（计算机应用技术专业论文）基于uml公共气象服务调查评估系统的设计与实现.pdf

摘要 随着经济社会的快速发展，公众对气象服务的需求越来越多、越来越细、 越来越个性化，服务与需求的差距制约着公共气象服务的持续、稳定发展。为 逐步改善气象服务与公众需求的差距问题，构建了公共气象服务调查评估系统。 调查问卷的生成与调查结果的分析方法和表现形式等多个方面对如何建立公共 气象服务调查评估系统进行了探讨，推动公共气象服务质量和服务水平的不断 提升。 本文首先对气象服务调查评估进行调研，分析了研究现状，然后针对系统 的实际需求，从软件工程的角度出发，结合面向对象的统一建模语言u 地，描述 了对公共气象服务调查评估系统的分析。其次介绍了u m l 建模的相关知识和用 到的技术，接下来对系统进行分析并建模，然后对系统进行设计，设计了调查 问卷定制与管理、网上调查数据质量控制、评估模型与数据管理、数据查询与 统计、权限管理、系统管理等主要的模块。在系统实现上按照格式层、控制层、 业务逻辑层、持久层和数据层实现，这样分层实现模式使得系统设计思路更加 清晰，维护和测试更加容易。 本文使用建模工具r a t i o n a lr o s e 来u m l 建模，在v i s u a ls t u d i o2 0 0 5 n e t 开 发环境下，采用b s 的开发模式，o r a c l e 作为后台数据库来进行开发。实现 了一个供公众人民使用的气象服务调查评估系统平台。有助于我们提高气象服 务水平，积极开展应对气候变化的气象服务和加强突发公共事件的气象保障服 务能力。 关键词：气象服务调查评估，u m l , a s p n e t , o r a c l e a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n ds o c i e t y , t h ep u b l i cm e t e o r o l o g i c a l s e r v i c e sn e e d sm o r ea n dm o r ea n dm o r ea n dm o r e 也吐m o r ea n dm o r ep e r s o n a l i z e d t h e r ea r eac e r t a i ng a pb e t w e e nt h e s e r v i c ea n dd e m a n d ，a n di tr e s l r i e t st h ep u b l i c m e t e o r o l o g i c a ls e r v i c e ss u s t a i n a b l ea n ds t a b l ed e v e l o p m e n t t oi m p r o v et h eg a p b e t w e e nm e t e o r o l o g i c a ls e r v i c ea n dp u b l i cd e m a n dg r a d u a l l y , c o n s l r u c t i n ga n dt h e p u b l i cm e t e o r o l o g i c a ls e r v i c ei n v e s t i g a t i o na n da s s e s s m e n ts y s t e m , c o n s t r u c tt h e s y s t e mb a s e do ng e n e r a t i v i n gq u e s t i o n n a i r ea n dt h er e s u l t so fg e n e r a t i n ga n dt h e a n a l y s i sm e t h o da n dt h ef o r m sa n ds o m eo t h e ra s p e c t s a n dt h e ni m p r o v ep u b l i c m e t e o r o l o g i c a ls e r v i c e 。