基于UML的聾人高等教育網(wǎng)站的構建

　　聾人高等教育屬于特殊教育，是中國高等教育的組成部分，他不僅提高了我國聾人的文化素質(zhì)，而且推動(dòng)了我國聾人教育事業(yè)的發(fā)展。但由于聾人的生理障礙和接受信息的限制，傳統的以教師為主，教師掌握課堂主動(dòng)的聾生教育模式，阻礙了聾人學(xué)生個(gè)性的發(fā)揮和創(chuàng )意的產(chǎn)生。隨著(zhù)電子計算機和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，使得通過(guò)建設遠程教學(xué)網(wǎng)站來(lái)進(jìn)行網(wǎng)上教學(xué)成為可能。采用傳統工具設計出的系統，面臨更新困難，擴展性差、修改成本高的特點(diǎn)。為解決這一問(wèn)題，本文采用UML建模語(yǔ)言及對網(wǎng)站系統進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)建模，彌補傳統方法的不足。

1 UML語(yǔ)言簡(jiǎn)介

　　UML(Unified Modeling Language)是由聞名世界的面向對象技術(shù)專(zhuān)家Grady Booch，Jim Rum.baugh和IvarJacobson發(fā)起，在此前的Booch方法、OMT方法和DOSE方法的基礎上完成的。1997年11月17日，被對象管理組OMG(Object Management Group)采納為基于面向對象技術(shù)的標準建模語(yǔ)言。UML的重要性在于知識表示方面，他提供了一系列標準化的圖形符號，融入了軟件工程領(lǐng)域的新思想、新方法和新技術(shù)。UML適用于對具有靜態(tài)結構和動(dòng)態(tài)行為的系統進(jìn)行建模。其中靜態(tài)結構定義了系統中的重要對象的屬性和操作以及這些對象之間的相互關(guān)系；而動(dòng)態(tài)行為定義了對象的時(shí)間特性和對象為完成目標而相互進(jìn)行通信的機制，描述了靜態(tài)圖中結構性元素之間的交互，是對系統變化部分的表示。

2 基于UML的聾人高等教育網(wǎng)站的系統分析與設計

　　現在采用UML設計系統時(shí)一般順序為：首先是系統需求收集初步形成類(lèi)圖、用例圖等；其次根據收集的需求信息建立系統的詳細靜態(tài)模型，并構造系統的結構；第三步是描述對象的狀態(tài)和交互等系統的行為。最后才是開(kāi)發(fā)、測試、部屬。其中在前兩步所建立的模型都是靜態(tài)的，包括用例圖、類(lèi)圖(包含包)、對象圖、組件圖和部屬圖等5個(gè)圖形，是統一建模語(yǔ)言UML的靜態(tài)建模機制。而第三步中所建立的模型包括可以執行，或者表示執行時(shí)的時(shí)序狀態(tài)或交互關(guān)系。他包括狀態(tài)圖、活動(dòng)圖、順序圖和合作圖等4個(gè)圖形，是統一建模語(yǔ)言UML的動(dòng)態(tài)建模機制。

2.1 系統需求收集

　　系統開(kāi)發(fā)過(guò)程的起點(diǎn)是獲得對客戶(hù)業(yè)務(wù)過(guò)程的理解開(kāi)發(fā)過(guò)程的起點(diǎn)是獲得對客戶(hù)業(yè)務(wù)過(guò)程的理解，特別是獲得要使用目標系統的客戶(hù)的理解，本系統通過(guò)UML的活動(dòng)圖和泳道圖來(lái)反映聾人教育網(wǎng)站的主要業(yè)務(wù)。圖1是試卷生成活動(dòng)圖，圖2是招待1名聾生業(yè)務(wù)過(guò)程的泳道圖。

