（计算机应用技术专业论文）基于web的网上调剂及复试系统研究开发.pdf

摘要 论文题目：基于w e b 的网上调剂及复试系统研究开发 学科专业：计算机应用技术 研究生：袁皴 指导教师：张瑕教授 摘要 签名： 签名： 癞媛 歹z 撑 基于w e b 的网上调剂及复试系统是西安理工大学研究生部综合管理信息系统的组成 部分，主要实现基于i n t e r n e t i n t r a n e t 的研究生招生调剂及复试管理。本系统的成功开 发对于提高研究生招生工作的工作效率与信息化水平具有重要的实际意义。 在系统研究开发中，作者研究了软件体系结构、u m l 建模语言、组件技术、w e b s e r v i c e 等w e b 信息系统实现的关键技术。应用u m l 语言进行系统建模分析与设计；在 v i s u ms t u d i o2 0 0 5 集成开发环境下应用c # 语言编码实现了基于多层b s 体系结构的 网上调剂及复试软件系统；使用s q l s e r v e r2 0 0 5 建立了后台数据库。目前，系统已 投入实际运行，在西安理工大学研究生招生调剂及复试工作中发挥了重要作用。 本文详细介绍了作者的上述研究开发工作。 关键词：网上调剂；研究生复试；u m l ；软件体系结构：w e bs e r v i c e a b s t r 8 c t t i t l e ：r e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to nr e c r e a t l o na n d r e e x a m l n a t i o ns y s t e mb a s e do nw e b m a j o r ：c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y n a m e ：y iy u a n s i g n a t u r e ： s u p e r v i s o r ：p r o f j i n gz h a n g a b s t r a c t 7 l 弦鲥 s i g n a t u 皑丝丝! 纩7 a sac o m p o n e n to ft h ep o s t g r a d u a t ei n t e g r a t em a n a g e m e n ts y s t e ma tx i a nu n i v e r s i t yo f t e c h n o l o g y , i tm a i n l yc a r r i e do u tb a s e do ni n t e m e l l i n t r a n e tp o s t g r a d u a t er e c r e a t i o na n d r e e x a m i n a t i o na d m i n i s t r a t i o n t h es u c c e s sd e v e l o p e do ft h i ss y s t e mh a di m p o r t a n ta c t u a l s i g n i f i c a n c et op r o m o t i n gt h ee f f i c i e n c ya n di n f o r m a t i o nl e v e lo f p o s t g r a d u a t ee n r o l l m e n t w h i l ed e v e l o p i n gt h i ss y s t e m t h ea u t h o re x p l o r e ds o m ek e yt e c h n i q u e ss u c h 粥s o f t w a r e a r c h i t e c t u r e ，s o f t w a r ec o m p o n e n t , x m la n dw e bs e r v i c e s u m li su s e dt os y s t e m sa n a l y s i s a n dd e s i g n t h es y s t e mi sc o d e du n d e rv i s u a ls t u d i o n e t2 0 0 5i n t e g r a t i o ne n v i r o n m e n ta n d s q l s e r v e r2 0 0 5i su s e da sd a t a b a s e a tp r e s e n t ，t h es y s t e mh a da l r e a d yr u n n i n ga n db r o u g h t t h ei m p o r t a n te f f e c t i n t ot h ew o r ko fp o s t g r a d u a t er e c r e a t i o na n dr e - e x a m i n a t i o na tx i a n u n i v e r s i t yo f t e c l m o l o g y t h i sp a p