基于UML的聋人高等教育网站的构建

基于UML的聋人高等教育网站的构建
2009-02-02 来源：现代电子技术
聋人高等教育属于特殊教育，是中国高等教育的组成部分，他不仅提高了我国聋人的文化素质，而且推动了我国聋人教育事业的发展。

但由于聋人的生理障碍和接受信息的限制，传统的以教师为主，教师掌握课堂主动的聋生教育模式，阻碍了聋人学生个性的发挥和创意的产生。

随着电子计算机和网络技术的发展，使得通过建设远程教学网站来进行网上教学成为可能。

采用传统工具设计出的系统，面临更新困难，扩展性差、修改成本高的特点。

为解决这一问题，本文采用UML 建模语言及对网站系统进行静态和动态建模，弥补传统方法的不足。

1 UML语言简介
UML(Unified Modeling Language)是由闻名世界的面向对象技术专家Grady Booch，Jim Rum.baugh和IvarJacobson发起，在此前的Booch方法、OMT方法和DOSE方法的基础上完成的。

1997年11月17日，被对象管理组OMG(Object Management Group)采纳为基于面向对象技术的标准建模语言。

UML的重要性在于知识表示方面，他提供了一系列标准化的图形符号，融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。

UML适用于对具有静态结构和动态行为的系统进行建模。

其中静态结构定义了系统中的重要对象的属性和操作以及这些对象之间的相互关系；而动态行为定义了对象的时间特性和对象为完成目标而相互进行通信的机制，描述了静态图中结构性元素之间的交互，是对系统变化部分的表示。

2 基于UML的聋人高等教育网站的系统分析与设计
现在采用UML设计系统时一般顺序为：首先是系统需求收集初步形成类图、用例图等；其次根据收集的需求信息建立系统的详细静态模型，并构造系统的结构；第三步是描述对象的状态和交互等系统的行为。

最后才是开发、测试、部属。

其中在前两步所建立的模型都是静态的，包括用例图、类图(包含包)、对象图、组件图和部属图等5个图形，是统一建模语言UML的静态建模机制。

而第三步中所建立的模型包括可以执行，或者表示执行时的时序状态或交互关系。

他包括状态图、活动图、顺序图和合作图等4个图形，是统一建模语言UML的动态建模机制。

2.1 系统需求收集
系统开发过程的起点是获得对客户业务过程的理解开发过程的起点是获得对客户业务过程的理解，特别是获得要使用目标系统的客户的理解，本系统通过UML的活动图和泳道图来反映聋人教育网站的主要业务。

图1是试卷生成活动图，图2是招待1名聋生业务过程的泳道图。

图1的试卷生成活动图反映了教师生成试卷的整个过程。

教师登录试卷生成界面，选择所生成
试卷的科目，并输入试卷总分、题型、分值分布、时间分布以及有效期，最后提交，则系统根据刚才教师输入的条件从题库中自动选题生成试卷，如想继续生成则选择继续，不想可直接退出。

由图2的泳道图可看出，学生来到学校首先看到招生专业介绍，然后参加体检，报名交费后复习，然后由教务处安排考试。

教师阅卷后，学生可查询成绩，被招生处录取后，获得录取通知书。

然后到学校报到，报到后首先到学生处注册登记，然后进行听力检测，合格后方能取得学籍，否则退学。

取得学籍后由教务处发放教材，参加手语学习和课程学习，期间有教师授课答疑，教务处安排考试，学生可查询成绩，成绩合格可毕业，不合格继续学习。

图1，图2展示了系统的主要业务，反映系统的主要需求情况。

2.2 系统的静态模型设计
UML的静态建模机制主要包括用例图(Use case diagram)、类图(Class diagram)、对象图(Object diagram)、包(Package)、构件图(Component diagram)和部署图(Deployment diagram)。

用例图(Use Diagram)用于对系统进行需求分析，对系统提供给外界的功能进行建模；类图(aass Diagram)描述系统中类的相互关系；对象图表示在某一时刻类的具体实例和这些实例之间的具体连接关系；构件图(Component Diagram)显示一组组件及他们之间的关系；部署图(Deployment Diagram)显示进行处理的节点和在节点活动的组件的配置。

