基于Android的农业信息服务平台可视化建模

高洪江 张海培 岳峻 张振兴

摘 要：在“软件工程”和“软件系统分析与设计”等课程传统理论教学中，参考CDIO教育思想，为了引入案例驱动、项目驱动以及团队合作等模式，结合MOOCs授课特色，本文以一个实际项目为例，讨论了在教学中如何进行信息系统的建模。实践表明，这种教学方式取得了良好的教学效果。

关键词：农业信息服务平台 Android UML 教学改革

中图分类号：G648      文献标识码：A 文章编号：1674-2117（2014）22-00-02

随着软件开发过程中功能和复杂度的不断增加，软件的需求、分析、设计、开发等过程成为软件工程化开发的重要组成，这样不仅有助于学生理解和掌握面向对象的开发技术，而且为后续JaEE和框架技术的学习打好了基础，也为从事软件开发类职业岗位的学生增加了机会。

为此，鲁东大学鼓励学生入学后参与专业教师的科研项目，与课堂教学培养相辅相成，借鉴近年来流行的CDIO（构思、设计、实现、运作）工程教育模式[1]，探索工程教育改革的实践。本文结合项目驱动和案例驱动模式，在教学中以实际项目为案例，针对当前我省农业生产现状，结合农产品市场发展情况，按照UML的“4+1”模型视图用例驱动的思想，对面向智能手机的农业信息综合服务平台进行了分析与设计，由业务领域获得用户需求后，围绕农业资讯、供求信息、专家诊断、三农论坛等重要模块，进行了用例建模、静态建模和动态建模。[2-3]

1 传统教学中存在的问题

“软件工程”和“软件系统分析与设计”都是软件工程与计算机专业的必修课程，具有很强的实践性，它们的教学目的是提高学生的工程设计实践能力，更好地理解问题，更清晰地捕获需求并进行设计，以创建可扩展性强、可维护性好的软件系统。但是在实际教学过程中，学生经常因抽象的技术、方法、原理产生迷惑，无法运用到实际项目开发中，多数教师也缺少项目经验，教学过程的双向互动十分困难。

本文提出一种案例驱动与项目驱动相结合的教学模式，选择企業实际项目、成熟项目或者学生较为熟悉的项目，能够更好地激发学生的学习热情，促进知识的掌握和动手能力的培养，也符合CDIO大纲有关“个人专业能力与个人素质”的培养要求。下面以基于Android的农业信息服务平台作为案例进行描述。

2 案例的可视化建模

2.1 问题陈述与系统需求

针对农作物信息量巨大、多维、动态、地区差异大等特点，农户希望得到及时、全面的市场信息、技术资讯，获得供应环节中的农资价格信息、农资市场、新品信息以及销售环节中的农产品价格行情、农产品市场分析等。此外，还需要进行农业技术查询与科教视频点播。本文设计的农业信息服务平台需要提供以上内容。

由此，针对农业信息服务进行领域分析和业务过程分析，从原始需求得到系统的问题陈述（Problem statement），提炼系统的愿景，进行涉众（Stake holder）分析，进一步归纳出用户的功能需求与非功能需求，从中确定各个参与者（Actor）和对应的业务用例、系统用例（Use case）。

2.2 系统分析

2.2.1 体系结构分析

根据整个软件系统的结构，划分为数据层、应用层和客户层三部分。数据层由MySQL数据库服务器实现，包括数据存储层和数据访问层;应用层由J2EE服务器实现，包含基础服务层、业务逻辑层（Java类）和控制层（MVC框架）三部分;而客户层的Android程序由XML+Servlet Java Applet实现。

2.2.2 类的建模

分析阶段主要识别问题域相关的类，来自于领域知识、用户需求、领域模型或者业务模型。这里，根据问题陈述和系统需求，可以识别出用户类、管理员类、农业资讯类、供求信息类、三农论坛类、专家诊断类、帮助文档类等，找到类与类之间的关系后，可得到类模型图。

2.2.3 用例分析

描述用例模型中各个用例的事件的基本流、分支流和备选流，沿着不同的事件路径得到各个场景，对不同场景分别建立对应的交互图（UML2.0中分为顺序图和协作图），包括普通用户注册管理个人信息、普通用户登录、普通用户查看农业资讯、普通用户回帖、普通用户发表帖子、专家诊断、普通用户供求信息管理。（由于空间受限，交互图略去）

2.3 系统设计

根据需求分析阶段确定的农业平台的功能要求，设计出在计算机网络环境条件的实施方案。

2.3.1 用例设计

在用例设计中针对前面分析的用例通过协作图、顺序图（以及状态图）进行细化，以便于划分子系统及其接口，找出发生重用的部分，组织为设计模型。

2.3.2 静态建模

这里主要进行类图、对象图和包图的细化。在之前类建模的基础上，确定每个类的属性和方法，并重构类模型图。

2.3.3 动态建模

主要通过活动图和状态图来描述。

根据需求分析，为了描述用户在系统中的各种操作，将本系统主要划分为6个活动图，分别是与用户登录有关的活动图、与普通用户浏览农业资讯有关的活动图、与普通用户供求信息管理有关的活动图、与专家诊断有关的活动图、与用户发帖和回帖有关的活动图、与普通用户注册有关的活动图。

系统的状态图，依据角色的划分，可以得到与管理员有关的状态图和与用户有关的状态图。

2.4 实现模型

农业信息服务平台主要有农业资讯、供求信息、三农论坛、专家诊断和登录功能。另外，系统开发所需Android客户端（浏览农业信息）、服务器端（发布农业信息）的硬软件开发环境可以通过部署图表达，此处略去。

系统分前台用户端和后台管理员端，客户端采用Android技术进行开发，服务器端使用JavaWeb技术，数据库使用MySql。农业信息服务平台包括农业资讯、供求信息、三农论坛、科教视频、专家诊断等模块。用户通过注册账号登录系统，能够满足用户对新闻信息的浏览、供求管理、实时发布帖子和回帖、观看视频等。管理员对后台功能模块的管理主要是对数据的增加、删除、查询、修改操作。由此实现的软件功能正确，满足了预期需求。

3 结语

在课堂教学中，可以通过“智能手机农业信息服务平台”来演示如何使用UML的多种视图描述系统的需求、静态模型、动态模型与实现模型，来确定系统中对象的动态行为，为系统的实现奠定了良好的基础。

（鲁东大学信息与电气工程学院，山东烟台 264025）

参考文献：

[1]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008（5）：35-37.

[2]彭莹琼，张永红，尹晴，黄大星.基于UML的农业决策支持系统建模研究[J].农机化研究，2008（9）：156-157，161.

[3]田兆锋，阎楚良.基于UML和JSP的农业机械化装备信息网络平台[J].吉林大学学报（信息科学版），2006（11）：648-655.