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东北大学硕士学位论文摘要 使用u m l 进行面向对象分析和设计 摘要 面向对象分析和设计( o o a & d ：o b j e c t o r i e n t e da n a l y s i s & d e s i g n ) 既可以用来 解决编程中常见的问题，也可以帮助程序设计者开发设计较为复杂的系统。迄今 为止，它还是一个新兴事物，有较多的领域还有待开发。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 ) 是1 9 9 5 到1 9 9 7 年之间软件工程领域类内所取 得的最辉煌的成就之一，而且在世界范围内，至少在近l o 年内，u m l 将是面向对象 技术领域内占主导地位的标准建模语言。本文应用面向对象的技术对z x g l 系统进 行了分析和设计，希望能够通过实践更好地掌握面向对象软件开发方法中的分析 和设计。f 在这篇论文中，我着重于u m l 表示方法进行面向对象分析和设计，希望 能够为将来的软件开发总结一些经验。，一。 ) 。 【关键词】面向对象分析和设计统一建模语言 联系 用例 对象兰包 东北大学硕士学位论文 a b s t r a c t o b j e c t o r i e n t e d a n a l y s i s a n d d e s i g nu s i n g u m l a b s t r a c t o b j e c to r i e n t e da n a l y s i s & d e s i g n ( o o a & d ) i s i n t e n dt os o l v ec o m m o n p r o g r a m m i n g p r o b l e ma n dt o a s s i s tp r o g r a m m e ri nd e s i g n i n ga n dd e v e l o p i n gr o b u s ts y s t e m s 0 0 a n a l y s i s & d e s i g n i saf a i r l yn e w e n t e r p r i s es of a r , t h e r ei sa na b u n d a n c eo fu n e x p l o r e d t e r r i t o r yt oe x p l o i t t h eu n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ( u m l ) i so n eo ft h eg r e a t e s t a c h i e v e m e n t si nt h ef i e l do fs o f t w a r ee n g i n e e r i n gf r o m1 9 9 5t o1 9 9 7a n dw i l lb ea s t a n d a r dm o d e l i n gl a n g u a g et h a ti sl e a d i n gi nt h ef i e l do fo b j e c t o r i e n t e dt e c h n i q u ea l l o v e rt h ew o r l di nt e ny e a r so rm o r e t h i sp a p e ri si n t e n d e dt oh e l pt h er e a d e rb e t t e r u n d e r s t a n dt h er o l eo fa n a l y s i sa n dd e s i g ni nt h eo b j e c t o r i e n t e ds o f t w a r ed e v e l o p m e n t p r o c e s sw i t ht h ee x a m p l eo f t h ea n a l y s i sa n dd e s i g no fz x g l s y s t e m i nt h i sp a p e r , i t a k eal o o ka tt h eu m l ( u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ) n o t a t i o nf o ro b j e c to r i e n t e d a n a l y s i sa n dd e s i g na n dh o p et og a i ns o m eu s e f u le x p e r i e n c ef r o mi t f o rs o f t w a r e d e v e l o p m e n t i nf u t u r e k e y w o r d s o b j e c to r i e n t e da n a l y s i s & d e s i g n ( o o a & d ) p a c k a g ec l a s s u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ( u m l )u s ec a s e o b j e c t r e l a t i o n s h i p 东北大学硕士学位论文声明 声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师指导下完成的。