（计算机应用技术专业论文）bs结构中职教务管理系统的分析与设计.pdf

中文摘要 随着计算机的普及和网络的飞速发展，学校的教务管理工作网上办公已成为 大势所趋。不仅在校园网上可以处理教务工作，随着办学规模的不断扩大、校内 各部门及分校数量不断增加，教师队伍结构多样、学生人数众多，这些新的形势 要求我们必须建设一个开放的、安全的、高效的、随时随地可以上网办公的教务 管理系统。教务管理人员、教师、学生、大众均可以随时登录系统以不同的权限 进行相关的操作。 本文从对目前教务管理系统开发中常见的体系结构和开发工具入手，对教务 管理系统进行了一系列分析与研究，重在研究具有突出优点的a l s 软件体系结 构、分析了b i s 体系结构在教务管理系统中的可行性、在教务管理系统中运用 u m l 建模的意义、步骤及方法，也对管理信息系统开发工具的选择做了一番分析， 在w e b 应用程序的安全策略方面进行了探讨，最后以中职学校教务管理系统的实 现做为实践，并谈到一些软件开发中值得注意的问题。 本文共分四部分，第一部分包括第一章和第二章，对教务管理系统的研究背 景和现状做了概要分析；第二部分即第三章，从软件体系结构、u m l 建模、管理 信息的开发方法、开发工具的选择上进行了具体的分析和研究：第三部分即第四 章，以中职学校教务管理系统的需求和目标入手进行分析和设计，运用u m l 进行 系统建模，在此基础上建立数据库及建立动态网页访问数据库，此章节还列出一 些软件开发过程中值得注意的问题；第四部分包括第五章和第六章，从系统安全 的角度分析当前w e b 软件普遍采用的几种安全策略及提出教务管理系统中的四 级用户权限的划分，最后对本论文的不足之处提出展望。 关键词：教务管理系统u m lb s 结构 a b s t r a c t w i t ht h ef a s t d e v e l o p m e n to fc o m p u t e r sa n dn e t w o r k s ，t h et r a n s a c t i o n o f e d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o nm a n a g e m e n tw o r kb yn e t w o r kh a sb e c o m et h ei r r e s i s t i b l e g e n e r a lt r e n d n o to n l yc a nh a n d l et h ee d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o nw o r ko nt h ec a m p u s n e t , a l o n gw i t ht h es c a l eo fs c h o o le x t e n d sc o n t i n u o u s l y , t h en u m b e ro fd e p a r t m e n t a n db r a n c ho fs c h o o li si n c r e a s ea g a i na n da g a i n ，t h es t r u c t u r eo ft e a c h e rt e a mi s d i v e r s e ，s t u d e n t si sn u m e r o u s ，t h e s en e ws i t u a t i o n sr e q u e s tw em u s tc o n s t r u c ta n o p e n ，s a f e t y ，e f f i c i e n ta n dc a ng e tt ot h ei n t e m a tt ot r a n s a c ta ta n yt i m ea n d a n y w h e r eo ft h ee d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m t h em a n a g e ro ft h e e d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o n ，t e a c h e r , s t u d e n t , t h ep u b l i ca l lc a na ta n yt i m ec a r r i e so n t h er e l a t e do p e r a t i o nw i t ht h ed i f f e r e n tl e g a lp o w e r t h i st e x ts t a r tw i t ht h ec u r r e n tf a m i l i a rs y s t e ms t r u c t u r ea n dt h ed e v e l o p m e n t t o o lo f t h es y s t e md e v e l o p m e n tt ot h ee d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o n ，m a n a g e dt h es y s t e m t oc a r r