高校運(yùn)動會管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

陳少波+鐘鳴

摘要： 該系統(tǒng)針對高校運(yùn)動會的需求，采用面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)方法，建立了以類圖表示的系統(tǒng)靜態(tài)模型，以用例模型為主，順序圖、活動圖等為輔表示的系統(tǒng)動態(tài)模型，最后對分析與設(shè)計(jì)中應(yīng)該重點(diǎn)考慮的問題進(jìn)行了總結(jié)。

Abstract： In order to meet the needs of college sports game， the system uses object-oriented analysis and design method， establishes a system static model expressed by class diagram， and a system dynamic model based on use case model and supplemented by sequence diagram and activity diagram. Finally， the key issues in the analysis and design are summarized.

關(guān)鍵詞： 高校；運(yùn)動會；管理系統(tǒng)

Key words： university；sports game；management system

中圖分類號：G647 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）01-0210-04

0 引言

隨著我國高等教育的迅猛發(fā)展，萬人大學(xué)、幾萬人大學(xué)比比皆是，每所大學(xué)每年都要舉辦校級運(yùn)動會，參加運(yùn)動會的教職工及學(xué)生數(shù)以千計(jì)，運(yùn)動會的組織管理工作是一項(xiàng)復(fù)雜、瑣粹的工作。信息管理是運(yùn)動會組織管理工作不可缺少的組成部分，也是運(yùn)動會組織管理走向科學(xué)化、規(guī)范化的必要條件。目前各高校都已普及千兆校園網(wǎng)，開發(fā)出依托校園網(wǎng)的“高校運(yùn)動會管理系統(tǒng)”已經(jīng)水到渠成。

高校運(yùn)動會管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至少應(yīng)該達(dá)到以下的目標(biāo)：

①管理員能夠及時(shí)便捷的對信息進(jìn)行必要處理，包括查詢、添加、刪除、匯總、修改、統(tǒng)計(jì)等

②為便于資源共享，可在網(wǎng)上發(fā)布各種運(yùn)動會信息。

③運(yùn)動員可以在自己的權(quán)限內(nèi)對信息進(jìn)行訪問，即時(shí)查詢相關(guān)信息。

1 系統(tǒng)需求分析

本系統(tǒng)開展分析和設(shè)計(jì)采用面向?qū)ο蟮姆椒ā?/p>

面向?qū)ο蠓椒ê徒Y(jié)構(gòu)化方法存在一定差別，在該方法中對于分析和設(shè)計(jì)的界限是比較模糊的，分析和設(shè)計(jì)工作共存于一個連續(xù)體上，不同的實(shí)踐者在這個連續(xù)體上的活動關(guān)于“分析”和“設(shè)計(jì)”存在一定分類界限。之所以這樣，根本原因就在于面向?qū)ο蠓椒ㄖ械摹胺治觥迸c“設(shè)計(jì)”表達(dá)工具的一致性，開發(fā)過程通常是迭代進(jìn)行的，我們必須牢牢把握的是：“需求調(diào)研是了解問題，分析是定義問題，而設(shè)計(jì)則是解決問題?！?/p>

一切軟件開發(fā)都毫無例外地必須從需求出發(fā)。用軟件工程的專業(yè)術(shù)語來說，“弄清楚要做什么”即為“需求分析”。未來所有的軟件項(xiàng)目都是基于需求分析開展的。

作者認(rèn)為，分析階段一般來說包括以下兩個方面的工作：建立一個以類圖表示的反映問題域靜態(tài)關(guān)系的概念模型；建立一個以用例模型表示的反映系統(tǒng)行為的動態(tài)模型。

幫助開發(fā)團(tuán)隊(duì)理解問題域的各種概念、各種名詞、以及它們之間的各種關(guān)系是概念模型建立的作用；幫助開發(fā)團(tuán)隊(duì)理解用戶對系統(tǒng)的各種功能需求是用例模型建立的作用。分析工作的主要內(nèi)容是做這兩方面的工作，其結(jié)果就是得到明確的問題定義。即知道系統(tǒng)不該做什么、該做什么，以及要達(dá)到的目標(biāo)。

1.1 建立系統(tǒng)概念模型

在大多數(shù)面向?qū)ο蟮臅校延美．?dāng)成是分析階段的工作，而把概念建模當(dāng)成是設(shè)計(jì)階段的工作。也就是說，用例建模是在概念建模之前。作者認(rèn)為，這是一種誤解。因?yàn)槊嫦驅(qū)ο蟮拈_發(fā)是迭代進(jìn)行的，也就無所謂誰先誰后，而是取決于對模型作用的理解。把建立概念模型作為第一步，目的是從需求分析開始就能使開發(fā)團(tuán)隊(duì)從整體上把握系統(tǒng)。

