基于UML的科研项目管理系统的设计与实现
2020-07-29
来源：《电脑知识与技术》作者：宗冉1，唐波1，黄煜洲2（1. 国防科技大学电子科学学院；2. 国防科技大学计算机学院）
度描述谁是系统的使用者[5]。在预研管理系统的软件体系结构中，外部角色有三个，分别为：总部、各部门和系统管理员。从用例视图描述中，分别从三个外部角色的角度对系统提出功能需求。各部门用户中还有权限的区分，其中管理部门主要作为上传下达，系统工作的作用，总部主要负责工作流程中项目的审批等工作，系统管理员负责维护系统中的数据等工作，因此还应对用户设置相应的权限。用例视图如图2所示。
3.3 逻辑视图（logical view）
逻辑视图描述系统的功能性需求，设计满足功能需求的架构。通过建立静态模型和动态模型完成系统的设计和内部结构描述，利用类图和对象图表示。a.类图，描述静态关系，定义系统中的类及类与类之间的关系，通过类和类间的关系反映出本系统的基本框架，在面向对象开发中，对象是类的实例[6]。b.对象图，对象图描述各个对象在交互过程中某时刻的状态，也是类图的实例。如图3所示，预研项目管理系统，包含了项目信息、计划信息、项目状态信息，部门信息及用户信息。
3.4 过程视图（process view）
过程视图涉及一些非功能性需求，侧重系统的运行特性。它可以解决并发性，分发性，系统完整性和鲁棒性等几个问题[7]。过程视图主要通过对过程动态模型建模来实现，用时序图、协作图、状态图和活动图描述。a.时序图，主要用来直观表现对象之间交互的时间顺序，以时间为主线，对象之间发送和接受消息、处理消息和返回消息的时间流程，可以很好地反映各个部门的工作流程。b.协作图，与时序图不同在协作图强调的是交互的空间结构，按照空间结构布图。c.协作图，重在表达实现某个用例时，对象之间的协作关系，可以显示对象角色之间的关系。
以预研管理系统的项目管理模块为例，如图4和图5所示，对预研项目管理中项目申请立项、项目实施和项目验收三个阶段建立时序图模型。
项目申请：科研部门登录该系统，提交项目立项请示，由总部单位下达通知，管理部门进行审核是否可以立项并上报，总部单位审批通过后下达批复。
项目实施：由科研单位及相应的管理单位对实施项目
。项目验收：由管理部门制定验收评审要求后，协同专家组对科研单位的科研项目进行项目验收并存档。
3.5 实现视图（implementation view）
实现视图是逻辑视图的实现，用于描述软件模块的组织与管理。实现视图用构件图表示，构件图又称组件图，主要有构件、依赖关系和界面，显示构件之间的逻辑结构和它们之间的依赖关系[8]。
图6为项目管理中的构件图模型，描述了项目管理系统中软件的各种组件及其之间的依赖关系，此构件图将项目管理系统分成了 3 层，即为用户界面层、业务逻辑层和数据访问层。用户界面层中的“项目立项”“项目实施”和“项目验收”这三项构件也是项目管理流程中的三个阶段，对于“项目”而言为依赖关系，主要由边界类组成，采用了Java Server Page 来实现用户的界面。逻辑层由“项目”构件表示，由实体类构成。数据访问层由“JDBC”连接数据库实现。
3.6 部署视图（deployment view）
部署视图对应于安装和部署需求，涉及如何部署及其和网络来满足软件系统的要求，利用部署图来实现。如图7所示，该图描述了预研管理系统的软、硬件的物理结构和系统运行结构，对系统完整架构的设计提供了依据。系统采用B/S架构[9]，在通过Tomcat中web应用服务器运行JSP，通过TCP网络连接到数据服务器，数据资料存储在数据库服务器中的，通过JDBC接口连接数据库。
4 科研项目管理系统的实现
科研项目管理系统的开发与实现涉及系统的需求分析、结构设计、数据库技术和交互技术等，UML支持的可视化建模工具Star UML可以将模型映射为Java代码框架，在前期开发阶段可以运用UML对系统进行需求分析、设计功能和结构、生成代码框架[10]。
系统实现环境，在服务器端运行环境建议配置如下：CPU：Intel(R) Duo Core 以上，建议采用 i3、i5 或者 i7 等；内存至少为2G 以上。操作系统：NeoKylin 系统，采用 Java 编程语言，UML可以实现从模型到程序框架Java 代码的导出[11]，在此基础上，采用B/S架构的系统架构和JSP技术，通过JDBC连接数据库，同时数据库采用国产达梦数据库，该数据管理在安全性方面有很大保障。本系
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