yo nas e r i e so f a n a l y s i sa n dr e s e a r c h e st ot h ee d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o n ，h e a v y a ts t u d yt h eb ss o f t w a r es y s t e ms t r u c t u r eo fh a v et h eo u t s t a n d i n ga d v a n t a g ea n d a n a l y z e dt h eb s s y s t e ms t r u c t u r et om a n a g et h ep o s s i b i l i t yi nt h es y s t e mi nt h e e d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o na n dm a k eu s eo ft h eu m ls e t su pt h em o l do fm e a n i n g ， s t e pa n dm e t h o d ，a l s ot oc h o i c et h et o o l so fd e v e l o pt h e i n f o r m a t i o ns y s t e md i d al o to fa n a l y s i s ，i nt h es a f es t r a t e g yo ft h ew e ba p p l i e dp r o c e d u r ec a r r i e do nt h e s t u d y 。e n dw i t hi nt 1 1 er e a l i z a t i o nt h a tt h ee d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o no ft h et e c h n i c a l s e c o n d a r ys c h o o l ，a n ds p e a ko f s o m er e m a r k a b l ep r o b l e mi ns o f t - w a r e sd e v e l o p m e n t t h i st e x tc o n t a i n sf o u r - p a r tc e n t , t h ef i r s tp a r ti n c l u d e sc h a p t e ria n dc h a p t e r2 s ， m a n a g i n gt h er e s e a r c hb a c k g r o u n da n dp r e s e n tc o n d i t i o n so ft h es y s t e mt od ot h e e s s e n t i a l st ot h ee d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o na n a l y s i s ；t h es e c o n dp a r tn a m e l yc h a p t e r3 ， c a r r yo nas e r i e so fa n a l y s i sa n dr e s e a r c h e st ot h es o f t w a r es y s t e ms t r u c t u r e ，u m l , t h e d e v e l o p m e n tm e t h o do ft h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e ma n dt h ec h o i c eo ft h e t o o l ；t h et h i r dp a r tn a m e l yc h a p t e r4 ，t oc a r r yo nt h ea n a l y s i sa n dd e s i g n sw i t ht h e e d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o no f t h et e c h n i c a ls e c o n d a r ys c h o o l ，m a k eu s eo f t h eu m lt o s e t 叩t h es y s t e mm o l d ，o nt h i sb a s e ，e s t a b l i s hd a t a b a s ea n de s t a b l i s hd y n a m i cw e b p a g et 0i n t e r v i e wt h ed a t a b a s e t h i sc h a p t e rs t i l ll i s t ss o m er e m a r k a b l ep r o b l e mi n s o f l w a r e sd e v e l o p m e n tp r o c e s s ；t h ef o u r - p a r