e rd e s c r i b e dt h ew o r kt h a tt h ea u t h o r sr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t k e yw o r d s ：p o s t g r a d u a t er e c r e a t i o ns y s t e m ；r e e x a n a i n a t i o ns y s t e m ；u m l ；s o f t w a r e a r c h i t e c t u r e ；w e bs e r v i c e i i 独创性声明 秉承祖国优良道德传统和学校的严谨学风郑重申明：本人所呈交的学位论文是我个 人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本文所论述的工作和成 果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。 本论文及其相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任 论文作者签名：盔墨12 诃年岁月如日论文作者签名：丛竖2 叫年多月) 1 7 日 学位论文使用授权声明 本人盘叠在导师的指导下创作完成毕业论文。本人已通过论文的答辩，并 已经在西安理工大学申请博士硕士学位。本人作为学位论文著作权拥有者，同意授权 西安理工大学拥有学位论文的部分使用权，即：1 ) 已获学位的研究生按学校规定提交 印刷版和电子版学位论文，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生上交的 学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编人有关数据库进行检索；2 ) 为教学和 科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图书馆、资料室 等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。 本人学位论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权西安理工大学研究生部办 理。 ( 保密的学位论文在解密后，适用本授权说明) 论文作者签名： 亥锻 导师签名： 1 z 缮 0 c 嗨3 月知日 绪论 1 绪论 1 1 课题来源及目的 本课题来源于西安理工大学研究生部，是西安理工大学研究生管理信息系统的一个子 系统，其目的主要是为支持日益复杂的研究生招生网上调剂及复试管理而提供的一个方 便、快捷、安全的软件环境。西安理工大学研究生管理信息系统是为研究生部招生、培养、 学位管理工作而开发的综合性管理信息系统“1 ，它基于校园网和因特网运行，具有研究生 招生、培养、学位管理等多项强大功能。它的成功运行，不仅大大减轻了研究生部工作人 员的劳动强度，提高了工作效率，且为全校的研究生、研究生导师和报考本校的研究生考 生提供多种快捷、方便、开放的服务。 1 2 课题背景及意义 随着高校体制改革的不断深入，传统的管理办法已不能满足发展的需要，运用先进 的信息技术，改革包括招生管理在内的研究生部日常管理工作，开发研究生管理信息系统 已成为现代教育教学管理的重要趋势。 我校研究生部原来已有部分招生管理系统，但是其业务仅仅局限于研究生入学后的信 息管理，而对于招生工作的前期，如网上调剂阶段、复试阶段的管理还处于人工运作状态。 随着高校规模的扩大，研究生考试人数大量增加，研究生部工作人员工作负担臼益加重。 研究生部获得的招生信息分散，数据无法共享，招生数据得不到及时统计和分析。另一 方面，需要调剂的考生和参加复试考生也得不到及时通知，各种重要消息得不到及时反馈。 在这样的形势下，开发研究生招生网上调剂及复试管理信息系统是非常必要的。具有 重要的现实意义。不但可以极大的减轻招生人员的工作负担，使得招生数据信息化、规范 化、网络化，也为需调剂的考生和复试考生提供种种便捷的服务，使研究生招生管理水平 大为提高。 目前，多数高校还没有专门的网上调剂及复试管理系统，这两部分的工作还处于人工 管理阶段。少数高校有网上调剂系统，但是仅仅具有简单的数据录入功能，分析数据的能 力弱，系统与用户的交互性差，远远不能满足广大考生和研究生部工作人员的需要。本系 统的开发不仅解决了我校研究生部招生管理工作的难题，而且具有一定的学术意义。 西安理工大学硕士学位论文 2w e b 信息系统及关键技术介绍 2 1w e b 信息系统体系结构 随着计算机、数据库、网络技术的迅速发展，管理信息系统的体系结构经历了从终端 主机( t e r m i n a l m a i n f r a m e ) 结构到客户机l i l t 务器( c l i e n t s e r v e r ) 结构，从客户机 服务器( c l i e n t s e r v e r ) 结构到浏览器服务器( b r o w s e s e r v e r ) 结构的两次变迁。 