　　圖1的試卷生成活動(dòng)圖反映了教師生成試卷的整個(gè)過(guò)程。教師登錄試卷生成界面，選擇所生成試卷的科目，并輸入試卷總分、題型、分值分布、時(shí)間分布以及有效期，最后提交，則系統根據剛才教師輸入的條件從題庫中自動(dòng)選題生成試卷，如想繼續生成則選擇繼續，不想可直接退出。由圖2的泳道圖可看出，學(xué)生來(lái)到學(xué)校首先看到招生專(zhuān)業(yè)介紹，然后參加體檢，報名交費后復習，然后由教務(wù)處安排考試。教師閱卷后，學(xué)生可查詢(xún)成績(jì)，被招生處錄取后，獲得錄取通知書(shū)。然后到學(xué)校報到，報到后首先到學(xué)生處注冊登記，然后進(jìn)行聽(tīng)力檢測，合格后方能取得學(xué)籍，否則退學(xué)。取得學(xué)籍后由教務(wù)處發(fā)放教材，參加手語(yǔ)學(xué)習和課程學(xué)習，期間有教師授課答疑，教務(wù)處安排考試，學(xué)生可查詢(xún)成績(jì)，成績(jì)合格可畢業(yè)，不合格繼續學(xué)習。圖1，圖2展示了系統的主要業(yè)務(wù)，反映系統的主要需求情況。

2.2 系統的靜態(tài)模型設計

　　UML的靜態(tài)建模機制主要包括用例圖(Use case diagram)、類(lèi)圖(Class diagram)、對象圖(Object diagram)、包(Package)、構件圖(Component diagram)和部署圖(Deployment diagram)。用例圖(Use Diagram)用于對系統進(jìn)行需求分析，對系統提供給外界的功能進(jìn)行建模；類(lèi)圖(aass Diagram)描述系統中類(lèi)的相互關(guān)系；對象圖表示在某一時(shí)刻類(lèi)的具體實(shí)例和這些實(shí)例之間的具體連接關(guān)系；構件圖(Component Diagram)顯示一組組件及他們之間的關(guān)系；部署圖(Deployment Diagram)顯示進(jìn)行處理的節點(diǎn)和在節點(diǎn)活動(dòng)的組件的配置。

　　圖3的系統頂層用例圖是由前面的需求分析得來(lái)的，系統的主要參與者是學(xué)生、教師和系統管理員。在所有的用例中，聊天、注冊和留言是通用的用例，除此之外系統管理員負責系統維護、用戶(hù)管理，教師負責試卷管理、發(fā)布資料、學(xué)生管理、手語(yǔ)學(xué)習，學(xué)生能進(jìn)行課程學(xué)習、網(wǎng)上考試、觀(guān)看視頻和手語(yǔ)學(xué)習。由圖3的用例圖可確定系統的主要類(lèi)有：教師、學(xué)生、系統管理員、教學(xué)管理員、學(xué)生管理員，學(xué)生檔案，教師檔案和試卷，由于篇幅所限本文只給出了試卷的類(lèi)圖(如圖4所示)。在這個(gè)類(lèi)圖中，最上面是類(lèi)名試卷，中間是類(lèi)的屬性即卷面總分、題型分布、分值分布、考試時(shí)間、有效期、正確答案和考生答案，最下面是類(lèi)的操作包括自動(dòng)判卷和記錄用戶(hù)成績(jì)。

2.3 系統的動(dòng)態(tài)模型設計

　　系統動(dòng)態(tài)行為模型由順序圖、協(xié)作圖、狀態(tài)圖、活動(dòng)圖等表達。其中狀態(tài)圖描述類(lèi)的對象所有可能的狀態(tài)以及事件發(fā)生時(shí)狀態(tài)的轉移條件；順序圖顯示對象之間的動(dòng)態(tài)合作關(guān)系，他強調對象之間消息發(fā)送的順序，同時(shí)顯示對象之間的交互；協(xié)作圖描述對象間的協(xié)作關(guān)系，協(xié)作圖跟順序圖相似，顯示對象間的動(dòng)態(tài)合作關(guān)系，但兩者的側重點(diǎn)不一樣，順序圖著(zhù)重體現交互的時(shí)間順序，協(xié)作圖主要表示對象與對象之間的連接；活動(dòng)圖描述滿(mǎn)足用例要求所要進(jìn)行的活動(dòng)以及活動(dòng)間的約束關(guān)系。圖5是學(xué)生考試的順序圖。從這個(gè)順序圖中可看出參加考試過(guò)程有以下幾個(gè)對象類(lèi)：考生、功能選擇、登錄表單、科目選擇和試卷表單?？忌紫冗M(jìn)入網(wǎng)站系統進(jìn)行功能選擇，然后選擇網(wǎng)上考試，系統會(huì )自動(dòng)出現登錄表單，學(xué)生發(fā)送登錄信息，如信息錯誤系統會(huì )提示信息錯誤返回登錄表單，如正確則進(jìn)入科目選擇表單?？颇窟x擇后，進(jìn)入試卷表單，然后是學(xué)生答題、提交試卷，提交后系統自動(dòng)閱卷并顯示成績(jì)，最后學(xué)生看到成績(jì)后退出系統。

