（通信与信息系统专业论文）基于j2ee的软件开发中的数据设计与使用.pdf

基于j 2 e e 的软件开发中的数据 设计与使用 摘要 当今的社会是一个信息高度发达的社会，人们的工作和日常生活越来越依赖于 有效的信息的传递。信息从根本上来讲就是由形形色色的数据组成的。大量的网上 应用程序的开发的主要原因就是要把这些有效数据以合适的方式安全、及时传递给 用户。从程序开发来看，j 2 e e 是当前最流行的网络应用程序开发所采用的方案之 一，所以从现实和理论角度来看，对基于j 2 e e 的软件开发中的数据设计和使用的 研究都具有很大的意义。本论文就从数据的角度来阐述基于j 2 e e 的软件开发的过 程和采用的技术，并以网上考试和作业提交系统为例，加以解释。相信这对于其它 j 2 e e 系统的开发也会有重要的指导和借鉴意义。 论文以软件开发过程为主线，分为七个部分，分别阐述在基于j 2 e e 的软件开 发过程中与数据相关的设计方法和使用方法。第一部分为综述，介绍论文研究的背 景和原因。第二部分介绍在需求分析中，如何收集、分析数据，并结合实例详细讨 论了用例技术在需求分析过程中的使用方法。第三部分介绍面向对象分析和设计的 过程中用到的数据设计和使用方法，其中两项主要的研究内容，如何设计架构和模 式来处理数据，以及x m l 技术的使用的内容都将在第四部分和第五部分中讨论， 所以内容较少。论文的最后两部分将介绍数据如何储存到数据库当中去，及如何优 化数据的存储和提取。 关键词数据j 2 e e面向对象煳l模式数据库 d a t ad e s i g na n du s a g eb a s e do n j 2 e ed e v e l o p m 哐n t a b s t r a c t n o w a d a y s ，p e o p l e l i v ei na l li n f o r r n a t i o ns o c i e t y ，t h ew o r ka n dt h ed a i l yl i v i n go f t 1 1 ep e o p l ed e p e n do ni n c r e a s i n g l yt h ee 伍c i e n tt r a n s p o r to ft h ep r o p e ri n f o r m a t i o n t h ei n f o r m a t i o ni sc o m p o s e do f v a r i o u sd a t a n 圮m a j o rr e a s o nt h a tp e o p l ed e v e l o pa l a r g en u m b e r o f p r o g r a m s w h i c h a r ca d a p t e dt op r o c e s si n t e m e td a t a ，i st h a tp e o p l e c a nc a t c hs a f e l yt h ep r o p e ri n f o r m a t i o ni nap r o p e rw a yi nt i m e s e e nf r o mt h e p r o g r a m m i n g v i e w ，j 2 e e i so n eo ft h em o s t p o p u l a ri n t e m e t 。p r o g r a m m i n g d e v e l o p m e n tp r o j e e l s s ot h er e s e a r c h 曲o u t t h ed a t ad e s i g na n d u s a g e b a s e do nj 2 e e d e v e l o p m e n ti sav e r yn e wp o i n to f v i e wi nb o t ht h e o r ya n dr e a l i s m n et h e s i sw i l l i n t r o d u c et h ep r o c e s sa n dt e c h n o l o g i e sa d o p t e dt oj 2 e es o f t w a r ed e v e l o p m e n ti na d a t av i e w 。