论文中取得的研究成果除 加以标注和致谢的地方外，不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 括本人为获得其它学位而使用过的材料。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谢意。 二石 本人签名：巳半、 日期：2 0 0 2 年2 月 东北大学硕士学位论文第一章引言 1 1 研究背景 第一章引言 系统的分析和设计是把需求转化为软件系统的最重要的环节。系统分析和设 计的优劣在根本上决定了软件系统的质量。所以我们要努力保证系统设计“根正 苗红”，把一切左倾、右倾的设计思潮消灭在萌芽状态。系统的分析和设计要比纯 粹的编程困难得多。即便你清楚客户的需求，却未必知道应该设计什么样的软件 系统。同时新时代的软件再也不是手工作坊式的埋头苦干了，而是需要大兵团协 同作战。为整个系统建立一个统一的模型，让大家对系统有一致的、全面的理解， 从而更加紧密的团结协作，已经成了开发中最重要的问题。在面向对象无孔不入 的今天，利用对象的思想为软件系统建模，已经成为软件开发的主要工作，而传 统的编码工作却“退居二线”了。一个系统的模型建的好，就为满足用户需求、 保证系统的稳定性和质量、提高系统的扩展性打下了良好的基础。 软件开发的面向对象方法于2 0 世纪6 0 年代后期提出，到2 0 世纪9 0 年代前 半期，面向对象软件工程成为开发人员的首选范型。面向对象方法是一种自底向 上和自顶向下相结合的方法，它以对象建模为基础，不仅考虑了输入、输出数据 结构，实际上也包含了所有对象的数据结构。0 0 技术在需求分析、可维护性和可 靠性这三个软件开发的关键环节和质量指标上有了实质性的突破。 面向对象方法的特点有： ( 1 ) 自底向上的归纳 ( 2 )自顶向下的分解 ( 3 ) 基础是对象模型 ( 4 ) 需求分析彻底 ( 5 ) 可维护性大大改善 面向对象的建模不仅仅是新的编程语言的汇总。它是一种新的思维方式，一 种关于计算和信息结构化的新思维。面向对象的建模，把系统看做是相互协作的 对象，这些对象是结构和行为的封装，都属于某个类，那些类具有某种层次化的 结构。系统的所有功能通过对象之间相互发送消息来获得。面向对象的建模可以 视为是一个包含以下元素的概念框架：抽象、封装、模块化、层次、分类、并行、 稳定、可重用和可扩展性。u m l ，u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ，统一建模语言， 东北大学硕士学位论文第一章引言 是一种面向对象的建模语言，它的主要作用是帮助我们对软件系统进行面向对象 的描述和建模，它可以描述这个软件开发过程从需求分析直到实现和测试的全过 程。 面向对象的分析与设计( o o a & d ) 方法的发展在8 0 年代术至9 0 年代中出现了一 个高潮，u m l 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。 1 1 1 标准建模语言u m l 的出现 公认的面向对象建模语言出现于7 0 年代中期。从1 9 8 9 年到1 9 9 4 年，其数量 从不到十种增加到了五十多种。在众多的建模语言中，语言的创造者努力推崇自己 的产品，并在实践中不断完善。但是，o o 方法的用户并不了解不同建模语言的优缺 点及相互之间的差异，因而很难根据应用特点选择合适的建模语言，于是爆发了一 场”方法大战”。9 0 年代中，一批新方法出现了，其中最引人注目的是b o o c h1 9 9 3 、 o o s e 和o m t 一2 等。 b o o c h 是面向对象方法最早的倡导者之一，他提出了面向对象软件工程的概 念。1 9 9 1 年，他将以前面向a d a 的工作扩展到整个面向对象设计领域。b o o c h1 9 9 3 比较适合于系统的设计和构造。r u m b a u g h 等人提出了面向对象的建模技术( o m t ) 方法，采用了面向对象的概念，并引入各种独立于语畜的表示符。这种方法用对象 模型、动态模型、功能模型和用例模型，共同完成对整个系统的建模，所定义的概 念和符号可用于软件开发的分析、设计和实现的全过程，软件开发人员不必在开发 过程的不同阶段进行概念和符号的转换。o m t 一2 特别适用于分析和描述以数据为中 心的信息系统。 