UML 学校管理系统 课程设计

教务管理系统
摘要：近年来，随着高校招生规模的不断扩大，学校教务管理的信息量也急剧增加，传统的管理方法以难以适应学校发展的需要。

介于此本文提出了教务管理系统的基本功能模块，并运用基于面向对象建模语言统一建模语言（UML）对其进行了静态、动态的模型设计，最终形成系统总体的分析模型架构，为教务管理系统的开发提供了参考模型。

关键词：UML；模块；教务管理系统
一、引言
UML（Unified Modeling Language），即统一建模语言，是一种面向对象的建模语言。

它的主要作用是帮助用户对软件系统进行面向对象的描述和建模（建模是通过将用户的业务需求映射为代码，保证代码满足这些需求，并能方便地追溯需求的过程），它可以描述这个软件开发过程从需求分析直至实现和测试的全过程。

UML 通过建立各种联系，如类与类之间的关系、类/ 对象怎样相互配合实现系统的行为状态等，来组建整个结构模型。

UML提供了各种图形，比如用例图、时序图、类图、协作图和状态图等，来把这些模型元素及其他关系可视化，让人们可以清楚容易地理解模型，并从多个视角来考察模型，从而更加全面地了解模型，这样同一个模型元素可能会出现在多个UML 图中，不过都保持相同意义和符号。

UML 有两套建模机制：静态建模机制和动态建模机制。

静态建模机制是用例图、类图、对象图、包、组件图、配置来实现系统的用例建模、结构建模、组件建模以及环境建模，描述系统的静态结构组成，建立静态系统模型的。

动态建模机制是通过消息、状态图、时序图、协作图、活动图，定义并描述系统静态结构元素的动态行为和交互通信，构建动态系统模型。

随着学校教育改革的不断深化，学校规模的不断扩大，原有的手工方式的教务管理不但工作量大而且效率也往往不能令人满意。

所以，传统的学籍管理方法已不能适应高校发展的需要。

随着教育改革的深入发展，将会要求教育管理部门提供更为丰富的信息。

这就需要用科学化的方法来管理教务信息。

而现代信息技术和网络技术的出现和不断发展给教育现代化管理引入了新的定义，用信息技术和网络技术来改变传统教育管理模式是教育发展的必然趋势。

建立一套完善的高校教务管理系统，不但可以大大提高教务管理工作的效率，而且可以建立起一套完整的教务信息资料库，可以和其它管理部门的信息系统紧密结合，轻松、条理、
准确的完成整个学校的教务管理工作。

本文是从教务管理工作的实际出发，基于UML对教务管理系统建模，该系统将有效地减轻管理人员的工作负担，高效、规范地管理大量的教务信息。

二、教务管理系统的功能需求
教务管理系统旨在实现教师办公网络化，提高学院教务管理的效率。

因此该系统必须包含教师的日常工作及学生的信息管理等功能。

教务管理系统应包含以下功能：
（一）学生的学籍管理功能；
（二）教学管理功能；
（三）成绩管理功能。

通过初步分析，系统大致由学籍管理模块、排课管理模块、成绩管理模块、用户管理模块、学生评教管理模块、教学计划管理模块和系统维护管理模块几个子系统组成。

其中每个系统下面都可以包含数据处理、查询统计、报表打印等功能。

三、模型建立
（一）用例建模
用例视图是从用户的角度看到的或需要的系统功能，是被称为参与者的外部用户所能观察到的系统功能的模型图。

建立用例模型，首先应确定参与者。

教务管理系统的参与者有：系统管理员、教务处管理员、院系教务管理员、教师/ 教辅人员及学生。

其中，学生和教师/ 教辅人员是多个，院系教务管理员是几个，教务处管理员和系统管理员是一个。

教务管理系统顶层用例图：
教务管理系统相关用例如下：
用户
系统管理员教师/教辅人员学生教务处管理员院系教务管理员
<<extends>>
<<extends>>
<<extends>>
<<extends>>
<<extends>>
1、和系统管理员相关的用例：用户权限更改、日志维护、增加用户、删除用户和管理系统后台数据管理。

（二）静态建模
静态模型是依据系统结构从静态观点描述系统的视图，它定义系统中的对象，类及类之间的关系和类的内部结构，即类的属性和操作。

在教务管理系统中存在各种类，而且类与类之间也不是被割裂的，相互之间又存在各种关系( 如继承、关联、依赖和聚集等)，可以分化为以下相关类：报表类(Form)、学生类(Student)、教师类( T e a c h e r ) 、系统管理员类( S y s _ M a n a g e r ) 、院系教务管理员类(Dep_Manager)、系部类(Department)等。

（三）动态建模
系统静态建模建立之后，开始进行系统的动态建模。

动态模型描述系统的功能是如何完成的，用时序图、活动图、状态图和协作图等从不同角度来描述对象和对象之间的交互。

时序图将交互关系表示为一个二维图。

纵向是时间轴，时间沿竖线向下延伸。

横向轴代表了在协作中各独立对象的类元角色。

类元角色用生命线表示。

当对象存在时，角色用一条虚线表示，当对象的过程处于激活状态时，生命线是一个双道线。

消息用从一个对象的生命线到另一个对象生命线的箭头表示。

箭头以时间顺序在图中从上到下排列。

教师在输入用户名和密码后，登录系统，到个人首页管理模块，在成绩录入系统后，进行成绩提交，并成功保存。

教师录入成绩的顺序图
以下是管理员，教师用户和学生用户进行课程管理的活动图。

当用户进入系统登录页面时候，系统需要对用户的权限级别进行确认，当用户为管理员是即为管理员用户，进入课程基本信息管理界面；但为学生是进入学生选课界面；若为教师用户，进入教师选课界面。

下为添加学生顺序图：
以下是非管理员用图：
（四）实现模型的建立
UML使用组件图和配置图两种机制来描述系统的实现，这两种图都描述了系统实现时的一些特征，主要涉及到源代码的静态分布特征和要使整个系统运行的实现特性。

组件图显示系统中软件构件的分布以及它们之间的依赖关系，即显示系统软件方面的逻辑结构。

配置图主要是用来说明如何配置系统的软件和硬件。

建模完成以后，UML 建模工具Rational Rose 可根据系统的构件图生成系统的框架代码，所生成代码取决于所选择的编程语言，本系统选用的是Java 语言。

通常包括类的声明、属性声明、范围声明、函数原型和继承语句。

产生代码后，可根据特定业务完成代码编写，最终实现该系统。

四、结束语
UML是一种功能强大的、面向对象的可视化系统分析语言，它采用一整套成熟的建模技术，广泛地适用于各个应用领域，它的各个模型可以帮助开发人员更好地理解业务流程，建立更可靠、更完善的系统模型，从而使用户和开发人员对问题的描述达到相同的理解，以减少语义差异，保障分析的正确性。

本文采用了UML对教务管理系统进行了建模，将复杂的教学管理系统用简单明了的可视化图形表示出来，对整个教务管理系统的开发设计提供了必要的参考模型。

采用该方法优于传统的过程开发方式，能够对整个开发过程提供灵活、一致、易读的表达，在很大程度上降低了软件开发的风险性，提高了软件开发的质量。