sq u a l i t ya n d l e v e lg r a d u a n y f i r s t , t h ep a p e rd e s c r i b e st h ec u r r e n tr e s e a r c hs i t u a t i o no fm e t e o r o l o g i c a ls e r v i c e i n v e s t i g a t i o na n da s s e s s m e mi nt h ew o d & f r o mt h es o f t w a r ee n g i n e e r i n gm e t h o d a n g l e ，a n db a s e do nt h ea c t u a ld e m a n do fs y s t e m , a n dc o m b i n e dw i t ho b j e c t - o r i e n t e d u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ，a n a l y s i yt h ep u b l i cm e t e o r o l o g i c a ls e r v i c e si n v e s t i g a t i o n a n da s s e s s m e n ts y s t e m s e c o n d , i n 臼o d u c e st h em a i nc o n t e n ta n da p p l i c a t i o n so r h e u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ( u m l ) i na d d i t i o n , w ei m p l e m e n ta n da n a l y z et h es y s t e m b yt h eu m l ，a n dt h e nd e s i g nt h es y s t e m d e s i g n e dq u e s t i o n n a i r ec u s t o m i z a t i o na n d m a n a g e m e n t , o n l i n es u r v e y d a t aq u a l i t yc o n t r o l ，e v a l u a t i o nm o d e la n dd a t a m a n a g e m e n t , d a t aq u e r ya n ds t a t i s t i c s ，r i g h t sm a n a g e m e n t , s y s t e mm a u a g e m e ma n d o t h e rm a j o rm o d u l e s i nt h es y s t e mi m p l e m e n t a t i o na c c o r d i n gt ot h ef o r m a tl a y e r , c o n t r o ll a y e r , b u s i n e s sl o g i cl a y e r , l a s t i n gl a y e r sa n dl a y e r so fd a t ar e a l i z a t i o n , s u c h l a y e r e dr e a l i z a t i o nm o d em a k e st h es y s t e md e s i g ni d e a sc l e a r e r , m a i n t e n a n c ea n dt e s t e a s i e r t h i sp a p e ri n t r o d u c em o d e l i n gt o o lr a t i o n a lr o s et om o d e l v m m ls t u d i o 2 0 0 5 n e t a r et h ed e v e l o p m e n t e n v i r o n m e n t , a d o p t s b s d e v e l o p m e n tm o d e ， o r a c l ea sb a e k e n dd a t a b a s et od e v e l o p r e a l i z ep u b l i cm e t e o r o l o g i c a ls e r v i c e i n v e s t i g a t i o na n da s s e s s m e n ts y s t e mp l a t f o r mf o rp u b l i c i tw i l lh e l pt oi m p r o v eo u r m e t e o r o l