舒玉坤，张国祥

(1.湖北师范学院 数学与统计学院，湖北 黄石 435002;2.湖北师范学院 物理与电子科学学院，湖北 黄石 435002)

UML在储值卡收银管理信息系统建模中的应用与研究

舒玉坤1，张国祥2

(1.湖北师范学院 数学与统计学院，湖北 黄石 435002;2.湖北师范学院 物理与电子科学学院，湖北 黄石 435002)

面向对象的特点之一是抽象，通过提升抽象级别能够构造更强大、更复杂的系统。而采用UML建模能够把复杂的系统用可视化的语言直观地描述出来，使得用户更易理解，后期更易维护。以储值卡收银管理信息系统的开发为背景，探讨了UML在系统中的建模过程。实践表明统一建模语言能极大地提高系统的开发效率和成功率。

UML；储值卡；面向对象；建模

0 引言

统一建模语言UML(Unified Modeling Language)融合了Booch、Jacobson和Rumbaugh的共同理念，是一种标准的、被软件界广泛认可的、基于面向对象的可视化的建模语言。它定义了建立模型所需要的基本元素(如用例)和模型之间相互关系的规则，以及通过如何使用这些元素和规则绘制建模图形来描述现实世界[1]。UML贯穿于系统开发的各个阶段；UML核心视图[2]包括用例图、类图、包图、状态图、时序图、协作图、活动图、组件图以及部署图，用户可以根据系统的特点自由选择视图及模型[3]；UML通过将文字变成图形，使复杂的系统变得简单直观、易于理解，从而很容易发现被忽略了的问题，降低软件开发的风险，提高软件开发的质量。UML对系统的建模分为需求建模、设计建模和实施建模[4]。需求建模是通过需求调研分析，从客户的角度进行建模，其结果是得到系统用例图。设计建模是在系统需求分析的基础之上进行的静态与动态建模，分别得到类图、活动图、协作图等。实施建模是对系统的部署和配置建模，得到组件图和部署图。

随着大数据时代的来临，数据处理进入智能时代。储值卡因便捷、成本低廉成为一种重要的支付工具，可广泛应用于公共交通、超市、餐饮、文化娱乐、医疗卫生等行业。储值卡收银管理信息系统主要涉及创建客户、客户信息管理、收存流水账管理、操作员信息管理以及系统内部的信息传递，储值卡收银管理信息系统要求各个模块能准确及时地生成各种报表[5～7](如日报、月报)、客户能方便地查询各种明细以及能为管理人员采集企业运营信息、提供决策依据，从而提高企业的信息化管理水平。

1 系统建模

1.1需求建模

用例图(use case diagram)由参与者和用例组成，是我们了解系统的首要关口，是系统模型的核心，直接驱动后续模型的建立[8]。用例是建模最佳的迭代点，通过反复迭代得出系统的理想模型。对系统进行需求建模首先是明确用户的需求。

储值卡收银管理信息系统的需求目标是对顾客和商品信息进行管理、系统维护及管理、新建客户处理以及付款处理。这些需求目标都是系统用例。储值卡收银管理信息系统涉及的角色都位于系统边界之外，主要有客户和操作员。通过角色分析和需求分析后，抽象出储值卡收银管理信息系统的用例模型(如图1)。

图1 系统用例图

2.2设计建模

1)静态建模

类图(class diagram)用于描述系统中的类及其相互之间的各种静态结构关系，它是现实世界抽象对象的结构化、概念化、逻辑化描述。类图包括三个部分：类名称、属性和操作。类与类之间的关系有关联关系、依赖关系、扩展关系、实现关系、泛化关系和聚合关系等。

储值卡收银管理信息系统的部分简化实体类图如图2所示。图中有7个类，分别是收存流水账、客户明细、储值卡存款、操作员信息、日报统计和月报统计。它们主要有关联关系、依赖关系和聚合关系。图中虚箭线表示依赖关系，日报统计、月报统计均来自收存流水账；实线表示关联关系，如收存流水账必须来自相应的操作员收取，它必须与操作员信息类相关联；带空心小菱形箭头的实箭线表示聚合关系，月报统计类均来自日报统计类，而即使没有月报统计类，日报统计类依然存在。关联中的个数表示实体间的关系[9]。如1个客户的储值卡只审核1次，却有多次(包括零个)存款操作。同样，1个客户可以有多笔流水账。

