摘 要： 分析了教務管理、學生管理以及部門協同工作方面存在的問題，提出了新的綜合教務管理、學生管理兩方面的教-學綜合管理系統，重點描述基于RUP/UML的教-學綜合管理系統的實現。
關鍵詞： 教-學綜合管理；UML；RUP
教務管理部門及學生管理部門是各大院校管理的兩個重要部門，通常各院校都是將兩個部門完全分開管理，采用各自的管理系統，但這兩個部門卻存在眾多的數據交合，因此經常出現教務系統更改過相關信息，而學生系統卻沒有得到及時的更新，存在數據不一致的問題。
教-學綜合管理系統就是綜合教務管理、學生管理等多個職能部門的工作，同時將時下在網絡流行的信息發布、手機短信、網絡留言、博客、專題討論、在線答疑等師生喜聞樂見的多種形式集成在一起，提供區別于常規教學、學生信息管理模式的師生之間、教師之間、學生之間的互動交流平臺，并能準確、及時地為學院的教師、學生及各部門提供各類信息；也為領導更好地了解學院當前的情況、制定更好的方針政策提供了依據；同時也為各個部門更好地服務于學院進行了監督。基于此，本文提出了基于RUP/UML教-學綜合管理系統的設計。
1 RUP/UML簡介
1.1 UML簡介
統一建模語言（UML）為描述面向對象系統定義了一系列的標準符號，目前已經被工業標準化組織OMG（Object Management Group）接受。UML符號具有準確的語義，使用UML增強了領域專家、工作流專家、軟件設計者和其他不同背景的專家之間的交流聯系[1]。
UML通過三類圖形建立系統模型：Use Case圖、靜態結構圖（對象類圖、對象圖、組件圖、配置圖）和動態行為圖（順序圖、協同圖、狀態圖、活動圖），這些圖可以從不同的抽象角度使系統可視化[2]。通過將這些圖形放入產品中，使得熟悉UML的人員更加容易加入項目。
1.2 RUP簡介
由于UML作為一種建模語言，本身并沒有關于開發過程概念的定義和表示符號，其創始者Booch、Jacobson和Rumbaugh在Rational公司的支持下綜合了多種系統開發過程的長處，提出新的面向對象的開發過程，稱為Rational統一過程RUP（Rational Unified Process）。RUP是一個面向對象且基于網絡的程序開發方法論。RUP過程的核心工作流包括：業務建模、需求分析、系統分析與設計、實現、測試和系統配置。
根據系統開發的需要，選擇使用了RUP／UML的一些重要開發步驟和工具，來指導我們的小組軟件開發過程。
2 RUP/UML在教-學綜合管理系統的應用
本系統綜合運用了J2EE、Hibernate、Spring、Struts等技術，結合SQL Server數據庫，實現了一個易維護、易擴展和可重用性高、安全性強的B/S結構的教-學綜合管理系統。系統中采用四層結構：Web表示層、業務邏輯層、數據訪問層、數據庫層，如圖1所示。各個層次之間具有不同的功能，并保持清晰的隔離，以使彼此獨立存在。但各層之間采用接口進行通信，屏蔽了內部的實現細節[3]。
下面通過UML分析、構造教-學綜合管理系統模型，并結合RUP加以描述，圖形用Rational Rose工具軟件繪制。
2.1 教-學綜合管理系統業務建模與需求分析
根據RUP的思想，要在業務建模和需求分析階段完成業務模型和業務對象模型，并把企業方的需求轉化為技術的需求，得到相應的用例。針對現實教務系統和學生系統存在的在數據和業務上的交叉等特點，對系統重新進行評估和需求分析。新的教-學綜合管理系統包含教務所需的教學日常管理工作（包括學籍管理、教學管理、考試管理等）、技能大賽管理、實驗實訓的管理、教改項目的管理等；學管部門的學生日常管理（包括學生成績管理、電子檔案管理、獎懲情況管理、學生心理健康管理等）；另外還有互動交流模塊（包含時下在網絡流行的信息發布、手機短信、網絡留言、博客、專題討論、在線答疑等）及用戶管理模塊等，具體如圖2所示。
所針對的用戶有管理員、教務管理員、學務管理員、教師、學生、家長等。但根據個人在學院所承擔任務的不同，分別處在不同的角色，又可以將用戶分為：