o g i c a ls e r v i c el e v e lt oc o p ew i t hc l i m a t ec h a n g e ，a c t i v e l yd e v e l o pt h e w e a t h e rs e r v i c ea n ds t r e n g t h e n i n go fp u b l i ce m e r g e n c i e so ft h em e t e o r o l o g i c a l g u a r a n t e es e r v i c ea b i l i t y k 呵w o r d s ：p u b l i cm e t e o r o l o g i c a ls e r v i c ei n v e s t i g a t i o na n da s s e s s m e t , u m l ， a s p n e t , o r a c l e 目录 第一章绪论1 1 1 研究背景1 1 2 研究现状1 1 3 课题意义及目的2 1 4 本文主要工作和结构3 第二章o p a l 建模及相关技术4 2 1 统一建模语言u m l ( u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ) 简介4 2 2u m l 的目标与内容：4 2 3u m l 在软件开发不同阶段中的应用5 2 4u m l 模型图。6 2 5 浏览器服务器模式9 2 5 1 采用b s 开发的优势9 2 5 2b s 模式的数据库体系结构1 0 2 6 n e t 技术简介。1 1 2 6 1 n e t 框架类库简介。11 2 6 2 n e tf r a m e w o r k 12 2 6 3a sp n e t 13 2 6 4a d o n e t 1 4 2 7a j a x 技术1 5 2 8c s s 技术1 6 2 9o r a c l e 1 6 2 1 0 建模工具r a t l o n a lr o s e 17 第三章系统分析并建模18 3 1 需求分析18 3 1 1 功能性需求分析1 8 3 1 2 非功能性需求分析1 8 3 2 过程分析1 9 3 2 1 定义参与者2 0 3 2 2 定义用例2 0 3 3 静态结构建模2 1 3 3 1 发现对象和类2 1 3 3 2 定义类之间的联系一2 2 3 3 3 建立模型2 2 3 3 4 建立组件图2 3 3 3 5 建立部署图2 3 3 4 动态结构建模2 4 3 4 1 建立活动图2 4 3 4 2 建立时序图2 6 第四章系统设计。3 0 4 1 系统总体设计3 0 4 1 1 系统逻辑结构3 0 4 1 2 系统架构设计。3 0 4 2 系统功能模块设计31 4 2 1 调查问卷定制与管理3 2 4 2 2 网上调查数据质量控制3 3 4 2 3 评估模型与数据管理3 4 4 2 4 数据查询与统计3 5 4 2 5 权限管理3 5 4 2 6 系统管理3 6 4 3 系统内各模块间的动态关联3 7 4 4 数据库设计3 7 4 4 1 数据库设计的原则3 7 4 4 2 数据库表结构。3 8 第五章系统实现4 3 5 1 登录操作4 3 5 2 调查问卷定制与管理模块4 4 5 2 1 调查题题库维护管理4 4 5 2 2 问卷、模板设计4 4 5 3 网上调查数据质量控制模块4 6 5 3 1 质量级别管理4 6 i i 5 3 2 质量规则管理4 7 5 4 评估模型与数据管理模块4 7 5 4 1 模型参数自定义4 7 5 4 2 模型参数与调查问题匹配4 7 5 4 3 评估模型数据分级管理4 8 5 4 4 效益评估一4 8 5 5 数据查询与统计模块4 9 5 5 1 调查问题结果查询与统计4 9 5 6 权限管理5 1 5 6 1 管理员组5 4 5 6 2 管理员列表5 4 5 7 系统管理5 5 5 7 1 系统日志5 5 5 7 2 流量查询5 5 5 7 3 数据库维护5 6 第六章总结与展望5 8 6 1 总结5 8 6 2 展望5 8 参考文献。5 9 致谤 6 2 攻读硕士学位期间发表的学术论文6 3 i i i 随着经济社会的快速发展，党中央、国务院对气象事业发展越来越重视，社会各界对 气象工作越来越关注，广大人民群众对气象服务的需求越来越迫切。国务院关于加快气象 事业发展的若干意见提出了新时期气象事业发展的目标和任务，勾画了气象事业发展的 宏伟蓝图。最近一段时期，中央领导同志多次就气象灾害防御、应对气候变化等工作做出 重要批示，提出更高的要求。