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1、面向对象的系统分析与 UML在线考试系统姓名：徐明月学号：12012241782任课教师：唐莉君学院：数学计算机学院 计科（1 ）班摘要：面向对象的系统分析和设计是将面向对象的方法运用到软件工程的分析设计阶段。面向对象的系统分析和设计的主要目的是完成对某个特定应用论域（application domain）的分析和系统的建模。应完成的主要工作是描述系统中的对象、对象的属性和操作、对象的动态特性、对象间的构造关系和通信关系等，从而建立系统的静态结构和动态活动模型。并且通过 UML 建立各种模型如用例图、类图、和顺序图等，来可视化的表现它们的关系。关键字：OOA 对象 属性 模型 UML 用例图1
2、.引言UML 是一种编制系统蓝图的标准化语言，可以实现大型复杂系统各种成分描述的可视化、说明并构造系统模型，以及建立各种所需的文档，它是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。UML 的发展对软件工程的发展做出了杰出的贡献。 UML 支持从需求分析开始的软件开发的全过程。UML 通过三类图形建立系统模型：用例（Use Case）图、静态结构图（对象类图、对象图、组件图、配置图）和动态行为图（顺序图、协同图、状态图、活动图），这些图可以从不同的抽象角度实现系统的可视化。传统考试要求老师刻试卷、印试卷、安排考试、监考、收集试卷、评改试卷、讲评试卷和分析试卷。这是一个漫长而复杂的过程，
3、已经越来越不适应现代教学的需要。在网络技术逐渐渗入社会生活各个层面的今天，传统的考试方式也面临着变革，而网络考试则是一个很重要的方向。基于网络的考试系统是传统考场的延伸，加上数据库技术的利用，大大简化了传统考试的过程在学生在线考试系统的分析过程中，我们使用的就是 OOA 方法。因为OOA 可以使我们更容易找到系统中的用例和类，以及各个对象间的关系。2.面向对象的系统分析2.1 什么是 OOAObject-Oriented Analysis（面向对象分析方法）是确定需求或者业务的角度，按照面向对象的思想来分析业务。面向对象分析阶段所做的主要工作是理解问题和需求构模,将现实世界中的问题映射到问题域
4、。在该阶段,要明确用户提出了哪些功能要求,为完成这些要求,系统应有哪些构件,采用什么样的结构,并写出详细的需求规约。OOA 中引入了许多面向对象的概念和原则,如,对象、属性、服务、继承、封装等,并利用这些概念和原则来分析、认识和理解客观世界,将客观世界中的实体抽象为问题域中的对象,即问题对象,分析客观世界中问题的结构,明确为完成系统功能,对象间应具有的联系和相互作用2.2 OOA 的任务OOA 的基本任务是：在用 OOA 具体地分析一个事物时，大致上遵循如下五个基本步骤：第一步，确定对象和类。这里所说的对象是对数据及其处理方式的抽象，它反映了系统保存和处理现实世界中某些事物的信息的能力。类是多
5、个对象的共同属性和方法集合的描述，它包括如何在一个类中建立一个新对象的描述。第二步，确定结构（structure）。结构是指问题域的复杂性和连接关系。类成员结构反映了泛化-特化关系，整体-部分结构反映整体和局部之间的关系。第三步，确定主题（subject）。主题是指事物的总体概貌和总体分析模型。第四步，确定属性（attribute）。属性就是数据元素，可用来描述对象或分类结构的实例，可在图中给出，并在对象的存储中指定。第五步，确定方法（method）。方法是在收到消息后必须进行的一些处理方法：方法要在图中定义，并在对象的存储中指定。对于每个对象和结构来说，那些用来增加、修改、删除和选择一个方法
6、本身都是隐含的（虽然它们是要在对象的存储中定义的，但并不在图上给出），而有些则是显示的。2.3 OOA 的主要优点 加强了对问题域和系统责任的理解 改进与分析有关的各类人员之间的交流 对需求的变化具有较强的适应性 支持软件复用 贯穿软件生命周期全过程的一致性； 实用性； 有利于用户的参与。3. UML3.1 UML 的概念统一建模语言（UML 是 Unified Modeling Language 的缩写）是用来对软件密集系统进行可视化建模的一种语言。UML 为面向对象开发系统的产品进行说明、可视化、和编制文档的一种标准语言。UML 融合了 Booch、OMT 和 OOSE 方法中的基本概念，
7、而且这些基本概念与其他面向对象技术中的基本概念大多相同，因而，UML 必然成为这些方法以及其他方法的使用者乐于采用的一种简单一致的建模语言；其次，UML 不仅仅是上述方法的简单汇合，而是在这些方法的基础上广泛征求意见，集众家之长，几经修改而完成的，UML 扩展了现有方法的应用范围；第三，UML 是标准的建模语言，而不是标准的开发过程。尽管 UML 的应用必然以系统的开发过程为背景，但由于不同的组织和不同的应用领域，需要采取不同的开发过程。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。3.2 UML 的主要特点面向对象。UML 支持面向对象技术的主要概念，提供了一
