基于UML的独立学院固定资产管理系统的分析与设计.doc

本科生毕业论文题 目：基于UML的独立学院固定 资产管理系统的分析与设计系 别： 专 业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成时间： 摘要独立学院固定资产管理信息化建设是数字化校园的重要组成部分，随着我国独立学院等教育体制改革的不断深入，学院规模不断扩大，学生人数不断增加，独立学院固定资产管理任务日趋繁重。这也对独立学院的固定资产管理系统提出了功能要求和安全要求。基于UML的独立学院固定资产管理系统采用新的策略 ,克服了以往的不足 ,实现了信息化、智能化的管理。依靠以往的管理手段很难完成大量的信息分析和处理。因而,建设一套基于UML的独立学院固定资产管理系统,使管理工作科学化、合理化,已成为新时期固定资产管理工作面临的一个新课题。本文讨论了面向对象技术的基本概念和UML可视化 建模语言, 分析了独立学院固定资产管理方面的特点,结合软件工程和面向对象技术, 设计了基于UML 用例图和类图的独立学院固定资产管理系统模型, 以管理员添加建筑物的工作流程为例运用UML 的活动图和时序图进行描述。其中本系统的用例图、活动图、类图、时序图等是采用Visio 2003 制作出来的。论文共分三部分。分别为介绍相关技术理论及开发工具，系统分析与设计，总结。 所涉及的独立学院固定资产管理系统，功能较为合理和完善，有效的提高了独立学院固定资产管理工作的质量和工作效率，对提高独立学院资产管理的质量有一定的促进作用。关键词:UML Visio 2003 模型 面向对象Abstract Independent college fixed assets management informationization construction is an important partof digital campus, with Chinas independent college education reform, school scale expands unceasingly, increasing student numbers, the independent college fixed assets management of the increasingly heavy.This is also in the independent college fixed asset management system puts forward the function and safety requirements.Based on the UML independent college fixed assets management system using a new strategy, intelligent management.Rely on traditional management means to complete a large number of information analysis and processing.Therefore, to build a set based on the UML independent college fixed assets management system, make the management more scientific, rational, has become a new period of fixed assets management is facing a new topic.Therefore, in-depth study and Discussion on these problems, is the current independent college fixed assets management reform.Through the independent college fixed assets management system requirement analysis and its modeling process, based on UML object-oriented system analysis and the system design method. This paper discusses the basic concepts of object-oriented technologies and UML visual modeling language, analysis of the independent college fixed assets management characteristics, based on the design