a tt h es a m et i m e , 1w i l lm a k ea l l e x a m p l ef o r t h ei n t r o d u c e - - t h e d e v e l o p m e n to f e x a l na n de x e r c i s es u b m i ts y s t e mo nl i n ei nd e t a i lt oi n t r o d u c ed a t a d e s i g na n du s a g e ib e l i e v et h a tt h i s w i l la l s op r e s e n tar e f e r e n c et oo t h e rj 2 e e s o f t w a r ed e v e l o p m e n tp r o j e c t s n l et h e s i sw i l lf o l l o wt h e p r o c e s s o f g e n e r a lo b j e c t - o r i e n t e d s o f t w a r e d e v e l o p m e n tt oi n t r o d u c e t h ed a t ad e s i g nm e t h o d sa n du s a g em e t h o d sb a s e do nj 2 e e s 0 1 a r ed e v e l o p m e n ta n db ed i v i d e di n t os e v e np a r t s n 蟛f i r s tc h a p tw i l li n t r o d c e t h er e a r c hb a c k s r o u d so ft h et h e s i sa n dm a j o rr e a r c hr e a s o n s n 悖f o l l o w i n gp a r tw i l l i n t r o d u c eh o wt oc o l l e c t ，a n a l y s i sd a t aa n di l l u s t r a t et h eu f i l 时o fu s ec a s e sd u r i n g r e q u i r e m e n t sa n a l y s i s t h et h i r dp a r tw i l ld i s c u s st h eo b j e c t - o r i e n t e da n a l y s i sa n d d e s i g n t h et w oi m p o r t a n tr e a r c hp o i n t si nt h eo b j e c t - o r i e n t e da n a l y s i sa n dd e s i g n ： s o f t w a r ea r c h i t e c t u r ea n d d e s i g np a t t e r n ，x m lt e c h n o l o g ya p p l i a n c e i nj 2 e e 丽ub e d i s c u s s e ds e p a r a t e l yi nt h ef o u r t hc h a p t e ra n dt h ef i f t hc h a p t e r t h ef i n a lt w oc h a p t e r s w i l li n t r o d u c eh o wt h ec l a s s e sa r cc o n v e r t e di n t od a t ai nt h er e l a t i v e - d a t a b s ea n dh n w k e yw o r d s ：d a t aj 2 e e o b j e c t - o n e m e d 州p a t t e r n d a t a b a s e 独创性( 或创新性) 声明 n 8 9 3 1 4 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丽使用过的材料。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：立寞二良孝2 卜日期：- 也丛蛆_ l 生乒 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 本人签名： 导师签名： 适用本授权书。 第一章论文研究背景 北京邮电大学硕士研究生论文 1 1 论文背景1 采用j 2 e e 开发的原因( j 2 e e 的优势) j 2 e e 是一种利用j a v a2 平台来简化企业解决方案的体系结构，这种体系结构可以 解决开发、部署和与管理相关的复杂问题。j 2 e e 的最终目的就是能够使企业开发者 大幅缩短投放市场时间。 1 1 ij 2 e e 的优势 j 2 e e 为搭建商务系统提供了良好的机制，具有可伸缩性、灵活性、易维护性等 优点，具体表现如下： 1 1 保留现存的r r 资产 由于企业必须适应新的商业需求，利用已有的企业信息系统方面的投资，而不 是重新制定全盘方案就变得很重要。这样，一个以渐进的( 而不是激进的，全盘否 定的) 方式建立在已有系统之上的服务器端平台机制是公司所需求的，j 2 e e 架构可 以充分利用用户原有的投资，如一些公司使用的b e at u x e d o 、 m mc i c s 、i b m e n e i n a 。i n p d s ev i s i b r o k e r 以及n e t s c a p ea p p l i c a t i o n s e r v e r 。