j a c o b s o n 于1 9 9 4 年提出了o o s e 方法，其最大特点是面向用例( u s e c a s e ) ，并 在用例的描述中引入了外部角色的概念。用例的概念是精确描述需求的重要武器， 用例贯穿于整个开发过程，包括对系统的测试和验证。o o s e 比较适合支持商业工程 和需求分析。此外，还有c o a d y o u r d o n 方法，即著名的0 0 a o o d ，它是最早的面向对 象的分析和设计方法之一。该方法简单、易学，适合于面向对象技术的初学者使用， 但由于该方法在处理能力方面的局限，目前已很少使用。 概括起来，首先，面对众多的建模语言，用户由于没有能力区别不同语言之间 的差别，因此很难找到一种比较适合其应用特点的语言：其次，众多的建模语言实 际上各有千秋：第三，虽然不同的建模语言大多类同，但仍存在某些细微的差别，极 2 一 东北大学硕士学位论文第一章引言 大地妨碍了用户之间的交流。因此在客观上，极有必要在精心比较不同的建模语言 优缺点及总结面向对象技术应用实践的基础上，组织联合设计小组，根据应用需求 取其精华，去其糟粕，求同存异，统一建模语言。 1 9 9 4 年1 0 月，g r a d yb o o c h 和j i mr u m b a u g h 开始致力于这一工作。他们首先 将b o o c h 93 和o m t 一2 统一起来，并于1 9 9 5 年1 0 月发布了第一个公开版本，称之为 统一方法u m0 8 ( u n i t i e dm e t h o d ) 。1 9 9 5 年秋，o o s e 的创始人i v a rj a e o b s o n 加 盟到这一工作。经过b o o c h 、r u m h a u g h 和j a c o b s o n 三人的共同努力，于1 9 9 6 年6 月和1 0 月分别发布了两个新的版本，即删l0 9 和u m l0 9 1 ，并将u m 重新命名为 u m l ( u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ) 。1 9 9 6 年，一些机构将u m l 作为其商业策略已日 趋明显。u m l 的开发者得到了来自公众的正面反应，并倡议成立了u m l 成员协会， 以完善、加强和促进u m l 的定义工作。当时的成员有d e c 、h p 、l - l o g i x 、i t e l l i c o r p 、 i b m ，i c o nc o m p u t i n g 、m c is y s t e m h o u s e ，m i c r o s o f t 、o r a c l e ，r a t i o n a ls o f t w a r e ， t i 以及u n i s y s 。这一机构对u m l1 0 ( 1 9 9 7 年1 月) 及u m l1 1 ( 1 9 9 7 年1 1 月1 7 日) 的定义和发布起了重要的促进作用。 u m l 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。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。 面向对象技术和u m l 的发展过程可用图1 1 来表示，标准建模语言的出现是其 重要成果。在美国，截止1 9 9 6 年l o 月，u m l 获得了工业界、科技界和应用界的广泛 支持，已有7 0 0 多个公司表示支持采用u m l 作为建模语言。1 9 9 6 年底，u m l 已稳占 面向对象技术市场的8 5 ，成为可视化建模语言事实上的工业标准。1 9 9 7 年1 1 月 1 7 日，o m g 采纳u m l1 1 作为基于面向对象技术的标准建模语言。u m l 代表了面向 对象方法的软件开发技术的发展方向，具有巨大的市场前景，也具有重大的经济价 值和国防价值。 3 一 东北大学硕士学位论文第一章引言 稍l l l , 1 7 l 鸭餐蠢 0 _ l l l 1 t j 蛳g - 懒黼 l 藕瓤。1 ，l 图1 1u m l 的发展过程 1 1 2 标准建模语言u m l 的内容 首先，u m l 融合了b o o c h 、o m t 和o o s e 方法中的基本概念，而且这些基本概念与 其他面向对象技术中的基本概念大多相同，因而，u m l 必然成为这些方法以及其他 方法的使用者乐于采用的一种简单一致的建模语言：其次，u m l 不仅仅是上述方法 的简单汇合，而是在这些方法的基础上广泛征求意见，集众家之长，几经修改而完 成的，u m l 扩展了现有方法的应用范围；第三，u m l 是标准的建模语言，而不是标准的 开发过程。尽管u m l 的应用必然以系统的开发过程为背景，但由于不同的组织和不 同的应用领域，需要采取不同的开发过程。 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 - 4 一 东北大学硕士学位论文第一章引言 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。 ( 2 ) u m l 表示法定义u m l 符号的表示法，为开发者或开发工具使用这些图形 符号和文本语法为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。 标准建模语言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 rd 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。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间的约束关系，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。其中顺 序图显示对象之间的动态合作关系，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：合作图描述对象间的协作关系，合作图跟顺序图相似，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，则使用顺序图：如果强调上下级关系，则选择合作图。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 东北大学硕士学位论文第一章引言 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。 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、活动图、顺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 1 3 标准建模语言u m l 的主要特点 标准建模语言u m l 的主要特点可以归结为三点： ( 1 ) u m l 统一了b o o c h 、o m t 和o o s e 等方法中的基本概念。 ( 2 ) u m l 还吸取了面向对象技术领域中其他流派的长处，其中也包括非o o 方法 影响。u m l 符号表示考虑了各种方法的图形表示，删掉了大量易引起混乱的、多余 的和极少使用的符号，也添加了一些新符号。因此，在u m l 中汇入了面向对象领域 中很多人的思想。这些思想并不是u m l 的开发者们发明的，而是开发者们依据最优 秀的o o 方法和丰富的计算机科学实践经验综合提炼而成的。 ( 3 ) u m l 在演变过程中还提出了一些新的概念。在u m l 标准中新加了模板 ( s t e r e o t y p e s ) 、职责( r e s p o n s i b i l i t i e s ) 、扩展机制( e x t e n s i b i l i t y m e c h a n i s m s ) 、线程( t h r e a d s ) 、过程( p r o c e s s e s ) 、分布式( d i s t r i b u t i o n ) 、并发 ( c o n c u r r e n c y ) 、模式( p a t t e r n s ) 、合作( c o l l a b o r a t i o n s ) 、活动图( a c t i v i t y d i a g r a m ) 等新概念，并清晰地区分类型( t y p e ) 、类( c l a s s ) 和实例( i n s t a n c e ) 、细 化( r e f i n e m e n t ) 、接口( i n t e r f a c e s ) 和组件( c o m p o n e n t s ) 等概念。 1 1 4 标准建模语言u r l 的应用领域 u m 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 一6 一 东北大学硕士学位论文第一章引言 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，u 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。此外，u m l 适用于系统开发过程 中从需求规格描述到系统完成后测试的不同阶段。在需求分析阶段，可以用用例来 捕获用户需求。通过用例建模，描述对系统感兴趣的外部角色及其对系统( 用例) 的 功能要求。分析阶段主要关心问题域中的主要概念( 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，并用u m l 类图来描述。为实现用例，类之 间需要协作，这可以用u m l 动态模型来描述。在分析阶段，只对问题域的对象( 现实 世界的概念) 建模，而不考虑定义软件系统中技术细节的类( 如处理用户接口、数据 库、通讯和并行性等问题的类) 。这些技术细节将在设计阶段引入，因此设计阶段 为构造阶段提供更详细的规格说明。