基于ＵＭＬ的教務(wù)管理系統(tǒng)構(gòu)件抽取技術(shù)的探索

萬　方

[摘要]通過統(tǒng)一建模語言(UML)，提出了基于UML的構(gòu)件抽取的方法，在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用UML的構(gòu)件抽取方法對教務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)行了構(gòu)件抽取，為在開發(fā)基于構(gòu)件的教務(wù)管理系統(tǒng)中進(jìn)行構(gòu)件的抽取提供一種可行的解決方案。

[關(guān)鍵詞]統(tǒng)一建模語言 構(gòu)件 教務(wù)管理

中圖分類號：TP3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0120062－01

一、統(tǒng)一建模語言及構(gòu)件發(fā)展概況

軟件構(gòu)件技術(shù)是當(dāng)前復(fù)用研究的焦點(diǎn)，被視為實(shí)現(xiàn)成功復(fù)用的關(guān)鍵因素之一。構(gòu)件是封裝了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)而僅向外部提供接口的相對獨(dú)的可復(fù)用軟件單元，構(gòu)件可以與其他構(gòu)件組成更大規(guī)模的構(gòu)件。統(tǒng)一建模語言(Unified Modeling Language)UML是一種在面向?qū)ο箝_發(fā)中用來建模和開發(fā)軟件系統(tǒng)的圖形化語言，可以對軟件進(jìn)行可視化、詳述、構(gòu)造和文檔化，主要用于為系統(tǒng)建造模型。用UML建立起的系統(tǒng)模型可以是獨(dú)立于最終系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)語言的模型，具有更大的通用性，便于交流。它提供了軟件開發(fā)的各個(gè)階段的可視化建模支持，使得涉及項(xiàng)目各級人員都可以從UML模型中方便地獲取自己需要的信息，從而使多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的軟件開發(fā)具有一種實(shí)際、高效的保證。

二、基于UML的構(gòu)件抽取方法

構(gòu)件設(shè)計(jì)既要滿足系統(tǒng)需求，又要具備高內(nèi)聚、低耦合、易重用的特點(diǎn)。構(gòu)件具有不同的粒度，可以有不同的大小和分類，小的可以是一個(gè)類，大的可以是完成某個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)功能和服務(wù)的獨(dú)立的軟件包。構(gòu)件的粒度要適中。構(gòu)件粒度過小，構(gòu)件雖然易于復(fù)用，但是不利于構(gòu)件的管理：構(gòu)件粒度越大，雖然復(fù)用程度越高，但是管理和實(shí)現(xiàn)構(gòu)件相對比較困難，復(fù)用難度加大。因此合理的構(gòu)件粒度有利于實(shí)現(xiàn)、復(fù)用和管理之間的平衡。目前通常采用MUL語言來描述需求模型。識別出高內(nèi)聚、低耦合的構(gòu)件，是構(gòu)件設(shè)計(jì)階段的重要環(huán)節(jié)。以UML語言描述的業(yè)務(wù)用例模型作為輸入，通過聚類分析算法識別業(yè)務(wù)構(gòu)件，進(jìn)而設(shè)計(jì)出構(gòu)件的接口。

基于UML的構(gòu)件抽取過程：

1．通過USE CASE框圖映射系統(tǒng)的需求視圖，得到系統(tǒng)的功能模型。

2．利用交互圖來描述每個(gè)用例的具體實(shí)現(xiàn)流程和所涉及的相關(guān)對象。

3．通過分析USE CASE和交互圖得到類圖，來描述系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和完成功能的實(shí)體；為得到滿足實(shí)際應(yīng)用的構(gòu)件，必須分析獲取系統(tǒng)中的類，得到類圖。

4．通過分析類圖，抽象出系統(tǒng)的構(gòu)件模型；UML模型圖中類圖是進(jìn)行構(gòu)件劃分和提取的關(guān)鍵，構(gòu)件是對類的更大粒度的抽象和封裝。