2)动态建模

动态模型描述系统的动态行为，需特指一个静态模型，这样系统才算完整。动态模型有状态图(statechart diagram)、活动图(activity diagram)、时序图(sequence diagram)和协作图(collaboration diagram)。本文采用活动图和协作图来表达动态模型。

活动图描述实现某一目标需要执行的活动序列，它是一种从一个活动到另一个活动的流程图[10]。用例是参与者的一个目标，而活动图通过描述如何达到这个目标从而发现关键对象。活动图的核心元素有：

图2 简化实体类图

①活动图的起始范围。一个活动只有一个起始点但可以有一个或多个结束点。它可以对一个用例或多个用例进行建模。起始点用黑圆点表示，结束点用黑圆点外加圆圈表示。图3是对储值卡存款和支出进行流程建模，从登录系统开始到更新储值卡信息结束。

②活动。活动是处理流程中的执行单元，包括启动活动、执行活动、接收事件以及退出活动时要执行的动作。活动用椭圆带文字表示。图3中登录系统就是一个活动。

③同步。同步由起始同步和汇合同步组成，分别表示开始执行多个支流和多个支流同时汇合。同步用黑粗线表示。

④判断。当满足某一条件时转向执行不同的活动流程，起到决策作用。判断用菱形带文字表示。

⑤基本流。基本流是默认的、使用最频繁的流程分支。基本流用箭头表示。

图3 储值卡支存活动图

协作图侧重于描述对象之间的连接和交互，以及对象的职责和接口，通过显示对象之间如何互发消息来描述用例实现从而展示对象之间的关系结构。协作图中的主要UML元素有：

①对象。对象特指参与协作的对象，可以是它的类。该协作图涉及7个对象，分别是顾客、计算机、商品、购物单、储值卡、收存明细、客户明细(如图4)。

②对象关联。对象关联用直线连接两个对象，是临时关联。交互结束关联即消失。

③消息。消息由消息序号和消息内容构成，从一个对象指向另一个对象。消息序号表示通信顺序，由UML画图软件自动维护，不能手动更改。

2.3实施建模

部署模型又称实施模型，它包括软件和硬件两部分，其作用是定义组成系统的各个部件的物理结构，包括客户机、服务器以及其他硬件设备的安装和位置部署。通过部署模型，可以清晰直观地了解哪些软件部署到哪些硬件设备上来。储值卡收银管理信息系统采用Client/Server/DataBase构架，其部署模型如图5所示。图中客户端与应用服务器之间采取TCP/IP协议进行通信。

图4 购物模型协作图

图5 系统部署图

3 结语

通过面向对象的分析，采用UML对储值卡收银管理信息系统进行需求建模、静态建模、动态建模和实施建模，把不同的UML图应用于系统开发的不同阶段，从不同却相互联系的角度对系统进行建模，使系统模型更加清晰直观，从而帮助开发人员提高系统开发的效率。

[1]谭云杰.大象Thinking in UML[M].北京:中国水利出版社，2009.

[2]杨弘平,吕海华,李 波,等. UML基础、建模与设计实战[M].北京:清华大学出版社，2012.

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[9]张李义,孟庆玲,段 凌.电子商务系统的UML模型[J].武汉理工大学学报(信息与管理工程版),2004，26(4):94～96.

[10]张玲红,戎玫,张广泉.UML在运输业务管理系统建模中的应用[J].计算机工程与应用,2004,14:207～209.

TheapplicationandresearchoftheUMLmodelinginthestoragecardcashmanagementinformationsystem

SHU Yu-kun1, ZHANG Guo-xiang2

(1.College of Mathematics and Statistics, Hubei Normal University, Huangshi 435002,China;2. College of Physics and Electronic Science, Hubei Normal University,Huangshi 435002, China)

One of the features of Object-oriented is abstract, by raising the abstraction level to build the much more powerful and much more complex system. While the use of UML modeling can describe the complex system with visual graph, so that the user is easier to understand and the system can easier to maintain in the later period. In this paper, the whole modeling process of the UML is discussed in the Storage Card Cash Management Information System based on software application systems.Practice shows that the success rate and development efficiency of the system have risen maximumly with the Unified Modeling Language.

UML; storage card; object-oriented;modeling

2012—12—13

储值卡收银管理信息系统(网络版)的研究与开发(湖北省教育厅项目：CXY2009B033).

舒玉坤(1984— ),女，湖南怀化人，硕士研究生，主要从事微电子与信息技术安全研究.

TP312

A

1009-2714(2014)02- 0010- 05

10.3969/j.issn.1009-2714.2014.02.003