tc e n ti n c l u d e sc h a p t e r5a n dc h a p t e r6 ， f r o mt h ea n g l eo ft h es y s t e ms a f e t ya n a l y s ec u r r e n tf e ws a f e s t r a t e g i e so ft h e w i d e s p r e a da d o p t i o no f w e b s o f t w a r ea n dp u tf o r w a r dt h ed e m a r c a t i o no f f o u rc l a s s u s e rl e g a lp o w e r sw i t h i nt h ee d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m s e n dt o t h i st h e s i so f s h o r t a g ep u tf o r w a r dt h eo u t l o o k k e y w o r d s ：s y s t e mo f e d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o n ，u m l ，b ss t r u c t u r e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨鲞盘堂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己在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：多笈石；至 、签字日期： w 年月纩日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盘鲞盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权鑫洼盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：孩历艮 导师签名： 蕊钾 签字日期：冽年彳月世日 签字日期：年f 月汐日 天津大学硕士学位论文第一章绪论 第一章绪论 随着信息技术的发展，计算机是学校教学、教务的十分重要和出色的帮手。 它快速、切实的工作方式，使教学管理者从繁琐的教务工作中解脱出来，提高了 工作效率。 2 l 世纪的教育必须重视信息技术对教育的影响和作用，我国近年来也十分重 视教育信息化特别是在“面向2 l 世纪教育振兴行动计划”中着重强调了利用信 息技术推进教育改革。 1 1 研究背景 在当前的社会发展及网络环境下，教务管理工作借助微机来处理大量的业务 已成为必然，各级各类学校大多也在不同程度地在学校的管理工作中使用着功能 各异的管理软件。使用微机及网络进行教学、教务事务的处理，教务管理系统的 使用不仅是实际工作中急需的，而且教务管理系统的实施也为促进学校资源整合 和学校管理工作的科学化、规范化、信息化、减员增效的顺利实行提供了有力的 支持。 在新的形势下，教务管理系统也呈现出新的特点：一方面，在目前教学教务 的管理、实施及网络环境的实际需求下，学校教务管理系统大多要求采用多种安 全认证体系，使得用户可在多地域、任意时间段以不同身份来访问信息系统中的 数据，大大提高了系统安全性和数据共享能力方面的要求；另一方面，由于采用 了先进的和开放标准的网络技术，极大地提高了系统的可移植性和可扩展性，b s 模式软件体系结构成为趋势。 如何快速高效地开发一套适用的教务管理系统及教务管理系统所应具备的 体系结构和功能特性，安全高效等问题，成为教务管理系统分析与设计的迫切需 要和重点研究内容，对教务管理系统的开发、实施也具有重要的意义和价值。 1 2 本文所做的工作 本文在对目前学校教务管理系统现状分析的基础上对教务管理系统的体系 结构、建模工具及步骤、软件开发方法及开发工具的选择、系统安全策略等一系 天津大学硕士学位论文第一章绪论 列问题进行了研究和分析，重在研究u m l 在教务管理系统开发中的应用。设计 了一个较为合理的b s 教务管理系统开发模式，并据此以中职学校教务管理系统 中的课程选修注册和学生成绩管理模块为例进行了实践。 天津大学硕士学位论文第二章教务管理系统现状分析 第二章教务管理系统现状分析 目前在有条件的大中小学校均已实际运行或正在开发教务管理系统，这些教 务管理系统有些是学校的教师自行开发的，有些则是购买的商业软件，不论采取 了哪种方式，纵观目前的教务管理系统大都有一些共同的特性，下面本人对此进 行进一步的分析。 2 1 体系结构 教务管理系统一般包含注册管理、学籍管理、教学计划、选课管理、成绩管 理、智能排课、用户管理、毕业审查、收费管理等多个模块，是一个涉及教务管 理各环节、面向学校多个部门以及各层次用户的综合管理信息系统。 采用基于多层结构的组件技术：w e b 数据库应用程序设计是当前比较流行的 网络应用设计，教务管理系的开发常常分为服务器端程序开发和客户端程序开 发。在系统的构架上，主要采用面向对象的组件技术，在这种设计中其他的已开 发的可靠的类和对象可以重用。对数据的封装、设计的模块化、减少类之间的依 赖性和类的聚合性等具有明显的优点，增强了软件系统的可靠性和灵活性。 