3 系統功能模塊設計

　　通過(guò)上面基于UML的需求收集和分析，形成了本網(wǎng)站系統的組織結構圖(如圖6所示)。本系統由8個(gè)功能模塊組成，分別為網(wǎng)絡(luò )教學(xué)、手語(yǔ)學(xué)習、學(xué)生管理、教學(xué)管理、作品展示、聾院簡(jiǎn)介、在線(xiàn)交流和新聞信息發(fā)布。

　　網(wǎng)絡(luò )教學(xué)模塊能實(shí)現學(xué)生的遠程網(wǎng)絡(luò )學(xué)習、網(wǎng)上在線(xiàn)考試等，教師能發(fā)布資料，教師和學(xué)生能進(jìn)行網(wǎng)上互動(dòng)交流；手語(yǔ)學(xué)習模塊是為學(xué)生學(xué)習手語(yǔ)而設，學(xué)生能從此模塊學(xué)到中外手語(yǔ)，并能下載中國手語(yǔ)書(shū)的電子版；教學(xué)管理模塊是為教學(xué)管理人員管理教學(xué)而設，主要能進(jìn)行教師檔案管理、成績(jì)管理、考試和課程安排；學(xué)生管理模塊是為學(xué)生管理人員進(jìn)行學(xué)生管理而設，主要能進(jìn)行學(xué)生檔案管理，學(xué)生考勤和學(xué)生活動(dòng)管理；作品展示模塊專(zhuān)門(mén)用來(lái)展示聾人作品，包括藝術(shù)作品和計算機設計作品以及設計成果展覽等；聾院簡(jiǎn)介模塊是對聾院作簡(jiǎn)單介紹，讓別人了解聾人高等教育，宣傳聾人高等教育，以便促進(jìn)聾人高等教育的進(jìn)一步發(fā)展；在線(xiàn)交流模塊實(shí)現師生間的互動(dòng)交流，能實(shí)現簡(jiǎn)單的聊天和留言功能；新聞信息發(fā)布實(shí)現對聾院重大事件以及招生信息的及時(shí)發(fā)布，對最新和最重要的新聞信息實(shí)現滾動(dòng)播出。

4 UML建模工具的選擇

　　UML的模型主要是通過(guò)多種UML圖來(lái)表達的，如果僅靠手工，要正確一致地處理好他們并不是很簡(jiǎn)單的事情。目前有一些CASE工具可以幫助創(chuàng )建和管理UML模型。這樣，就可以將更多的精力投入到分析和設計中，而不是繁瑣的畫(huà)圖工作中。

　　在UML建模工具中，UML的主要開(kāi)發(fā)者Rational公司開(kāi)發(fā)的Rational Rose是最著(zhù)名的一個(gè)。Rose支持UML的所有建模元素，同時(shí)也支持Booch和OMT標記。Rose還能支持關(guān)系型數據庫邏輯模型的生成，包括：Oracle，Sybase，SQL Serve和ANSISQL等。Visio是微軟的UML的建模工具。傳統上的Visio以繪圖方便、簡(jiǎn)單易學(xué)而聞名。但現在，他增加UML1.2的全面支持，從而使他也成為一個(gè)輕量級的UML建模工具。

　　2種工具比較起來(lái)，雖然Rational Rose比較專(zhuān)業(yè)，但Visio方便簡(jiǎn)單，而功能也很全，能在一種圖中使用另一種圖的圖標，這樣能建立混合圖，因此他是比較靈活的建模工具，所以在系統中采用的是Visio。

5 結 語(yǔ)

　　聾人高等教育網(wǎng)站系統充分利用網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)勢，實(shí)現網(wǎng)上考試、網(wǎng)上學(xué)習以及網(wǎng)上管理的自動(dòng)化，極大地方便了聾人的學(xué)習，彌補了失聰帶給他們的學(xué)習損失。本系統使用UML為系統建立動(dòng)、靜態(tài)模型，提高了系統的穩定性、可維護性和可重復性，加速了軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程，并為不同背景、不同領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)人員以及用戶(hù)提供一條標準的交流途徑。