这既是新时期气象事业发展的动力，也是对气象事业发展的 挑战。中国气象局党组审势度势，提出了“以需求为牵引，加快气象现代化体系建设，努 力提高气象业务服务能力和水平”和“以公共气象服务系统为引领，大力推进现代气象业 务体系建设”的发展思路和战略部署，以适应国家经济社会发展对气象工作日益增长的需 求和国家强化政府社会管理与公共服务职能的改革新形势。 随着社会的进步，新技术的发展，气象信息的各种获取方式日益丰富，而气象服务情况、 用户满意度等公共气象服务调查评估信息的获取、处理模式却没有新的突破，依然是被动 的、单一的、非常态的模式。随着公共气象服务业务的发展，该模式日益暴露出自身缺陷。 1 2 研究现状 1 9 8 3 年国家气象局组织了气象科技经济效益研究，1 9 8 5 年组织了公众气象服务的社会 调查和一定数量的案例分析，得出气象服务成本效益比是1 ：1 5 - 2 0 ，主要成果和方法是从 气象服务的微观经济评估出发评价气象服务的价值；1 9 9 4 年中国气象局组织了全国性的气 象服务效益评估研究工作，运用经济学和统计学理论，在理论模型和实际抽样调查的基础 上，定量分析评估公益气象服务的总体经济社会效益，得出我国公益气象服务成本效益比 是l ：3 5 - 4 0 。 为深入了解和客观定量评价中国气象服务的影响和效益，中国气象局于2 0 0 6 年7 - 9 月 份在全国除港、澳、台以外的所有省、市和设有政府气象主要机构的县进行了“中国气象 服务效益评估”随机抽样问卷调查。得出气象服务总体效益为l ：6 9 。调查显示最近1 0 年 随着我国经济社会的快速发展和气象事业的大发展，气象服务的效益明显提高。 2 0 0 8 年5 月8 日，中国气象局公共气象服务中心在北京正式成立。这是国家气象局推 动全国公共气象服务业务发展体制和发展机制的探索和创新，也是强化国家级公共气象服 务能力建设的一项重要举措。 为科学定量对气象服务效益进行客观评估，让社会各界、政府决策部门了解、理解和 支持气象事业发展，进一步提升气象服务的敏感性和针对性，落实国务院3 号文件精神、 按照气象业务技术体制改革总体方案要求，重点围绕多轨道业务产品的服务效益评估，2 0 0 8 年中国气象局成立了气象服务效益评估工作协调组和研究组，在全国范围内调查公众和各 ；f嚏，li-i 南京信息工程大学硕士学位论文 经济部门( 行业) 对当前公共气象服务的满意度和对气象服 气象服务的成本效用比。气象部门已经连续三年开展气象服 气象服务满意度调查，对全国1 6 个气象高敏感行业气象服务 重大活动气象保障服务的效益评估方面进行了探索嘲。2 0 0 8 的气象服务效益进行了详细评估，并完成了对北京奥运气象服务效益及满意度的定性和定 量评估。研究组还制订了公共气象服务效益评估实施方案、高敏感行业重点单位气象 服务效益评估实施方案，全国各省( 区、市) 气象局按照方案做了大量工作，取得了可喜 成果。 国内外对气象服务效益的评估，大体可概括为两类方法，第一类是通过实际调查和分 析，测算用户使用气象所增加的效益和减少的损失，可称为实际测算法。第二类方法是通 过理论分析和相应的数学模型推算气象服务可能产生的效益，可称为理论推算法。 无论是评价范围的大小或者方法上的异同，评价的基础都要建立在相关数据的采集上， 公共气象服务调查评估信息的获取、处理模式却没有新的突破，依然是被动的、单一的、非 常态的模式。随着公共气象服务业务的发展，该模式日益暴露出自身缺陷，主要体现在气象 服务信息数据凌乱，用户反馈渠道单一，效益评估方法不健全等等。在国内，仅有浙江省 气象服务中心在0 8 年设计开发过相类似的系统，但其功能主要偏向于公众对当前气象服务 的满意度调查，系统内并不包括效益的评估，且对调查数据缺少一定的质量控制手段，仅 以原始数据作为气象效益评估和公共气象服务需求分析的基础。 1 3 课题意义及目的 为了切实从国家需求出发落实中国气象事业发展战略和推进气象业务技术体制改革， 扩大气象工作的影响，增进政府及社会各界对气象事业发展的支持，提高气象服务水平和 效益，需要我们准确把握受众对公共气象服务产品的应用和需求情况，以及定量评估服务 的效益。为此，中国气象局成立了以许小峰副局长为组长的气象服务效益评估工作协调组 和专家组，专题组织在全国范围内开展气象服务调查评估和研究工作，以期推动全国气象 服务效益评估业务的建立和发展”儿”。 气象服务服务调查评估业务系统的建设具有重大的现实意义和理论意义悔1 。