（1）系統管理員。系統管理員是整個系統中權限最大的用戶，能操作系統的所有功能，能設定系統的默認初始數據。如：添加、刪除管理員及設置權限，可以進行用戶角色的設置，角色權限的修改等；同時還要做好系統維護工作，包括代碼維護和數據維護兩部分。
（2）教務管理員。包括學生管理部門工作人員、輔導員等。可以完成教師課表的添加和修改、學生成績的打印、教師調課信息的添加、教室使用的修改、教學計劃的錄入等。
（3）學務管理員。包括教務部門工作人員、教學秘書等。可以實現學生證注冊、學生操行成績的錄入、學生電子檔案信息的錄入、學生獎懲情況的錄入等。
（4）學生。個人信息的查詢和更改、成績查詢、選課、網上評教、查看教材領取情況、收費情況及參加論壇。
（5）教師。個人信息的查詢和更改、成績查詢與錄入、選課、網上評學、查看教材領取情況、參加論壇。
（6）家長。只能查看學生本人的相關信息。
2.2 教學綜合管理系統的分析與設計
系統的分析與設計階段是要求根據系統的特點進行分析設計，最終產生一個設計模型和一個可選的分析模型。
對于系統的靜態結構，可以通過對象類圖、對象圖、組件圖和配置圖來描述；對于系統的動態行為，可以通過順序圖、協同圖、狀態圖、活動圖描繪。
2.2.1 靜態模型的建立
教-學綜合管理系統綜合了教務、學管、互動交流等多個部門的工作，信息量大、內容繁瑣。對其進行靜態模型的建立也就是建立對象模型，分析系統用例圖，不難得出相應的類，只要給出類的屬性和操作以及類之間的聯系，就可以得出系統類圖。
類圖分為實體類、邊界類及控制類。在學生選課模塊中就包含以上類。其中實體類有：學生類、教材類、用戶類、課程類、教師類等；邊界類有：學生管理界面、選課管理界面、教師管理界面、課程管理界面、教材管理界面及登錄窗口界面等；控制類有用戶登錄、信息查詢、信息錄入等。圖3中給出了教務管理中的學生選課模塊的類圖。
2.2.2 動態模型的建立
動態模型主要描述系統隨時間變化的行為。動態圖包含：順序圖、活動圖、狀態圖。動態模型包含表達對象時序交互的順序圖、用于反映對象執行狀態的活動圖以及描述對象事件排序的狀態圖。
（1）順序圖：順序圖明確表達了對象時序交互。如用戶登錄系統時，提交登錄信息后，經驗證登錄信息不為空時，會通過用戶對象獲取數據庫中數據，再驗證用戶信息是否合法。圖4給出了用戶登錄系統的順序圖。
2.3 教-學綜合管理系統的實現、測試與系統配置
經過系統分析與設計后，本系統根據設計模型在具體的環境中實現系統，生成系統的源代碼、可執行程序和相應的軟件文檔，建立一個可執行的系統。然后對系統進行測試和排錯，保證系統符合預定的要求，獲得一個無錯的系統實現。測試的結果將確認所完成的系統可以真正使用。最后系統配置的任務是在真實的使用運行環境中配置、調試系統、解決系統正式使用前可能存在的任何問題。
本系統綜合運用了J2EE、Hibernate、Spring、Struts等技術，結合SQL Server數據庫，實現了一個易維護、易擴展和可重用性高、安全性強的B/S結構的教-學綜合管理系統。
RUP作為一種軟件開發過程，將UML的應用發揮極致。采用RUP方法使用UML，在教-學綜合管理系統的建模和開發過程中達到良好的效果。
參考文獻
[1] 張龍詳.UML與系統分析設計[M].北京：人民郵電出版社，2001.
[2] 金毅，楊宗英.基于UML的高校圖書館管理系統[J].現代圖書情報技術，2002（6）.
[3] 王磊.基于Struts+Spring+Hibernate的架構設計及其在電子商務中的應用[D].成都：電子科技大學，2007.
[4] GARLAND J， ANTHONY R. Large Scale Software Architecwre： A Practical Guide Using UML[M]. 北京：電子工業出版社，2004.
[5] 萬桂怡.網絡開放實驗教學資源管理系統的構建[J].實驗室研究與探索，2009（11）.
[6] 劉德山，張菁.基于B_S架構的實驗教學管理系統設計與開發[J].渤海大學學報：自然科學版，2010（1）.