编程( 构造) 是一个独立的阶段，其任务是用面 向对象编程语言将来自设计阶段的类转换成实际的代码。在用u m l 建立分析和设 计模型时，应尽量避免考虑把模型转换成某种特定的编程语言。因为在早期阶段， 模型仅仅是理解和分析系统结构的工具，过早考虑编码问题十分不利于建立简单 正确的模型。 u m l 模型还可作为测试阶段的依据。系统通常需要经过单元测试、集成测试、 系统测试和验收测试。不同的测试小组使用不同的u m l 图作为测试依据：单元测试 使用类图和类规格说明；集成测试使用部件图和合作图：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，以验证系统测试的结果是否满足在分析 阶段确定的需求。 总之，标准建模语言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。 1 2 论文结构 本文在第一章简单地介绍了面向对象技术及u m l 技术；在第二章介绍了鞍山 市公共行政服务中心管理系统开发的背景及环境以及在开发之初确立的目标及原 则：在第三章对z x g l 系统进行了分析，确定了活动者、用例、对象和类以及它们 之间的联系：在第四章设计z x g l 系统中，根据已确立的系统对象模型，制定了系 统的动态行为的模型和物理模型；在最后一章对z x g l 系统进行了评价。 一7 一 东北大学硕士学位论文第二章项目概述 2 1 系统需求 2 1 1 系统背景 第二章项目概述 鞍山市公共行政服务中心( 以下简称“中心”) 前身鞍山市投资服务和办证办 照中心，成立于2 0 0 1 年6 月1 8 日，是市委、市政府为改善投资环境、转变政府 职能、适应我国加入w t 0 的需要，方便投资者、方便法人、方便市民而设立的将 市级政府部门及相关中省直单位的与企业、投资者和市民密切相关的审批事项及 办理各类证照业务统一集中办理的专门机构。目前进入中心的主要是市级面向经 济、面向社会、面向群众的投资项目审批和为满足企事业单位、人民群众日常需 要需办理的各类证照而提供的“一站式”服务。中心设置两个服务大厅，其中二 楼服务大厅设有4 3 个窗口，三楼服务大厅设有4 0 个窗口，每个窗口配备一台计算 机，市纪委( 监察局) 亦派驻人员进厅，实施检查，监督职能。所有的计算机构成 一个局域网，为了能更好的方便群众，便于管理，特制定设计一个系统用于各个窗 口的业务管理，统计和查询。该系统采用先进的计算机技术、网络技术和通信技 术；以中心各服务窗口为服务对象；以内部局域网及其广域互联为网络结构：以 提高机关办公效率为目的；以为全体市民提供优质、高效、便捷的服务为宗旨。 2 1 2 业务需求 各个服务窗口主要业务是审批各类项目以及办理各种证照，按照市委、市政 府的要求，每个部门的办事都要公开化，透明化，避免暗箱操作。所以要将办事 的条件，程序，需要的材料以及承诺的时间都要向前来办事的人员公开，并形成 书面材料。材料齐全时，需出具承诺通知单；如有需要紧急处理的项目，可提前 办理，但也需出具补办通知单；随时查询，统计处理的业务；所有业务都要上报 中心管理机构，以便监督和检查。 一8 一 东北大学硕士学位论文第二章项目概述 2 1 3 系统环境 2 1 3 1 网络环境 现存的网络系统有： 1 内部办公网络； 2 广域连接网络，实现业务的监督与管理； 3 i n t e r n e t 接入，为全体市民提供便捷、公正、公开、公平的的服务。 2 1 3 2 现有的网络系统设计 该网络采用快速以太网技术，对于远程接入采用虚拟拔号( v p t n ) 的方式。 内部网络采用星型结构：所有工作站通过i o i o o m 交换机连接到核心交换机，服 务器也直接连接到核心交换机上，以保证网络高速运行；所有内部网用户通过代 理服务器可实现广域连接。 广域网互联部分：租用6 4 k 2 md d n 专线，通过路由器连接到核心交换机。 外部管理部门：通过虚拟拔号( v p t n ) 方式，即电话线+ 调制解调器( 或i s d n ) 的方式实现与中心内部网的连接。 另外，在核心交换机与路由器之间加设防火墙，并采用身份验证机制，以保 证整个系统的安全性。 其拓扑图参见图2 1 。 2 1 3 3 软件环境 数据库服务器采用m i c r o s o f tw i n d o w s2 0 0 0a d v a n c e ds e v e r ，m i c r o s o f ts q l s e v e r7 0 ；应用服务器采用m i c r o s o f tw i n d o w s2 0 0 0a d v a n c e ds e v e r ，m i c r o s o f t i n t e r n e ti n f o r m a t i o ns e v e r5 0 ，d n s ( 可选) ；客户端采用m i c r o s o f tw i n d o w s 9 8 中文版第二版，m i c r o s o f ti n t e r n e te x p l o r e r5 5 以上。 