主要体现 在：( 1 ) 通过对气象服务效益的科学客观的定量分析和评估，能使政府和公众全面和充分 地认识气象服务的作用和效益，从而更进一步关心和支持气象事业发展：( 2 ) 能够客观真 实地了解用户对各类气象服务的满意程度和需求情况，从而使气象部门更有针对性地改进 和发展气象服务；( 3 ) 通过对影响气象服务效益诸因子的敏感性分析和研究，能够使我们 科学准确地了解事业发展的着力点，从而合理调配内部资源和力量，推动气象事业又快又 好地发展。( 4 ) 该系统可以为气象服务效益评估方法和技术的研究提供重要的技术支持； ( 5 ) 有利于组织全国大规模的调查工作，进行组织协调行业公共气象服务效益数据收集、 区域高敏感性气象服务效益的个案研究：( 6 ) 为研究中国气象服务效益评估的共性模型， 气象服务减灾防灾的效益评估模型以及气候变化约束制造业节能减排的效益评估方法与技 2 第一章绪论 术提供一个平台。 本文拟开发建设一个“公共气象服务调查评估业务平台”，供各级公共气象服务中心开 展公众气象服务调查、满意度和效益评估使用。 1 该系统可调查在全国范围内公众和各经济部门( 行业) 对当前公共气象服务的满意 度和对气象服务的需求情况； 2 该系统可定量评估在全国范围内公共气象服务的效用和成本，得出当前公共气象服 务的成本效用比一即效益； 3 可利用该系统总结研究我国重大气象灾害和气候变化影响评估及天气、气候、雷电 等多轨气象服务效益评估的新理论、新方法。 通过本系统的建立，可为国家、省市气象相关工作提供理论基础、客观数据，将提升 决策部门进行决策和管理的科学性，有利于拓展气象服务领域，提升气象服务的能力和水 平，有利于针对性地改进气象服务，促进气象部门与气象信息用户保持对话，相互了解。 1 4 本文主要工作和结构 论文采用了由表及里的介绍方法，先介绍了系统中使用到的相关技术，提出了系统的 需求，再介绍u 虬系统的建模，然后提出系统的设计，最后介绍系统的实现。以下是各个 章节的具体描述。 第一章绪论。主要介绍课题的研究背景，研究意义及目的，然后是研究现状以及本文 的主要工作。 第二章相关技术简介。主要对u 扎的概述及其建模技术以及b s 结构、n e t 开发平 台、a j a x 技术、e s s 技术、数据库o r a c l e 以及建模工具r a ti o n a lr o s e 的介绍 第三章对公共气象服务调查评估系统进行需求分析，对系统的u 虬建模。 第四章对公共气象服务调查评估系统进行设计，包括系统逻辑结构、系统架构设计。 系统功能模块的设计以及数据库的设计。 第五章系统的实现以及介绍系统的核心界面。 第六章总结与展望对本文的工作进行总结，并提出工作中需要完善和进一步改进的 地方。 3 南京信息工程大学硕士学位论文 第二章u m l 建模及相关技术 上一章我们分析了u 虬模型用于指导测试的优势所在。本章首先对u 扎进行介绍，然 后在国内外己有研究的基础上，分析u 虬各模型的可测试性，并指出各模型适用的范围及 相应的测试策略。 2 1 统一建模语言u m l ( u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ) 简介 u 札统一建模语言哺1 ( u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ) 是一种建模语言是第三代用来为 面向对象开发系统的产品进行说明可视化和编制文档的方法它是由信息系统i s i n f o r m a t i o n s y s t e m 和面向对象领域的三位著名的方法学家g r a d yb o o t hj a m e sr u m b a u g h 和i v a r j a c o b s o n 称为三个好朋友t h e l l l r 优a m i g o s 提出的这种建模语言得到了u m l 伙伴联盟的应 用与反馈并得到工业界的广泛支持由o m g 组织o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p 采纳作为业界 标准u 地取代目前软件业众多的分析和设计方法b o o c hc o a t ij a c o b s o no d e l lr u m b a u g h 第二章u m l 建模及相关技术 4 简单并且可扩展，具有扩展和专有化机制，便于扩展，无须对核心概念进行修改； 5 它为面向对象的设计与开发中涌现出的高级概念提供支持，强调软件在开发过程中 对架构、框架、模式和组件的重用； 6 它与最好的软件工程实践经验集成； 7 有利于面对对象工具的市场成长。 