基于w e b 的先进技术。模块化的软件结构：系统运行于i n t e m e t 上，采用b s 结构或c s 结构与b s 结构相结合的体系结构，既满足教务管理用户集中、大量 处理数据的要求，又满足学生最大范围地使用该系统，教师及教务管理相关人员 可以不受地域及时间的限制，在任意一台联入i n t e m e t 的微机上进入教务管理系 统，按一定的权限进行相关工作的处理。此外，模块化的结构使得一个教务管理 系统可以根据实际工作的需要包含若干个功能独立的子系统，子系统即可独立运 行，也可联合运行，实现充分的数据共享。 2 2 开发工具 随着计算机网络技术的发展，绝大部分的计算机应用成为了基于网络的应 用，因而多层体系结构数据库技术得到广泛应用。数据库应用系统的开发，已经 由一体的开发分离为服务器端数据库的开发、客户端应用程序的开发以及中间件 的设计等部分。 目前的教务管理系统也大多采用多层体系结构，s q ls e r v e 2 0 0 0 、o r a c l e 、 天津大学硕士学位论文第二章教务管理系统现状分析 s y b a s e 等大型数据库管理系统既支持服务器端数据库的开发，同时又作为数据库 服务器，负责完成数据库数据的存储管理、安全管理、并发控制、事务管理、完 整性维护、查询优化等工作。p o w e r b u i l d e r 8 0 、d e l p h i 、v i s u a lb a s i c 、v i s u a lc + + 、 a s p 、j a v a 等开发工具负责完成客户端应用程序的开发，客户端应用程序负责数 据请求、数据表现、菜单和用户界面等功能的实现。 u m l ( 统一建模语言) 是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用 的建模语言【l 】。它溶入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。它的作用 域不限于支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发的全过 程。教务管理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 护均可引入u m l 模型。 天津大学硕士学位论文第三章教务管理系统的研究分析与设计 第三章教务管理系统的研究分析与设计 3 1 软件体系结构 3 1 1 软件体系结构的兴起和定义 2 0 世纪6 0 年代的软件危机使得人们开始重视软件工程的研究【2 】。起初，人 们把软件设计的重点放在数据结构和算法的选择上，随着软件系统规模越来越 大、越来越复杂，整个系统的结构和规格说明显得越来越重要。随着软件危机的 程度日益加剧，现有的软件工程方法对此显得力不从心。对于大规模的复杂软件 系统来说，对总体的系统结构设计和规格说明比对计算的算法和数据结构的选择 明显重要得多。在这种背景下，人们认识到软件体系结构的重要性，并认为对软 件体系结构进行系统、深入的研究，将会成为提高软件生产率和解决软件维护问 题的新的、最有希望的途径。 许多专家和学者从不同角度和不同侧面对软件体系结构进行了刻画，我们选 择一种比较综合的定义：软件体系结构为软件系统提供了一个结构、行为和属性 的高级抽象，由构成系统的元素的描述、这些元素的相互作用、指导元素集成的 模式以及这些模式的约束组成。软件体系结构不仅指定了系统的组织结构和拓扑 结构，并且显示了系统需求和构成系统的元素之间的对应关系，提供了一些设计 决策的基本原理。 事实上，软件总是有体系结构的，不存在没有体系结构的软件。早期的结构 化程序就是以语句组成模块，模块的聚集和嵌套形成层层调用的程序结构。结构 化程序的程序结构和逻辑结构的一致性，及自顶向下开发方法自然而然地形成了 体系结构。当前，软件从传统的软件工程进入到现代面向对象的软件工程，软件 系统的体系结构有了新的研究内容和研究方向。 3 1 2 几种新型软件体系结构 软件体系结构设计的一个核心问题是能否使用重复的体系结构模式，即能否 达到体系结构级的软件重用。也就是说，能否在不同的软件系统中，使用同一体 系结构。 软件体系结构风格是描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式。对 软件体系结构风格的研究和实践促进了对设计的重用，一些经过实践证实的解决 天津大学硕士学位论文第三章教务管理系统的研究分析与设计 方案也可靠地用于解决新的问题。体系结构风格的不变部分使不同的系统可以共 享同一个实现代码，软件体系结构风格为大粒度的软件重用提供了可能。 以下介绍几种新型软件体系结构：f 3 】 一、正交软件体系结构 正交软件体系结构由组织层和线索的构件构成。层是由一组具有相同抽象级 别的构件构成。线索是子系统的特例，它是由完成不同层次功能的构件组成( 通 过相互调用来关联) ，每一条线索完成整个系统中相对独立的一部分功能。每一 条线索的实现与其他线索的实现无关或关联很少，在同一层中的构件之间是不存 在相互调用的。如果线索是相互独立的，即不同线索中的构件之间没有相互调用， 那么这个结构就是完全正交的。 