2013年6月 第29卷第3期 陕西理工学院学报(自然科学版) Joumal of Shaanxi University of Technology(Natural Science Edition) June.2013 Vo1.29 No.3 [文章编号]1673—2944(2013)03—0023—05 UML在软件系统开发中的应用 肖海蓉 (陕西理工学院数学与计算机科学学院,陕西汉中723000) [摘要] 针对UML在建模方面的优势,结合一个具体的实例,从系统的功能分析、系统设 计到系统实施,介绍了应用UML建模的方法,重点描述了基于UML软件系统开发的建模过 程,并通过软件设计平台Power Designer 15,构建了系统的需求模型、静态模型和动态模型,从 而可以自动生成特定语言的代码框架,使程序的开发效率和成功率得到提高。 [关键词] 面向对象;统一建模语言;软件建模;Power Desinger [中图分类号]TP311 [文献标识码]A 软件开发过程中的分析设计理论及其方法是决定软件系统成功与否的关键,而只有在分析和设计 阶段建立了良好的系统模型,才有可能保证软件系统的正确实施。在面向对象分析与设计方法中,统一 建模语言(Unified Modeling Language,UML)是被OMG认可的应用最广泛的建模语言,可以用于软件开 发全过程。 1 UML建模概述 统一建模语言是用面向对象方法进行分析与设计的一种标准表示,贯穿于软件系统开发的需求获 取、系统分析、设计、实施等阶段。其最大的特色在于它是图形语言,因此享有图形思考与表达的优势, 最常用的是以面向对象图的方式建立起能够表达人们想象力的软件系统模型,并使不同背景的人员之 间能够有效地共享和交流设计结果,从而加速软件开发的进程,提高软件设计质量。 目前,市场上有多种支持UML的CASE工具,广大软件开发人员使用最多的ROSE、Visio和Power Designer,虽然都能提供支持UML的主要功能,但在具体的功能实现上存在着一些差异,各自具有不同 的适用面。Power Designer是最为流行的软件分析与设计工具,全面支持模型驱动体系(MDA)规范,不 仅支持UML,而且支持数据建模,可以用于系统开发的不同阶段,满足不同人员的使用,是业界第一个 同时提供数据库设计开发和应用开发的建模软件,支持各种主流应用程序开发平台,如J2EE、.NET等。 使用UML对软件系统建模可以归纳为静态建模机制和动态建模机制两大类,静态建模包括系统需 求获取的用例图,以及构造系统结构的类图、包图、对象图、组件图和部署图;动态建模描述系统元素的 动态行为、表示执行时的时序状态或交互关系,包括活动图、时序图、状态图、协作图_2]。其中类图是定 义其他图的基础,与用例图、时序图共同构成OOM的核心。 2软件系统实例分析 2.1 UML系统建模过程分析 面向对象的系统开发强调的是迭代开发和增量开发,从应用的角度,采用面向对象技术设计系统是 收稿日期:2012.12.12 作者简介:肖海蓉(1976一),女,陕西省泾阳县人,陕西理工学院讲师,硕士,主要研究方向为数据库技术、信息系统。 ・23・ 陕西理工学院学报(自然科学版) 一第29卷 个描述需求、建立系统静态模型和动态 模型的过程,可以用图1表示UML进行 一系统建模的过程。UML为用户建模提供l 了很大的自由度,实际建模时,用户完全 可以根据自己拟开发的软件系统特点,在 l 增量迭代开发的原则下,视具体应用而 定,灵活运用UML所提供的各种视图。 需求获取 首先需要把握的是如何使用用例技术获 系统设计 系统实施 取系统需求,然后根据需求构建系统静态 模型,最后描述系统的行为。 图1 基于UML的系统开发过程 分析阶段的类图主要关注永久存储对象的实体类,以及类之间的关联关系、聚合关系、组合关系和 泛化关系,设计阶段的类图需要建立模型的更深层关系,以便正确地说明系统结构,包括依赖关系、类的 属性与方法的可见性等。 2.2系统需求描述 由于汉中茶叶市场品牌混乱,标准不一,竞相压价,消费者面临选择难的尴尬,为了规范汉中茶叶市 场秩序,维护市场声誉,保护茶农和消费者的利益,从质量、商标、包装、产品标识等方面人手,加强对茶 叶生产者、经营者的监督管理,所以建立针对汉中茶叶的客户投诉管理系统。系统的实施不仅能够对全 市茶叶的产销者进行高效管理,使各产销者相互监督,广大消费者也可以对茶叶的质量、商标等方面投 诉,而且能够实现投诉统计,对于违反市场规定的产销者由相关部门对其进行整顿处理,还可从统计的 数据为维护汉中茶叶市场秩序提供更好的支持 J。 2.3功能分析 回匾回回一 冒 圈圃 通过问题陈述及需求调研,确定系统主要实现功能如下。 1)基本信息管理:包括汉中茶叶产销者基本信息管理和处理客户投诉的组织机构人员管理,其中 产销者基本信息管理包括已有信息的维护、新的被投诉方的信息录入等; 2)投诉受理管理:此模块主要向系统输入被投诉的茶叶企业、公司名称、地点、投诉内容、投诉种 类、受理类型、投诉时间、投诉方式、投诉人、投诉人联系方式、投诉赔偿和奖励等; 3)投诉处理管理:此模块主要完成投诉级别的设置(根据客户投诉的激烈程度,由市场监管部门管 理人员进行设置),投诉任务的分配,投诉处理责任人、责任部门、处理时间和处理意见等工作的录人和 反馈功能,并对超过处理期限的处理单发送给处理部门领导,同时将累计达到一定标准的被投诉方进行 相应的罚款等处理; 4)检索管理:投诉处理人员可根据需要,针对投诉内容、投诉类型、被投诉方名称、投诉时间等字 段,检索各类投诉信息,并随时查找“未处理”、“处理中”、“已处理”的相关投诉受理记录的处理进度及 处理状态; 5)统计分析:要求系统能够提供按照不同的投诉种类、投诉类型等进行统计分析,同时统计已处理 投诉数量,未处理数量等;以便建立客户意见收集处理的综合性统计分析平台; 6)权限设置管理:考虑到系统不同用户的特点,权限设置包括客户(投诉者)、投诉处理责任人(投 诉处理者)、投诉处理部门(投诉分配者)、系统管理员等。 