u m l 是由图和元模型组成的图是u 地的语法而元模型则给出的图的意思是u 札的语义 u m l 的语义是定义在一个四层或四个抽象级建模概念框架中的这四层分别是埔1 ： 元元模型( m e t a - m e t a m o d e l ) 层组成u m l 最基本的元素事物，代表要定义的所有事 物； 元模型( m e t a m o d e l ) 层，组成了u m l 的基本元素，包括面向对象和面向组件的概 念。这一层的每个概念都是元元模型中事物概念的实例( 通过版类化) ； 模型( m o d e l ) 层，组成了t j l d l 的模型，这一层中的每个概念都是元模型层中概念 的一个实例( 通过版类化) ，这一层的模型通常叫做类模型( c l a s sm o d e l ) 或类型模型( t y p e m o d e l ) ； 用户模型( u s e r m o d e l ) 层，这层中的所有元素都是u m l 模型的例子。这一层中的 每个概念都是模型层的一个实例( 通过分类) ，也是元模型层的一个实例( 通过版类化) 这一层的模型通常叫做对象模型( o b j e c tm o d e l ) 或实例模型( i n s t a n c em o d e l ) 。 2 3u m l 在软件开发不同阶段中的应用 u m l 适用于系统开发的全过程，它的应用贯穿于从需求分析到系统建成后测试的各个 阶段m 。 需求分析：可以用用例来捕获用户的需求。通过用例建模，可以描述对系统感兴 趣的外部角色及其对系统的功能要求( 用例) 。 分析：分析阶段主要关心问题域中的基本概念( 例如，抽象、类和对象等) 和机制， 需要识别这些类以及它们相互间的关系，可以用u 地的逻辑视图和动态视图来描述。类图 描述系统的静态结构，协作图、顺序图、活动图和状态图描述系统的动态行为。在这个阶 段只为问题域的类建模，而不定义软件系统的解决方案细节( 例如，处理用户接口、数据库、 通信和并行性等问题的类) 。 设计：把分析阶段的结果扩展成技术解决方案，加入新的类来定义软件系统的技 术细节。设计阶段用和分析阶段类似的方式使用u 地。 构造( 编码) ：这个阶段的任务是把来自设计阶段的类转换成某种面向对象程序设 计语言的代码。 测试：对系统的测试通常分为单元测试、集成测试、系统测试和验收测试等几个 不同的步骤。u 札模型可作为测试阶段的依据，不同测试小组使用不同的u m l 图作为他们 工作的依据：单元测试使用类图和类规格说明；集成测试使用构件图和协作图；系统测试 使用用例图来验证系统的行为；验收测试由用户进行，用与系统测试类似的方法，验证系 5 南京信息工程大学硕士学位论文 统是否满足在分析阶段确定的所有需求。 总之，统一建模语言u m l 适用于以面向对象方法描述任何类型的系统，而且适用于系 统开发全过程，从需求规格描述直到系统建成后的测试和维护阶段。 2 4u m l 模型图 1 ) 结构图【圳 有4 种u m l 结构图可用于对系统的静态方面进行可视化、详述、构造和文档化。可以 把系统的静态方面看作是对系统的相对稳定的骨架的表示，它由类、接口、协作、构件和节 点等事物的布局组成。结构图包括：类图( c l a s sd i a g r a m ) 描述系统中类的静态结构，它 定义了系统中类的内部结构以及类之间的联系，用来捕获信息和事件中的对象；对象图 ( o b j e c td i a g r a m ) 是类的实例化图；构件图( c o m p o n e n td i a g r a m ) 描述程序代码的物理结 构：部署图( d e p l o y m e n td i a g r a m ) 描述系统中软、硬件的物理体系结构，用于捕获系统 硬件和软件构件的部署关系。 2 ) 行为图 有5 种行为图用于对系统的动态方面进行可视化、详述、构造和文档化。可以把系统 的动态方面看作是对系统变化部分的表示，它由诸如随时间变化的信息流和在网络上构件 的物理运动之类的事物组成。行为图包括：用例图( u s ec a s ed i a g r a m )从用户的角度描 述系统的功能，并指出各功能的执行者，说明执行者与提供的用例之间的某种联系；顺 序图( s e q u e n c ed i a g r a m ) 描述几个对象之间的动作协作关系；协作图( c o l l a b o r a t i o n d i a g r a m ) 从另一个角度展示对象之间的动作协作关系，它可以和顺序图相互转换，在 r a t i o n a l r o s e 中可以由顺序图生成协作图；状态图( s t a t ed i a g r a m ) 描述一类对象具有的所有 可能的状态以及状态转移关系；活动图( a c t i v ed i a g r a m ) 描述系统中各种活动的执行顺 序。 