从以上定义，我们可以看出，正交软件体系结构是一种以垂直线索构件族为 基础的层次化结构，其基本思想是把应用系统的结构按功能的正交相关性，垂直 分割为若干个线索( 子系统) ，线索又分为几个层次，每个线索由多个具有不同 层次功能和不同抽象级别的构件构成。各线索的相同层次的构件具有相同的抽象 级别。 二、三层c ，s 软件体系结构 c s 软件体系结构，即c l i e n t s e r v e r ( 客户机服务器) 结构，是基于资源不对 等，且为实现共享而提出来的，是2 0 世纪9 0 年代成熟起来的技术，c s 结构将 应用分为二，服务器( 后台) 负责数据管理，客户机( 前台) 完成与用户的交 互任务。 c s 体系结构具有强大的数据操作和事务处理能力，模型思想简单，易于人 们理解和接受。但随着企业规模的日益扩大，软件的复杂程度不断提高，传统的 二层c s 结构存在以下几个局限： ( 1 ) 二层c s 结构是单一服务器且以局域网为中心的，所以难以扩展至大 型企业广域网或i n t e m e t ： ( 2 ) 软、硬件的组合及集成能力有限； ( 3 ) 客户机的负荷太重，难以管理大量的客户机，系统的性能容易变坏； ( 4 ) 数据安全性不好。因为客户端程序可以直接访问数据库服务器，那么， 在客户端计算机上的其他程序也可想办法访问数据库服务器，从而使数据库的安 全性受到威胁。 正是因为二层c s 有这么多缺点，因此，三层c s 结构应运而生。三层c s 结构是将应用功能分成表示层、功能层和数据层三个部分。 三、c s 与b s 混合软件体系结构 b s 软件体系结构即b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器服务器) 结构，是随着i n t e m e t 天津大学硕士学位论文 第三章教务管理系统的研究分析与设计 技术的兴起，对c s 体系结构的一种变化或者改进的结构。在b s 体系结构下， 用户界面完全通过w w w 浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要 事务逻辑在服务器端实现。 b s 与c s 混合软件体系结构是一种典型的异构体系结构。该解决方案把a s 和c s 这两种软件体系结构进行了有机的结合，扬长避短，有效地发挥了各自的 优势。c s 与b s 混合软件体系结构的优点是外部用户不直接访问数据库服务器， 能保证企业数据库的相对安全。企业内部用户的交互性较强，数据查询和修改的 响应速度较快。c s 与b s 混合软件体系结构的缺点是企业外部用户修改和维护 数据时，速度较慢，较烦琐，数据的动态交互性不强。 3 1 3 教务管理系统采用b s 体系结构 由于客户1 t f i 务器两层结构存在灵活性差、升级困难、维护工作量大等缺陷， 已较难适应当前信息技术与网络技术发展的需要。随着w e b 技术的日益成熟， b r o w s e s e r v e r ( 简称b s ) 结构已成为取代c 1 i e n t s e r v e r ( 简称c s ) 结构的一种 全新技术。 b s 体系结构利用不断成熟的w w w 浏览器技术，结合浏览器的多种脚本语 言( v b s c r i p t 、j a v a s c r i p t ) 和a c t i v e x 技术，用通用浏览器就实现了原来需要 复杂的专用软件才能实现的强大功能，并节约了开发成本，是一种全薪的软件体 系结构。随着w i n d o w s9 8 w i n d o w s2 0 0 0 将浏览器技术植入操作系统内部，这种 结构更成为当今应用软件的首选体系结构。 基于b s 体系结构的软件，系统安装、修改和维护全在服务器端解决。用户 在使用系统时，仅仅需要一个浏览器就可运行全部的模块，真正达到了”零客户 端”的功能，很容易在运行时自动升级。b s 体系结构还提供了异种机、异种网、 异种应用服务的联机、联网、统一服务的最现实的开放性基础。 以目前的技术看，局域网建立b i s 结构的网络应用，并通过 i n t e r n e t i n t r a n e t 模式下数据库应用，相对易于把握、成本也是较低的。它是 一次性到位的开发，能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式( 比 如l a n ，w a n ，i n t e r n e t i n t r a n e t 等) 访问和操作共同的数据库；它能有效地保 护数据平台和管理访问权限，其数据集中存在企业的中央数据库，服务器数据库 也很安全。 在国外软件市场，大多数大型企业管理软件己经是b s 结构，或者正处于 c s 结构向b s 结构的过渡时期。国内的大多数软件企业也已经开始向b s 结构 转变。b s 结构下的大型管理软件，势必是未来几年内，管理软件市场的主流软 件。 天津大学硕士学位论文 第三章教务管理系统的研究分析与设计 基于以上分析，结合目前我校在校生人数二、三千人、教师百余人、在学校 本部之外的不同地域有其他教学分校或联合办学的教学点的实际情况，中专学校 教务管理系统采用b s 体系结构是较好的选择。 3 2 采用眦建模 面向对象的分析与设计( o o a & d ) 方法的发展在8 0 年代末至9 0 年代中出现了 一个高潮，u m l ( 统一建模语言) 是这个高潮的产物。