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基于UML的決策支持系統混合建模機制研究

發布時間:2015-11-30 10:39

摘 要:通過將統一建模語言(UML)引入決策支持系統(DSS)的開發中,達到規范開發過程、提高開發效率的目的。詳細探討了UML的靜態和動態建模機制及其在DSS開發過程中的混合應用,研究了DSS系統分析和系統設計階段的UML建模方法。

關鍵詞:統一建模語言,決策支持系統 系統建模
1、UML與決策支持系統
  決策支持系統(Decision Supporting System,DSS)是指具有輔助決策能力的高級計算機信息管理系統。該系統能幫助決策者其明確決策目標和識別決策問題,建立或修改決策模型,提供各種備選方案,并且對各種方案進行評價和優選,通過人機交互功能進行分析、比較和判斷,為正確決策提供必要的支持。
  DSS的開發過程大致可分為:系統分析階段、系統設計階段、編碼階段、測試階段和運行與完善階段。DSS成功與否很大程度上取決于決策者、信息管理者、系統開發者等各方人員的交流與協作,因此使用統一、容易理解的系統建模表述方式就顯得尤為重要。UML(Uniform Model Language,統一建模語言)正是這樣一種面向對象的建模機制。
2、 UML建模機制
  UML(Uniform Model Language,統一建模語言)是一種定義良好、功能強大的面向對象建模語言,它為軟件系統的設計與開發提供了豐富的模型,可對整個系統規劃進行全面、清晰的描述。UML適用于從需求分析至系統實施的軟件開發全過程,以圖形語言的形式對開發過程各個階段中的軟件產品進行可視化、詳述、構造和文檔化。
  UML的建模機制分為靜態和動態兩類。靜態機制采用用例圖、類圖、對象圖、包圖、構件圖和配置圖描述系統的系統的組織和結構模型。動態機制通過狀態圖、活動圖、協作圖和順序圖來描述系統的行為動作和各對象間的交互關系。
3、基于UML的DSS混合建模方法
  UML建模在DSS開發的每一個階段都具有重要的意義,尤其在系統分析和系統設計階段中獲得的應用最多,下面將重點分析這兩個階段中的對UML靜態和動態建模機制的混合應用方法。
3.1 DSS系統分析階段的UML建模
  一般來說,DSS系統應至少包含對話部件、數據部件和模型部件三個基本模塊。模塊的功能可用用例圖來描述。所謂用例,指的是一組場景的組合,每個場景又是一個對DSS進行操作的步驟序列。每個功能模塊中都可以包含多個用例,例如圖1中的模型部件包中就可以包含“新建模型”、“維護模型”、“刪除模型”、“檢索模型”、“保存模型”和“運行模型”等用例(見圖1)。用例間可能存在一定的關聯,例如:在“新建模型”用例中包含有“保存模型”用例,“刪除模型”和“運行模型”兩個用例中包含“檢索模型”用例,而“維護模型”用例則兩者都包含,用例間的包含關系用UML中的構造型<>標出。
  
圖1 模型部件用例圖
3.2 DSS系統設計階段的UML建模
  DSS的系統設計階段需要確定各個功能模塊的具體實現方法,如果DSS開發過程是面向對象的,則可以利用UML中的類圖、對象圖、順序圖、構件圖等多個視圖從不同的角度對系統模塊的實現方案建模。
3.2.1 決策模型的建立

圖2 決策模型類圖
  決策模型是對決策條件、決策問題和決策方法的抽象,多模型的組合運行是DSS支持決策活動的關鍵方法。在基于UML的DSS設計中,決策模型是通過類圖和對象圖表示的。將決策問題的環境、目標和約束條件等進行分析、抽象和概括,形成若干常用的基礎模型類。而用于解決具體決策問題的模型對象則由這些基礎類實例化形成。這種模型表示方法增強了模型的整體性和獨立性;利用類的繼承性可以從基礎類中構造出新的模型類;利用多態性和重載機制可以實現模型與方法的一對多關系,增強了決策模型設計的靈活性。
  圖2顯示了一個作為基本模型的抽象類,以及繼承它的若干子模型類。其中,基本模型類由模型名、模型體和模型行為組成。
3.2.2 模型庫的組織和存儲
  DSS中的決策模型均存儲在模型庫中。由于決策模型是通過類來表示的,因此一個模型至少應包含兩個文件:類的源代碼文件和類編譯后的目標文件。同時為了便于維護和管理,每個模型還應帶有數據描述文件和說明文件,數據描述文件描述該模型的輸入輸出數據的形式和約束,說明文件說明該模型的自然語言算法、功能和使用方法等。另外,為了方便模型的組織和管理,模型庫中還應該建立模型文件的索引,即字典文件。如果將不同類型的模型的索引放入不同的字典文件中,則將形成多個字典文件。因此完整的模型庫由模型文件庫和模型字典庫兩個部分組成。模型庫的存儲結構可以由UML構件圖來描述,如圖3所示。

圖3 模型庫構件圖
3.2.3 決策控制

圖4 多決策模型組合運行過程順序圖
4、 結論
  UML不僅僅是一種系統建模語言,也是一種信息交流機制和控制手段,它體現了一種軟件設計思想,即軟件的設計應基于開發人員與客戶之間充分的交流、基于完整的面向對象的系統分析和盡可能詳盡的系統設計。基于UML建模的開發技術有助于規范DSS的開發過程,有效增強開發效率,縮短開發周期。除了本文介紹的傳統DSS外,UML建模機制也同樣適用于智能DSS、群體DSS、主管DSS等其他類型DSS的開發。
參考文獻
http://searchwhatis.techtarget.com.cn/searchwhatis/177/1947677.shtml,2006-11-22

學術參考網:http://www.qfkih.com.cn/jsj/js/142093.html

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