传统的终端主机结构已基本退出舞台，而客户机j 9 1 务器结构所固有的种种缺点限制 了信息系统的发展： 缺点一；由于客户机是专有的客户端进程，如果要对系统进行升级，那意味着对每 一个客户端都要进行升级操作，那将耗费大量的时间和精力。 缺点二：由于业务逻辑是放在客户端处理，这样就会加重客户端的负载，并增大网 络的数据流量。易于暴露的业务流程也会使系统的安全受到威胁。 缺点三：由于采用客户端直接连接到数据库服务器这种方式，使得数据库直接暴露 在网络中，这对数据库来说是一个致命的威胁。 缺点四：在客户机多的状态下，将对数据库服务器造成极大的压力。 为了克服两层模型的缺点，出现了三层b s 结构。b s 的三层通常指客户端浏览器、中 间层的w e b 服务器和后台的数据库服务器，其结构模型如图2 - 1 所示。 图2 - 1b s 应用软件结构模型图 f i g u r e 2 1b sa p p l i c a t i o ns o f t w a r ea r c h i t e c t u r em o d e l 客户端是一个w e b 浏览器，它负责与客户的交互，向中间层的w e b 服务器发出请求， 并显示w e b 服务器返回的h t m l 文档。处于中间层的w e b 服务器一方面接受浏览器的请求， 一方面将需要处理的数据传送到数据库服务器。数据库服务器接收数据并进行处理，所得 2 w e b 信息系统及关键技术介绍 到的结果再次返回给w e b 服务器。w e b 服务器将最后的结果传送回w e b 浏览器。 与c s 模式相比，b s 有以下明显的优点： ( 1 ) 采用统一的浏览器，用户界面一致，操作简单，维护方便。 ( 2 ) 采用标准的t c p i p 、i t t p 协议，容易实现网络之间的互联，信息共享程度高，系 统扩展性好。 ( 3 ) i n t e r n e t i n t r a n e t 防火墙技术可以实现高的信息安全性。 2 2w e b 信息系统开发关键技术 2 2 1 n e t 介绍 n e tf r a m e w o r k 是一个全新的开发平台，支持多种应用程序的开发。除了典型的 w i n d o w s 窗体应用程序和控制台应用程序，还支持w e b 应用程序、w e b 服务等各种类型的 应用程序。应用n e tf r a m e w o r k 可以满足应用程序开发的大部分需要。由于其强大的功 能特性和方便易用性，n e tf r a m e w o r k 已经成为越来越多公司、机构的开发工具。 以下是n e tf r a m e w o r k 的一些功能“1 ： 多语言支持。n e tf r a m e w o r k 支持多种语言，如c # ，v b ，v c 等。 代码重用。使用n e tf r a m e w o r k ，可以创建自己的可由第三方应用程序访问的类。 这使得代码重用变的简单。 自动资源管理。n e tf r a m e w o r k 的通用语言运行环境( c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ) 使自动管理资源成为可能，如文件、内存、网络连接以及数据库资源。 x m l w e b 服务。这些服务允许通过w e b 使用任何设备访问代码。使用n e tf r a m e w o r k 就可以很容易将标准应用程序转换成x m lw e b 服务。 a d o n e t 。这是建立在x m l 基础上的一种与后台数据库进行数据交互的新技术。 a s p n e t 。这是n e tf r a m e w o r k 为构建基于服务器的w e b 应用程序所提供的开发 技术。a s p n e t 提供的高级编译和缓存功能使得程序的性能得到显著提高。 s o a p 。这是n e tf r a m e w o r k 支持的基于x l d l 的简单协议，它可用于交换w e b 的结 构和类型信息。s o a p 是进程问所有通信的标准协议。 n e tf r a m e w o r k 自从出现以来，一直处于发展阶段。n e tf r a m e w o r k l 0 是微软 发行的第一个框架版本，以单独的开发包形式发布，还被包含在v i s u a ls t u d i o n e t 2 0 0 2 中。随后的版本n e tf r a m e w o r k l 1 被集成在v i s u a ls t u d i o n e t2 0 0 3 中，于 2 0 0 3 年4 月发布。2 0 0 4 年上半年，n e tf r a m e w o r k 2 0 的第一个版本随着v i s u a l s t u d i o n e t2 0 0 5 、m i c r o s o f ts q ls e r v e r2 0 0 5 以及b i z t a l k2 0 0 6 一起发布。2 0 0 6 年1 1 月，n e tf r a m e w o r k 3 0 也已面世”1 。 3 西安理工大学硕士学位论文 2 2 2 n e t 组件技术 n e t 开发平台使得开发人员创建运行在i i sw e b 服务器上的应用程序更容易、更快 捷。n e t 框架包含了在操作系统上进行软件开发的所有层。是微软和其它平台上的显示 技术、组件技术和数据技术实现高度集成。