基于UML语言建模的教学文档管理系统研究与开发

杨伟，丁光惠，黄爱蓉，黄连丽

（湖北汽车工业学院 a.材料工程系；b.电气与信息工程学院，湖北十堰442002）

0 前 言

随着高校信息化、办公自动化、网络化管理趋势的迅速发展，高效、实时、准确成为衡量高校管理水平的重要标志。高效的管理机制可以为高校决策层提供决策依据，各级职能部门管理人员、系主任、教师充分了解自身职责，服从统一调度。教学管理体系构建就是以教学过程各个环节为监控对象，既包括对教学过程的实时控制，又包括对教学效果的反馈控制，实现既定目标的跟踪，是一个完整的闭环系统[1]。

本教学管理系统对高校教学及教学活动的开展进行了系统化的研究，其中又分为教学任务管理子系统、教材管理子系统、教学文档管理子系统、科研教研管理子系统、工作量核算子系统。以不同角度来解决教学过程中所涉及到的所有教学活动，从系统结构、软件结构和网络拓扑3个方面来确定系统的体系结构，依据教学过程的时间进程来进行系统建模，以输入、过程、输出管理为主线对系统进行整体规划，结合各系统的特定需求，完成各分支机构的特色功能、业务进程和数据存储方面的详细设计[2]，运用了数据保护技术、业务中间件、数据描述可扩展性技术、数据交换技术，应用UML语言建模理论进行教学管理各方面的模型建模分析。

教学文档管理模块如图1所示。其中理论教学文档包括教学法计划、学期总结等，实践教学文档包括实验教学的计划与总结、实验进度安排、实习教学的计划与总结等；监控文档指监控的计划、总结等；院系文档包括院系的年度计划与总结，各类规划与总结，工作量文档即下拨工作量总量和个人工作量完成情况，教科研文档即教研、科研项目的任务书、批复文件、结题情况、项目经费、论文论著等；其他临时文档是将每个学期中所有需要临时上交的文档集中管理。

图1 教学文档构成图

由于教学文件的时间性要求特别严格，所以本教学文档都是以时间为节点单元。此外，文档管理系统应该提供上传、下载、打印、查询、浏览等功能。

1 教学文档管理系统设计

1.1 基于UML的用例设计和流程设计

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，可以对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模，同时也可将模型转化为面向对象的代码。

1.1.1 用例设计

用例图用来说明谁是相关的用户，用户希望系统提供什么服务（用例），以及用例之间的关系。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和机制，需要识别这些类以及它们相互间的关系。系统用例图如图2所示。

1.1.2 流程设计

图2 用例图

在基于UML语言的建模方式中，对于事件没有提供独立的元素，而是依附于转移，每一个事件都与一个转移相联系，事件的发生意味着转移的发生，事件的行为对于行为建模技术有着很重要的意义，因为在业务过程中，一个业务事件的发生意味的并不是一个业务活动的完成，而是表示开始一个后续新的操作，比如可以在多个后续活动中进行选择，可以开始调度后续的活动，而且业务活动不仅仅是局限与业务活动产生，也可以通过系统发出，比如在判断的结束之后根据判断结果决定后续操作。为实现文档管理模块的特定功能，以文档发布流程为例描述了文档管理中的流程设计。

活动图是UML用于对系统的动态行为建模的图形工具之一，实质上是一种流程图，它表现的是从一个活动到另一个活动的控制流，活动图用于描述活动的序列，并且支持对带条件的行为和并发行为的表达。图3为文档发布的UML活动图。

图3 文档发布UML活动图

1.2 数据模型

在文档管理数据库中，管理员首先定义系主任和教师的身份，管理员进行文档的设置，包括时间、上传类别、上传文档对象、文档隐藏和显示，系主任和教师可以进行文档的上传、下载、浏览、删除操作。其E-R图如图4所示。

图4 教学文档管理系统E-R图

2 系统实现

在系统实现时，教学通知、文件下载专区在进入系统的首页显示，授课计划与授课大纲类教学文档则在学期教学任务中存储，培养计划与更改的文档则在培养计划中进行管理，涉及工作量计算的文档在工作量模块进行操作，教科研文档则在项目与论著区进行管理，其余教学文档管理统一放在计划与总结处。