表達(dá)概念模型的是類圖。類圖是描述類、接口以及它們之間關(guān)系的圖，它是一種靜態(tài)模型，顯示了系統(tǒng)中各個類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。類圖根據(jù)系統(tǒng)中的類以及各個類的關(guān)系，描述系統(tǒng)的靜態(tài)視圖。

對于面向?qū)ο笙到y(tǒng)建模來說，類圖是最為基本和常用的圖之一，其它大部分圖都是在此基礎(chǔ)上經(jīng)過進(jìn)一步描述得出的，比如配置圖、通信圖、順序圖、狀態(tài)圖等。

采用“名詞動詞法”，從發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的類（管理員、運(yùn)動員、項(xiàng)目、成績）開始，添加屬性、找到類的職責(zé)，一步一步建立起以類圖表示的系統(tǒng)概念模型如圖1所示。

1.2 建立系統(tǒng)用例模型

用例的概念是伴隨著UML一起傳入國內(nèi)的，所以一些人認(rèn)為用例模型就是UML用例圖，其實(shí)不然。這是因?yàn)閁ML標(biāo)準(zhǔn)中根本沒有討論用例的內(nèi)容以及如何去編寫用例，而用例模型不僅包括用例圖，也包括比用例圖更重要的用例描述。

用例模型是應(yīng)用系統(tǒng)中與靜態(tài)模型相配合的動態(tài)模型。用例模型的建立從確定系統(tǒng)的參與者開始，參與者確定后，我們就可以從參與者的角度出發(fā)，考慮參與者需要系統(tǒng)完成什么樣的功能，從而建立參與者所需要的用例。

參與者是對系統(tǒng)外的對象的描述，是用戶作用于系統(tǒng)的一個角色，參與者通過與系統(tǒng)的交互來實(shí)現(xiàn)自已的目標(biāo)。參與者可以是人，也可以是一個外部系統(tǒng)。通過分析，我們確定本系統(tǒng)的參與者為：管理員、普通用戶、組委會、裁判員。endprint

用例是對系統(tǒng)的用戶需求（主要是功能需求）的描述，即描述了系統(tǒng)的功能和提供的服務(wù)。

本系統(tǒng)用例：用戶登錄、系統(tǒng)管理、退出系統(tǒng)、信息查詢、信息錄入、信息發(fā)布、成績處理、賽程安排、現(xiàn)場成績統(tǒng)計(jì)、成績查詢等，我們可以依此建立系統(tǒng)的用例圖如圖2所示。

對系統(tǒng)的各種基本信息的操作，都是由管理員完成的，如圖3所示。

對比賽成績的錄入、成績的公布以及各比賽項(xiàng)目決賽名單的公告等操作，也是由管理員完成的，如圖4所示。

用例圖及用例描述，構(gòu)成了系統(tǒng)的用例模型。用例具有三個基本特征：用例總是由參與者啟動，用例為參與者提供結(jié)果值，用例具有完整性。因此，用例描述必須清晰地反映了這些特征。限于篇幅，本文僅以“成績處理”用例為例進(jìn)行用例描述。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

概念模型描述了組成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)各部分的各種類型；用例模型描述了系統(tǒng)必須做什么。然而，上述兩種模型無法解釋系統(tǒng)是如何運(yùn)作的。但通過交互建?？蓾M足上述要求，它能夠讓應(yīng)用系統(tǒng)看上去是能“運(yùn)行的”。這是通常所說的設(shè)計(jì)階段要做的事情。

交互建模通常使用時(shí)序圖、通信圖、順序圖，在具體的應(yīng)用中，可以互換通信圖和順序圖。順序圖描述了系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)各對象之間如何進(jìn)行交互以及交互的次序，其應(yīng)用是最為廣泛的。所以，用于描述系統(tǒng)特定用例時(shí)，使用順序圖不僅會涉及到該用例所需要的對象，還包括對象之間的交互和交互發(fā)生的次序。對于小型系統(tǒng)而言，只需使用順序圖即可。

2.1 建立順序圖

順序圖是用來表示用例中的行為順序，描述了對象之間傳遞消息的時(shí)間順序。當(dāng)執(zhí)行一個用例行為時(shí)，順序圖中的每條消息對應(yīng)了一個類方法或一個引起轉(zhuǎn)換的觸發(fā)事件。它著重顯示了參與相互作用的對象和所交換消息的順序。

順序圖代表了一個以時(shí)間為次序的相互作用對象之間的通信集合，它不包括對象聯(lián)系，但包括時(shí)間次序。為用例構(gòu)建邏輯模型是順序圖的作用之一，利用順序圖可進(jìn)一步解釋和實(shí)現(xiàn)所有用例。用例常常被細(xì)化為一個或者多個順序圖。作為例子，運(yùn)動員信息查詢及管理員成績處理順序圖如圖5、圖6所示。