这之所 以成为可能，是因为j 2 e e 拥有广泛的业界支持和一些重要的”企业计算”领域供应商 的支持。每一个供应商都对现有的客户提供了不用废弃已有投资，进入可移植的 j 2 e e 领域的升级途径。由于基于j 2 e e 平台的产品几乎能够在任何操作系统和硬件 配置上运行，现有的操作系统和硬件也能被保留使用。 2 高效的开发 j 2 e e 允许公司把一些通用的、繁琐前服务端任务交给中间件供应商去完成。这 样开发人员可以集中精力在如何创建商业逻辑上，相应地缩短了开发时间。高级中 间件供应商提供以下这些复杂的中间件服务： ( 1 ) 状态管理服务一让开发人员写更少的代码，不用关心如何管理状态，这样能 更快地完成程序开发。 ( 2 ) 持续性服务一让开发人员不用对数据访问逻辑进行编码就能编写应用程 序，能生成更轻巧，与数据库无关的应用程序，这种应用程序更易于开发与维护。 ( 3 ) 分布式共享数据对象c a c h e 服务一让开发人员编制高性能的系统，极大 提高整体部署的伸缩性。 3 支持异构环境 第3 页 北京邮电大学硕士研究生论文 j 2 e e 能够开发部署在异构环境中的可移植程序。基于j 2 e e 的应用程序不依赖 任何特定操作系统、中间件、硬件，因此设计合理的基于j 2 e e 的程序只需开发一次 就可部署到各种平台，这在典型的异构企业计算环境中是十分关键的。j 2 e e 标准也 允许客户订购与j 2 e e 兼容的第三方的现成的组件，把他们部署到异构环境中，节省 了由自己制定整个方案所需的费用。 4 可伸缩性 企业必须要选择一种服务器端平台，这种平台应能提供极佳的可伸缩性，去满 足要在他们系统上进行商业运作的大批新客户的需求。基于j 2 e e 平台的应用程序可 被部署到各种操作系统上，例如可被部署到高端u n i x 与大型机系统。这种系统单 机可支持6 4 至2 5 6 个处理器，这是n t 服务器所望尘莫及的。j 2 e e 领域的供应商提 供了更为广泛的负载平衡策略，能消除系统中的瓶颈，允许多台服务器集成部署。 这种部署可达数千个处理器，实现可高度伸缩的系统，满足未来商业应用的需要。 5 稳定的可用性 一个服务器端平台必须能全天候运转以满足公司客户、合作伙伴的需要。因为 i n t e r n e 是全球化的、无处不在的，即使在夜间按计划停机也可能造成严重损失。 若是意外停机，那可能会有灾难性后果。j 2 e e 被部署到可靠的操作环境中时，它们 支持长期的可用性。一些j 2 e e 可以被部署到w i n d o w s 环境中，客户也可选择健 壮性能更好的操作系统如s u n s o l a r i s 、i b m o s 3 9 0 ，最健壮的操作系统可达到 9 9 9 9 9 的可用性或每年只需5 分钟停机时间。 1 1 2j 2 e e 和n e t 的比较 在论文的开始阶段，我除了全面了解j 2 e e 和数据库的各种技术之外，还密切注 意市场上最新的技术动态，当前面向企业的系统解决方案主要由两种：n e t 和 j 2 e e 。下面对这两种技术进行比较。 l 技术概观 在表现形式上，j 2 e e 是一组规范，而n e t 更象是一组产品。但它们的目的都 是为了企业应用提供分布式的、高可靠性的解决方案。它们在架构上有着很多的相 似之处。 2 技术比较 ( 1 ) 一v s 多 微软的n e t 的平台提供了象c 撑、v b n e t 、c o b o l 等多种开发语言，c 群是新 的，而其他的每一种语言都是在原有的基础上改造而来，c o b o l 等语言先天的缺少 第4 负 北京邮电大学硕士研究生论文 确响对象的内涵，现在变成了面向对象的语言，这对传统的程序员米说就会比较困 难。麟于面向对敦的软件分析、设计、”发、测试是完全不同丁某r 传统过程性语 言的质变，所以这一过程的转变对传统程序员来讲也是一个痛苦和漫长的j 寸程。对 于传统程序员，微软看似提供了多种解决方法，但对于实际问题而苦，却缺乏实用 性。所以一个简单的办法就是：直接使用c 撑。对于独立软件开发商来讲，其转换成 本不容忽视。其次，如果在一个软件项目中使用多种语言，开发商必须同时拥有多 种语言专家和多个独立的而又难以互相交流的开发小组，所以，这也使其软件的维 护成本以非线性的曲线增长。 ( 2 ) 跨平台 跨平台是j 2 e e 的最大特点，微软的跨平台解决方案是w e bs e r v i c e s ，它解决的 是异种平台上不同应用之间的连通性问题。从技术角度讲，它只是以x m l 为介 质，并没有什么其他创新。 w e bs e r v i c e s 解决的是异构平台上服务连通性的问题，但在现实中所更迫切需要 的是如何在异构的平台上构造具有可扩展性，高可靠性，高可用性，故障冗余，错 误恢复能力的企业应用。如果缺少这一点，那么从结构上讲，n e t 平台还远未完 善。 ( 3 ) 中间层和表示层 在基于组件的中间层和表示层的设计上，两种架构各有特点，它们对于创建分 布式的，复杂的，高效的，高可靠性的应用程序都有着足够的能力。 ( 4 ) 数据访问 j 2 e e 和n e t 已不同的形式支持数据的访问。在j 2 e e 中，j d b c 和a d o 一样， 和所连接的数据库无关，并且通过连接、命令语句和结果集来对数据进行操作，所 以属于中间层次的a p i 。更高一级的数据封装和数据管理是通过实体e , i b ( e n t i t ye j b ) 来完成的。基于容器管理的实体e j b 使开发更快捷，管理更方便。事实上，由于实 体e j b 的l o a d o 和s t o r e o 方法的同步机制，将大大缓解因并发而使数据库产生的瓶 颈。当然也可以采用不属于j 2 e e 规范的第三方数据访问工具，象w e b g a i n 的 t o p l i n k 。 而微软的n e t 的数据访问工具则由基于x m l 的a d o n e t 代替了基于c o m 组 件的a d o 。任何以x m l 为输出的数据源都可以作为a d o n e t 的数据源。相应的 结果集升级为数据集( d a t a s e t s ) ，命令语句则升级为数据集命令( d a t a s e t c o m m a n d s ) 。从形式来看，微软的a d o n e t 这种基于x m l 的特性使其可以处理极其丰富 的数据源，并且因其构架在h t t p 协议之上，易于穿透防火墙，使沟通更为便 第5 页 北京邮电大学硕士研究生论文 利。但予x m l 木身的基于标记的特性，很明显限制了在有超大数据量和有网络 瓶颈时的应悄。虽然j 2 e e 的数据访问规则显得略有些单薄，但同时却更简单，更有 效。并且通过列应用程序有效的层次设计，对于数据库和基于x m l 的数据源的访 问，也可以无缝的整合。 总起来说，就企业而言，内部众多系统的整合、系统的延展性、安全性是更需 要注意的议题，而这些都是j 2 e e 的优势，也是微软的不足处。在效率方面，j 2 e e 阵营主张通过硬件的效能增加来弥补软件的不足。开放标准，功能强大，易于移植 这些都是j 2 e e 的优势。 综台考虑n e t 和j 2 e e 。网上考试和作业提交系统继续采用了j 2 e e 技术。 1 2 论文背景2 一网络教育的兴起与发展 网络教育是以计算机、互联网和多媒体技术相结合为代表的信息技术，在现代 教育学思想的指导下，对传统教育模式的革新。它是一种全新的教育模式，是教育 的革命。它的最终目标是构建我国的终身教育体系。这是一个涉及整个民族素质、 关系到我国在国际上的竞争力的大事，同时是一项跨学科的，富有挑战性的研究课 题，它的发展成功与否取决于信息技术的发展。信息技术发展的深度和广度决定了 网络教育的深度和广度。因此发展网络教育迫切需要对相关的新技术和关键技术进 行攻关。网络教育技术攻关的主要目的，是为了攻克目前制约我国网络教育发展的 关键性技术难点，探索符合我国国情的网络教育的模式、规范和标准，研究开发一 批具有自主知识产权的网络教育软硬件支持系统。 目前，在国际市场上比较著名的网上教育软件产品有：l o t u s 公司的l e a r n i n g s p a c e 、英属哥伦比亚大学计算机科学系开发的w e b c t 、w b ts y s t e m 公司的 t o p c l a s s 和加拿大s i m o nf r a s e r 大学开发的v i r t u a l - u 等。美国的n t u 、英国的 o p e nc o l l e g e 都是十分典型的网络教育示例。整体来说，国外的网上考试和作业有 一定的优势，但在师生交互、作业管理上还是停留在基于b b s 、m a i l 的异步方式， 一定范围内的考试所采用的技术还停留在局部范围内基于c l i e n t s e r v e r 结构的应用 程序，真正应用性很好的作业和考试管理工具也还没有出现。目前各国都在加紧研 制新一代远程教学系统，它的目标是提供更好的系统交互能力、网络服务质量和系 统可扩展性。许多国际组织和机构己被视为网络教育的先驱。其中赢利性机构如菲 尼克斯大学、c a l i b e r 教育网络公司；美国州政府和系统性区域组织，如加利福尼亚 虚拟大学、密执安虚拟大学；美国地区联盟如西部州长大学、南部地区电子学校； 第6 页 北京邮电大学硕士研究生论文 其他国际机构和组织如英国开放大学、香港公开大学、澳大利亚开放教育机构、开 放教学服务机构：网络教育机构如跨国教育( g a t e ) 全球联盟、加拿大远程教学 协会、澳大利亚开放和远程教学协会、美国远程教学协会、西方教育通信合作组织 等。所以我国也要奋起直追，开发自己的网络教育工具。 作业与考试管理系统是国家“十五”科技攻关计划网络教育关键技术及示 范工程项目组下的其中一个课题，该课题是开发一个与课件联系紧密和基于w e b 的多媒体作业管理工具和考试管理工具，将支持大规模的在线学习和考试。 鉴于j 2 e e 构建w e b 应用的先进性和开发我国网络考试和作业提交系统的紧迫 性，我们采用了j 2 e e 为主要架构来开发作业与考试管理系统。 