n e t 框架主要由以下四部分构成： - c l r ( c o t r 蚰o nl a n g u a g er u n t i m e ，通用语言运行环境) f c l ( f r a m e w o r kc l a s sl i b r a r y ，框架类库) 一c l s ( c o m m o nl a n g u a g es p e c i f i c a t i o n ，通用语言规范) 一v i s u a ls t u d i o n e t 详细的n e t 框架体系如图2 2 所示“1 。 圈圈回围 l 通j l j u t i 寸规范 l 厂 i w i n d o w s l 卜1l 图2 2 n e t 框架体系 f i g u r e 2 - 2 n e tf r a m e w o r k a r c h i t e c t u r e 从图2 - 2 中可以直观的了解n e t 框架的主要组成部分：通用语言运行环境( c l r ) 和 一组共用层次类库。所有在n e t 开发平台上创建的应用程序的运行都需要使用这两个组 件。 a 公共语言运行环境( c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ) 公共语言运行环境是n e t 框架的基础。运行库可以看作在执行程序时，用于管理代 码的媒介。运行库能够提供诸如内存管理、线程管理等核心服务，并能强制施用严格的类 型安全和其它形式的代码精度规则，从而确保代码的安全和稳定。 b 框架类库( f r a m e w o r kc l a s sl i b r a r y ) 框架类库是一种面向对象的、全面的可用类型集合。使用框架类库，能够开发从传 统的命令行或图形界面( g u i ) 应用程序到a s p n e tw e b 窗体应用程序以及最新的x m l w e b 服务的w i n d o w s 服务程序。 4 w e b 信息系统及关键技术介绍 框架类库按照用途被命名空间逻辑地分组，并且输出到属于n e t 平台的一系列程序 集中。当应用程序中使用这些类型时，需要在编译时引用适当的程序集。n e t 框架类库 包含3 6 个程序集中的1 2 0 个命名空间中的3 5 4 2 个类型“1 。 2 2 3w e bs e r v i c e 介绍 w e bs e r v i c e 是基于网络、分布式的模块化组件，它执行特定的任务，遵守具体的 技术规范，这些规范使得w e bs e r v i c e 能与其它兼容的组件进行互操作。它可以使用标准 的互联网协议，像超文本传输协议 m p 和x m l ，将功能体现在互联网和企业内部网上。 w e bs e r v i c e 平台是一套标准，它定义了应用程序如何在w e b 上实现互操作性。 埘lw e bs e r v i c e 是一种新的w e b 应用程序分支，它是自包含、自描述、模块化的应 用，可以在网络( 通常为w e b ) 中被描述、发布、查找以及通过w e b 来调用“1 。x m l w e bs e r v i c e 体系结构的主要优点之一是：允许在不同平台上、以不同语言编写的各种程序以基于标准 的方式相互通信。 x m lw e bs e r v i c e 通过s o a p 在w e b 上提供软件服务，使用w s d l 文件进行说明， 并通过u d d i 进行注册。简单对象访问协议s o a p 是以x m l 作为数据编码格式来封装交换 信息的标准，用于服务调用；w s d l 文件用于描述w e bs e r v i c e 及其函数、参数和返回值； u d d i 是一套基于w e b 的、分布式的、为w e bs e r v i c e 提供的信息注册中心的实现标准规 范，同时也包含一组使应用能提供自身w e bs e r v i c e 注册的，以使别的应用能够发现的访 闯协议的实现标准”1 。 w e bs e r v i c e 体系结构基于三种角色之间的发布、查找和绑定操作。下面简单介绍 三种角色的作用。 服务提供者：创建该w e b 服务实体，它为其它服务和用户提供服务功能。服务提 供者在实现服务之后可以将服务发布在u d d i 注册中心，并且可以响应对其服务的调用请 求。 服务请求者：w 曲服务的使用者。w e b 服务请求者在w e b 服务注册中心u d d i 中查找所需的服务，并且向w e b 服务提供者发送请求来调用w e b 服务。服务请求者可以 是w e b 浏览器，一个程序甚至可以是另一个w e b 服务。 服务注册中心：即u d d i 服务器。注册已经发布的服务描述，在静态绑定开发或者 动态绑定执行期间，服务请求者通过u d d i 查找服务并获得服务的绑定信息。对于服务请 求者而言，服务注册中心是体系结构中的可选角色，因为服务提供者可以把描述直接发送 给服务请求者；同样服务请求者可以从服务注册中心以外的其它来源得到服务描述。 