2.4系统建模 2.4.1 用例图设计 用例图主要从系统用户的角度考虑系统需要提供哪些功能和服务。根据系统功能分析了解系统的 行为,确定系统角色,得到用例图中的参与者包括4类:投诉者、投诉处理者、投诉分配者、系统管理员, 从而确定系统的边界和范围 ]。而不同的参与者有着各自对系统的不同业务需求。该系统用例包括: 投诉者投诉用例,投诉者查询已有的投诉,投诉分配者对投诉信息级别的设置,投诉分配,投诉处理者处 理投诉,查询投诉信息,处理罚款,处理已分配的投诉,系统管理员维护投诉信息,维护用户信息,维护被 第3期 肖海蓉 UML在软件系统开发中的应用 投诉者信息,权限设置等。在建模工具Power Designer 15的环境下,建立的系统高层用例图如图2所 示。 图2 系统高层用例图 用例图使人们对系统的功能有了一个整体的认知,但每个用例的细节并没有在用例图中表述出来。 因此,针对每个用例,还需要对其进行说明,即用户如何同系统进行交互完成任务的文字描述,也可以采 用活动图对用例进行描述。 2.4.2静态模型类图设计 类图是应用最广泛的一种图,以可视化的、文档化的方式描述系统各个层面的结构模型。不仅描述 类、接口之间的相互关系,而且可以建立正向和反向工程的执行系统。通过类图可以直接生成数据模型 CDM、PDM,从而高效自动生成数据库。由于篇幅,只给出系统的主要实体类图,如图3所示。 2.4.3动态模型设计 在系统静态模型的基础上,建立相应的动态模型,其中时序图和协作图属于交互模型,通过交互图 来表示。其设计过程都是一样的,实际情况主要由设计人员的个人爱好决定。软件系统侧重于控制信 息,因此时序图是软件系统动态模型的主要描述手段,不仅可以描述用例的交互活动,确定参与交互活 动的对象和类,而且可以确定相互之间的交互事件。时序图的设计,实际也是从中寻找对象和类以及类 中方法的过程。也就是说,用例的实现是在交互图的开发过程中完成的,实现用例的过程就是确定哪些 类通过发送消息与其他类进行协作的过程。以投诉者分配投诉时序图为例,时序图如图4所示。通过 投诉分配时序图,进一步可以确定投诉分配者类的方法,如分配投诉(),查看分配投诉(),修改已分配 的投诉()。从而可以完善分析层次类图,得到设计类图,其中投诉分配者类如图5所示,其他类的操作 方法也可以用同样的方法加以确定,限于篇幅,不再描述。因此,动态模型交互图的设计,其结果又可以 用来完善设计类图,而类图又可以辅助开发交互图。 2.4.4系统的物理模型 完成了系统体系结构建模后,便可进入系统的构造和实现阶段,即编程阶段,主要使用UML的组件 图和配置图。首先建立组件图,组件是软件系统的一个物理单元,作为一个或多个类的软件实现,可以 包括源代码、二进制码、可执行码以及动态链接库等;部署图是将应用程序的各部分在物理结构上进行 安装和部署,包括客户机、服务器、网络节点等所有可能的程序逻辑处理设备和文件存储设备。部署图 ・25・ 陕西理工学院学报(自然科学版) 第29卷 [] 一一丕 笪望星 一一部门编号:int 部门名称:String 管理员名称:int 管理员职责:String 投诉分配者 用户 一一工作人员 —一一用户类型:String 用户名: String 密码: String 一工号:int 姓名:String 一投诉分配者职责:Stri 塑 丝堡耋 投诉处理者职责:String 茶叶产销者 一墼 耋 一一编号:String 一名称; String 地点: String 被投诉次数:int I 投诉分配类 l_分配编号: int i ’_1二棼嚣 Dsa t e g 卜指定处理人:String 投诉类 I —投诉处理类 一联系方式:stringI :”l: 投投投投投 一 ~ ~ ~ ~ 诉诉诉诉诉 编类处时方 号型理问式 状:. :.二二二__J一处理编号: int 1..1 I一处理时间:Date l一处理意见: String l一被处理对象:String I一处理人: String ¨ 蠡 图3 类图 .H.云 n 图4投诉分配时序图 的建立,需要从应用程序本身和运行环境两个方面的要求来分析,结合分 析结果共同绘制 。 本系统的组件包括:投诉页面、投诉分配页面、投诉处理页面、系统管 理页面、登录页面、投诉者投诉程序、投诉分配程序、投诉处理程序、投诉管 理程序、系统信息维护程序、数据管理程序。系统部署为B/S模式,包括客 户端、应用服务器和数据库服务器。系统组件图如图6所示。 为了实现系统,可以通过设计的软件系统模型,完成系统的开发工作, 投诉分配者 投诉分配者职责:String 十分配投诉() 查看分配投诉() 修改已分配的投诉() 一一一图5投诉分配者类 这也是模型驱动体系(MDA)规范的目的。因此,根据系统的特点,选取后台数据库管理系统,前端的面 J 登陆页面 ▲ ▲ L一 I 匿面 . 投诉处理页面 投诉分配页面毒口I I系统管理页面 口I ● ・ I ● ● ● ● 投诉分配程序 L. 投诉处理程序 L.卜j投诉管理程序《口 统信息维护程序 二一一_jJ 巴二 一一 }: L …一4 数据管理程序 图6 系统组件图 ・26・ 第3期 支过言肖海蓉 用 UML在软件系统开发中的应用 向对象程序设计语言,从而可以自动生成特定语言的代码框架,实现模型与代码的一致性,提高软件系 统的质量。 3 结 语 通过以上分析可以看出,UML作为面向对象分析与设计方法中应用最广泛的可视化建模语言, 持面向对象开发方法增量迭代的开发原则下,能向整个系统开发过程提供统一、易懂的表达模型, 设计的系统模型,生成特定语言的代码,最终完成应用系统的开发工作。