。 匝妻姆瓣匿嚣琳告锭呸o、哥球瞪餐姆球匈仨j簿 二囤 爿寞口瞥懈i昧 州帛堪扑书鼙扑兽 东北大学硕士学位论文第二章项目概述 2 2 系统建设内容和原则 2 2 i 系统建设内容 ( 1 )利用现有的局域网，实现数据共享。 ( 2 )在服务器上建立数据库，用于储存数据。 ( 3 )在每台终端机上，都可以访问数据库，实现数据的录入和查询。对已录 入的数据不可以删除和修改。 ( 4 )每个工作人员登录数据库时，都要进行身份验证。 ( 5 )对各项业务所需的材料和承诺的时间，都可以方便的查询。 2 2 2 系统建设原则 系统的建设遵循“统一领导，统筹规划，共同建设，信息共享；技术先进，持 续发展，注重应用，讲求实效，按需授权，安全保密”等原则。具体而言，应按照 以下的建设原则和技术原则实施。 2 2 2 i 建设原则 ( 1 ) 信息标准化 数据项、信息分类编码及数据接口标准应遵循国标、部标。国标、部标所不 能满足的部分，应制定省级统一标准。 ( 2 ) 应用一体化 办公自动化应用系统建设必须统一规划，公共功能要通过统一的应用系统实 现。 ( 3 ) 工程规范化 ( a )整个系统建设的各个环节的实施必须规范化运作。 ( b )办公业务流程、业务功能、业务岗位职责应遵循统一的规范。 ( c )网络系统及应用系统软件规范化 ( 4 ) 系统的可扩充化 东北大学硕士学位论文 第二章项目概述 系统设计应该考虑需求变化和系统软件功能扩充的需要。在软件的设计上应 考虑到未来的发展，系统功能要模块化，使用的程序语言应尽量减少将来维护及 丌发的困难。 按照江泽民总书记的“三个代表”要求，目前政府职能正处于改革阶段，政 府的许多行政职能或削减，或加强。因此本系统也要求具有可扩充性，主要在以 下几方面： ( a )业务的删除或增加。 m ) 办事程序的更改。 ( c 1 审批部门的变更。 ( d ) 联合审批部门的更改。 另外，将来该系统要连接入广域网络，因此该系统的开发要具有一定的可移 植性；同时为满足党政机关办公现代化、信息电子化、传输网络化和管理科学化， 并为领导决策和机关办公提供高效率和高质量的服务，实现无纸化办公的目标， 将来要开展网上审批业务，该系统也要为这方面做好充足的准备。 2 2 2 2 技术原则 ( 1 ) 实用性。以完成为相关行政机关办公工作的业务需求为首要目标，避免盲目 追求最新技术。 ( 2 ) 先进性。在实用性的前提下，尽可能跟踪国内外先进技术，采用先进的体系 结构和技术领先的主流产品，使系统具有较高的性能。 ( 3 ) 可靠性。采用稳定成熟的技术，保证系统长期安全运行。 ( 4 ) 安全性。遵循有关的信息安全标准，系统的设计中应充分考虑系统安全的需 要。 ( 5 ) 可扩充性。应充分考虑未来联网用户的增加和业务拓展的需要。 ( 6 ) 可维护性。网络结构与应用系统相对独立，模块化程度高，对不同的办公业 务流程和办公方式的适应能力强，维护方便。 ( 7 ) 可操作性。紧密结合业务环节，具有良好的用户界面。简便易学，操作简单， 直观灵活，并具有丰富完整的联机帮助信息，尽可能地帮助业务 人员提高工作效率。 1 2 一 东北大学硕士学位论丈 第三章项目分析 3 1 简介 第三章项目分析 项目分析也就是需求分析，在需求分析阶段，我们的焦点是“做什么”，而不 是“怎么做”。不是具体地解决问题，而是准确地确定“为了解决这个问题，目标 系统必须做什么”。主要是确定目标系统必须具备哪些功能。 用户了解他们所面对的问题，知道必须做什么，但是通常不能完整、准确地 表达出他们的要求，更不知道怎样利用计算机来解决他们的问题；软件开发人员 知道怎样使用软件实现人们的要求，但是对特定用户的具体要求并不完全清楚。 因此在需求分析阶段必须和用户密切配合，充分交流信息，以得出经过用户确认 的系统逻辑模型。并与软件开发技术人员进行交流，以保证在目前现有的人员条 件和技术条件下，用户需求是可实现的，系统逻辑模型是合理可行的。 需求是技术无关( t e c h n o l o g yi n d e p e n d e n t ) 的。在需求阶段讨论技术是没有任 何意义的。技术的实现细节是在后面的分析、设计阶段才需要考虑的事情。而在业 务建模阶段，不但要保证需求的技术无关性，还要保证你的需求不要深入细节。因 为在业务建模阶段，最重要的事情就是要了解业务的全貌，深入细节会浪费时间和 精力。要知道，讨论一个企业里的业务细节，就算给你一个月的时间也未必能够结 束。分析一个系统，首先就要了解需要开发的系统是一个什么样的系统，用客户( 或 是我们自己) 需要一个什么样的系统进行说明，力求完整。并对系统的发展可扩充 性进行描述( 现在没有哪个系统是一次0 k 的) 。主要应注意以下几方面 业务需求一反映了组织机构或客户对系统、产品高层次的目标要求，通常在 项目定义与范围文档中予以说明。 用户需求一描述了用户使用产品必须要完成的任务，这在使用实例或方案脚 本中予以说明。 功能需求一定义了开发人员必须实现的软件功能，使用户利用系统能够完成 他们的任务，从而满足了业务需求。 