典型的w e bs e r v i c e 分布式体系结构如图2 - 3 所示： 西安理工大学硕士学位论文 6 图2 - 3w e bs e r v i c e 分布式体系结构 f i g u r e 2 - 3w e bs e r v i c ed i s t r i b u t e da r c h i t e c t u r e 系统总体结构 3 系统总体结构 3 1 系统体系结构 3 1 1 系统软件体系结构概念 随着三层架构的出现和成熟，它已在企业级应用程序领域中被广泛使用。将应用程序 中的业务逻辑放在中间层的应用服务器上，使业务逻辑与用户界面分开。在保护客户端功 能的前提下，为用户提供简洁统一的界面。三层架构的软件体系结构也为系统提供了良好 的可维护性。当需求发生变化时，只需修改应用服务器中的程序就可以了，从而可以将注 意力专注于应用系统核心业务的分析、设计和开发，简化了应用系统的开发、更新和升级 工作。 但是随着软件的需求日益复杂化，用户需求的不断变化。应用程序的可扩展性和可维 护性都很难达到要求，这就要求我们对于原有的三层结构进行扩展，在本系统中，我们将 中间层进行了扩展，将原有的一层分为页面表示层、业务外观层、业务规则层和数据访问 层。其体系结构如图3 - 1 所示 生碉n 魄序集 叫可一 害舭w 曲s 训“i 数据库服 务器 7 圭照 j q k 它数据剐 il 己j 、 罔 应用服务器 l， 图3 - 1 系统体系结构图 f i g u r e 3 1s y s t e ma r c h i t e c t t , x e 下面我们就用u m l 语言来描述软件体系结构中间层的结构。我们将体系结构的各个层 分别用相应的包来表示，同时抽象出各个层之间的访问接口，将各个层之间的关系用包与 包的访问接口之间的依赖关系来表示。我们利用删l 描述该体系结构如图3 2 所示： 7 西安理工大学项士学位论文 图3 - 2 体系结构的u m l 描述 f i g u r e 3 - 2u m ld e s c r i p t i o no f a r c h i t e c t u r e 3 1 2 系统软件体系结构设计 下面对上述中间层扩展的页面表示层、业务外观层、业务规则层和数据访问层的功能 逐一进行说明： 页面表示层一般包括两个部分：用户界面和事件响应程序。它也相当于用户界面， 页面表示层接收用户与软件界面的交互事件，并在事件响应程序中调用业务外观层的接口 完成相关操作。当接收业务外观层返回的数据时，显示在页面上。 业务外观层将用户界面与各种业务功能的具体实现隔离开来。对业务规则层和数 据访问层的所有调用必须通过此层进行。业务外观层向基础业务对象提供一致的接口，并 将w e b 层同基础业务逻辑隔离开。当软件系统在页面表示层接收用户的输入时，如果请求 需要对数据进行读取，那么就直接调用数据访问层；否则，就将请求传递到业务规则层， 在业务规则层对数据进行处理。最后将业务规则层响应的数据返回到页面表示层。 业务规则层包含各种业务规则和逻辑的实现。在实际的应用中，这个层是灵活度 最大的一个层。业务规则层包含应用于业务对象的规则，系统的业务规则在这层上进行体 现。业务规则层从业务外观层接受请求，接着根据业务规则处理请求，使用数据访问层完 成与数据库的交互任务，再将处理结果传递回业务外观层，最后完成各种业务规则和逻辑 的实现。 数据访问层为业务外观层和业务规则层提供数据服务。数据访问层解决了数据存 取的问题。通过数据访问层与数据库的交互，对数据插入、更新、删除操作。或者从数据 8 系统总体结构 库中读取数据。在这层中，系统从业务规则层接收请求，使用存储过程或s q l 语句处理数 据，最后将数据库查询结果返回到业务外观层或业务规则层。 整个中间层是系统的核心部分。系统的主要业务逻辑、业务规则和与数据库的交互 都在中间层实现。在系统设计时，中间层设在应用服务器内。这样不但使得业务逻辑和界 面分离，而且方便了代码的修改。由于n e t 的特性，我们将各个层封装成类，将其编译 成d l l 组件，这样，就将所有代码的操作过程封装起来，便于代码的安全管理和维护。 系统在实际运行时，客户端浏览器发出对页面的请求，返回页面表示层的a s p x 文件， 再通过a s p x 文件将各个请求根据实际的需求发送到业务外观层、业务规则层和数据访问 层，数据访问层通过a d o n e t 执行存储过程或s q l 语句阻达到对数据库的操作。 由于客户端向服务器请求页面时，所有的业务规则和业务逻辑以及数据访问都已封 装在服务器端，用户在客户端只能看到网页的最终h t m l 代码，这样就有效的保护了代码 的安全。 3 2 支撑网络结构 研究生部管理系统是一个将因特网，校园网和内部局域网互联的综合集成平台。同 时，包括多个内部子系统，这些系统之间存在着逻辑上的连接或数据的共享。 根据实际需要，我们对研究生部管理系统的网络结构进行了设置，如图3 3 所示： 图3 - 3 研究生部管理系统网络结构 f i g u r e 3 3n e t w o r k a r c h i t e c t u r eo f p o s t g r a d u a t ei n t e g r a t em a n a g e m e n ts y s t e m 从图3 3 中可以看出，研究生部管理系统分为内部局域网和外网( 校园网和因特网) 。 两台服务器都设置在研究生部局域网内。一台服务器是作为w e b 服务器和应用服务器， 防火墙也安装在这台服务器上。另一台服务器作为数据库服务器。 