of the UML use case diagram and class diagram of the independent college fixed assets management system model, to the administrator to add buildings work process as an example using UML activity diagram and sequence diagram are described.The system use case diagram, class diagram, activity diagram, the second chapter is the system analysis and design, the third chapter is the conclusion. The independent college fixed assets management system, the function is more reasonable and perfect, effectively improve the independent college fixed assets management work quality and work efficiency, to improve the quality of assets management in independent colleges have a certain role.Key words: UML Visio 2003 model object oriented graph目录1 相关技术理论及开发工具介绍41.1统一建模语言(UML)41.1.1 UML (Unified Modeing Language)的产生与发展41.2 UML的定义及概念模型51.2.1 UML的定义51.2.2 UML的概念模型51.3 UML的主要特点及工具81.3.1 UML的主要特点81.3.2 支持UML的过程81.4 UML的应用领域82 系统分析与设计102.1 系统需求分析102.1.1功能需求102.1.2 系统动态结构描述112.1.3 系统静态结构描述132.2 系统设计原则142.3 系统主要功能模块设计152.3.1固定资产管理模块152.3.2信息管理模块162.4 数据库设计162.4.1数据库设计原则162.4.2 数据库逻辑设计E-R图182.5 数据表设计213 总结223.1 系统特点223.1.1 功能全面、实用、技术先进223.1.2 智能化223.1.3 检索迅速223.1.4 人性化23致 谢24参考文献251 相关技术理论及开发工具介绍1.1统一建模语言(UML)1.1.1 UML (Unified Modeing Language)的产生与发展面对众多的建模语言，用户由于没有能力区别不同语言之间的差别，因此很难找到一种比较适合其应用特点的语言，虽然不同的建模语言大多雷同，但仍各有千秋，这样就妨碍了用户之间的交流。因此在客观上，极有必要在精心比较不同的建模语言优缺点及总结面向对象技术应用实践的基础上，组织联合设计小组，根据应用需求，取其精华，去其糟粕，求同存异。统一建模语言，从1994年开始，Booch Grady和Jim Rumaugh开始致力于这一工作。他们首先将Booch9和OMT2统一起来，并于1995年10月发布了第一个公开版本，称之为统一方法。1995年，OOSE的创始人加盟到这一工作。经过三人的共同努力，于1996年6月和10月分别发布了两个新的版本，即UML0.9和UML0.91，并将UM重新命名为UML（Unified Modeling Language)。1996年，一些机构将作为其商业策略已日趋明显。UML的开发者得到了来自公众的正面反应，并倡议成立了UML成员协会，以完善、加强和促进UML的定义工作。这一机构对UML 1.0（1997年1月)及UML1.1（1997年11月17日）的定义和发布起了重要的促进作用UML是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。它融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发的全过程。UML的产生获得了工业界、科技界和应用界广泛支持，截至1996年底，已有700多个公司表示支持采用UML作为建模语言，UML已稳占面向对象技术市场的85%，成为可视化建模语言事实上的工业标准。1997年11月，OMG采纳UML1.1作为基于面向对象技术的标准建模语言。至今，UML本身不断的发展完善，己经发展到UML2.0版本。UML代表了面向对象方法软件开发技术的发展方向，同时也提供了软件工程化的思想和方法。