Ứng dụng UML trong phân tích, thiết kế hệ thống quản lý sinh viên nội trú tại trường Đại học Tây Bắc

Trong bài báo này, chúng tôi tìm hiểu quy trình quản lý sinh viên nội trú, tìm hiểu về Unified Modeling Language (UML), ứng dụng UML để phân tích, thiết kế hệ thống quản lý sinh viên nội trú tại Trường Đại học. Quá trình phân tích, thiết kế gồm các bước: khảo sát thực tế, tìm kiếm các tác nhân, các use case, các lớp để xây dựng các biểu đồ use case, biểu đồ lớp, biểu đồ trạng thái, biểu đồ trình tự, biểu đồ thành phần và biểu đồ triển khai. Chúng tôi cũng tìm hiểu phần mềm Rational Rose để thiết kế, xây dựng các biểu đồ UML.

TẠP CHÍ KHOA HỌC – ĐẠI HỌC TÂY BẮC Khoa học Tự nhiên Cơng nghệ Hồng Thị Lam, Hồng Văn Quỳnh (2020) (20): 104 - 109 ỨNG DỤNG UML TRONG PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUẢN LÝ SINH VIÊN NỘI TRÚ TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC Hoàng Thị Lam1, Hoàng Văn Quỳnh2 Trường Đại học Tây Bắc, 2Trường Cao đẳng Sơn La Tóm tắt: Trong báo này, chúng tơi tìm hiểu quy trình quản lý sinh viên nội trú, tìm hiểu Unified Modeling Language (UML), ứng dụng UML để phân tích, thiết kế hệ thống quản lý sinh viên nội trú Trường Đại học Q trình phân tích, thiết kế gồm bước: khảo sát thực tế, tìm kiếm tác nhân, use case, lớp để xây dựng biểu đồ use case, biểu đồ lớp, biểu đồ trạng thái, biểu đồ trình tự, biểu đồ thành phần biểu đồ triển khai Chúng tơi tìm hiểu phần mềm Rational Rose để thiết kế, xây dựng biểu đồ UML Từ kết phân tích, thiết kế, chúng tơi xây dựng thành công phần mềm quản lý sinh viên nội trú Phần mềm giúp nâng cao chất lượng công tác quản lý sinh viên nội trú Trường Đại học Tây Bắc, tra cứu số liệu xác, giảm sai sót, tìm kiếm thơng tin nhanh chóng, giảm bớt công việc, thao tác thủ công cán quản lý Từ khóa: Phân tích, thiết kế, hệ thống quản lý sinh viên nội trú, phần mềm Đặt vấn đề Ban quản lý Khu nội trú Trường Đại học Tây Bắc đơn vị chịu trách nhiệm công tác tổ chức, quản lý sinh viên nội trú, nhằm đảm bảo an ninh, an toàn mặt cho sinh viên nội trú Ban quản lý Khu nội trú quản lý khu nhà tầng, với số lượng 426 phịng, phục vụ 3000 chỗ cho sinh viên Các phòng có cơng trình phụ khép kín đầu tư trang thiết bị cần thiết, đáp ứng yêu cầu ăn ở, sinh hoạt học tập sinh viên Vì lý đó, phần lớn sinh viên học tập Trường đăng ký vào nội trú, nơi khơng có chi phí th phịng thấp mà cịn mơi trường học tập rèn luyện an toàn cho sinh viên Qua khảo sát, chúng tơi nhận thấy tồn hoạt động nghiệp vụ Ban quản lý Khu nội trú quản lý, điều hành thủ cơng, gây khó khăn cơng tác quản lý, tìm kiếm tra cứu thơng tin, đòi hỏi lượng lớn cán tham gia quản lý Việc ứng dụng công nghệ thông tin vào hoạt động nghiệp vụ Ban quản lý khu nội trú Trường Đại học Tây Bắc chưa thực đem lại hiệu cao, đặc biệt chưa có phần mềm hỗ trợ cơng tác quản lý xử lý thông tin nghiệp vụ Để nâng cao hiệu quả, chất lượng công tác quản lý sinh viên nội trú, việc ứng dụng công nghệ thông tin vào 104 hoạt động quản lý sinh viên nội trú quan trọng cần thiết Từ thực tế yêu cầu đặt ra, nghiên cứu, tìm hiểu UML, ứng dụng để phân tích, thiết kế hệ thống quản lý sinh viên nội trú Trường Đại học Tây Bắc Từ kết phân tích, thiết kế, chúng tơi tiến hành xây dựng phần mềm quản lý sinh viên nội trú Trường Đại học Tây Bắc Phương pháp nghiên cứu 2.1 Tìm hiểu quy trình nghiệp vụ quản lý sinh viên nội trú