1 3 研究方案一系统实现 在明确具体的研究工作以后，我们根据研究的需要，利用实验室提供的环境， 搭建一个小型的网络环境作为开发试验平台，图1 i 为网上考试和作业提交系统的 网络布局。其中我参与的服务器端的程序按照j 2 e e 的开发架构进行分层，主要包括 三层。其中表示层( w e b t i e r ) ，对应图中的w e b 服务器。应用层( a p p l i c a t i o n t i e r ) 对应图中的应用服务器。数据层( d a t at i e r ) ，对应图中的数据服务器。与各层相对 应的开发软件为：j b u i l d e r8 ，w e n o 西c7w e ba d l ，l i c a t i o ns e r v e r ，o r a c l e 9 i 。 图卜1 网上考试和作业提交系统网络布局 第7 页 2 1 软件需求 北京邮电大学硕士研究生论文 第二章需求分析中的数据设计和使用 软件需求是指用户对目标软件系统在功能、行为、性能、设计约束等方面的期 望。通过对问题及其环境的理解与分析，为问题涉及的信息、功能及系统行为建立 模型，将用户需求精确化、完全化，最终形成需求规格说明，这一系列的活动就构 成了软件开发生命周期中的的需求分析阶段。 下面这些定义是需求工程领域中常见术语的定义说明。 软件需求包括三个不同的层次一业务需求、用户需求和功能需求一也包括非功 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，它们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 ) 文档描述了用户使用产品必须要完成的任务，这在 使用实例( 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。 非功能需求，它描述了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、规范和合约；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。 2 2 需求风险 下面列出了在傲需求分析时一些风险： l 无足够用户参与 2 用户需求的不断增加 3 模棱两可的需求 4 不必要的特性 5 过于精简的规格说明 6 忽略了用户分类 7 不准确的计划 第8 页 北京邮电大学硕士研究生论文 按照n a s a 的软件开发过程中的概念，软件需求过程的标准是：清楚( c l e a t ) 、 完整( c o m p l e t e ) 、一致( c o n s i s t e n t ) 、可测试( t e s t a b l e ) ，此外还有其他的概念，如可跟 踪、可修改等等。 清楚：不要使用容易产生二义性的自然性语言；不要使用专业性强的计算机术 语，否则不易与用户沟通。 完整：由于需求分析人员和用户的个人原因以及两者之间的沟通问题，需求的 遗漏是很经常发生的事情，要尽力满足完整性的要求，避免更大的代价。 一致：用户需求必须和业务需求一致，功能需求必须和用户需求一致。 v ，可测试：只有系统的所有需求是可以被测试的，才能够保证软件始终围绕着用 户的需要，保证软件系统是成功的。 2 3 用例模型和用例 对象领域已广泛接纳了用例这一概念，并认为它是第二代面向对象技术的标 志。用例模型描述的是外部执行者( a c t o r ) 所理解的系统功能。用例模型用于需求分 析阶段，它的建立是系统开发者和用户反复讨论的结果，表明了开发者和用户对需 求规格达成的共识。首先，它描述了待开发系统的功能需求：其次，它将系统看作 黑盒，从外部执行者的角度来理解系统：第三，它驱动了需求分析之后各阶段的开 发工作，不仅在开发过程中保证了系统所有功能的实现，而且被用于验证和检测所 开发的系统，从而影响到开发工作的各个阶段和u m l 的各个模型。在u m l 中，一 个用例模型由若干个用例图描述，用例图主要元素是用例和执行者。 几乎在任何情况下都会使用用例，而且是首先要做的工作，大部分用例将在项 目的需求分析阶段产生，并且随着工作的深入会发现更多的用例，这些都应及时增 添到已有的用例集中。用例集中的每个用例都是一个潜在的需求。 2 4 用例模型的获取 l 获取执行者 获取用例首先要找出系统的执行者。可以通过用户回答一些问题的答案来识别 执行者。以下问题可供参考，并以网上考试和作业提交系统中的设计考虑为例。 ( 1 ) 谁使用系统的主要功能( 主要使用者) 第9 负 北京邮电大学硕士研究生论文 对于网上考试和作业提交系统来说，有以下两类用户：学生和教师。所有这些 用户类别都在系统中担任专门的角色，因此应该用一个单独的角色来表示每个类 别。 ( 2 ) 谁需要系统支持他们的同常工作 对于网上考试和作业提交系统来说，没有这样的角色。 ( 3 ) 谁来维护、管理使系统正常工作( 辅助使用者) 。 对于网上考试与作业提交系统来说，学生和教师是主要的角色，因为系统就是 为他们建立的。但是，必须有人来管理这个系统。所以用管理员这一角色 来表示。 ( 4 ) 系统需要操纵哪些硬件。 