1.2 UML的定义及概念模型1.2.1 UML的定义作为一种建模语言，UML的定义包括UML语义和UML表示法两个部分。UML的语义用自然语言描述，表示法定义了UML的可视化标准表示符号，这决定了UML是一种可视化的建模语言。1.2.2 UML的概念模型UML的概念模型包括三个要素：UML的基本构造块、支配这些构造块如何放在一起的规则和一些运用于整个UML的机制。下面逐一介绍：1UML中有三种基本构造块，分别是事物(Tings)、关系(Relationships)和图(Diagrams)这三种基本构造块又有具体的划分， UML中有4种事物，分结构事物(包括用例、类、接口，协作、活动类、组件和节点)、行为事物(包括交互和状态机)、组织事物(包)和辅助事物(注释)。UML中有4种关系，分别是关联(Association)、依赖(Dependencies)、泛化(Generalization)和实现(Realization)关系。关系把事物紧密联系在一起。如图2-1所示：UML提供9种不同的图，可以分为两大类，一类是静态图，包括用例图(Usecase Diagram)、类图(Class Diagram)、对象图(Object Diagram)、组件图（ComponentDiagram）、配置图(Deployment Diagram)；另一类是动态图，包括时序图(SequenceDiagram)、协作图(Collaboration Diagram)、状态图(State Diagram)和活动图(ActivityDiagram) 图2-1UML的基本构造块UML中的图是为人们提供从不同的角度观察和描述系统的各种特征的一种标准方法，根据它们在不同架构视图中的应用，也可以把它们分成5类：用例视图：用例图(Use Case Diagram)是用来展示系统外部的各类角色与系统提供的各种用例(Use Case)之间的关系。用例可以被描述为参与者与系统之间的一次交互作用。用例模型的用途是列出系统中的用例和参与者，并显示哪个参与者参与了哪个用例的执行。每一个用例都由角色(Actor)启动。角色有三大类：系统用户、与所建系统交互的其它系统以及时间、用例图用于描述系统需求。结构视图：包括类图(Class Diagram)、对象图(Object Diagram)。类图用于描述系统中类的静态结构。它描述的是一种静态关系，在系统的整个生命周期都是有效的。对象图表示的是类的对象实例。一个对象图是类图的一个具体实例。由于对象存在生命周期，因此对象图表示的只是系统的某一时间段或情景的具体对象实例，以及它们之间的具体关系。行为视图：包括时序图(Sequence Diagram)、协作图(Collaboration Diagram)、状态图(State Diagram)和活动图(Activity Diagram)以及时序图用来表示对象之间的动态合作关系。它强调对象之间消息发送的顺序，同时也表示对象之间的交互过程。而协作图用来描述对象之间的协作关系。时序图强调时间和顺序，而协作图强调通信关系。状态图用于描述一类对象的所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条件。状态图适合于描述跨越多个用例的单个对象的行为，而不适合描述多个对象之间的行为协作。活动图是状态图的特例。活动图一般对有几个对象参与的业务过程建模，它通常用来描述一个操作中所要进行的各项活动的执行流程以及活动之间的关系。使用活动图可以方便地表示并行活动。实现视图：包括组件图（Component Diagram)。组件图描述代码部件的物理结构以及各部件之间的依赖关系。组件图可以帮助分析和理解部件之间的相互影响程度。配置视图：包括配置图(Deployment Diagram)。配置图描述系统中软硬件的物理体系结构。2.运用构造块的规则UML用于描述事物的语义规则分别是：为事物、关系和图命名；给一个名字以特定含义的语境，即范围；怎样使用或看见名字，即可见性；事物如何正确、一致地相互联系，即完整性；运行或模拟动态模型的含义是什么，即执行。另外，UML还允许在一定的阶段隐藏模型的某些元素，遗漏某些元素以及不保证模型的完整性，但模型要逐步地达到完整和一致。3.机制有四种在整个语言中一致应用的机制，使得该语言变得较为简单。这四种机制是详细说明、修饰、通用划分和扩展机制。UML不只是一种图形语言。实际上，在它的图形表示法的每部分背后都有一个详细说明，提供了对构造块的语法和语义的文字叙述。UML表示法中的每一个元素都有一个基本符号，这些图形符号对元素的最重要的方面提供了可视化表示，对元素的描述还包含其它细节。例如，一个类是否是抽象类，或它的属性和操作是否可见。要把这样的修饰细节加到基本符号上、在对面向对象的系统建模中，至少有两种划分世界的通用方法：对类和对象的划分；对接口和实现的划分。