一 用例图 用例图分析用例图是软件需求分析到最终实现的第一步，它描述用户如何使用系统及 使用系统什么样的功能。用例图从业务角度上体现谁来使用系统、用户希望系统提供什么 样的服务，以及用户需要为系统提供的服务，也便于软件开发人员最终实现这些功能。用 例图在开发中被广泛的应用，但是它最常用来描述系统提供了什么样的功能给什么样的用 户使用。 在官方文档中用例图包含六个元素，分别是：执行者( a c t o r ) 、用例( u s ec a s e ) 、关联 关系( a s s o c i a t i o n ) 、包含关系( i n c l u d e ) 、扩展关系( e x t e n d ) 以及泛化关系( g e n e r a l i z a t i o n ) 。 用例图可一个包含注释和约束，还可一个包含包，用于将模型中的元素组合成更大的 模块。有时，可以将用例的实例引入到图中。用例图模型如下所示，执行者用人形图标来 标识，用例用椭圆来表示，连线表示它们之间的关系。用例模型可以由若干个用例图组成 用例图中包含系统角色和用例等三种模型元素图示用例图时既要画出三种模型元素同时还 要画出元素之间的各种关系通用化关联依赖如图2 1 所示。 6 第二章u m l 建模及相关技术 & _ 员 图2 1 保险商务系统用例图示例 一 活动图 活动图( a c t i v i t yd i a g r a m ) 显示动作及其结果活动图着重描述操作( 方法) 实现中所完成 的工作以及用例实例或对象中的活动活动图是状态图的一个变种与状态图的目的有一些小 的差别活动图的主要目的是描述动作( 执行的工作和活动) 及对象状态改变的结果，当状态 中的动作被执行( 不像正常的状态图它不需指定任何事件) 时活动图中的状态( 称为动作状 态) 直接转移到下一个阶段活动图和状态图的另一个区别是活动图中的动作可以放在泳道 中泳道聚合一组活动并指定负责人和所属组织活动图是另一种描述交互的方式描述采取何 种动作做什么( 对象状态改变) 何时发生( 动作序列) 以及在何处发生( 泳道) 。 活动图可以用作下述目的： 描述一个操作执行过程中( 操作实现的实例化) 所完成的工作( 动作) 这是活动图最 常见的用途。 描述对象内部的工作。 显示如何执行一组相关的动作以及这些动作如何影响它们周围的对象。 显示用例的实例是如何执行动作以及如何改变对象状态。 说明一次商务活动中的工人( 角色) 工作流组织和对象是如何工作的。 一 时序图 u e l 时序图以时问顺序显示对象在其生命周期内的交互活动。i j e l 的时序图有两个维度： 纵向是时间线，定义对象在交互活动中的生命周期：横向是不同的对象。时序图中用一个带 有垂直虚线的矩形框表示对象，矩形框内标有类名、对象名或角色名。垂直虚线称为生命 线，代表在对象之间的交互作用中该对象的生命周期。对象问的通信消息通过对象生命线 之间的箭头表示，箭头上方标注消息名和一些控制信息。接收对象收到消息时被激活。在 对象生命线上显示一个细长矩形框来表示。激活描述在一定的时间段内对象执行操作的持 续时间。如图2 2 所示。 7 南京信息工程大学硕士学位论文 图2 2 处理请求时序图 一 协作图 协作图作为交互图的一种，强调的是发送和接收消息的对象之间的组织结构。一个协 作图显示了一系列的对象和在这些对象之间的联系以及对象间发送和接受的消息，对象通 常是命名或匿名的类的实例，也可以代表其他事物的实例，例如协作、组件和节点。 一 类图 类图是面向对象系统建模中最常用的图，描述的是系统中类的静态结构。类图不仅进 定义了系统中的类、表现类与类之间的关联、依赖、类属、聚合、组合等关系，还描述了 类的内部结构，包括类的属性和类的方法，此外，类图还描述了类集、接口集、协作以及 他们之间的关系。因为类图所描述的是一种静态关系，所以它在系统的整个生命周期内都 是有效的。类图是对象图、时序图、协作图、组件图、配置图的基础。在类图的基础之上、 用例图、状态图、活动图进一步描述系统其他方面的特性。 状态图 一般说来状态图是对类所描述事物的补充说明它显示了类的所有对象可能具有的状态 以及引起状态变化的事件，事件可以是给它发送消息的另一个对象或者某个任务执行完毕 比如指定时间到状态的变化称作转移t r a n s i t i o n 一个转移可以有一个与之相连的动作 a c t i o n 这个动作指明了状态转移时应该做些什么并不是所有的类都有相应的状态图仅用 于具有下列特点的类具有若干个确定的状态类的行为在这些状态下会受到影响且被不同的 状态改变。 