对于网上考试和作业提交系统来说，除了服务器端和客户端的计算机硬件外， 在考试客户端子系统中，考场为了认证学生身份的有效性，除了学生的网上电子密 码外，可能还需要存有个人证书( 包括公钥和私钥) 的软盘或者u s b 。 ( 5 ) 系统需要与哪些其它系统交互，包含其它计算机系统和其它应用程序。 在网络教育关键技术及示范工程项目中其它子系统需要和网上考试和作业提交 系统交互数据，如网络教学管理系统，因此它应该是一个角色。 ( 6 ) 对系统产生的结果感兴趣的人或事物。 对于网上考试和作业提交系统的考试和作业评价系统的统计信息感兴趣的教育 部门或者学生家长等等。 2 获取用例 一旦获取了执行者，就可以对每个执行者提出问题以获取用例。以下问题可供 参考： ( 1 ) 执行者要求系统提供哪些功能( 执行者需要做什么) ? 对于网上考试和作业提交系统来说，角色教师最基本的操作就是：题目添加， 题目修改，题目删除，添加试卷，删除试卷，修改试卷，察看作业，批改作业，发 布作业等等，这些都构成了网上考试和作业提交系统中的基本用例。 ( 2 ) 执行者需要读、产生、删除、修改或存储的信息有哪些类型。 对于网上考试和作业提交系统来说，角色教师作为执行者需要读、产生、删 除、修改或存储的信息类型有作业，试题，作业和试题的统计信息等等。 ( 3 ) 必须提醒执行者的系统事件有哪些? 或者执行者必须提醒系统的事件有哪些? 怎样把这些事件表示成用例中的功能? 第1 0 贞 北京邮电大学硕士研究生论文 对于网上考试和作业提交系统来说，角色学生被角色教师要求必须在一定期限 内完成作业，在最后期限之前，系统必须提醒学生按时完成并提交作业。 ( 4 ) 为了完整地描述用例，还需要知道执行者的某些典型功能能否被系统自动实现? 对于网上考试和作业提交系统来说，角色教师的批改作业功能中的一部分可以 由智能批改系统完成。 3 还有一些不针对具体执行者的问题( 即针对整个系统的问题) ( 1 ) 系统需要何种输入输出? 输入从何处来? 输出到何处? ( 2 ) 当前运行系统( 也许是一些手工操作而不是计算机系统) 的主要问题? 需要注意，最后两个问题并不是指没有执行者也可以有用例，只是获取用例时 尚不知道执行者是什么。一个用例必须至少与一个执行者关联。还需要注意：不同 的设计者对用例的利用程度也不同。例如，i v a rj a c o b s o n 说，对一个十人年的项 目，他需要二十个用例。而在一个相同规模的项目中，m a r t i nf o w - l e r 则用了一百多 个用例。认为：任何合适的用例都可使用，确定用例的过程是对获取的用例进行提 炼和归纳的过程，对一个十人年的项目来说，二十个用例似乎太少，一百多个用例 则嫌太多，需要保持二者间的相对均衡。 2 5 使用和扩展( u s e a n d e x t e n d ) 除了包含执行者与用例之间的连接外，还有另外两种类型的连接，用以表示用 例之间的使用和扩展关系。使用和扩展是两种不同形式的继承关系。 ( 1 ) 扩展 当一个用例与另一个用例相似，但所做的动作多一些，就可以用到扩展关系。 例如在题库管理中，基本的用例是“修改题目”修改中可能一切都进行得很顺 利，但也可能存在扰乱顺利进行修改的因素。例如，某道试题具有长久保留的价 值，不能为普通的权限可以修改等等，这时不能执行给定用例提供的常规动作，而 要做些改动。可在“修改试题“用例中做改动。但是，这将把该用例与大量的特殊 的判断和逻辑混杂在一起，使正常的流程过于复杂。将常规的动作放在“修改试题 “用例中，而将非常规的动作放置于“察看权限“用例中，这便是扩展。 ( 2 ) 使用 当有相似的动作存在于几个用例，又不想重复描述该动作时，就可以用到使用 关系。例如，现实中“下载作业“和“提交作业”都需要“察看权限”，为此可单 独定义一个用例，即“察看权限“，而“下载作业“和“提交作业“用例将使用 它。 第1 1 页 北京邮电大学硕士研究生论文 扩展与使用之两个都意味着从几个用例中抽取那些公共的行为并放入一个单独 用例中，而这个用例被其他几个用例使用或扩展。但使用和扩展的目的是不同的。 2 6 网上考试和作业提交系统中的用例设计 应用以上这些原则，图2 1 描述了网上考试和作业提交系统中管理子系统的用 例图，其中部分具体的用例描述如下。 用例：u c 0 1 、登录 用倒描述人员：马润娥 其他参加人员：李冬云、黄凯东 审核人员 开始时问 完成时间 版本号： 文福安 2 0 0 2 7 一1 3 2 0 0 2 7 1 8升级时间：2 0 0 2 7 3 l 0 2 用例目标；对用户进入系统进行口令认证 前件： l 、用户在测览器中输入系统的指定冈址，访问本系统主页 成功后件：用户进入系统。 失效后件：用户不能进入系统 首要角色：学生、教师、管理员、系统管理员 触发：用户要求进入系统完成事务。 主要步骤： l 、屏幕显示首页。在首页的适当位置上有帐号和密码韵字符录入框，确认按钮 2 、输入帐号和密码并确认。 3 、系统返回登录成功信息，不同角色的用户进入不同的主界面。 变异 3 m 、帐号或密码错误屏幕显示登录失败信息并提示用户重新登录或取回密码。