根据 需求建立系统的静态模型，以构造系统的结构，第三步是描述系统的行为。其中在第 一步与第二步中所建立的模型都是静态的，包括用例图、类图( 包含包) 、对象图、组 件图和配置图等五个图形，是统一建模语言u m l 的静态建模机制。而第三步中所建 立的模型或者可以执行，或者表示执行时的时序状态或交互关系。它包括状态图、活 动图、时序图和合作图等四个图形，是标准建模语言u m l 的动态建模机制。因此， 标准建模语言u m l 的主要内容也可以归纳为静态建模机制和动态建模机制两大类。 1 3 4u m l 应用于软件开发过程中 软件开发经过了几十年的发展，从最初的汇编语言发展到高级编程语言，从结构 化的编程语言发展到面向对象的编程语言，目前应用最为广泛的面向对象的编程语言 不外乎j a v a 、c + + 和d e l p h i 等等。与此同时软件开发的方法也由过去的结构化 的编程发展到了面向对象的软件分析与设计、面向对象的软件编程。今天面向对象的 思想和方法已经渗透到了软件开发生命周期的各个阶段。统一建模语言( u m l ) 的 诞生和发展，更加推动了面向对象方法在软件开发中的应用。 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，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。 图1 1 开发过程简图 图示是u m l 建模过程的一个高层视图。这是一个迭代递增的开发过程。使用此 方法，不是在项目结束时一次性提交软件，而是分块逐次开发和提交。构造阶段由多 次迭代组成，每_ 次迭代都包含编码、测试和集成，所得产品应满足项目需求的某一 子集，或提交给用户，或纯粹是内部提交。每次迭代都包含了软件生命周期的所有阶 段。同时，每次迭代都要增加些新的功能，解决一些新的问题。 北京邮电大学硕士论文 u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 第2 章系统开发方案的确定 2 1 软件开发模式 开发具有针对性的办公系统，首先要做的就是明确用户期望得到的和我们应该做 的是什么。根据项目各方面的综合因素确定采用适宜的开发模型。软件开发模型是从 软件项目需求定义至软件经使用后废弃为止，跨越整个生存期的系统开发、运作和维 护所实施的全部过程、活动和任务的结构框架。 通过与科技司( 用户) 方面进行不同形式的多次交流，我们首先定制了开发计划， 确定所要建立的系统的范围，并对用户需求的功能进行了划分，这里简单描述如下： 1 用户登录控n - 系统内部自动识别用户的i p 地址，能够区别办公环境登录 和远程登录。远程登录的合法用户也可以进行各种权限内的操作。 2 办公主页面：分门别类、简明扼要地显示用户所需主要信息，同时提供处理 以上信息的快捷通道。所有重要信息传送，依据缓急提供提醒功能。 3 通知公告：各部门有发布公告的权限，可针对不同公告设定公告发布对象， 拟稿后需提交主管领导审核后发布。 4 新闻参考：所有合法登录用户均有资格发布信息。信息检查员有权禁止某些 内容的显示。 5 个人消息：相当于内部邮件。系统提供方便的消息发送通道。用户可以对自 己的个人消息进行管理。 6 职员信息：可提供本单位所有职员的通信录和简要信息列表，提供职员按不 同分类的分组信息，也可按分组查找用户，查看用户详细信息。用户可以修 改本人的个人信息。 7 ，在线论坛：相当于内部b b s 。所有人以真实姓名发表文章。 8 投票调查：针对某个问题进行民意调查。主管人员可新建投票主题和选项， 统计投票结果。 9 文件共享：设立公共文件夹，可下设子文件夹。所有人可以对此文件夹进行 上传、下载或查看。 1 0 考勤管理：禁止员工在办公环境外签到或签离。所有职员采用计算机签到和 签离；事假、公假、病假的申请与批复；外出、出差、加班的申请与批复( 或 北京邮电大学硕士论文u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 派遣与执行) ；本人和下级职员的考勤信息查询；提供考勤统计和月报。 11 ，日常工作：各级部门领导可以为下属职员下达工作任务，下属职员可以依据 个人情况制定工作计划，接到新任务时可以更改计划，并在工作过程中标记 工作进展，上级领导可查看下属职员的工作进展，并给予批示和评价等。同 时实现文件传阅功能( 发文者可查看下一级是否接收传阅，公文传阅为并 行过程) ，并反馈阅读信息。 1 2 e t 程安排：以日历形式显示个人日程安排，可以新建、修改、删除和查看同 程安排。 1 3 ，规章制度：方便职员查询，各种制度文件的增加、删除、修改由专人维护， 支持关键词和全文检索。 1 4 公文审批：公文流转和发文情况可供全司查询，档案文件数据只有司领导和 综合处可查看。公文的审批面向组织( 各组织由专人负责) ，要用私人密码 进行签名，公文最终核定签发后，全文自动归档。 