它不仅统一了b o o c h ，r u m b a u g h 和j a c o b s o n 的表示方法，而且对其作了进一步的发展，并最终统一为大众所接 受的标准建模语言。 4 3 2 1u m l 概述 u b l l 的目标是以面向对象图的方式来描述任何类型的系统，具有很宽的应用 领域。其中最常用的是建立软件系统的模型，但它同样可以用于描述非软件领域 的系统，如机械系统、企业机构或业务过程，以及处理复杂数据的信息系统、具 有实时要求的工业系统或工业过程等。总之，l l m l 是一个通用的标准建模语言， 可以对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模。 u i d l 的重要内容可以由下列五类图( 麸9 种图形：类图、对象图、构件图、 部署图、用例图、顺序图、协作图、状态图和活动图) 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。 第二类是静态阁( s t a t i cd i a g r a m ) ，包括类阁、对象圈和包网。其中类图 描述系统中类的静态结构。不仪定义系统小的类，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( 炎的属性和操作) 。类图描述的是一种静态 关系，在系统的整个生命周期都足有效的。 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 对象图最示类的多个对象实例，而不是实际的类。一个对象图是类陶的一个实例。 由丁t 对象存在生命j i 耐期，因此对象罔只能在系统某一时问段存在。 包由包或类组成，表示包与包之问的天系。包图用于描述系统的分层结 构。 第三炎是行为图( b e h a v i o rd i a g r a m ) ，描述系统的动态模犁和组成列象闻 的交且关系。其中状态图描述类的对象所备可能的状态以及事件发生时状态的转 移条件。通常，状态图是财类图的补充。订实用 ：并不需要为所有的类画状态图， 仪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。面活 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，有利于识剧并行 天津大学硕士学位论文第三章教务管理系统的研究分析与设计 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 ) ，描述对象问的交互关系。其中顺 序图显示对象之问的动态合作关系，它强调对象之间消息发送的顺序，同时显示 对象之间的交互；协作图描述对象间的协作关系，协作图跟顺序图相似，显示对 象间的动态协作关系。除显示信息交换外，协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，则使用颓序图：如果强调上下级关系，则选择协作图。 这两种图合称为交互图。 第五类是实现图( i m p l e m e n t a t i o nd i a g r a m ) 。其中构件图描述代码部件 的物理结构及各部件之闻的依赖关系。一个部件可能是一个资源代码部件、一个 二迸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( 部署图) 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，放嚣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。 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i 步足描述系统的行为。 其r - 在第一步与第二步i l i 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，是标准建模语言u m l 的静态建模机制。其 中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、活动翻、顺序图和协作图等四个图形，是标准建模语言u m l 的动态建模机制。因此，标准建模语言删l 的主要内容也可以归纳为静态建模机 制祁动态建模机制两大类。 下面简要说明u m l 9 种不同类型的图示：类图、对象图、构件图、部署图、 用例图、顺序图、协作图、状态图和活动图的使用场合： 5 元素使用场合 用例图：业务建模、需求、测试 类图：业务建模、分析、设计 对象图：业务建模、分析、设计 构件图：设计 部署图 顺序图 协作图 状态图 设计 业务建模、分析、设计 业务建模、分析、设计 需求、分析、设计 天津大学硕士学位论文第三章教务管理系统的研究分析与设计 活动图：业务建模、设计 3 2 2 采用u l 分析和设计教务管理系统 整个学校的教务管理系统，是一个非常庞大而又复杂的系统，它包括教学管 理、教师管理、学籍管理、收费注册管理、考务管理、毕业管理等等。因此软件 的开发只靠单个人是不行的，会有多人参与协作，而且软件的开发还要涉及到各 类工种的参与者。 如果按照传统的方法，在问题求解过程中，不同工种的人员组织其工作内容 要素的原则有所不同，通常不具有整体的一致性和连贯性，从而带来严重的沟通 障碍。