2.1 数据表关系

为满足文档管理模块的功能需求与业务流程的需要，相应的创建数据表并将各表进行关联得到数据库的表关联图，文档的发布、设置、创建通过文档编号与应用软件的基本信息表相关联。文档管理的数据表及其关系如表1所示。

表1 文档管理数据表

图5中，文件信息数据表是核心表，通过各属性的定义，能够对各种文档进行灵活地分类，满足了教学文档管理系统的需求。根据需求分析，设计实现了文档类型（图6）。

图5 文档管理模块各数据表关系图

图6 文件信息数据表实例

图6中，第1行是“质量工程项目检查总结材料”类型的文档，该条记录保存了文档名称、文档保存路径、文档上传者、上传时间、所属学期、所属教研室和从文档类型数据表中获得的类别ID。该设计对于文档分类的变化具有非常好的灵活性，例如，当需要增加新文档类型时，只需要在文件类别数据表中增加相应的条目；当建立一个具有该新类型的文档时，可以通过用户界面选择新文档类型，则可在文件信息数据表中添加相应新类型文档。

2.2 文档分类管理模块

因文档管理种类数量繁多，作为文档管理最核心的就是文档分类管理，管理员对文档类别进行管理的表单代码如下：

2.3 运行效果

本系统采用面向对象的设计方法，设计了一个灵活的对用户需求变化有较强适应能力的教学文档管理平台[3]。系统软件平台为应用软件提供运行的支撑环境，服务器操作系统平台选用Windows Server 2003，数据库平台选用SQL Server 2000，WEB服务器平台是Microsoft IIS6.0，应用软件开发平台是Visual Studio.net 2008。

本管理平台（图7）是对教学文档的执行过程进行管理与监督，在管理员部分能够进行文档上传时间设置、上传文档用户组类型遴选，允许上传的时间期限设置、上传文档的类型项目删加及上传文档的显示/隐藏选择。用户组包括管理员、系主任、普通教师，上传时必须选择上传的类型，首先选择相对应的学期，上传文档的类型包括理论教学、实践教学、教学监控、院系文档及其他临时文档，超过允许上传的时间期限将不能成功上传文档并且不能超越权限上传文档。

3 结 论

图7 系统运行效果图

高校的文档管理信息化有利于提高工作效率。通过本系统的实施，使我校各类教学文档管理实现了现代化管理，全面实现了系统化、有序化、规范化，保证了教学文档的实效性与准确性。

高校的文档管理信息化推动了教学文档制度化、科学化建设。信息化的教学文档管理将任课教师提交的各类文档材料公开，使得教师在上传时就会认真负责，避免随意性。同时院、系教学主管可以随时检查其提交的材料是否合适，可对其起到督促作用，并且可以针对问题加强对教学文档的指导，对高质量的教学文档可以及时发现并推广，是提高教学质量的有利保障。

高校的文档管理信息化有利于实现教学管理资源的共享化，更好的为教学管理服务。利用现代信息技术，建立学校教学管理信息系统，生成学校的文档数据库，能集中文档信息，有效减少数据的分散度，减少数据输入、保存的重复劳动，避免在传递的过程中出现失误，还能随时满足各类管理人员的需求[4]。

[1]丁光惠，杨伟.高校校、院、系三级教学管理网络平台构建及应用[J].湖北汽车工业学院高教研究，2009（2）∶55-58.

[2]贾展波.基于UML语言的工作流建模方法表达能力研究与相关对比分析[D].吉林：吉林大学，2005.

[3]丁光惠，黄爱蓉，杨伟，等.基于工作流的高校科研综合管理平台的设计与实现[J].湖北汽车工业学院学报，2010（1）∶63-65.

[4]丁光惠，杨伟，许强兵，等.高校二级单位网络教学管理系统研究与开发[J].湖北汽车工业学院学报，2008（3）∶42-45.