非功能性的需求一描述了系统展现给用户的行为和执行的操作等，它包括产 一1 3 东北大学硕士学位论文第三章项目分析 品必须遵从的标准、规范和约束，操作界面的具体细节和构造上的限制。 需求分析报告一报告所说明的功能需求充分描述了软件系统所应具有的外部 行为。需求分析报告在开发、测试、质量保证、项目管理以及相关项目功能中起 着重要作用。 下一层次需求一用户需求，必须从使用产品的用户处收集。因此，这些用户 构成了另种软件客户，他们清楚要使用该产品完成什么任务和一些非功能性的 特性需求。例如：程序的易用性、健壮性和可靠性，而这些特性将会使用户很好 地接受具有该特点的软件产品。 面向对象分析的目标是开发一系列的模型，这些模型被用来描述满足一组客 户需求的计算机软件。 3 2 需求分析 分析问题领域是软件系统开发的一项基本工作，是项目开发之初必须首先进 行的重要工作。分析问题领域的结果是对问题领域的清晰、精确的定义，明确目 标系统将做些什么。分析问题领域的主要任务是：对问题领域进行抽象，提出解 决方案；对未来的系统进行需求分析，确定系统的职责范围、功能需求、性能需 求、应用环境及假设条件等；用u s ec a s e 图对未来系统的行为建立模型，初步确 定未来系统的体系结构等。 3 2 1 确定系统范围和系统边界 首先要确定业务需求和系统目标。服务中心管理系统z x g l 用于鞍山市公共行 政服务中心办件管理和人员考勤管理。凡是这两方面的内容都是z x g l 系统的职责 范围，其他的中心管理内容，如中心的工作安排，培训，财务管理、资产管理都 不属于z x g l 系统的职责范围。 z x g l 系统与考勤系统存在边界，z x g l 系统将从考勤系统中获得在中心办公的 人员的考勤数据。 1 4 东北大学硕士学位论文 第三章项目分析 3 2 2 定义活动者 活动者( n c t o r ) 是用户作用于系统的一个角色( r o l e ) 。活动者有自己的目 标，通过与系统的交互达到目标。活动者用来建立个系统的外部用户模型，活 动者直接与系统交互作用。活动者是对系统边界之外的对象的描述。活动者对系 统的交互包括信息交换( 数据信息和控制信息) 和与系统的协同。 根据g x g l 系统的职责范围和需求可以确定4 个活动者：本系统的活动者为： 客户 中心管理人员 窗口办件人员 考勤系统 对于每一个活动者，应当明确其业务活动的内容，对系统的服务要求。 “客户”活动者使用z x g l 系统查询所要办理的证件所需的材料和承诺时限以 及证件办理是否完成。 “窗口办件人员”活动者使用z x g l 系统进行窗口具体办件工作，对所处理的 业务进行录入、统计、查询以及打印报表、凭条和服务咨询。 “中心管理人员”活动者使用z x g l 系统进行窗口维护，对中心的工作人员进 行管理以及对各窗口办理业务进行统计、查询、监督以及打印报表，服务咨询。 “考勤系统”是外部系统活动者，向z x g l 系统输入考勤数据。 3 2 3 定义u s ec a s e u s ec a s e 本身是用户或其它系统与正在设计的系统的一个交互，是为了达到 一个目标。目前u s ec a s e 已经得到越来越广泛的应用，它与其它需求捕获技术相 比，它成功的原因在于： ( a )u s ec a s e 把系统当作一个黑盒 ( b )u s ec a s e 使在需求中看到实现的决定变得更加容易 u s ec a s e 没有指定任何这些需求相关的系统的内部结构。如果一个u s ec a s e 中陈述了“提交改变到定单数据库”、“显示结果到w e b 页面”等的话，那么内部 一】5 一 东北大学硕士学位论文第三章项目分析 结构是显而易见的，并造成对设计的潜在约束。为什么这些需求不指定内部结构 的原因是，说明的内部结构给设计者带来了额外的约束，没有这些约束设计者们 能更自由地建立一个正确实现客观可见行为的系统，并存在出现突破方案的可能 性。 每一个u s ec a s e 都是一个活动者与系统在交互中执行的有关事物序列。应当 根据系统需求，找出全部的u s ec a s e ，并从活动者的角度给出事件流，当u s ec a s e 执行时系统应提供给活动者的服务。对一个u s ec a s e 应说明的基本内容是：u s e c a s e 怎样开始和结束、正常的事件流、变通的事件流、意外情况的事件流等。 从z x g l 的顶层u s ec a s e 抽象，可以确定两个u s ec a s e ：“办件管理”和 “考勤管理”。 u s ec a s e “考勤管理”与活动者“中心管理人员”和“考勤系统”存在交互； u s ec a s e “办件管理”与活动者“窗口办件人员”，“中心管理人员”和“客户” 存在着交互，如图3 1 所示。 图3 1 顶层u s ec a s e 图 顶层的u s ec a s e 模型只包含两个u s ec a s e ：“办件管理”和“考勤管理”。这 样设计在项目开端阶段理解系统的要求和目标是有好处的。