错误提示信息有两 种： a 、账号被禁用 b 、账号或密码输入错误 3 a 2 、输入账号后，点击取回密码 3 a 3 、如果用户曾经登记过e - m a i l 地址，屏幕显示取回密码界面，包括帐号，用户名，e - 雠a i l 的字 符录入框 3 a 4 、正确输入上述信息 3 a 5 ，屏幕提示用户密玛已发送到用户信箱，提醒用户取圊密玛。 3 b l 、如果三次登录失败 3 b 2 、屏幕显示拒绝再次登录信息 相关信息： 优先级：较高 性能目标：密码要求加密保存 频度：l 万扶天 相关用例；u c 0 2 管理帐号 用例：u c 0 2 、管理帐号 用例描述人员：李建伟 第1 2 页 北京邮电大学硕士研究生论文 其他参加人员：) ( 福安 审核人员：文福安 开始时间：2 0 0 27 1 9 完成时问：2 0 0 2 7 2 0升级时问：2 0 0 2 7 3 l 版本号：02 用例日标：对用户的账号、密码和禁用情况进行管理 前件： 1 、通过身份认证 成功后件：无 失效后件：无 首要角色：管理员 触发：管理员请求对系统用户进行操作 主要步骤： 1 、点击。帐号管理” 2 、屏幕提示输入管理账号和密码( 考虑到系统的安全即使用户已经合法登录也要再次验证管理 员的账号和密码) 3 、输入管理账号和密码点击。确认” 4 、屏幕显示管理帐号界面显示用户列表信息：序号、姓名、账号、所属组、禁用、分类、审计级 别、电子邮件地址 5 、分别点击用户姓名、账号、所属组、禁用、分类、审计级别、电子邮件地址 6 、屏幕显示修改用户界面，并显示该用户的上述信息，但只有救点击的效据项处于可改写状态，并 以醒目颜色显示 7 、修改相应的信息。然后点击。确认” 8 、屏幕显示管理帐号界面显示修改后的用户列表修改后的结果，以高亮度显示 扩展： 3 a l 、如果输入的管理账号或密码不正确屏幕提示用户重新输入管理账号或密码 3 a 2 、再次输入管理账号和密码( 不超过3 次) ，点击“确认” 3 a 3 、用户输入了正确的管理账号和密码，屏幕显示用户列表 4 a l a 、如果系统中没有用户 4 a l b 、点击。添加新用户” 4 a 2 、屏幕显示添加新用户界面 4 a 3 、在添加新用户界面中。录入有关信息。最后点击“确认” 4 a 4 ，屏暮显示继续添加新用户界面但所属组和荣用、审计级别不变，其他栏目为空 4 a 5 、在继续舔加新用户界面中，录入或修改有关信息矗后点击。确认。 4 a 6 、返回4 a 3 ，直到不再需要添加新的用户 4 a 7 、点击。返回”结柬 4 b l 、如果已存在一些用户的信息 4 b 2 、点击。导八”。可以将e x c e l 格式的数据导入到车系统的用户信息中 5 a l 、点击“查询用户” 5 a 2 、屏幕显示。查询界面 5 a 3 、填写要查询的用户的信息：。姓名”、。帐号”、。所属组”( 不必全部填写可写入关 键字段) 5 a 4 、点击。搜索”进行查询 5 a 5 a 、屏幕显示查询结果，并以高亮度来显示查询结果，转步骤4 5 a 5 b l 、未搜索到要查询的结果，显示未搜索到的提示信息 5 a 5 b 2 、点击“确认” 5 a 5 b 3 、显示“查询界面4 可继续查询 5 a 5 b 4 、如不需查询。点击“返回” 5 a 5 b 5 、显示“管理帐号界面”，转步骤4 6 a l 、如果想删除该用户信息，点击。删除” 6 a 2 、显示将删除该用户信息警告 第1 3 页 北京邮电大学硕士研究生论文 6 a 3 a 、点击“确认”，该用户信息被删除，( 注：用户帐号删除后应在别处归档保存并且被 删用户的帐号不会被新加的用户重用) 6 a 3 b 、点击“取消”，删除无效 6 a 4 、j ；i ! 幕显示“管理帐号界面”，转步骤4 变异： 3 a l 、如果用户3 次没有输入正确的管理账号或密码，系统扣绝用户登录肼幕提示用户l 管理 人员联系 相关信息：审计级别主要用于系统安全 优先级：高 性能目标：用户动作后系统在5 秒内反馈正确信息。 频度：1 次天 相关用例：用例：u c 0 1 、登录；u c 0 3 、管理分组；u c l 3 、管理学生 用例：u c 0 3 、管理分组 用例描述人员：文福安 其他参加人员； 审核人员： 开始时间：2 0 0 2 - 7 - 1 7 完成时间：2 0 0 2 7 2 0升级时间# 2 0 0 2 7 3 l 版本号：02 用例目标：对使用系统的用户所属的分组进行管理 前件： 1 、。登录”成功 2 、用户具有分组管理的权限，屏幕显示“分组管理”入口 成功后件：无 失效后件：无 首要角色：系统管理员 触发：新建系统或者使用单位的分组发生变化 主要步骤： l 、点击。分组管理” 2 、屏幕提示用户输入系统管理账号和密码( 系统管理账号和密码是单独设置的) 3 、输入系统管理账号和密码，点击。确认1 4 、 屏幕显示分组列表和“添加新分组”入口分组列表包括分组代号、分组名称、主管( 如班 长) 、副主管数、监管( 如班主任) 、父分组名称、子分组数、权限数、用户敦和注释。 