由此，所有功能可以划分为1 4 个功能模块，其中有9 个模块的基本功能在网络 教育技术研究所内部项目管理平台上已经实现并且很好的运用在同常工作中，也就是 说有9 个模块有成功的范例可作为参照，另外还有5 个模块是全新的功能模块。 对于存在范例的9 个模块的开发可以用我们的范例作为原型采用原型法进行开 发。原型模型的主要思想是：先借用已有系统作为原型模型，这个模型大致表达了系 统分析人员对当前用户要求的理解和他希望系统实现后的形式。然后系统分析人员和 用户一道，对这个模型进行评价。通过对“样品”不断改进，使得最后的产品就是用 户所需要的。这种方法的特点是：开发人员和用户在“原型”上达成一致。这样一来， 可以减少设计中的错误和开发中的风险，也减少了对用户培训l 的时间，而提高了系统 的实用性、正确性以及用户的满意程度。并能够缩短开发周期，加快了工程进度。 另外5 个新增功能模块虽然没有参照的原型，但是用户的需求非常明确并且相对 稳定，根据这些特点，适合采用瀑布模型的开发方法进行开发。瀑布模型( w a t e r f a l l m o d e l ) 首先由r o y c e 提出。该模型由于酷似瀑布闻名。瀑布法是将开发过程分割成 几个连贯的阶段( 如，需求、分析、设计、实现和测试) ，阶段间具有顺序性和依赖 性，即必须等前一个阶段的工作完成才能进行下一个阶段的工作；前一个阶段的输出 文档作为下一个阶段的输入文档。这种方法较使用于需求稳定和相对不变的工程。瀑 布模型为软件开发和软件维护提供了一种有效的管理模式。根据这一模式制定开发计 划、进行成本预算、组织开发力量，以项目的阶段评审和文档控制为手段有效地对整 个开发过程进行指导。 北京邮电大学硕士论文u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 基于上述原因，5 个新增功能模块由于用户方需求明确，我们将采用瀑布模型的 开发方法进行开发，而且采用u m l 统一建模语言与j 2 e e 技术相结合，寻求两种技 术的结合点，使新开发的模块符合j 2 e e 技术规范，使开发过程符合规范的软件开发 过程。 2 2 开发流程 从应用的角度看，当采用面向对象技术设计系统时，首先是描述需求：其次根据 需求建立系统的静态模型，以构造系统的结构：第三步是描述系统的行为。 那么我们首先必须先搞清楚用户需求，也就是软件系统的功能是什么，这是一切 开发的基础。有了需求，接下来的工作就是分析系统的结构。系统的大体结构定下来 之后，就要看这些系统成分是怎样相互配合实现系统功能( 即系统的动态结构) 的， 就是设计。设计工作细化到一定程度，就可以编码实现了。而最后的工作，毫无疑问， 就是测试和维护，系统测试是非常重要却又往往被忽视的一个环节。总之，这个顺序 大体上就是“需求分析系统设计系统实现捌试一维护”。 北京邮电大学硕士论文u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 第3 章需求分析 31 什么是软件需求 3 1 1 软件需求胄勺定义 i e e e 软件工程标准词汇表( 1 9 9 7 年) 中定义需求为： ( 1 ) 用户解决问题或达到目标所需的条件或权能( c a p a b i l i t y ) 。 ( 2 ) 系统或系统部件要满足合同、标准、规范或其它正式规定文档所需具有的条 件或权能。 ( 3 ) 一种反硖上面( 1 ) 或( 2 ) 所描述的条件或权能的文档说明。 3 12 需求的层次 软件需求包括三个不同的层次业务需求、用户需求和功能需求( 也包括非功 能需求) 。业务需求( b u s i n e s sr e q u i r e m e n t ) 反映了组织机构或客户对系统、产品高层 次的目标要求，在项目视图与范围文档中予以说明。用户需求( u s e rr e q u i r e m e n t l 文档 描述了用户使用产品必须要完成的任务，这在用例( u s ec a s e ) 文档或方案脚本( s c e n a r i o ) 说明中予以说明。功能需求( f u n c t i o n a lr e q u i r e m e n t ) 定义了开发人员必须实现的软件功 能，使得用户能完成他们的任务，从而满足了业务需求。 业务需求 。，1 i ! 一 ! 里望里塑篓璺当 ! 一一用户需求+质量属性 ，j l 一一 l 望型兰些一；酝面i 荔磊i 森 - - f 。一1 _ _ l 一 一一! l 一 系统需求一u - -功能需求 ，_ _ _ 。一 1 _ 一，。 一 一 堑二： 【鍪竺堕查塑塑塑望一 约束条件 图3 - 1 软件需求各组成部分关系 北京邮电大学硕士论文u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 作为补充，软件需求规格说明还应包括非功能需求，用来描述系统展现给用户的 行为和执行的操作等。它包括产品必须遵从的标准、规范和约定，外部界面的具体细 节，性能要求，设计或实现的约束条件及质量属性。