为了保证数据的安全性和一致性，也由于外部网络和研究生部内部局域网的网段不 同，校园网用户( 研究生、研究生导师、学院二级管理人员) 以及普通校园网用户和因特 西安理工大学硕士学位论文 网用户都是通过h t t p 协议来调用x m lw e bs e r v i c e 服务来访问w e b 站点的。在外网， 没有设定任何业务规则和业务逻辑，所有的数据都是通过调用w e bs e r v i c e 来访问内网的 应用服务器以便实现数据的处理。研究生部局域网中，所有的研究生部的普通用户都是直 接通过h t t p 协议来访问w e b 站点。最后，不论是何种用户，所有对数据库的访问都是 通过s q l o l e d b 提供的数据访问程序来访问数据库服务器的。 1 0 系统分析与建模 4 系统分析与建模 4 1u m l 与面向对象的建模 4 1 1 统一建模语言u m l u m l 是利用面向对象分析与设计( o o a & d ) 方法的一种建模语言，它在8 0 年代末至9 0 年代中期由g r a d yb o o c h 、i v a rj a c o b s o n 和j i m e sr u m b a u g h 发起，是在b o o c h 表示法、 0 0 s e 方法和o m t 方法的基础上发展起来的。它不仅统一了b o o t 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发展，并最终统一为标准建模语言。 u m l 一经出现就获得工业界、科技界和应用界的广泛支持，1 9 9 7 年1 1 月1 7 日，u m l 被o m g ( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) 批准为标准，这标志着u m l 作为面向对象技术领域 中建模语言的确立曲1 。 u m l 是一种在面向对象开发中用来建模和开发软件系统的图形化语言，可以对软件进 行可视化、详述、构造和文档化，主要用于为系统构造模型。用u m l 建立起的系统模型可 以是独立于最终系统实现语言的模型，具有更大的通用性，便于交流。它提供了软件开发 的各个阶段的可视化建模支持，包括从需求分析到规格书以及系统开发和建立等。用户、 分析设计人员等其他涉及项目人员都可从u m l 模型中方便地获取自己需要的信息，从而使 多数应用领域的软件开发具有一种实际、高效的保证。u m l 的且标是以面向对象的方式来 描述任何类型的系统，除了最常见的建立软件系统模型外，还可以对任何具有静态结构和 动态行为的系统进行建模。 作为一种建模标准，u m l 定义了包括u m l 语义和u m l 表示方法两部分。u m l 语义描述基 于u m l 的精确元模型。元模型为u m l 的所有元素在语法和语义上提供简单、一致、通用的 定义说明，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。 u m l 表示方法定义u m l 符号的表示法，为开发者或开发工具使用这些图形符号和文本语法 以及为系统建模提供标准。 u m l 表示法是u 札语义的可视化表示，是面向对象系统建模方法的一大特色。u m l 包 含以下五类图，其在开发个阶段用例如图4 - 1 所示： 西安理工大学硕士学位论文 砖康绮段c = = = = = = = = = ： 畸i 抑瞪i - 甜最匕= = = = = = = = = 冷 坼_ 睫葑援 图4 1 开发各阶段用例图 f i g u r e 4 - lu s ec a s eo f d e v e l o p m e n tp h a s e 1 第一类是用例图( u s ec a s ed i a g r a m ) ，它描述了用例、参与者以及它们的关系 用例图描述了系统的静态用例视。在组织系统行为并为之建模时，用例图的使用 尤其重要。 2 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 了类、接口、协作以及它们之间的关系。对象图描述了对象以及对象问的关系。 包图由包或类组成，表示包与包之间的关系，包图用于描述系统的分层结构。 3 第三类是行为图( b e h a v i o rd i a g r a m ) ，包括状态图和活动图。状态图描述了一 个状态机，由状态、跃迁、事件和活动组成。活动图是一种特殊状态图，描述了 系统中从活动到活动的控制流。 4 第四类是交互图( i n t e r a c t i v ed i a g r a m ) ，由顺序图和协作图组成。交互作用图 描述了对象问的交互作用，对象及对象间的关系组成，并包括在对象间传递的消 息。 5 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 ) ，由组件图和部署图组成。组件图 描述了组件间的组织结构和依赖关系。组件图与类图有关，因为一个组件可以映 射到一个或多个类、接口或协作。部署图描述了运行处理节点和位于节点上软件 组件的部署。 对于一个软件系统，尤其是一个复杂的软件系统，需要从多个方面对它进行描述，因 此就有了视的概念，不同的视描述了系统的不同方面。