问题到方案映射的明确程度往往过分依赖于参与者的技能和团队的组织水 平。而使用u m l 这种基于面向对象的技术，求解空间中的要素直接而紧密地反映 问题空间中的要素，参与问题求解过程的多工种人员可以基于这条核心线索理解 其他人员的工作，从而打破大量沟通壁垒，减少沟通障碍。 此外，开发一个新系统时经常面对的一个问题是需要理解现存系统，其目的 在于再开发，进化或与新系统的集成。在这一情况下，进程视图、部署视图和构 件视图对理解这类系统是很有帮助的。进程视图和部署视图有助于理解系统的物 理布局，构件视图则使系统的逻辑布局易于理解。其他视图，如逻辑视图，也可 以用来理解和文档化现存系统的数据库框架。 6 因此，在教务管理系统的分析和设计中采用u m l ，能加速软件的开发过程， 提高代码的质量，支持变动的业务需求，促进软件复用，方便地集成已有的系统 软件资源。 3 2 3 几种u m l 建模工具简介 自从1 9 9 7 年正式发布u b l l 以后，大量商用u m l 建模c a s e 工具粉墨登场。例 如：s p a r xs y s t e m s 的e n t e r p r i s ea r c h i t e c t ( e a ) 专业版v 3 5 1 和i b mr a t i o n a l 的r a t i o n a r o s e 企业版v 2 0 0 2 。 e a 专业版v 3 5 l 和r a t i o n a lr o s ev 2 0 0 2 0 5 都支持u m l1 4 九种图中 的八种标准u m l 图：用例图，类图，序列图，协作图，活动图，状态图，实现 图( 组件) 图，部署图，和几种l i m ep r o f i l e s 如果需要，对象图可以使用协 作图来创建。不同点仅仅存在于创建u m i 。图和扩展u m lp r o f i l e s 时所支持的一 些特性。 7 大体j 二，卧和r o s e 在u m l 建模能力上有相似的功能。e a 在用户友好性的 灵活性中比r o s e 更胜一筹，特别是序列图。在双向工程中，r o s e 比队支持更 多的语言，除c # 和v b n e t 外( 事实上，r a t i o n a l 开发了另外的工具一 天津大学硕士学位论文第三章教务管理系统的研究分析与设计 r a t i o n a lx d ef o r n e t 就是针对n e t 环境的) 。在项目生命周期的支持方面， e a 相对于r o s e 来说，是更好的选择。此外在费用上也有很大的不同，r o s e 的花 费是队的2 8 倍。 此外，还有v i s i o 。m i c r o s o f tv i s i o2 0 0 3 版本不仅仅是一个功能强大、 简单易用的绘图工具，它还是一个绝佳的u m l 建模工具。用v i s i o 可以方便地绘 制用例图、静态结构图、包图、活动图、状态图、序列图、协作图、组件图和部 署图。v i s i o 提供了一个很好的综合建模平台，可以帮助我们把各种u 札元素组 织成模型，并且还可以从模型出发，直接产生框架代码。作为o f f i c e 套件之一 的产品，v i s i o 沿袭了微软办公产品的易用性的特点，对于一般开发人员，使用 起来几乎没有任何障碍，这一点是复杂的r o s e 系列建模工具无法企及的使用 v i s i o 建模的另一个好处是它跟n e t 的紧密结合。它既可以从现有的n e t 应用 提取u m l 模型，又可以把u m l 模型转化为n e t 应用。 最后一个就是新进推出v 3 1 的中文u 札建模工具t r u f u np l a t o 2 0 0 5 ( w w w t r u f u n n e t 免费下载) 。对于初学者而言，它的中文界面更加易于入 门，建模功能也非常强大，还能实时生成源代码供对照，另外还有详细的中文建 模帮助和丰富的例程，它还支持设计模式，2 3 种模式都可以立刻生成。 3 3 管理信息系统的开发方法 管理信息系统的开发是一个需要与应用环境协调一致的具有动态特征的开 发过程。根据当前管理信息系统的开发和应用状况的研究，管理信息系统的成功 率不高。究其失败的原因，就在于管理信息系统的开发过程和应用过程都非常复 杂。i s 从2 0 世纪6 0 年代开始，人们已经注意管理信息系统开发的方法和工具。到 了2 0 世纪7 0 年代，系统开发的生命周期( l i f ec y c l e ) 法诞生了。 3 3 1 生命周期法 任何一个系统都存在着产生、发展和消亡的过程，新系统在旧系统的基础上 产生、发展、老化、消亡，最后又被更新的系统所取代，这个过程就称为生命周 期。生命周期法也叫结构化系统分析与设计方法s s a & d ( s t r u c t u r e ds y s t e m s a n a l y s i sa n ds t r u c t u r e dd e s i g n ) 。 生命周期法的基本开发思想是： 严格区分工作阶段。上一阶段工作结束后产生出该阶段文档，才能开始 下一阶段，阶段之间按文档验收交接，文档符合标准与规范。 天津大学硕士学位论文第三章教务管理系统的研究分析与设计 自顶层向下层逐层开发，结构化，模块化。 建立面向用户的观点，充分预料可能发生的外部环境、内部处理、用户 需求的变化 加强调查研究和系统分析。 