Trường Đại học Tây Bắc Hệ thống quản lý sinh viên nội trú Trường Đại học Tây Bắc thực công tác nghiệp vụ sau: - Quản lý sinh viên nội trú, bao gồm: quản lý sinh viên, tiếp nhận đăng ký phòng xếp phòng cho sinh viên, quản lý hợp đồng thuê phòng, quản lý thẻ nội trú, theo dõi quản lý việc thực nội quy sinh viên nội trú [2] - Quản lý phòng trang thiết bị thuộc khu nội trú, bao gồm: quản lý khu nhà, quản lý phòng khu nhà, quản lý thiết bị, phân bổ thiết bị cho phòng, phân bổ thiết bị cho khu nhà [2] - Quản lý tiền phòng, tiền điện nước khoản thu dịch vụ khác sinh viên nội trú [2] - Thống kê, báo cáo định kì 2.2 Xác định yêu cầu hệ thống Hệ thống cần xây dựng phải đáp ứng yêu cầu sau: - Là hệ thống tích hợp, đồng bộ, đảm bảo hoạt động quản lý sinh viên nội trú thống nhất, giúp tìm kiếm, tra cứu thơng tin nhanh, xác, giảm chi phí quản lý, đáp ứng yêu cầu nghiệp vụ cán quản lý khu nội trú sinh viên - Hệ thống thiết kế theo hướng mở rộng, phù hợp với mơ hình quản lý sinh viên nội trú Trường Đại học Tây Bắc thời điểm tương lai 2.3 Nghiên cứu, tìm hiểu phương pháp phân tích, thiết kế hệ thống hướng đối tượng UML Hiện có nhiều phương pháp phân tích, thiết kế hệ thống sử dụng, phổ biến phương pháp phân tích, thiết kế hệ thống hướng chức phương pháp phân tích, thiết kế hệ thống hướng đối tượng Phân tích, thiết kế hệ thống theo cách tiếp cận hướng đối tượng có ưu điểm việc xây dựng hệ thống phức tạp, việc phát triển phần mềm theo cách tiếp cận hướng đối tượng đem lại phần mềm chất lượng cao, tin cậy, dễ mở rộng tái sử dụng dễ dàng [1] Một số phương pháp phân tích, thiết kế hướng đối tượng phổ biến phương pháp Booch, OMT (Object Modeling Technique), OOSE (Object Oriented Software Engineering)/Objectory, Fusion Coad/Yourdon Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng, có ký pháp, tiến trình cơng cụ hỗ trợ riêng nên người sử dụng khó khăn việc chọn phương pháp phù hợp Hơn nữa, phương pháp có ký hiệu riêng gây nhầm lẫn ký hiệu mang ý nghĩa khác phương pháp Các tác giả phương pháp hợp tác tạo phương pháp lấy tên Unified Modeling Language – UML (Ngơn ngữ mơ hình hóa thơng nhất) [1], dựa vào việc hợp ký hiệu sử dụng phân tích, thiết kế phương pháp đó, ký hiệu UML có ngữ nghĩa chặt chẽ hiểu nhiều cơng cụ khác 2.4 Phân tích, thiết kế hệ thống quản lý sinh viên nội trú Trường Đại học Tây Bắc sử dụng ngơn ngữ mơ hình hóa thống UML Việc ứng dụng UML phân tích, thiết kế hệ thống quản lý sinh viên nội trú Trường Đại học Tây Bắc giúp hiểu rõ hệ thống cần xây dựng hai khía cạnh động tĩnh, biểu đồ UML tạo nên cách nhìn bao quát đầy đủ hệ thống, từ dễ dàng việc triển khai lập trình bảo trì, nâng cấp hệ thống Chúng tơi tiến hành phân tích, thiết kế hệ thống quản lý sinh viên nội trú Trường Đại học Tây Bắc theo bước sau: Bước 1: dựa tập yêu cầu ban đầu, xác định tác nhân (actor), use case mối quan hệ use case, từ xây dựng biểu đồ use case Bước 2: xác định lớp, thuộc tính, số phương thức mối quan hệ lớp, từ xây dựng biểu đồ lớp Bước 3: xác định trạng thái chuyển tiếp trạng thái hoạt động đối tượng thuộc lớp đó, từ xây dựng biểu đồ trạng thái Bước 4: mô tả chi tiết hoạt động use case dựa kịch có lớp xác định, từ xây dựng biểu đồ trình tự Bước 5: tiếp tục hoàn thiện biểu đồ lớp bao gồm bổ sung lớp, thuộc tính cịn thiếu, dựa biểu đồ trình tự để xác định phương thức mối quan hệ lớp, từ xây dựng biểu đồ lớp