5 、点击“添加新分组” 6 、屏幕显示添加新分组界面，界面单元包括分组代号、分组名称、主管、副主管列表、监管、父分 组代号、父分组名称、子分组名称列表、权限名称列表、所属用户列表和注释分组名称、父分 组代号和注释内容可直接录入和修改点击主管、监管为获得各自用户的a q 。添加副主管、添 加所属用户为可多次获得用户的入口添加权限为可多次获得权限的入口。父分组名称根据父分 组代号由系统确定分组代号自动递增子分组名称列表由系统确定 7 、录入分组名称、父分组代号和注释进入各个入口获得所需要的选项。其中副主管列表中的副主 管、所属用户列表中的用户可选中后删除。重新点击主管、监管获得新用户后将自动替代原来的 主管、监管最后点击“确认” 8 、 屏幕继续显示添加新分组界面和“返回分组列表”入口 9 、点击。返回分组列表” 1 0 、屏幕显示分组列表 1 1 、点击其他功能模块入口或。退出系统”入口 1 2 、进入其他模块或退出系统 扩展： 3 a 1 、如果输入的管理账号或密码不正确，屏幕提示用户重新输入管理账号或密码 3 a 2 、再次输入管理账号和密码( 不超过3 次) 点击“确认” 3 a 3 、用户输入了正确的管理账号和密码，屏幕显示分组列表 第1 4 页 变异 4 a 、如果系统中没有分组，转第6 步，屏幕显示添加新分组界面 北京邮电大学硕士研究生论文 5 a l 、点击分组列表信昱中的任意一个单元 5 a 2 、群幕显示分组修改界面其中包括分组代号、分组名称、主管、副主管列表、监管、父分组代 号、父分组名称、子分组名称列表、权限名称列表、所属用户列表和注释。 如果点击了： ( 1 )分组代号：任何信息都不可更改 2 )分组名称：分组名称处于可改写状态 ( 3 )父分组名称或父分组代号：父分组代号处于可改写状态。 ( 4 )注释：注释内容处于可改写状态。 ( 5 )主管：允许点击主管，进入获得用户的 口。点击主管获得新用户后将自动替代原来的主 管 ( 6 )监管：允许点击监管，进入获得用户的入口点击监管获得新用户后将自动替代原来的监 管 ( 7 )副主管数：允许点击添加副主管，进入获得用户的入口。副主管列表中的副主管可选中后 删除 ( 8 )权限教：允许点击添加权限进入获得权限的入口。权限列表中的权限可选中后删除 ( 9 ) 用户数：允许点击添加用户，进入获得用户的入口。所属用户列表中的用户可选中后删除 5 a 3 、用户完成以上许可的修改操作。点击“确定” 5 a 4 、屏幕显示修改叹后的分组列表和。添加新分组”入口，同第4 步 5 a 2 a l 、如果该分组没有子分组，屏幕显示修改界面和。删除”入口 5 a 2 a 2 、点击。删除”，该分组删除。同时该分组所属的用户也将同时被删除 5 a 2 a 3 、屏幕显示删除该分组后的分组列表和4 添加新分组”入口同第4 步 9 a 、继续添加分组直到不再需要添加新的分组 3 a l 、如果用户没有输入正确的管理账号或密码，用户重复输入管理账号或密码超过3 次，系统拒绝 用户登录 相关信息： 优先级：高 性能目标：用户动作后系统在5 秒内反馈正确信息 频度：1 次天 相关用例：u c 0 5 管理权限；u c 0 2 管理帐号 用例：u c 0 4 、管理日志 用饲描述 员：郑敏 其他参加人员；文福安、上官右黎、 审核人员：文福安 开始时同：2 0 0 2 7 1 8 完成时问：2 0 0 2 7 1 9 版本号：0 2 用例目标：对系统日志进行管理 前件； l 、通过身份认证 2 、相应日志记录己存在 成功后件：系统返同操作成功 失效后件：系统对操作投有反应 首要角色：管理员 黄凯东、叶辉群、姬艳村、董跃武、马润娥、叶建统 升级时间：2 0 0 2 7 3 l 第1 5 页 北京邮电大学硕士研究生论文 触发：用户请求对只志进行操作 主要步骤： l 、用户点击“日志管理”，进入日志管理抖血 2 、系统按时间倒序列出t 忠记录表，包含信息有以下内容：序号、用户、用户ip 、事件名 3 、用户选择用户或事件，系统显示用户或事件列表日志记录按树结构组织导航r 具体内容包括： 与用户相关的日志 与事件名相关的l j 志记录 特定时问段的日志记录 每条日志记录包括，序号、用户、事件、起始时间、结束时间、来源、用户i p 4 、点击“返回”，用户返回到管理日志界面 扩展： 变异： 3 a 、用户请求输出目志 3 a l 、用户在显示的日志记录中选取要输出的臼志记录；系统默认为该日志中的所有记录 3 a 2 、点击。输出”。系统提示用户指定输出日志的路径、文件格式 3 a 3 用户指定路径有两种方式一种是手工输入路径，另一种是用浏览的方式寻找路径 3 a 4 、点击“确认”选定的日志存入指定路径文件中，点击。取消”，系统取消本次操作 3 a 5 、用户返回到日志管理界面 相关信息： 优先级：高 性能目标：用户提出申请后，系统在5 秒内给予答复。 频度：次天 相关用例： 用例：u c 0 5 、管理权限 用例描述人员：文福安 其他参加人员： 审核人员： 开始时间：2 0 0 2 7 一1 7 完成时间：2 0 0 2 7 2 0升级时间：2 0 0 2 7 3 l 版本号：o 2 用例目标：对使用系统的用户所属的权限进行