UML的构造块几乎都存在着这样的两分法。1.3 UML的主要特点及工具1.3.1 UML的主要特点UML统一了Booch,OMT和OOSE等方法中的基本概念。UML还吸取了面向对象技术领域中其他流派的长处，其中也包括OO方法的影响。UML符号表示考虑了各种方法的图形表示，删掉了大量容易引起混乱、多余的和极少使用的符号，也添加了一些新符号。因此在UML中汇入了面向对象领域中很多人的思想。这些思想并不是UML的开发者们所发明的，而是开发者们依据最优秀的OO方法和丰富的计算机科学实践经验综合提炼而成的。UML在演变过程中还提出了一些新的概念。在UML标准中添加了模板、职责、扩展机制、线程、过程、分布式、模式、合作，活动图等新概念，并清晰地区分类型、类和实例、细化、接口和构件等概念。因此可认为，UML是一种先进的标准建模语。1.3.2 支持UML的过程UML能够用来为系统进行面向对象建模，但是并没有指定应用UML的过程，它仅仅是一种语言，它是独立于任何过程的。如果想要成功的应用UML,一个好的过程是必要的。理的过程能够有效的测度工作进度，控制和改善工作效率。目前有很多的过程，其中能够和UML最佳结合的是RUP(Rational Unified Process)。 1.4 UML的应用领域UML的目标是以面向对象图的方式来描述任何类型的系统，具有很宽的应用领域。其中最常用的是建立软件系统的模型，但它同样可以用于描述非软件领域的系统，如机械系统、企业机构或业务过程，以及处理复杂数据的信息系统、具有实时要求的工业系统或工业过程等。总之，UML是一个通用的标准建模语言，可以对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模。 此外，UML适用于系统开发过程中从需求规格描述到系统完成后测试的不同阶段。在需求分析阶段，可以用用例来捕获用户需求。通过用例建模，描述对系统感兴趣的外部角色及其对系统（用例）的功能要求。分析阶段主要关心问题域中的主要概念（如抽象、类和对象等）和机制，需要识别这些类以及它们相互间的关系，并用UML类图来描述。为实现用例，类之间需要协作，这可以用UML动态模型来描述。在分析阶段，只对问题域的对象（现实世界的概念）建模，而不考虑定义软件系统中技术细节的类（如处理用户接口、数据库、通讯和并行性等问题的类）。这些技术细节将在设计阶段引入，因此设计阶段为构造阶段提供更详细的规格说明。UML模型还可作为测试阶段的依据。系统通常需要经过单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。不同的测试小组使用不同的UML图作为测试依据：单元测试使用类图和类规格说明；集成测试使用部件图和合作图；系统测试使用用例图来验证系统的行为；验收测试由用户进行，以验证系统测试的结果是否满足在分析阶段确定的需求。总之，标准建模语言UML适用于以面向对象技术来描述任何类型的系统，而且适用于系统开发的不同阶段，从需求规格描述直至系统完成后的测试和维护。 2 系统分析与设计2.1 系统需求分析需求分析是定义系统功能及用户界面，使用户知道系统的功能，开发人员知道系统的需求。它的主要工作是寻找系统的用例，建立系统需求模型，主要成果是用例图和系统的参与者。2.1.1功能需求我们在使用UML对系统进行分析时，先要明确此系统要完成那些主要功能，独立学院固定资产管理系统包括以下主要功能：1、管理员通过系统管理界面进入，建立本学院固定资产的基本信息，将资产信息保存在数据库中，并可以对信息进行改动和删除。2、管理员可以通过资产管理模块对现有资产基本信息进行查询，添加，修改，删除操作。3、管理员可以通过信息管理模块对资产的部门、存放地点、类别、报关员进行管理。明确本系统的外部功能需求之后，接下来要构建用例模型。用例模型的主要构件是角色和用例。角色用于描述与系统功能有关的外部实体,它可以是用户,也可以是外部系统，而用例用于描述每个功能需求。独立学院固定资产管理系统涉及的角色是管理员。他是用例图中的参与者。根据以上分析，独立学院固定资产管理系统的完整用例图如图3-1所示：图3-1 总体用例图2.1.2 系统动态结构描述用例图描述了系统的功能 , 但对于系统内功能的具体设计及协作关系的描述 , 则需要进一步进行静态建模和动态建模。系统静态模型可以根据问题描述及用例 , 通过词法分析提炼出系统的对象 , 进而画出类图 ,用以表示系统静态模型。建立静态模型后 , 为了表达系统的动态特征 , 可以建立系统的动态模型 , 动态模型可以采用时序图、协作图、状态图和活动图表示 , 本文选择了使用活动图和时序来对管理员添加建筑物进行动态建模。活动图描述一系列活动 , 活动之间的顺序流动或分支流动 , 常用于反映某个用例或操作执行的活动状况。它适用于工作流和并发的处理行为 , 其主要任务描述并发活动和跨用例的协同任务 ,这里以管理员添加建筑物的工作流程为例制作了管理员添加建筑物活动图。