chi tiết Bước 6: xác định kiến trúc hệ thống cách xác định thành phần hệ thống, thiết bị cần thiết để triển khai hệ thống, từ xây dựng biểu đồ thành phần biểu đồ triển khai Bước 7: thiết kế liệu hệ thống dựa vào yêu cầu thu thập biểu đồ lớp xây dựng giai đoạn phân tích 2.5 Tìm hiểu phần mềm Rational Rose để thiết kế, xây dựng biểu đồ UML 105 Hiện có nhiều phần mềm hỗ trợ phân tích, thiết kế hệ thống hướng đối tượng sử dụng UML, Rational Rose phần mềm sử dụng rộng rãi với nhiều tính ưu việt Rational Rose dùng để lập mơ hình hệ thống trước viết mã trình, cho phép đặc tả đối tượng, xây dựng biểu đồ UML hỗ trợ phát sinh tự động mã nguồn chương trình theo ngơn ngữ lập trình lựa chọn C++, Java, Visual Basic, … [1] Trong khuôn khổ đề tài này, sử dụng phiên miễn phí Rational Rose để xây dựng biểu đồ UML, vấn đề cài đặt chương trình chúng tơi sử dụng ngơn ngữ lập trình hướng đối tượng C# Kết thảo luận 3.1 Biểu đồ use case tổng quát hệ thống Biểu đồ use case sử dụng để mô tả tương tác tác nhân (actor) use case hệ thống Một use case biểu diễn chức xác định hệ thống Một tác nhân đối tượng bên hệ thống tương tác trực tiếp với use case, tác nhân cung cấp tài khoản mật riêng để đăng nhập vào hệ thống thực chức nghiệp vụ Hình trình bày tác nhân use case hệ thống quản lý sinh viên nội trú Hình Biểu đồ use case tổng quát Để quản lý thơng tin sinh viên nội trú, thơng tin phịng thiết bị, tác nhân Bộ phận quản lý sinh viên tương tác với use case Quản lý sinh viên nội trú, Quản lý phòng, Quản lý thiết bị Để quản lý thông tin sử dụng điện nước, thông tin sử dụng dịch vụ sinh viên nội trú, tác nhân Bộ phận kỹ thuật tương tác với use case Quản lý điện nước, Quản lý dịch vụ 106 Để thu khoản phí sinh viên nội trú, thống kê khoản phí hồn trả khoản phí sinh viên lý hợp đồng, tác nhân Bộ phận tài tương tác với use case Thu khoản phí, Thống kê khoản phí Để quản lý thông tin cán bộ, quản lý quyền phân quyền sử dụng cho cán bộ, thực thống kê, báo cáo cần thiết, tác nhân Ban quản lý khu nội trú tương tác với use case Quản lý cán bộ, Thống kê báo cáo 3.2 Biểu đồ lớp Lớp mô tả tập đối tượng có chung thuộc tính, phương thức mối quan hệ với đối tượng khác Ta tìm lớp từ danh từ văn mơ tả tốn tài liệu đặc tả use case Trong UML, lớp biểu diễn hình chữ nhật có ba ngăn, ngăn chứa tên lớp, ngăn thứ chứa thuộc tính lớp ngăn thứ chứa phương thức lớp [1] Biểu đồ lớp giúp người phát triển quan sát, lập kế hoạch cấu trúc hệ thống trước viết mã trình Hình Hình trình bày lớp hệ thống quản lý sinh viên nội trú, đường nối lớp thể mối quan hệ (sự cộng tác) lớp nhằm thực chức hệ thống Để ngắn gọn, biểu đồ lớp lược bỏ phương thức lớp, giữ lại tên lớp thuộc tính lớp Hình Biểu đồ lớp liên quan đến sinh viên Hình Biểu đồ lớp liên quan đến phòng thiết bị 107 3.3 Biểu đồ trạng thái Biểu đồ trạng thái diễn tả quy luật thay đổi trạng thái hành vi đối tượng tuỳ thuộc vào kiện xảy đến với Thơng thường xây dựng biểu đồ trạng thái cho vài đối tượng lớp có nhiều hành vi động hệ thống [1] Dưới biểu đồ trạng thái xây dựng cho đối tượng sinh viên Hình Biểu đồ trạng thái Từ trạng thái bắt đầu, sinh viên gửi thông tin đăng ký vào nội trú, thông tin sinh viên lưu trữ sở liệu Sinh viên chờ xét duyệt xếp phòng, xếp vào phịng trạng thái sinh viên Sinh viên xin chuyển bị buộc ngồi trạng thái sinh viên chuyển kết thúc 3.4 Thiết kế liệu hệ thống Dựa yêu cầu