u m l 利用5 个“视”的概念来描述 系统的体系结构。5 个视包括：用例视、设计视、过程视、实现视和部署视。其中用例视 描述了可以为最终用户、分析人员和测试人员所看见的系统行为。设计视包括形成问题域 的词汇表和解决方案的类、接1 3 和协作，它支持系统的功能需求，也即系统应该提供给最 终用户的服务。过程视包括形成系统并发和同步机制的线程和过程，描述了系统的性能、 可扩展性和总处理能力。实现视包括用于组装物理系统的组件和文件，主要描述了系统版 本的配置管理。配置视包括了构成用于运行软件系统的系统硬件拓扑的节点，主要描述了 物理系统组成部分的分布、交付和安装。这5 个视是彼此相关、交互作用“1 。 1 2 冒 冒曰冒田 团 系统分析与建模 4 1 2 面向对象的建模 面向对象分析就是用面向对象的观点，提取和整理用户需求，建立问题域模型的过程； 而面向对象设计就是用面向对象的观点建立求解域模型的过程。由于面向对象方法学在概 念和表示方法上的一致性，从面向对象分析到面向对象设计，是一个逐渐扩充模型的过程。 或者说，在分析阶段建立模型，在设计阶段细化，但始终是同一个模型不像传统的结 构化的方法那样转换成其它的模型。 对象和类是面向对象模型的基本构造单元，面向对象建模就是一个识别出问题域内的 对象，分析它们相互间的关系，并从对象映射成类，逐渐从分析类细化，扩充到设计类和 实现类的过程。 4 2 需求分析 4 2 1 需求概述 本系统的基本目标是为了给广大研究生考生和研究生部工作人员搭建一个相互交流 的平台，方便对调剂考生信息和复试信息的组织、协调及管理。实现所有调剂和复试考生 数据处理业务的计算机化和网络化。 经过调研得知，与网上调剂和复试系统相关的人员有：需要调剂的考生、复试人员、 研究生部的工作人员和研究生秘书。研究生部的工作人员具有对本系统最高的权限，全面 负责调剂和复试考生的信息管理工作，调剂考生和复试考生则可以进行个人信息的注册、 查询和修改等功能。研究生秘书主要工作是将有关复试信息录入系统。 由于要与原有系统兼容，我们将调剂考生和复试考生的功能放在外网上，这样就可以 不受校园网和局域网的限制，而研究生部工作人员和研究生秘书所需的功能还将通过研究 生部局域网实现。这样就能保证与原有系统的兼容性和数据的一致性。 4 2 2 用例建模 用例是应用系统开发中的一个关键技术，主要用来捕获系统的高层次( h i g hl e v e l ) 用户功能性需求。用饲不能用于捕获非功能性需求。因为用例首先是一个非正式的和不精 确的建模技术。用例模型从高层次和用户的角度描述了我们的系统会做什么，即项目的目 的和范围“”。为了建立系统用例模型，首先要进行角色识别。 矗系统中的角色 角色识别以业务领域中的人为主线，通过分析不同业务角色涉及的业务流程得到领域 业务模型。通过研究生部的需求分析，我们得到系统的六类角色：调剂考生、复试考生、 西安理工大学硕士学位论文 研究生部工作人员、系统管理员、研究生秘书和因特网用户。 角色识别是通过作者对系统的业务流程进行分析，以业务领域中的人为主线，通过分 析不同业务角色涉及的业务流程得到业务领域模型，结合本系统的需求分析得出系统的角 色共有六类人：调剂考生、复试考生、研究生部工作人员、系统管理员、研究生秘书和因 特网用户。 调剂考生注册登录提交个人基本信息，包括身份证号、调剂专业、电话号码 等。还可以查询、修改和删除其调剂信息和密码信息。 复试考生登录提交其个人信息，包括报考专业、是否同意调剂别的专业等， 修改密码。还可以查询、修改和删除其复试信息。打印复试安排通知和复试情况 表。 研究生部工作人员管理、统计、导入导出调剂和复试信息。并为考生提供一 系列服务：如邮件通知等。 系统管理员对系统的基本信息和用户信息进行维护工作。如：一级学科、二 级学科的管理等。 研究生秘书主要负责复试期间的复试成绩的录入、上报。 因特网用户未登录系统的用户，只具有浏览查阅门户两站的权限。 b 业务流程 根据上节确定的业务角色来分析，我们获得了研究生网上调剂及复试的业务流程。为 了更好的分析，我们将系统分为网上调剂子系统和复试子系统。它们的业务流程详述如下： 1 、在网上调剂阶段： 曲需要调剂的考生进行系统注册，注册成功后登录系统。 坊阅读完调剂考生填写须知后，填写自己详细的调剂信息。提交完成后，可更改或 者删除自己的调剂信息。 研究生部的工作人员可编辑、修改或删除某考生的调剂信息。 m 通过某学科、某学院和总分数等条件，汇总调剂考生的情况。将所有调剂考生的信息 予以下载。 e 1 筛选出符合要求的调剂考生，并发出邮件通知。 0 调剂考生可通过重新登录系统了解自己被调剂的情况。 2 、在复试阶段： a ) 从国家数据库将所有考生的信息导入系统数据库中。 b ) 根据当年的条件筛选出参加复试的考生名单。发出复试通知安排。 c 1 复试考生登录到系统，填写有关情况，确认信息并打印复试安排通知和复试情况表。 由统计各专业的复试考生确认情况。 曲复试完成后，研究生秘书将各院的面试成绩录入。研究生部招生工作人员将英语听力 成绩和专业课复试成绩录入。 系统分析与建模 0 计算平均成绩。 g ) 研究生部的工作人员对复试考生进行专业排名，根据需要调整复试考生的报考专业或 报考导师。 h ) 确定复试考生录取名单，导入考生信息库，发出录取通知。 