试述用例图在教务管理系统建模中的应用

商鹏

摘 要 用例图是统一建模语言UML中的重要模型，是软件建模的核心，反映客户的功能需求，是有效的用户需求获取、分析和描述技术。本文介绍了用例图的构成，通过对教务管理系统进行需求分析，建立了用例图模型，用于指導系统的后续开发。

关键词 用例图;教务管理系统;建模

引言

在软件开发过程中，要捕获并分析客户的需求，准确的描述出客户的功能性需求和行为性需求，也就是确定系统要完成的功能任务，一般可以使用统一建模语言UML中的用例图。用例图是将需求转化成系统的模型图表示。本文将对教务管理系统中的客户需求进行分析并建立用例图。

1 用例图介绍

从功能上讲，用例图主要用来描述用户的功能需求，侧重从用户的角度理解软件系统的需求，强调谁在使用系统、系统可以完成哪些功能。用例图是外部参与者所能观察到的系统功能的模型图，呈现了一些参与者、一些用例以及它们之间的关系，主要用于对系统、子系统或类的功能行为进行建模。用例图由参与者、用例及关系组成。

参与者是为了完成某个任务，而与系统进行交互的外部实体，是用例的启动者。参与者不仅可以是人，还可以是其他系统、硬件设备，甚至是时钟。用例就是对一组动作序列的描述，系统执行该动作序列来为系统的参与者产生一个可观察的结果，这个动作序列就是业务工作流程[1]。用例反映用户的功能需求。用例图中的关系包括参与者之间的关系、参与者与用例之间的关系、用例之间的关系三类。参与者之间的关系一般为特殊-一般关系，即泛化关系。参与者和用例之间的关系表示了参与者与用例间的通信，一般是关联关系。用例之间有三种关系，分别是泛化关系、包含关系和扩展关系。在用例建模的过程中，建议的步骤是先找出参与者，再根据参与者确定每个参与者相关的用例[2]。

用例的粒度指的是用例所包含的系统服务或功能单元的多少。用例粒度越大，用例中包含的功能就越多，反之则包含的功能越少。如果粒度太小，会导致用例数目过多，造成用例模型过大;如果粒度太大，会导致用例数目过少，难以进行后续的详细分析。用例图建模中没有统一的粒度要求。一个用例的粒度是否合适，是以该用例是否完成了参与者的某个目的为判断依据的。因此，在为系统进行用例图建模时，要根据功能需求选择合适的用例粒度。

2 用例图构建

2.1 需求描述

教务管理系统使用者分管理员、教师与学生三类。

管理员可以管理学生和教师的账号，包括Excel批量导入和手动添加两种方式;可以对教师和学生信息进行管理;对学校课程进行管理，课程必须被分配老师和班级。对学生选课情况进行管理，选修课程若达不到指定人数不予开课。管理员可以进行信息汇总与统计。

教师可管理自己的个人信息;可以查看所教授课程的课程信息，包括课程选修人数，如果有需要可以打印选修学生名单;可以管理课程通知;可以上传教学资源，并对资源进行管理，设置资源可见范围;可以发布在线测试，设置测试时间及测试内容，对测试进行管理;学生完成测试后，教授可对其试卷进行手动批阅或网络批阅;在课程结束后，根据上课情况对选修学生进行评分，并可以对成绩进行管理，如果有需要可以下载、打印成绩。

学生可以进行选课，选课时可以查看课程相关信息，如上课时间、授课教师、选课列表等;在课程未开课前可以取消选课;可以查看老师上传的教学资源;教师发布在线测试之后，学生可以在规定时间内完成测试;测试结束后，可以查看测试成绩。

2.2 用例图模型

通过需求描述进行系统分析，教务管理系统包括管理员、教师和学生三类参与者。

找到参与者之后，看各参与者需要系统提供什么样的服务来确定与之关联的用例[3]。因为系统较复杂、功能较多，用例的粒度设计的较大，包含一定数量的功能。

对于管理员，师生信息管理、师生账号管理、课程管理、学生选课管理和信息汇总与统计是其关联用例。对于师生账号管理，可以通过手动添加账号或者批量导入账号两种方式实现，因此师生账号管理用例与手动添加账号和批量导入账号用例之间是泛化关系。课程管理必须包含分配教师和分配班级，因此相应用例之间是包含关系。学生选课管理在满足条件“选课人数不足”时不予开课，因此学生选课管理用例和不予开课用例之间是扩展关系。参与者管理员的用例图如图3.1所示（见文末）。

对于教师，个人信息管理、课程信息查看、课程通知管理、教学资源管理、在线测试管理、批阅试卷、课程成绩管理是其关联用例。在课程信息查看时，如果有必要可以打印学生名单，因此课程信息查看与学生名单打印两用例之间是扩展关系。批阅试卷有手动批阅和网络批阅两种方式，因此相应用例之间是泛化关系。课程成绩管理中，如果有需要可以打印成绩或下载成绩，相应用例之间是扩展关系。参与者教师的用例图如图3.2所示（见文末）。

对于学生，选课、查看教学资源、参加在线测试、成绩查询是其关联用例，选课时必须要进行各种信息的查看，因此选课用例和查看信息用例之间是包含关系。在未开课前可以取消选课，选课用例与取消选课用例之间是扩展关系。参与者学生的用例图如图3.3所示（见文末）。

3 结束语

用例图的应用在软件系统开发中非常广泛，设计良好的用例图能够很好地体现客户的功能需求，可以在需求分析之后快速搭建用例框架，为整个系统的设计奠定良好的铺垫。

参考文献

[1] 高树芳.《软件工程》[M].大连：大连理工大学出版社，2018：119.

[2] 刘伟，周淑萍，刘雅辉.用"用例"分析技术进行需求分析[J].微计算机信息，2006，（36）：265-267.

[3] 张秋余，杨玥，王雪，等.基于用例的需求建模方法[J].计算机工程与设计，2006，（19）：3539-3540.