thu thập biểu đồ lớp xây dựng giai đoạn phân tích, chúng tơi tiến hành thiết kế liệu hệ thống quản lý sinh viên nội trú Trường Đại học Tây Bắc Các liệu tổ chức, lưu trữ, quản lý cách khoa học có tính hệ thống, giúp cho việc xử lý thơng tin nhanh, xác, dễ dàng thực thao tác tìm kiếm, thống kê, báo cáo cần thiết Các liệu cần quản lý lưu trữ bao gồm liệu sau: - Các liệu liên quan đến sinh viên: Sinh viên, Lớp, Khoa, Dân tộc, Đối tượng ưu tiên, Hợp đồng nội trú, Thẻ nội trú - Các liệu liên quan đến phòng thiết bị: Khu nhà, Phòng, Loại phòng, Thiết bị, Loại thiết bị, Thiết bị phòng, Thiết bị khu nhà - Các liệu liên quan quản lý đến điện 108 nước: Danh mục điện nước, Thông tin sử dụng điện nước phòng - Các liệu liên quan đến tài chính: Danh mục khoản phí nội trú, Phiếu thu tiền điện nước, Phiếu thu phí nội trú - Các liệu liên quan đến cán quản lý: Thông tin cán bộ, Quyền, Phân quyền Kết luận Chúng tơi tìm hiểu thực trạng quy trình quản lý sinh viên nội trú Trường Đại học Tây Bắc, tìm hiểu UML ứng dụng UML vào việc phân tích, thiết kế hệ thống quản lý sinh viên nội trú Từ kết phân tích, thiết kế, xây dựng thành công phần mềm quản lý sinh viên nội trú Trường Đại học Tây Bắc TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đặng Văn Đức, 2002, Phân tích thiết kế hướng đối tượng UML, NXB Giáo dục [2] Trường Đại học Tây Bắc, 2012, Quy chế quản lý, vận hành Khu nội trú Trường Đại học Tây Bắc xây dựng từ nguồn trái phiếu Chính phủ (Ban hành kèm theo Quyết định số: 113/ QĐ- ĐHTB ngày 19 tháng năm 2012 Hiệu trưởng Trường Đại học Tây Bắc) THE UNIFIED MODELING LANGUAGE APPLICATION FOR ANALYSIS AND DESIGN OF BOARDING STUDENT MANAGEMENT SYSTEM AT TAY BAC UNIVERSITY Hoang Thi Lam1, Hoang Van Quynh2 Tay Bac University, 2Son La College Abstract: in this article, we investigate the boarding student management process,the Unified Modeling Language (UML)and use UML application to analyse and design the boarding student management system at Tay Bac University The analysis and design process consist of these basic steps: fact survey, search for agents, use cases, classes to build use case diagrams, class diagrams, state chart diagrams, sequence diagrams, component diagrams, and deployment diagrams We alsoused Rational Rose software to design and build UML diagrams A boarding student management software was successfully built, based on the results of design and analysis The software will helpto improve boarding student management system quality at Tay Bac University, look up accuratedata, reduce mistakes, find information quickly and reduce the labor force of managers Keywords: Analysis, design, boarding student management system, software Ngày nhận bài: 28/4/2020 Ngày nhận đăng: 29/5/2020 Liên lạc: lamht@utb.edu.vn 109 ... thiết kế hệ thống quản lý sinh viên nội trú Trường Đại học Tây Bắc sử dụng ngôn ngữ mơ hình hóa thống UML Việc ứng dụng UML phân tích, thiết kế hệ thống quản lý sinh viên nội trú Trường Đại học Tây. .. quy trình quản lý sinh viên nội trú Trường Đại học Tây Bắc, tìm hiểu UML ứng dụng UML vào việc phân tích, thiết kế hệ thống quản lý sinh viên nội trú Từ kết phân tích, thiết kế, chúng tơi xây dựng... chi phí quản lý, đáp ứng yêu cầu nghiệp vụ cán quản lý khu nội trú sinh viên - Hệ thống thiết kế theo hướng mở rộng, phù hợp với mơ hình quản lý sinh viên nội trú Trường Đại học Tây Bắc thời