5．通過組件圖表示組件與外界的交互。

基于UML的構(gòu)件抽取是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要考慮的角度比較多，根據(jù)不同的構(gòu)件，應(yīng)用的知識也是不同的。為了抽取更加合理的構(gòu)件，一般需要多次迭代，同時(shí)也需要團(tuán)體的協(xié)調(diào)工作。構(gòu)件的抽取由用例驅(qū)動，用例描述系統(tǒng)的需求，交互圖描述用例的流程和所涉及的類，類圖則描述實(shí)現(xiàn)用例的類和類間的關(guān)系，構(gòu)件則是類的抽象。統(tǒng)一軟件開發(fā)過程RUP，即是以用例為驅(qū)動、以體系結(jié)構(gòu)為中心、迭代和遞增的軟件開發(fā)過程。所以，在構(gòu)件的抽取過程中，用例圖和類圖的建立是至關(guān)重要的。

三、教務(wù)管理系統(tǒng)構(gòu)件的抽取

教務(wù)系統(tǒng)包含的功能很多，為了更好地抽取構(gòu)件，按照圖3所示，我們把構(gòu)件分為兩類：基礎(chǔ)構(gòu)件和業(yè)務(wù)構(gòu)件?；A(chǔ)構(gòu)件是應(yīng)用到整個(gè)系統(tǒng)中，需要從全局考慮，它的抽取主要依靠經(jīng)驗(yàn)知識。業(yè)務(wù)構(gòu)件從功能模塊中進(jìn)行抽取，它通過“聚類分析”方法進(jìn)行抽取。

對系統(tǒng)進(jìn)行整體的構(gòu)件抽取，采用復(fù)用的原則進(jìn)行分析，看這些構(gòu)件是不是達(dá)到復(fù)用性最高，抽取出系統(tǒng)的基礎(chǔ)構(gòu)件?；A(chǔ)構(gòu)件有：連接數(shù)據(jù)庫構(gòu)件、數(shù)據(jù)導(dǎo)入構(gòu)件，數(shù)據(jù)導(dǎo)出構(gòu)件，界面管理構(gòu)件、報(bào)表構(gòu)件。如圖所示。

為了更加準(zhǔn)確的識別業(yè)務(wù)構(gòu)件，采用聚類分析算法。聚類分析(Cluster Algorit加nr)是數(shù)理統(tǒng)計(jì)中研究“物以類聚”的一種方法。按照構(gòu)件語義從領(lǐng)域模型中選擇樣本點(diǎn)進(jìn)行分類。聚類分析依賴于樣本點(diǎn)集合的選取以及對樣本點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)值的理解，定義不同的樣本點(diǎn)集合和關(guān)聯(lián)值度量將產(chǎn)生不同的聚類結(jié)果。構(gòu)件是對業(yè)務(wù)過程和業(yè)務(wù)規(guī)則的封裝，采用UML用例圖和活動圖描述的用例是一種目前較為通用的描述業(yè)務(wù)過程的表示元素，因而選擇以業(yè)務(wù)用例作為識別構(gòu)件的X樣本點(diǎn)合。用聚類分析法對系統(tǒng)的業(yè)務(wù)構(gòu)件進(jìn)行抽取。

目前基于構(gòu)件的軟件復(fù)用技術(shù)獲得越來越廣泛的應(yīng)用，復(fù)用中所使用的構(gòu)件即可以從已有的系統(tǒng)中抽取，也可以在軟件開發(fā)的初期就設(shè)計(jì)成構(gòu)件的形式。許多高校已經(jīng)有自己的教務(wù)系統(tǒng)，只是有些功能和性能已經(jīng)有些落后，因此從已有的系統(tǒng)中抽取構(gòu)件，組裝成新的教務(wù)系統(tǒng)，也不失為解決現(xiàn)有問題的一個(gè)好的策略。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

萬方，2005年畢業(yè)于西安電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，畢業(yè)后進(jìn)入廣東省貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學(xué)校任教，助理講師，主要負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等專業(yè)課程。