3 3 2 原型法 原型法的开发思想是对需求简单、快速分析后，利用先进的开发工具，尽快 构造出一个原型系统提供给用户评价、试用，在试用中不断修改完善原型，直至 用户满意为止，如果原型太不符合实际情况，只好重新构造一个原型。 运用原型法的基本思想是： 并非所有的需求都能预先定义。需求的预先定义虽然在某些情况下是可 能的，但往往由于项目参加者的个人原因导致了在很多情况下难以实 现。用户只有看到一个具体的系统，才能清楚了解到自己的需要和系统 的缺点。 有快速的建造工具。原型化方法在实施时必须强调构造过程的快速，否 则就失去原型本来的价值。 需要一个能看到的系统模型。大多数人在对所建立的系统作出评价以 前，都希望能看到一个实际运行的例子，提供一个能演示的模型将比提 供书面的文档和图表更为直观，更为生动。而原型法的特点是为人们提 供一个生动的动态模型，而且在模型的演示中可以修改和完善。 反复修改是必要的、不可避免的。用户的需求多变，被认为是预先定义 方法实施中的最大困难。原型化方法认为需求的反复和多变是一种正常 现象，是不可避免的，应该鼓励用户对需求提出更多、更高的要求，从 而使未来的新系统提供的信息真正地满足管理和决策的需要。 3 3 3 面向对象开发方法( o o p 方法) 面向对象的方法是一种分析方法、设计方法、思维方法和程序设计方法。面 向对象方法的出发点和所追求的基本月标使我们在分析、探讨和实施一个系统 时，尽可能接近我们认识一个系统的方法。也就是描述问题空间和解决问趑的方 法空间在结构上尽可能一致。其基本思想是：对问题空间进行自然分割，使之更 接近人类思维的方式，建立问题域模型，以便对客观实体进行结构模拟和行为模 拟，从而使设计出的软件尽可能直接地描述现实世界，构造出模块化的、可重用 的、维护性好的软件，并能控制软件的复杂性，降低开发维护费用。 在面向对象的方法中，对象作为描述信息实体的统一概念，把数据和对数据 天津大学硕士学位论文 第三章教务管理系统的研究分析与设计 的操作融为一体，通过方法、消息、类、继承、封装和实例化等机制构造软件系 统，并为软件重用提供强有力的支持。 面向对象的系统开发过程一般可分为以下四个阶段： 1 ) 系统分析( 分析和求解问题) 阶段：利用信息模型技术识别问题域中的 对象实体，标识对象之间的关系，确定对象的属性和方法，利用属性描 述对象及其关系，并按照属性的变化规律定义对象及其关系的处理流程， 该阶段简称0 0 a 。 2 ) 系统设计( 确定问题模型) 阶段：对系统发现的结果进一步抽象、归类、 整理，以范式( 物理模型) 的形式确定，该阶段简称o o d 。 3 ) 系统实现( 程序设计) 阶段：利用面向对象的程序设计语言进行编程， 该阶段简称o o p 。 4 ) 系统测试阶段：运用面向对象的技术进行软件测试，该阶段简称o o t 。 目前，一些常用的面向对象开发工具有：v i s u a lc + + 、v i s u a lb a s i c 、v i s u a l f o x p r o 、p o w e r b u i l d e r 和d e l p h i 等。 3 3 4 教务管理系统采用面向对象+ 原型化开发方法 通过以上分析，针对教务管理系统涉及的部门多、参与人员情况复杂、计算 机水平参差不齐的现状，并考虑到本系统将来有可能进一步增加其他的功能模 块、并且要尽量增强系统的可维护性、可重用性，教务管理系统决定采用面向对 象与原型化相结合的开发方法。 运用面向对象的方法进行教务管理系统的分析和设计，在与系统参与人员充 分沟通的基础上，结合系统分析人员对系统现有功能的理解把握的基础上，扩充 更丰富更合理的系统功能及理顺工作流程，并尽快开发出可供用户使用的操作界 面，并鼓励用户不断提出修改完善意见、满足用户的真正需求，以面向对象+ 原 型化的方法完成系统的开发。 3 4 开发工具的选择 基于浏览器服务器架构的w e b 应用程序是一个由w e b 站点和其他服务器资 源组成的集合。网站是由众多网页组成的w e b 页集合，其他服务器资源包括数 据库等各种数据文件。当用户浏览器通过网络访问站点时，管理站点的w e b 服 务器根据用户的请求，将相应的网页下载到用户浏览器显示。【9 】 天津大学硕士学位论文第三章教务管理系统的研究分析与设计 3 4 1 启用i i s 服务建立w e b 站点 开发应用程序的第一步，就是要建立一个站点，提供服务器端的开发环境， 用来调试应用程序的每一个页面和试运行整个应用程序。 在w e b 站点中，w e b 服务器是响应来自w e b 浏览器的请求以提供w e b 页的软 件。常见的w e b 服务器包括m i c r o s o f ti n t e r n e ti n f o r m a t i o ns e r v e r ( i i s ) 、 m i c r o s o f tp e r s o n a lw e bs e r v e r 9 ( p w s ) 、a p a c h el i t t ps e r v e r 、n e t s c a p e e n t e r p r i s es e r v e r 和i p l a n e tw e bs e r v e r 等。 无论在什么条件下进行开发工作，基于a s p 技术的w e b 应用程序的服务器前 端开发环境都需要a s p 应用程序服务器，以及能够