所谓约束是指对开发人员在软件 产品设计和构造上的限制。质量属性是通过多种角度对产品的特点进行描述，从而反 映产品功能。多角度描述产品对用户和开发人员都非常重要。值得注意的是，需求并 未包括设计细节、实现细节、项目计划信息和测试信息。需求与这些没有关系，它关 注的是充分说明你究竟想开发什么。 3 ，】3 需求分析的重要性及任务 f r e d e r i c kb r o o k s 在他的一篇经典的文章中说：开发软件系统最为困难的部分就 是准确说明开发什么。最为困难的概念性工作便是编写出详细技术需求，这包括所有 面向用户、面向机器和其它软件系统的接口。同时这也是旦做错，将最终会给系统 带来极大损害的部分，并且以后再对它进行修改也极为困难。 软件工程中包含需求、设计、编码和测试四个阶段，其中需求工程是软件工程第 一个也是很重要的一个阶段， 首先我们必须了解需求工程和其他项目过程的关系： 图3 - 2 需求与其他项目过程的关系 北京邮电大学硕士论文u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 需求分析作为软件生命周期的第一个阶段，并贯穿于整个软件生命周期，其重要 性越来越突出，到8 0 年代中期，逐步形成了软件工程的子领域需求工程。进入 9 0 年代后，需求工程成为软件界研究的重点之一。 需求分析是工程项目成功的关键，需求分析的目的就是要准确理解、明确定义用 户的需要和系统功能。需求分析的任务是准确地描述系统应该做什么或不应该做什么 的问题。需求分析所要做的工作是深入描述软件的功能和性能，确定软件设计的限制 和软件同其它系统元素的接口细节，定义软件的其它有效性需求。需求分析的任务不 是确定系统如何完成它的工作，而是确定系统必须完成哪些工作，也就是对目标系统 提出完整、准确、清晰、具体的要求。需求分析的好坏直接关系到软件的成功与否， 是软件生命周期中的关键一个环节。 3 1 4 信息化管理系统分析设计的要点 一个好的信息管理系统，无论其输入方式多么灵活方便、数据处理能力多么强大， 报表输出功能多么完善，如果用户发现这个系统操作起来很不方便，他们就不可能很 好地接受它。在早期的应用系统界面设计时，由于计算机性能较差，且界面的表达方 式单一，往往是使用者设法去适应计算机。随着计算机性能不断提升和信息处理技术 的快速发展，以及多媒体技术的出现，使得表达方式多样化，表达内容抽象化、多元 化，应该可以通过合理地人机交互界面，使系统满足用户的要求。需求分析和人机交 互界面以及功能设计中，就需要考虑以下几个原则： 1 习惯性原则。将人们日常工作的事务转换为由人机交互界面来完成时，应 尽可能地符合原有的办公习惯，使用户易于接受新的工作方式。 2 艺术性原则。人机信息交换的效率很大程度上取决于界面的表达模式给人 的感觉和心理影响。如果使用者面对的界面生硬而杂乱，首先在心理上就 会产生负面影响，以致于影响到工作效率，所以提供给使用者的界面一定 要简洁明了，构图、布局、色彩搭配在设计上都应具有艺术性。 3 实用性原则。信息化系统的主要目的是为用户提供一个方便实用的功能 集，功能上应考虑到用户对各种信息的需求程度，信息的界面形式应既服 从内容或功能，又具有功能结构与艺术形式的统一。对于用户角色多样的 系统，根据各类用户权限的不同，对不具有某项权限的用户应该将相应功 能屏蔽，屏蔽又可以分直接隐藏和禁用两种不同方式来处理，这就根据不 同功能对用户的意义不同来选择。 4 直观性原则。从系统开发角度看，系统提供的功能越多，满足的使用需求 也就越多，系统的交互界面就越复杂。可是在一个页面上放太多的信息往 北京邮电大学硕士论文u m l 技术在网上办公系统开发中的应用研究 往起到与预期相反的效果。系统的用户趋向于目的驱动，很快地扫描一个 界面，看是否有满足自己需要的信息，如果没有，就会很快地离开一可以 运用结构、色彩、图形等直观技法予以区分。过时或不再有效的信息应及 时从屏幕清除，以免给使用者带来各种不便。 5 提示性原则。设计应充分考虑用户的特性、能力、知识等，要使交互尽可 能满足人的需要和特性，并对人的固有弱点( 如出错、遗忘等) ，以及主 动、被动性给予充分考虑，来得到最佳的实用效果。例如对于使用者主动 希望得到的信息可以不给予特别的提示方式，而对于被动的信息则应用不 同的提示方式设计对使用者给予提示，使其及时、准确的获得信息。 信息化管理系统应做到信息与用户的最佳结合，也就是说用户可以及时的获得所 需的信息，信息可以找到相应的用户，而对于用户无用的信息不干扰用户。在需求分 析阶段，必须充分考虑以上问题，才能够设计出合理而有效的信息化管理系统。 3 15 使用用例捕获需求 软件开发通常使用典型场景( s c e n a r i o s ) 来理解一个系统需要的是什么和系统是怎 样工作的。但是这样做的同时，却很少用有效的形式将它归档。用例( u s ec a s e s ) 就是 将这些场景获取正式化、形式化的技术。基于用例进行需求获取和建模，克服了以往 没有统一的格式、缺乏描述的形式化、随