2.2 建立活動圖

描述事件流是活動圖的主要作用，事件流中一組動作的執(zhí)行都用一個活動表示。通過使用活動圖，我們能夠知道系統(tǒng)中那些地方存在功能，及其相關(guān)組件的功能等，便于使用用例圖建模。

活動圖本質(zhì)上是面向?qū)ο蟮牧鞒虉D，其中幾乎所有或大多數(shù)的狀態(tài)都處于活動狀態(tài)，它描述從活動到活動的控制流。用活動圖來對事件流建模時(shí)，可以顯示用例內(nèi)部和用例之間的路徑；活動圖還可以向讀者說明需要滿足什么條件用例才會有效，以及用例完成后系統(tǒng)保留的條件或者狀態(tài)；活動圖可以用來為用例事件流建模，更可以理解為用例圖的具體細(xì)化；在構(gòu)建活動圖時(shí)，常常會發(fā)現(xiàn)前面沒有想到、附加的用例。

以決賽名單處理為例，其活動圖如圖7所示。

2.3 建立組件圖和部署圖

組件圖和部署圖可以描述應(yīng)該如何根據(jù)系統(tǒng)軟、硬件的各個組件間的關(guān)系來布置物理組件。在完成系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)之后，接下來要考慮的就是系統(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn)。對面向?qū)ο笙到y(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn)進(jìn)行建模需要構(gòu)造組件圖和部署圖。構(gòu)造組件圖可以描述軟件的各個組件以及它們之間的關(guān)系，構(gòu)造部署圖可以描述硬件的各個組件以及它們之間的關(guān)系。

組件是軟件的單個組成部分，它可以是一個文件、產(chǎn)品、可執(zhí)行文件或腳本等。通常情況下，組件代表了將系統(tǒng)中的類、接口等邏輯元素打包后形成的物理模塊。組件圖的主要目的是顯示系統(tǒng)組件間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。本系統(tǒng)的組件圖如圖8所示。

組件圖用來對軟件組件進(jìn)行建模，但無法體現(xiàn)這些軟件組件在計(jì)算機(jī)硬件中的位置，而部署圖是用來顯示系統(tǒng)中軟件和硬件的物理架構(gòu)。從部署圖中，您可以了解到軟件和硬件組件之間的物理關(guān)系以及處理節(jié)點(diǎn)的組件分布情況。使用部署圖可以顯示運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還表示構(gòu)成應(yīng)用程序的硬件和軟件元素的配置和部署方式。系統(tǒng)部署圖如圖9所示。

3 結(jié)束語

經(jīng)過前面的工作，從分析和設(shè)計(jì)的角度來看，可以說工作已經(jīng)完成了。當(dāng)然，從系統(tǒng)可以投入使用的角度來看，工作還遠(yuǎn)未結(jié)束，還有編碼、測試及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)等工作要做。如果我們把到此為止的工作做得足夠好的話，后面的工作完全可以轉(zhuǎn)給別人做，這就是通常所說的軟件外包。

當(dāng)你決定采用面向?qū)ο蠓椒▽δ硞€特定的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)時(shí)，對問題域進(jìn)行建模和對用例進(jìn)行建模就構(gòu)成了應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)。因此，你必須對它們的本質(zhì)和作用有清晰的認(rèn)識和理解：

①問題域模型：問題域模型反映的是應(yīng)用系統(tǒng)所涉及的客觀世界的所有物體，我們對其進(jìn)行抽象，并以類圖的形式表達(dá)出來。這個類圖是整個系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)，后續(xù)的各項(xiàng)工作都是在這個基礎(chǔ)上對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展和完善。因此，在對問題域進(jìn)行建模時(shí)，所構(gòu)建出來的模型只是演化的基礎(chǔ)，故沒有必要苛求它的精確性。在隨后的開發(fā)工作中，還有許多機(jī)會對該模型進(jìn)行更新。在建立問題域模型時(shí)，最重要的事情就是我們必須用類的思想來看世界，否則，我們就偏離了面向?qū)ο蠓椒ǖ幕舅悸贰?/p>

②用例模型：用例模型是用戶需求的一種有效的表達(dá)方式，它是用戶使用場景的抽象。用例模型與使用場景之間的關(guān)系，類似于類與對象之間的關(guān)系。即用例模型是站在用戶的角度，盡可能全面地捕捉用戶可能的使用場景，以反映用戶的實(shí)際操作情況。

在分析和設(shè)計(jì)中，最重要的事情是用面向?qū)ο蟮囊暯莵碛^察與抽象現(xiàn)實(shí)世界，并能有效地使用用例（用例模型）對用戶需求進(jìn)行分析和整合，建立起靜態(tài)和動態(tài)兩個模型。

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