图3的系统顶层用例图是由前面的需求分析得来的，系统的主要参与者是学生、教师和系统管理员。

在所有的用例中，聊天、注册和留言是通用的用例，除此之外系统管理员负责系统维护、用户管理，教师负责试卷管理、发布资料、学生管理、手语学习，学生能进行课程学习、网上考试、观看视频和手语学习。

由图3的用例图可确定系统的主要类有：教师、学生、系统管理员、教学管理员、学生管理员，学生档案，教师档案和试卷，由于篇幅所限本文只给出了试卷的类图(如图4所示)。

在这个类图中，最上面是类名试卷，中间是类的属性即卷面总分、题型分布、分值分布、考试时间、有效期、正确答案和考生答案，最下面是类的操作包括自动判卷和记录用户成绩。

2.3 系统的动态模型设计
系统动态行为模型由顺序图、协作图、状态图、活动图等表达。

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；顺序图显示对象之间的动态合作关系，他强调对象之间消息发送的顺序，同时显示对象之间的交互；协作图描述对象间的协作关系，协作图跟顺序图相似，显示对象间的动态合作关系，但两者的侧重点不一样，顺序图着重体现交互的时间顺序，协作图主要表示对象与对象之间的连接；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。

图5是学生考试的顺序图。

从这个顺序图中可看出参加考试过程有以下几个对象类：考生、功能选择、登录表单、科目选择和试卷表单。

考生首先进入网站系统进行功能选择，然后选择网上考试，系统会自动出现登录表单，学生发送登录信息，如信息错误系统会提示信息错误返回登录表单，如正确则进入科目选择表单。

科目选择后，进入试卷表单，然后是学生答题、提交试卷，提交后系统自动阅卷并显示成绩，最后学生看到成绩后退出系统。

3 系统功能模块设计
通过上面基于UML的需求收集和分析，形成了本网站系统的组织结构图(如图6所示)。

本系统由8个功能模块组成，分别为网络教学、手语学习、学生管理、教学管理、作品展示、聋院简介、在线交流和新闻信息发布。

网络教学模块能实现学生的远程网络学习、网上在线考试等，教师能发布资料，教师和学生能进行网上互动交流；手语学习模块是为学生学习手语而设，学生能从此模块学到中外手语，并能下载中国手语书的电子版；教学管理模块是为教学管理人员管理教学而设，主要能进行教师档案管理、成绩管理、考试和课程安排；学生管理模块是为学生管理人员进行学生管理而设，主要能进行学生档案管理，学生考勤和学生活动管理；作品展示模块专门用来展示聋人作品，包括艺术作品和计算机设计作品以及设计成果展览等；聋院简介模块是对聋院作简单介绍，让别人了解聋人高等教育，宣传聋人高等教育，以便促进聋人高等教育的进一步发展；在线交流模块实现师生间的互动交流，能实现简单的聊天和留言功能；新闻信息发布实现对聋院重大事件以及招生信息的及时发布，对最新和最重要的新闻信息实现滚动播出。

4 UML建模工具的选择
UML的模型主要是通过多种UML图来表达的，如果仅靠手工，要正确一致地处理好他们并不是很简单的事情。

目前有一些CASE工具可以帮助创建和管理UML模型。

这样，就可以将更多的精力投入到分析和设计中，而不是繁琐的画图工作中。

在UML建模工具中，UML的主要开发者Rational公司开发的Rational Rose是最著名的一个。

Rose支持UML的所有建模元素，同时也支持Booch和OMT标记。

Rose还能支持关系型数据库逻辑模型的生成，包括：Oracle，Sybase，SQL Serve和ANSISQL等。

Trufun是国内唯一一家UML厂商：楚凡科技生产的UML的建模工具。

建模工具trufun系列以绘图方便、简单易学而闻名。

并支持UML2.1规范,支持中文操作界面等全新功能.
2种工具比较起来，同为专业的UML建模工具，但trufun方便简单，绿色小巧,而功能也很全，能导入ROSE、EA、RSA等模型，因此他是比较灵活的建模工具。

5 结语
聋人高等教育网站系统充分利用网络的优势，实现网上考试、网上学习以及网上管理的自动化，
极大地方便了聋人的学习，弥补了失聪带给他们的学习损失。

本系统使用UML为系统建立动、静态模型，提高了系统的稳定性、可维护性和可重复性，加速了软件的开发过程，并为不同背景、不同领域的开发人员以及用户提供一条标准的交流途径。