组件图 组件图描述软件组件及组件之间的关系显示代码的结构组件是逻辑架构中定义的概念 和功能( 类对象它们的关系协作) 在物理架构中的实现。 组件是类型但是仅仅可执行的组件可能有实例( 当它们代表的程序在处理器中执行 时) 。组件图只将组件显示成类型为了显示组件的实例必须使用展开图在展开图中可执行组 件的实例被指派给执行它们的节点实例。 3 第二章u m l 建模及相关技术 组件间的相关性连接用一条带开箭头的虚线来表示表示一个组件只有同另一个组件在 一起才有一个完整的定义从源代码组件a 到另一个组件b 的相关性是指从a 到b 之间有一 个与语言有关的相关性在编译化语言中可能意味着b 的改变可能需要重要编译a 因为编译 a 时需要用到组件b 中的定义如果组件是可执行的相关性连接可以用来描述一个可执行的 程序需要哪些动态链接库才能运行。 部署图 部署图( d e p l o y m e n td i a g r a m ，配置图) 是用来显示系统中软件和硬件的物理架构。从部 署图中，您可以了解到软件和硬件组件之间的物理关系以及处理节点的组件分布情况。使 用部署图可以显示运行时系统的结构，同时还传达构成应用程序的硬件和软件元素的配置 和部署方式。 一个u m l 部署图描述了一个运行时的硬件结点，以及在这些结点上运行的软件组件 的静态视图。部署图显示了系统的硬件，安装在硬件上的软件，以及用于连接异构的机器 之间的中间件。 2 5 浏览器服务器模式 基于系统的特性，达到方便的管理和发布，本系统的开发采用了b s 结构，所有工作 都能通过网络完成，简单易用。 2 5 1 采用b s 开发的优势 当前软件开发基于两种架构的开发c s ( c l i e n t s e r v e r 、客户端服务器) 和b s 。c 烬 是指在服务器上安装服务器软件，同时，在客户机上安装相应的客户端，使客户端得到相 应的服务。客户端应用程序不仅要提供图形化的接口，与客户进行人机交互，同时还肩负 着数据处理、逻辑运算和商业规则处理等任务，显然加重了客户端应用程序的负担。此外， c s 结构的致命弱点是：如果商业规则、逻辑运算或数据处理等发生变化时，原有的客户 端应用程序必须重新编译成可执行文件，重新安装到每个客户的计算机上，才可以重新正 常的工作。再者，数据库服务器同样受到约束，它是数据存储管理的场所，负责管理每个 客户端请求的连接( c o n n e c t i o n ) 1 1 7 1 。当客户连接多时，可能会超数据库服务器所规定的 同时最大连接数，导致后来打开客户端程序的客户无法存取数据库。 随着企业规模的不断增大，其要求的规则将随之增多，应用程序的复杂程度也就不断 提高。这样，传统的c s 式的架构由于自身的缺陷，严重的制约了其发展和推广。与此同 时，许多企业已经建起了自己的企业内部网i n t r a n e t 系统，册网为众多的员工所接受。 于是在考虑如何解决c s 架构存在的问题时，技术人员提出了“客户端的用户界面( u s e r i n t e r f a c e ) 全部使用浏览器”。通过对效率、处理响应速度、扩充性和安全性的考虑，专 家们最终提出了b s 三层架构。b s 架构采用w 唧网的信息传递方式，客户端通过浏览器 请求w e b ，w e b 服务器处理w e b 请求，并按需与数据库进行交互，最终将w e b 页面发送到客 9 南京信息工程大学硕士学位论文 户端的浏览器，于是客户端通过w e b 得到自己所需的信息。b s 架构的出现，其中一个主 要动力就是为了改善系统的c s 架构存在的缺点，与c s 架构相比，b s 架构具有许多优 点，其中主要有以下几个方面的优点u 引： 1 ) 系统具有良好的增容性 b s 架构对客户端要求比较低，只需要安装i e 浏览器软件即可。客户端接入i n t e r n e t ， 通过了系统认证，得到权限后，就可以得到系统的服务。由于可以采用连接池( p o o l i n g ) 技术，可以在一定程度上将增加一个客户端的影响降低到最小。 2 ) 集中了c s 架构和基于主机模型( 原有的工作站方式) 的优点 服务器负责向用户提供信息和要求的数据，通过客户端浏览器软件，呈现给用户的图 形化界面。服务器控制信息的布局和内容，使得信息的控制和管理非常可靠，这是基于主 机的集中管理的优点。然而，客户部仅仅是一个终端，它执行类似信息高速缓存和在本地 第二章u m l 建模