铁路监理业务处理模型的需求分析

第一章 面向对象技术方法及系统开发环境

在程序设计的发展历史中，面向对象程序设计的出现是一个重要的里程碑，从 20 世纪 90 年代开始直到现在，它仍是软件开发方法的主流。它的诞生是社会发展的产物，也是历史的必然。在面向对象程序设计语言里，提出了类和对象的概念，数据和处理数据的方法紧密的结合在一起，形成类，将类实例化，就是对象。对象是人民要进行研究的任何事物，从地上走的的、水里游的、天上飞的等实体到实数、自然数等抽象的事物，都可以人为看成是对象。面向对象技术能较好地反映问题域中的事物，同时它还支持代码复用，为后继工作的开展和类似软件的开发开了一个好头。在面向对象的世界中，不再考虑数据结构和功能函数，只需关注对象就可以了。
面向对象的编程方式具有封装性、继承和多态等特性。1．封装类是属性和方法的集合，为了实现某项功能而定义类后，开发人员并不需要了解类体内每句代码的具体含义，只要通过对象来调用类内某个属性或方法即可实现某项功能，这就是类的封装性。比如，使用计算机时，并不需要将其拆开了解每个部件的具体用处，用户只要按下主机箱的 power 按钮就可以启动计算机，在键盘上敲打就可以将文字输入其中，但对于计算机的内部构造，用户可能根本不了解，这就是封装的具体表现。2．继承继承能够根据已有类派生一个新类，称之为子类。子类默认会继承父类中除 private类之外的任何成员。任何一个面向对象语言都提供了继承的功能。比如我们平时会说：“这个孩子长的和他妈妈真像”，这就是继承。3．多态类的多态性指不同的类进行同一操作可以有不同的行为。例如，定义一个火车类和一个汽车类，火车和汽车都可以移动，说明两者在这方面可以进行相同的操作，然而，火车和汽车移动的行为是截然不同的，因为火车不许在铁轨上行驶，而汽车在公路上行驶，这就是类多态性的形象比喻。
正是因为面向对象编程方法有这许多不同于面向过程编程方法的特性，所以在具体应用中，我们选择了面向对象技术，综合其原因，可归结为以下几点：1．因为面向对象技术的系统结构接近我们生活的环境，所以其能够方便、快捷、又非常准确地表现现实世界。2．因为对类的实例——对象的说明定义和实现不是在一起进行的，是松散耦合的，这样可以提高软件系统的可靠性，软件的可维护性也大大加强了。3．因为继承性，这可以使编码具有可扩展性和可重用性。我们可以在子类中继承需要的属性或者操作，亦可以增加父类中没有的属性或操作，还可以删除没用的属性或操作，方便可行。
因此，面向对象方法更能方便的表现系统需求，极大限度的符合我们开发系统所需要的技术支持，并且能够适应后期信息与功能不断变化来改变系统，增强了系统的可维护性。

1.1 面向对象的研究方法
从上个世纪六十年代 Simula 语言的问世到现在，面向对象程序设计方法已经走过了四十多个年头了。这种方法对软件行业的贡献有目共睹，发展的日新月异，面向对象的开发方法也似雨后春笋般相继出现，现将其中几种典型的方法作一个简介和比较。(1)Booch 方法是 Grady Booth 于 1983 年开始研究的。Booch 方法的过程包括以下步骤：在给定的抽象层次上识别类和对象；识别这些对象和类的语义；识别这些类和对象之间的关系；实现类和对象[5]。Booch 方法里面有很多符号来表示不同的图，比如类图中的类结构、对象图中的对象结构都可以用静态视图来表示，状态转移图中的类结构、时态图里的对象结构都可以用动态视图来表示，模块图可以用来表示模块体系结构，进程体系结构就可以用进程图来表示。Booch 方法在设计的开始阶段可以用符号体系的一个子集，在其后的设计过程中不断地添加细节。
每一个符号体系还有一个用主要结构的描述模板组成的一个文本的形式。虽然符号体系的语法和语义没有特别严格、规范的定义，但有大量的图符定义确是不争的事实。(2)OMT 方法OMT 方法是由 Rumbaugh 等人提出的。OMT 方法是一种思考问题的方法，而不仅仅是一种编程技术。他们认为面向对象方法就是利用面向对象技术来描述现实世界中的真实事物。OMT 方法包含四个步骤：分析、系统设计、对象设计和实现。这种方法是一种抽象的方法，也就是通过围绕着真实世界的概念建立的模型来思考问题。这些模型包括：对象模型、动态模型和功能模型。对象模型代表了系统静态的结构；动态模型代表了系统随时间变化的、行为的、控制的方面；功能模型代表了系统的功能的方面。OMT方法提供了一组可以分析、系统设计、对象设计和实现面向对象的概念及图形符号，同样的，它可以应用宇整个软件的开发过程。OMT 在许多重要观念上受到了关系数据结构库设计的影响。
从 OMT 到关系数据结构库设计的转换在 OMT 方法中都有详尽的描述。总的来说，OMT 是一种比较完善和有效的分析与设计方法。(3)Jacobson 方法Jacobson 方法即 OOSE(Object-Oriented Software Engineering)方法是 Ivar Jacobson 在1992 年提出的一种使用事例驱动的面向对象开发方法。Jacobson 方法是从目标系统的输入、输出数据结构入手，导出程序框架结构，再补充其他细节，就可得到完整的程序结构图。这一方法对输入、输出数据结构明确的中小型系统特别有效，如商业应用中的文件表格处理。Jackson 方法也可与其他方法结合，用于模块的详细设计。Jackson 方法有时也称为面向数据结构的软件设计方法比较上面介绍的几种建模方法，Booch 方法在系统设计和实现阶段有非常强大的表达能力，相对来说更适用于工程应用；Jacobson 方法对输入、输出数据结构明确的中小型系统特别有效；OMT 在分析阶段的表达能力很强，适于数据集中的信息系统应用。OMT 方法并不是最新的方法，一种叫做 UML(Unified Modeling Language，统一建模语言或标准建模语言)的方法目前已经开始成为面向对象的工业标准，UML 的出现并不意味着 OMT 的完全过时，它也是以 OMT 为基础产生的。目前，OMT 方法已成功地应用于很多大型的软件项目中。在计算机领域，最新的技术不一定就是最成熟、最完善的技术。后面会详细介绍本文采用的建模方法——UML（统一建模语言）。
 