8、批基本的模型元素的表示图形和方法，能简洁明了地表达面向对象的各种概念。 可视化，表示能力强。通过 UML 的模型图能清晰地表示系统的逻辑模型和实现模型。可用于各种复杂系统的建模。 独立于过程。UML 是系统建模语言，独立于开发过程。 独立于程序设计语言。用 UML 建立的软件系统模型可以用Java、VC+、SmalltaIk 等任何一种面向对象的程序设计来实现。 易于掌握使用。UML 图形结构清晰，建模简洁明了，容易掌握使用。 使用 UML 进行系统分析和设计，可以加速开发进程，提高代码质量，支持动态的业务需求。UML 适用于各种规模的系统开发。能促进软件复用，方便地集成已有的系统，并能有效处
9、理开发中的各种风险。3.3 UML 可以实现的模型UML 统一建模语言，是一种建模语言而不是建模方法。通过 UML 可以进行各种模型的开发，有类图、用况图、包图、顺序图、活动图、对象图、状态图、组合结构图、通信图、交互概览图、定时图、构件图和部署图。OOA 是一种分析方法，UML 是分析方法的描述语言。3.3 UML 建模机制UML 中建模机制有静态建模和动态建模两种。静态建模中有建立用例图、类图、对象图、包图、构件图、配置图。动态建模中有建立顺序图、合作图、状态图、活动图。4. 在线考试系统需求及分工4.1 在线考试系统需求信息技术高度发达的今天，利用信息技术对大量复杂的信息进行有效的管理成
10、为一种普遍而实用的手段。一方面，这极大的减少了簿记和人力的开销，另一方面，现代计算机强大的计算能力和网络的普遍部署，大大简化了大量信息的处理和流动。学生在线考试系统是评测学生能力的一个重要组成部分，他对老师的工作效率有很大的提高，它可以降低对纸质试卷的要求，同时也体现了节约型社会的要求。该系统涉及了学员在线考试，学习成绩查询，以及很多相关信息的综合处理。为了方便配合教师对学生成绩的进一步了解，开发学生在线考试系统是当务之急。学生在线考试系统把学科、试题、电脑改卷、成绩查询的部分管理工作集成到一个统一的平台，各管理人员分工协作、相互配合，及时了解学生学习生活情况。同时，也可以方便老师针对学生个体
11、不同情况进行分层次指导。首先，因为考试是面向特定的某些对象的，所以考试者进入系统应该进行身份验证。考试者进入考试系统后，应该能根据自己的需要选择考试科目，所以该系统还应具有考试科目选择的功能。为了在线考试做到规范，对于每个应试者来说，试卷的试题难度和题量都应是相同的，但试题并非相同，在本系统中既可以设置本次考试的试题相同，也可以设置不相同。在线考试基于网络环境，试卷应该从服务器的数据库随机抽取试题后动态生成的。另外，系统还应该对考试时间进行控制，时间到了会要求考试者交卷。考试者选择答案提交后，选择、填空题目应该由计算机自动判卷，如果包含简答题则需等待由判卷老师给出分数，最后系统管理员发布成绩后
12、考生可以凭个人账号登录系统查询个人成绩。考试完毕后，可以返回登录界面或继续考试。此外，应该能够方便、快捷的对在线考试系统管理。 4.2 小组人员分工经过对系统的分析，得知系统主要的参与者有三个，即管理员，教师，学生。我们组员共四人，分工如下：马秉兰：负责教师相关的系统功能子模块的分析和实现。赵金鹏：负责管理员相关的系统功能子模块的分析实现。徐明月：负责学生相关的系统功能子模块的分析是吸纳。海军：负责数据库的设计和后台的设计。5.需求模型的建立本系统主要有三级管理：第一、一般用户，也就是学生，当学生登陆以后，可以访问自己具有权限的模块使用自己权限范围内的功能。第二，教师，当教师登陆页面后，有对学
13、生信息的增删改查，对题库试卷也有增删改查的操作权限。第三，管理员，管理员登陆后，对学生和教师信息由权限进行管理操作。管理员具有最高权限。5.1 参与者分析可以从上述的系统功能描述中知道参与这个系统的主要角色有：1）学生2）教师3）管理员5.2 用例用例是一个 UML 中非常重要的概念，在使用 UML 的整个软件开发过程中，用例处于一个中心地位。用例是对一组动作序列的抽象描述，系统执行这些动作序列，产生相应的结果。这些结果要么反馈给参与者，要么作为其他用例的参数。角色的功能权限及参与的用例参与者：在这里参与者有学生，教师，管理员。系统边界：这里是整个系统的用例，与管理员直接进行交互，是在系统内部
14、。在系统的功能中，学生，教师，管理员每完成一个功能模块就视为一个用例，于是此系统中的用例便有如下：（1）学生1.角色选择2.登录（学生）3.试卷选择4.考试5.成绩查询用例图用例分析由于所有的功能是在登录之后进行的，所以所有的用例是在登录系统这一用例上延伸的。角色选择点击选择学生角色。登录学生通过登录来进入系统，使用其他功能。试卷选择学生在登录到系统之后，会显示试卷类型，点击选择本次考试试卷类型。考试试卷选择成功后，点击开始考试后，开始计时，进行考试。成绩查询成绩公布后，学生可以登录进去，查询成绩。（2） 老师1.角色选择2.登录（老师）3.题库管理4.试卷管理用例图用例分析角色选择点击选择教师角色。登录老师通过登录来进入系统，使用其他功能。题库管理老师可以对题库进行增删改查。试卷管理老师可以对试卷进行增删改查。（3） 管理员1. 角色选择2. 登录（管理员）3. 题库管理4. 试卷管理5. 学生信息管理6. 教师信息管理用例图用例分析角色选择点击选择管理员角色。登录（管理员）管理员通过登录来进入系统，使用其他功能。题库管理管理员可以对题库进行增删改查。试卷管理管理员可以对题库进行增删改查。学生信息管理管理员可以对学生信息进行增删改查。教师信息管理管理员可以对教师信息进行增删改查。6.基本模型的建立略7. 状态图的设计和分析略8. 活动图的设计与分析略9.顺序图的设计和分析略