因此,UML作为一种建模 ,不仅有助于系统的理解和扩充,还可提高系统的可重用性、降低了软件开发的复杂度,使开发者可 最小的代码完成系统开发修改,提高了程序的开发效率及成功率,具有广泛的应用前景。 [ 参考文献 ] [1] 王苹.基于UML建模的销售系统研究[j].煤炭技术,2011(6):268-270. [2]鲍海琴,王振华,王微微.基于UML的电子商务系统分析与设计[J].电脑编程技巧与维护,2009(6):24-26 [3] 肖海蓉.基于UML汉中茶叶销售系统分析与设计[J].电脑开发与应用,2012(11):70-72. [4] 夏克付,李心科,章晓勤.基于UML的电子商务系统建模研究[J].计算机与现代化,2009(6):30-33. [5]邱郁惠.系统分析师UML实务手册[M].北京:机械工业出版社,2008. [6] 成嘉.UML系统建模与分析设计[M].北京:机械工业出版社,2009. [责任编辑:李莉] Application of software system development based on UML XIAO Hai-rong (School of Mathematics and Computer Science,Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723000,China) Abstract: Combining the advantage of UML modeling,UML modeling method was introduced,and process modeling was stated about software development based on the specific example modeling,detailing the functional analysis,system design,to system implement.Requirement model,static model and dynamic mod— el were constructed by software design platform Power Designer 15,the code framework of the particulra lan— guage was generated automatically,thereby enhancing the program development efifciency and success rates. Key words: object在-or通语iented;以 UML; software modeling;Power Desinger (上接第17页) A frequency offset correction method in high speed rail mobile communication LI Mei—yan (Institute of Technology,Xi an International University,Xi an 710077,China) Abstract:Doppler effect is the factor that exerts greatest impact on the performance of LTE in hilgh- speed rail mobile communication system.Therefore,frequency offset estimation and compensation is a key re— search issue in high-speed rail mobile communication.In order to restrain the deterioration of the demodulation performance from lrage Doppler frequency shitf in high speed rail mobile communication,and ensure network coverage&quality.the base station receiver must be able to perform frequency offset estimation and compen— safion for received data on the uplink in real time.Based on an analysis of the Doppler shitf in high—speed rail mobile communication impact on the LTE system,the paper proposes a rfequency offset correction.The simu- lation results show that the correction method for baseband demodulation performance has improved signiifcant- ly,and the high—speed rail trafifc problems in the Doppler shitf are effectively solved. Key words:high speed rail mobile communication;long term evolution;Doppler effect;frequen- cy offset correction ・27・