   1.2 统一建模语言UML ....................18-22
    1.3 系统的开发环境 ....................22-25
    1.4 本章小结 ....................25-26
第二章 铁路监理业务的分析 ....................26-31
    2.1 铁路工程监理业务的描述与分析 ....................26-27
    2.2 监理机构组织形式与职能分析 ....................27-29
    2.3 铁路监理业务处理模型的需求分析 ....................29-30
    2.4 本章小结 ....................30-31
第三章 铁路监理业务处理模型 ....................31-42
    3.1 系统用例模型的建立 ....................31-37
    3.2 系统类与对象模型的建立 ....................37-41
        3.2.1 系统对象类的确定 ....................38
        3.2.2 对象类关联分析 ....................38-39
        3.2.3 系统对象类图的建立 ....................39-41
    3.3 本章小结 ....................41-42
第四章 铁路监理业务处理系统 ....................42-54
    4.1 应用背景分析 ....................42
    4.2 系统的体系结构 ....................42-43
    4.3 系统数据库设计 ....................43-52
    4.4 系统安全策略 ....................52-53
    4.5 本章小结 ....................53-54
第五章 系统应用效果分析 ....................54-60
    5.1 铁路监理业务处理系统的特点 ....................54-55
    5.2 系统应用效果分析 ....................55-59
    5.3 本章小结 ....................59-60

结 论

论文完成的主要工作包括以下方面：1. 在软件开发方法上采用了面向对象开发方法，利用面向对象的概念和思想为软件需求建立模型，进行系统设计，完成系统实现。并借助于 UML 统一建模语言，建立铁路监理业务处理系统模型。2.由于采用了 UML 建模工具，系统的开发是以用例驱动开发过程，以系统结构为中心，从而具有良好的开发模式。3、在数据库配置方面，实现数据库服务的高可用性，从物理架构和实体数据库设计两个方面解决数据库访问效率问题，保证后台数据库应用的安全性。4.人性化的界面设计，适用的产品功能设计与合理的功能布局，能够轻松地学习和掌握。系统在使用权限上做了周密而细致的考虑，每种权限都可以单独赋予某个使用者，而且使用者管理的工程也可以单独赋予，保障系统使用的安全。用户只能行使管理员赋予的权限，并且只能够在指定的工程下生产资料和查看资料。
工程相关的固定信息如工程的工程名称、监理单位、施工单位、建设单位等其它信息系统可以直接填写到指定的表格项中，提高表格的填写效率和填写准确性。系统最大限度的解放资料管理者的生产力，使资料的整理更加迅速和规范，并且减少资料整理者的手工劳动，避免简单重复的劳动，提高工作效率。和工程相关的资料都可以作为附件集中管理，集中放在服务器上分类管理，使管理更加清晰，而且实现信息共享，有权限的人可以随时查阅和统计其它的资料信息。

参考文献

[1] 编委会．铁路工程监理指导手册[M]．北京：工程技术出版社，2007，1~15．
[2] 编委会．工程建设监理概论[M]．北京：知识产权出版社，2002，12．
[3] 王焮，王冬海，王嘉兴．大型信息工程监理研究[J]．电子产品可靠性与环境试验，2009，4．
[4] 于风秋．关于大型信息工程监理的探讨[J]．经营管理者，2010，1．
[5] 夏智明．浅谈信息系统工程监理之“五控五管一协调”[J]．企业家天地（理论版）2011，8．
[6] 王柯青．通信工程施工监理项目信息化管理架构及实现[J]．科技风，2011，4．
[7] 绍维忠，杨芙清．面向对象的系统分析[M]．北京：清华人学出版社．2006，64~8l．
[8] 冯博琴等译．面向对象分析与设计[M]．北京：机械工业山版社．2003．
[9] 杨鑫．工程项目施工管理方法及应用研究[D]．北京：北京交通大学，2007．
[10]郭编．UML 及建模[M]．北京：清华大学出版社．2007，23~40．