基于UML的科研项目管理系统的设计与实现

摘要：统一建模语言UML是一种被广泛应用的可视化面向对象的建模语言，能够建立系统模型和帮助分析业务流程。由于某单位科研项目管理系统结构庞大，工作流程复杂，本文基于UML语言，建立“4+1”视图模型，用多个视图描述系统的功能、静态模型和动态模型，设计了系统的逻辑结构和物理实现。利用可视化建模工具Star UML将模型生成Java代码框架，为系统的详细设计和编码开发提供了很好的支持。实现了基于B/S架构的web科研项目管理系统，实现了对科研项目网络化共享和信息化管理的模式，提高了工作效率。

关键词：UML；建模“; 4+1”视图模型；软件体系结构；信息系统 

当前某单位的科研项目管理工作量日趋加重，但目前管理仍通过一些常用办公软件采用手工形式进行项目信息的采集和统计，这样的管理模式工作速度慢、时间长、效率低，数据出错率高，存档复杂，查询困难。因此，科研项目管理需要采取新的、更为高效的管理模式，使得整个管理工作流程科学化、自动化，高效方便地对信息进行管理。系统结构设计的优劣将影响系统的开发与研究工作，建立合理、高效的系统模型可提高系统开发的工作效率，减少开发和研究的成本。本文利用了UML设计了某单位科研项目管理系统模型，UML统一建模语言进行需求分析是建立可理解的系统模型，通过对系统功能结构和行为对系统建立可视化模型，可提高系统的复用和维护性，同时降低了系统的开发难度，并结合 Java 和达梦数据库实现了此系统。

正在 UML 统一建模语言之前出现了多种建模语言，由于不同建模语言各具特色，所以用户需要选择几种建模语言完成软件体系结构建模，但又因为不同建模语言描述和表达的方法不同，使得用户间难以交流。统一建模语言（Unified ModelingLanguage，UML）是在Grady Booch的Booch1993方法、Ivar Jaeob⁃son 的 OOSE 方法和 James Rumbaugh 的 OMT 方法基础上形成的，是软件和系统开发的标准建模语言，用于对软件系统的静态结构和动态行为进行描述和可视化处理[1]。在软件开发过程中，面向对象技术已成为软件开发的主流方法，UML用于支持面向对象的系统开发，是系统分析与设计的基础。UML提供了对体系结构中组成要素建模的支持，如：UML的关系对应软件体系结构的连接件；体系结构的配置可以由UML的构件图、包图和配置图描述；UML结构元素的类、构件、节点、用例和组织元素中包、子系统和模型相当于软件体系结构的构件[2]。

UML主要用九种模型图来表示，这九种模型图又可以分为两类：静态视图和动态视图。静态视图分为：用例图、类图、对象图、包图、构件图和部署图。动态视图分为：状态图、活动图、协作图和序列图[3]。

科研项目管理系统是为了满足对科研项目管理和项目数据基本信息查询的系统，由发展战略管理、计划规划管理、经费管理、项目管理、成果管理、单位和专家库管理及系统的管理维护的功能模块构成。通过对系统进行需求分析能够详细捕获和描述系统的功能和业务领域。建模可以完善软件需求、构建完整的业务流程、应用设计模式的解决方法。

3.1“4+1”视图模型

Kruchten提出了“4+1”视图模型[4]，从5个不同视角解决软件架构问题，包含了：逻辑视图、过程视图、物理视图、开发视图和场景视图，“4+1”视图模型是由系统开发人员从不同角度描述的体系结构视图，使用多个并发的视图来组织软件架构的描述，每个视图仅用来描述一个特定的所关注的方面的问题集合。在软件架构设计领域产生了深远影响。从而简化了软件体系结构的复杂性。

基 于 UML 可 以 较 好 地 描 述 软 件 体 系 结 构 ，Booch 将Kruchten 的“4+1”视图映射到 UML 图后，由逻辑视图、过程视图、实现视图、部署视图和用例视图构成的基于UML的软件体系结构模型。如图1所示。

在UML的模型图中，又可以用9种UML模型来描述这5种视图，逻辑视图用类图和对象图表示，过程视图用序列图、协作图、状态图和活动图描述，实现视图用构件图表示，配置图用部署图描述，用用例图来描述用例视图。

3.2 用例视图（use-case view）

用例视图反映案例的描述，是对用户和系统功能的描述，利用用例图来表示。用例图描述了软件系统各个功能的执行者，从用户的角