如图3-2所示。管理员进入登录界面后先输入用户名和密码，进行身份的确认，这是一个活动状态，如果身份有效则可以进行添加建筑物操作，否则重新登录。若添加信息验证有效则成功，否则重新添加。 图3-2管理员添加建筑物活动图 时序图是按时间顺序描述系统元素之间的交互，以管理员添加建筑物为例制作时序图如图3-3所示，管理员首先使用自己的用户名和密码进行登录，登录模块会将管理员的ID保存在系统的缓存中并提交给下一个页面，然后进入信息管理模块，进入后单击“添加建筑物”命令，即可在添加列表中按要求添加用户信息，完毕后单击“提交”按钮提交列表信息给数据库模块，进行添加处理，最后提示成功信息给管理员。图3-3管理员添加建筑物时序图2.1.3 系统静态结构描述静态图，包括类图、对象图和包图。其中类图描述系统中类的静态结构。不仅定义系统中的类，表示类之间的联系如关联、依赖、聚合等，也包括类的内部结构（类的属性和操作）。类图描述的是一种静态关系，在系统的整个生命周期都是有效的。如图3-4所示：图3-4类的关联图2.2 系统设计原则利用UML语言设计独立学院固定资产管理系统，体系结构的确定、开发技术的选择、网络技术和网络设备的选择都是非常关键的问题。其基本原则是根据独立学院固定资产管理的实际需求，采用成熟的技术方案和质量优异的技术产品，以确保系统的可用性和可靠性，同时要求系统具有持续的可升级能力。实用性和先进性：系统整体技术应适应计算机和网络技术逐步发展的需要，选择通用的、先进的成熟的技术体系作为实现手段，以保证整个系统可靠地运行。可靠性和稳定性：要求系统具有抗干扰、抗故障能力。能对违背合理性的数据操作请求予以拒绝，能有效防止病毒和黑客的侵袭；具有较强的数据容错能力，不会因某一条记录的错误而导致数据库破坏，不会因用户的误操作而轻易死机；对新建、删除库记录等重要的操作应有必要的确认措施，防止因误操作造成破坏性的影响，保证数据的安全；出现系统的软、硬件故障时能尽快恢复等。大量数据处理：要求数据库系统具有对外存储器上的数据的管理能力，包括提供可选的、有效的文件存储结构以及存储数据的有效存储路径，以保证系统有较好的数据处理性能。数据共享性：这里所说的共享有两层含义。一是多个用户共享同一份数据，不同用户享受不同的机密性。二是多用户同时存取同一个数据，这就要求系统对共享资源的竞争必须加以严格控制，否则将造成极其严重的后果。操作简便：用户界面友好，操作简单方便；应提供方便的检索入口和多种检索方式，保证数据的检全率和检准率；还要便于数据库的维护。2.3 系统主要功能模块设计2.3.1固定资产管理模块如图3-5为固定资产管理模块的模块设计图，此系统设计只能由系统管理员通过用户名和密码访问，限制用户的操作权限保证系统的安全性。管理员可以在该模块进行固定资产信息的添加，修改，删除等。查询可以通过部门查询，类别查询状态查询和组合查询。图3-5固定资产管理模块2.3.2信息管理模块如图3-6为信息管理模块的模块设计图，通过该模块管理可以进行过管理员的管理，管理员信息的删除，修改，查询和增加。保管员信息的删除，修改，查询和增加。部门信息的删除，修改，查询和增加以及存放地点的删除，修改，查询和增加。2.4 数据库设计数据库是固定资产管理系统的核心和基础。一个固定资产管理系统的各个部分能否紧密地结合在一起以及如何结合，关键在数据库。因此只有对数据库进行合理的逻辑设计和有效的物理设计才能开发出完善而高效的固定资产管理系统。2.4.1数据库设计原则1.数据共享性数据库是为多个用户群、多种应用目的而建立的，需要同时为不同部门、不同专业的多用户服务，要求数据有共享性。2.数据独立性数据库的数据与应用要互相独立，不仅要求物理数据有独立性，而且还要求图3-6信息管理模块逻辑数据有独立性。当存储结构和存储方法有改变时，不会引起逻辑数据结构的变化，应用程序也不必重写；总体逻辑数据结构发生变化时，其局部逻辑数据结构可以不变。3.最小冗余性数据库是多种性质不同数据文件的统一体，为使多用户充分共享，要求响应速度快，数据冗余尽可能限制在小范围内。4.安全性考虑数据库为多用户、多目的服务和充分共享，必须严格控制数据共享范围和数据使用的合法权限，确保数据的安全，并要防止泄密。5.完整性数据库的完整性指数据的正确性、有效性、一致性和时间性。6.灵活性和可恢复性对数据库的数据可按不同的途径和方法灵活地进行检索和存取；并便于修改和扩充，当数据受到意外破坏时能很快地得到恢复。2.4.2 数据库逻辑设计E-R图E-R图模型的组成元素有：实体、属性、联系。E-R模型用E-R图表示。实体是用户工作环境中所涉及的事务，属性是对实体特征的描述。1 模型中的实体相当于实体集、一个表，而不是单个实体或表中的一行。实体用矩形框表示，实体名称标注在矩形框内。