c 业务用倒 通过对上述业务角色和业务流程的分析，我们得到了各角色在业务流程中的业务用 例。我们将主要角色的业务用例分析如下： a ) 调剂考生：调剂考生在业务流程阶段的主要业务用例有系统注册、修改密码、填写调 剂信息、修改调剂信息、删除调剂信息以及查询录取情况。 b ) 复试考生：复试考生在业务流程阶段的主要业务用例有修改密码、填写复试情况表、 打印相关文件、查询录用通知。 c ) 研究生部招生人员：根据网上调剂阶段和复试阶段的分析，可得出招生人员的主要业 务用例有编辑调剂信息、发出调剂录用通知、统计调剂考生情况、下载全部调剂考生 信息，发出复试通知安排、筛选复试人员名单、统计复试人员信息、复试成绩的录入、 调整复试考生的报考专业和导入导出数据库。 d 系统用例模型 在基于u m l 的需求分析中，u s ec a s e 描述了系统的用户需求( 主要是功能需求) ， 表达了系统的功能和所提供的服务。根据系统的需求分析，可以得出该系统的顶层用例模 型图4 - 2 ： 研 图4 - 2 系统项层用例图 f i g u r e4 - 2t o pl e v e ls y s t e mu s ec a s e 为了将系统顶层用例图进一步说明，我们将网上调剂子系统和复试子系统的用例进一 步细化。， 在网上调剂阶段，系统的用例图如下图4 3 所示： 鲎窒墨兰垄至塑生壁堡垒圭 。旦_o 曲”6 图4 - 3 调剂系统用例 f i g u r e 4 - 3r e c r e a t i o ns y s t e mu s ec a s e 复试系统的详细用例如图4 - 4 所示： 专皇圣取道钿 oo 一妄 系统分析与建模 直看晕取信息 t r 印缸试安捧囊 4 3 静态模型的建立 图4 - 4 复试系统用例 f i g u r e 4 - 4r e - e x a m i n a t i o ns y s t e mu s ec a s e 进一步分析系统需要，发现类与类之间的关系，确定它们的静态结构和动态行为，是 面向对象分析的基本任务。系统的静态结构模型主要用类图和对象图描述。 4 3 1 对象的确立 一般来说，对象之间的关系是由对象图来表示的，对象图描述了某一瞬间对象集与对 象间的关系，它为处在时域空间某一点的系统建模，描绘了系统的对象、对象的状态及对 象问的关系。也可以将对象图看作是类图的一个实例。对象是类的实例，对象之间的连接 是类之间关联关系的实例”1 下面就以“研究生复试”用例的分析，可识别出如下主要对象： 1 复试考生：复试考生是有身份的，两个复试考生会具有不同的考号、姓名等 信息，在本系统中，复试考生有相关的行为，如打印通知等。所以复试考生 可以被列为系统的一个对象。 2 研究生部工作人员：研究生部工作人员是本系统中很重要的成员，具有身份， 具有相关的管理行为，所以可以列为系统对象并加以使用。 3 考生信息：考生信息具有身份，每条考生信息都可根据其考生编号进行区分， 也具有相关行为，如可以被更改等。 4 录取考生信息：录取考生的信息具有身份，每一条录取考生的信息都可通过 考号来区分，其也具有相关行为，所以也被列为对象。 因为篇幅有限，作者只是列举出了主要的对象，而判断是否应该为这些候选对象创建 类的方法是判断是否有与该对象相关的身份和行为，如果有，则候选对象应该是一个存在 于模型中的对象。 1 7 o 否争 r n 一 ， 盯! ( o 老 9 d 西安理工大学硕士学位论文 4 3 2 分析类的确立 类是面向对象系统中最基本的组成元素。它描述了一类对象的属性和行为。在识别类 时，要对问题域进行仔细深入地分析，抽象出问题域中的概念，定义其含义及相互关系从 而抽象出系统中的类。 a 确定实体类： 实体类是模拟必须被存储的信息和关联行为的类。实体对象是实体类的实例，被用来 保存或更新某个现象的信息。他们通常是持久的。实体类通常是独立于它们的环境“1 。通 过对复试子系统的分析，可得到以下实体类： 实体类名称实体类属性 考生登录信息用户名、密码 复试考生报名信息姓名、考生编号、准考证号、考试方式、报考院校等 复试考生成绩信息考生编号、考生姓名、政治理论成绩等 复试考生复试成绩单考生编号、考生姓名、专业笔试成绩、外语听力成绩等、 拟录取考生信息考生编号、考生姓名、录取单位名称、录取专业名称等 b 确定界面类 界面类处理系统环境与系统内部之间的遥信，界面类为用户或另一个系统提供了接口 并用于为系统的接口建模，界面类代表了系统和系统外的一些实体之间的接口。它是系统 与外晃交换系统的媒介，并将系统与系统环境中的变化隔离起来9 。通过对复试子系统的 分析，得到了以下的界面类： 界面类名称界面类属性 主页面所有页面都需要从此页面进入 复试考生登录界面 登录后可进入系统 复试考生筛选界面根据复试条件筛选出符合复试要求的考生，发出复试通知 复试考生确认信息页面考生确认复试安排，打印复试通知和复试情况表 复试成续录入页面将考生的复试成绩进行录入 统计考生情况页面根据各个专业统计复试人员情况 考生专业调整页面 对复试考生进行报考专业和导师的调整 上报数据页面 确定最终的录取名单，生成d b f 文件 c 确定控制类 控制类是为特定于一个或几个用例的控制行为建模的类。控制对象是控制类的实例， 它经常控制其它的对象，所以控制对象的行为是协调类型的，控制类通常是依赖于