但是需要进步的细 化，划分为更小些的u s ec a s e ，以便深入分析系统的要求和目标。 u s ec a s e “办件管理”可以分解为以下一些u s ec a s e ；“窗口维护”、 “人员 管理”、“办件管理”、“服务评议表管理”、“个人信息管理”、“窗口办件管理”、“开 1 6 一 东北大学硕士学位论文第三章项目分析 始办件处理流程”、“客户查询”、“窗口办件统计查询”和“单位管理”。如图3 2 所示。 图3 2办件管理的u s ec a s e 图 u s ec a s e “考勤管理”，还可以分解为以下一些u s ec a s e ：“考勤记录”、“考 勤统计”，如图3 3 所示。 图33考勤管理的u s ec a s e 图 一1 7 东北欠学硕士学位论文 第三章项目分析 活动者“中心管理人员”与u s ec a s e ：“服务咨询”、“窗口维护”、 “人员管 理”、“办件管理”、“服务评议表管理”、“单位管理”、“考勤管理”、“考勤统计” 发生交互。 活动者“客户”与u s ec a s e “服务咨询”、“客户查询”发生交互。 活动者“窗口办件人员”与u s ec a s e ：“窗口办件统计查询”、“个人信息管 理”、“窗口办件管理”、“开始办件处理流程”和“服务咨询”发生交互。 系统活动者“考勤系统”与“考勤管理”发生交互。 3 2 4 绘制i j s ec a s e 图 u s ec a s e 图是系统的外部行为视图。在确定了活动者和u s ec a s e 的基础上， 绘制u s ec a s e 图，可视化活动者与u s ec a s e 之间的联系，可以更清楚地了解系 统的行为。 绘制u s ec a s e 图从顶层抽象开始，如图3 1 ，然后逐步分解，精细化u s ec a s e 图，如图3 2 、图3 。3 所示。直到能清晰地表达问题，满足系统分析与建立模型的 需要为止。 除了u s ec a s e 图之外，对每一个u s ec a s e 还应进行描述，编写u s ec a s e 的说明文档。 下面对z x g l 的u s ec a s e 作简要的说明。 ( 1 ) u s ec a s e “服务咨询” 客户、窗口办件人员或中心管理人员启动服务咨询时，服务咨询就开始运行， 根据查询要求( 查询部门或项目名称) ，显示咨询结果，如办件所需的材料，承诺 的时限等。 ( 2 ) u s ec a s e “客户查询” 当客户登录系统并进行查询操作时，u s ec a s e “客户查询”就开始运行，它 首先检查用户查询编号和密码，验证用户的合法身份。然后从数据库中取出办件 数据，显示办件情况。 ( 3 ) u s ec a s e “人员管理” 当中心管理人员登录系统并进行人员管理操作时，u s ec a s e “人员管理”就 开始运行，它首先检查用户标识( i d ) 和口令，验证用户的合法身份；然后对人 员档案数据进行录入、修改、查询等操作。 ( 4 ) u s ec a s e “办件管理” 一1 8 东北大学硕士学位论文第三章项目分析 当中心管理人员登录系统并进行办件管理操作时，u s ec a s e “办件管理”就 开始运行，它首先检查用户标识i d 和口令，验证用户的合法身份；然后从数据库 中对在中心所办理的事件进行统计、查询，并对事件办理是否超过承诺时限进行 监督。 ( 5 ) u s ec a s e “个人信息管理” 当窗口办件人员登录系统并进行个人信息管理操作时，u s ec a s e “个人信息 管理”就开始运行，它首先检查用户标识i d 和口令，验证用户的合法身份，然后 对个人口令进行修改。 ( 6 ) u s ec a s e “窗口维护” 当中心管理人员登录系统并进行窗口维护操作时，u s ec a s e “窗口维护”就 开始运行，它首先检查用户标识( i d ) 和口令，验证用户的合法身份；然后对窗 口进行设定或注销活动。 ( 7 )u s ec a s e “开始办件处理流程” 当窗口办件人员登录系统并进行办件处理操作时，u s ec a s e “窗口办件管理” 就开始运行，它首先检查用户标识( i d ) 和口令，验证用户的合法身份，然后根 据办件的具体要求和情况，决定退办或受理，以及办件的受理方式( 承诺办理， 即时办理，后补办理) ，打印凭条。 ( 8 ) u s ec a s e “窗口办件管理” 当窗口办件人员登录系统并进行窗口办件管理操作时，u s ec a s e “窗口办件 管理”就开始运行，它首先检查用户标识( i d ) 和口令，验证用户的合法身份， 然后对所办理的事情进行录入和打印凭条等操作。 ( 9 ) u s ec a s e “窗口办件统计查询” 当窗口办件人员登录系统并进行办件统计操作时，u s ec a s e “办件统计查询” 就开始运行，它首先检查用户标识( i d ) 和口令，验证用户的合法身份，然后从 数据库中取出相关的办件数据，按照要求进行分类统计，生成统计报表。 ( 1 0 ) u s