用菱形表示实体间的联系，菱形框内写上联系名，用无向边把菱形分别与有关实体相连接，在无向边旁标上联系的类型。2属性是实体的性质。用椭圆框表示，与实体之间用一条线相连，关键属性项加下划线。3各子系统模块中主键相同的字段之间存在着相互关联的关系。在程序中实现对他们的完整性和一致性控制。4根据上面的分析就可以设计出能够满足用户需求的各种数据实体以及它们之间的关系，为后面的逻辑结构设计打下基础。这些实体包括各种具体信息，通过相互之间的作用形成数据的流动。本系统的实体有：资产实体，部门实体，建筑物实体，存放地点实体，保管员实体等。各个实体具体的描述E-R图如下：图3-7资产实体E-R图图3-8保管员实体E-R图图3-9部门实体E-R图图3-10建筑物实体E-R图图3-11存放地点实体E-R图2.5 数据表设计本系统建立的资产数据库由9个数据表组成，分别用于存放系统管理员信息，资产基本信息，保管员信息，建筑物信息，存放地点信息，部门信息，资产状态信息、资产来源、资产用途信息等，以下只对数据库中主要表的结构进行设计，如表3-12到表3-14。序号字段名类型大小约束备注1namevarchar15主键用户名2IdVarchar20编号3PasswordVarchar10密码图3-12系统管理员表序号字段名类型大小约束备注1AssetnameString20资产名称2nostring20主键资产编号3Deptnamedeptment20部门名称4RoomnameRoom20存放地点名称5StateAssetstate20资产状态6PriceFloat资产价格7Sourceassetsource20资产来源8UseageAssetuseage使用年限9UseString20资产用途10PersonPerson所属保管员11UserUser管理员12amoutString20资产数量13BuildingBuilding所属建筑物14MemoString20备注图3-13资产信息表序号字段名类型大小约束备注1personNamestring20保管员名称2PersonnoString20主键保管员编号3PersonmemoString20备注4DeptidInt4所属部门编号图3-14保管员信息表3 总结3.1 系统特点3.1.1 功能全面、实用、技术先进本系统是针对独立学院的特点专门研制的，包含固定资产管理、信息管理等功能全面、实用的系统。系统采用统一建模语言设计，具有良好的可扩展性；采取通过限制用户对某个模块的访问权等措施来提高系统的安全性； 3.1.2 智能化该系统采用编码方案，对系名、层次类别、专业名称统一编码，在进行信息输入和检索时，只需从下拉列表中选择，提高了信息输入的速度和智能化水平。3.1.3 检索迅速由于对部门名、类别、资产名称实行三级编码，对资产、保管员、部门等进行编号，而且这些字段在数据表中大部分作为主键字，所以提高了查询速度。3.1.4 人性化人性化的设计体现在该系统的许多方面。例如：在管理员管理模块中，为防止用户忘记密码，增加了申请密码保护和找回密码功能，在许多页面中添加了使用说明，使用户不需使用系统帮助就能灵活掌握系统的功能。 致 谢值此学年论文完成之际，首先要感谢我的指导老师。老师从一开始的论文方向的选定，到最后的整篇文论的完成，都非常耐心的对我进行指导。给我提供了大量数据资料和建议，告诉我应该注意的细节问题，细心的给我指出错误，修改论文。老师诲人不倦的工作作风，一丝不苟的工作态度，严肃认真的治学风格给我留下深刻的影响，值得我永远学习。在此，谨向指导老师老师致以崇高的敬意和衷心的感谢！同时还要感谢大学四年来教导过我的各位老师，是你们在我平时学习和设计时给予我正确的指导，并指出我学习上的误区，使我能及时的发现问题并及时改正错误，才使得我在四年的学习生涯中受益匪浅，在此表示深深的谢意。参考文献1曲学勇我国高校教育管理的现状分析及改革建议J教育与职业2003，15.2冯丹论高校现代化管理高校教育研究J2004，3：1303张友声软件体系结构M北京：清华大学出版社2004，11：57-724吴建，郑潮，汪杰UML基础与Rose建模案例M北京：人民邮电出版社2004.10,2-7,27-375James Rumbaugh，Ivar Jacobson，Grady BoochThe Unified Modeling Language User GuideJAddison-wesley，2001.3,25-326Wendy Boggs，Michael Boggs.MasteringUML with Rational Rose 2002SYBEX，2002，4：177冀振燕UML系统分析设计与应用案例M北京：人民邮电出版社2003.6，78-828蔡敏，徐慧慧，黄炳强UML基础与Rose建模教程M北京：人民邮电出版社2006.4，47-489张日希UML类图在关系数据库中的实现J计算机应用研究2001，12：131-133.