1、基于UML的广电网络企业信息建模方法的研究ICTC基于的广电网络企业信息建模的研究The Research of Cable networks enterprises information modeling base on UML王斌1 2 李建华1章云21 （广州市广播电视网络有限公司 广东广州 510010）2 (广东工业大学 广东广州 510010)【摘要】本文介绍了建模机制及从软件工程中的生命周期迭代法()所引出的以用例驱动的、体系架构为核心的迭代化建模思想，在经过对广电网络企业过程模型进行认真分析与探索的基础上，提出了使用配合广电运营支撑系统业务模型的建立，应用建立信息模型，这样即
2、保证了业务流程与信息模型的紧密结合，又实现了过程模型向信息模型的转换。同时探索了基于的过程建模及中多种模型图的使用方法和适用范围。Abstract: This paper introduces modeling mechanism and the use-case driving iteractive modeling thought that is cored by system frame and is derived from , we suggest use UML modeling the process model and software system model base on
3、 analysising the service process model of cable networks enterprises nowadays, in this way , software system model keep up with process model , at the same time it explores the modeling method of process modeling based on and how to use several kinds of modeling drawing in .【关键字】广电网络 企业信息化 建模 统一建模语言
4、Key words: cable networks ; information ; modeling ; UML一、 引言随着数字电视整体转换策略的实施，广电网络企业的信息化建设正在如火如荼的进行中，广电网络企业信息化整体解决方案的研究势在必行，同时广电网络企业建模方法的研究工作也在开展，这就涉及到过程模型、组织模型、功能模型、资源模型和信息模型的建设问题，也即业务流程规划和信息系统的建设问题【2】。论文【2】对广电网络企业建模的体系结构进行了研究并提出了相应的解决方案，但过程模型和信息模型之间如何自动转换，也即业务流程模型如何自动转换成为信息系统模型有待深入研究。过程模型的建模方法主要有数据
5、流程图（DFD）、功能语言IDEF系列、Petri网和统一建模语言【1】等。数据流程图可理解性强，有较好的计算机化能力，但是缺乏抽象机制;功能语言IDEF系列非常清晰、分层次地用图形描述过程的功能但是缺乏动态分析能力; Petri网和是用得比较多也用得比较好的建模方法和技术，各具特色。不但可适用业务流程建模【6】，同时是一种标准的、用于面向对象和基于构件的软件系统建模工具，是一种用于对软件系统模型绘制可视化描述的工具【7】。为描述面向对象系统定义了一系列的标准符号,可以在普遍的场合使用，对工作流系统的用户而言很直观。另外，符号具有准确的语义，也就是说可视化的工作流描述可以作为软件规约。它的作用
6、域不限于支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发的全过程，有助于开发人员绘制出有利于交流的清晰的模型。基于的这些特点，将软件工程领域的新思想、新方法和新技术(如)溶入其中，软件设计开发及维护的效率和质量也将大大提高。根据文献【9】，企业信息化建设中各个阶段定义了不同形态的模型，这些模型前后彼此关联、映射，关联机制确保了信息系统模型与最初的业务流程模型之间的一致性，并且随着广电网络企业业务流程的优化，信息系统能与之保持同步。但文献【9】只是在将业务流程模型转换成信息模型的过程中提及了UML方法，而未对具体的转换方案进行分析论述。本文在分析文献【9】的基础上，对在广电网络的信息建模
7、中引入UML进行了方法论分析，指出在广电网络采用语言并通过方法对业务流程进行建模，即保证了业务流程与信息模型的紧密结合，又能有效地将信息模型向信息系统软件进行转换。同时，本文经过采用建模语言对广电网络企业业务流程进行了深入分析，提出了切实可行的广电网络信息建模的实施方案。文章侧重讨论了使用来描述广电运营支撑平台系统，跟踪从业务流程到面向对象软件设计的描述信息。二、 基于的建模过程是一门面向对象建模语言，不涉及软件开发过程概念，因此开发信息系统必须将和一种开发过程结合起来进行。Rational Unified Process（以下简称）是一套软件工程方法，主要由Ivar Jacobson的The
8、 Objectory Approch和The Rational Approch发展而来。的核心思想认为软件开发是一个迭代、递增式的开发过程，是一个用例驱动、以体系结构为中心的开发过程。业务建模、功能需求建模、系统分析与设计、实现等是过程的核心工作流，即软件系统开发的主要的开发活动。模型是各个过程成分中的产物，也是下一个过程成分的工作依据。过程对这些模型中的Use case模型、设计模型推荐用语言工具表达，当然也可以用其他的方式表达。实现模型和测试模型的工作一般使用程序设计语言和文字文档来完成。过程能够很好的和结合，本论文中涉及了的业务建模、功能需求建模、系统分析和设计，以及实现这四个工作流。具
9、体开发步骤如下图1所示：图1 基于的建模过程1、进行业务流程建模：业务流程建模是经营过程分析与经营过程重组的重要基础，业务流程建模的主要目的是解决如何根据过程目标和系统约束条件，将系统内的活动组织为适当的经营过程的问题【8】。业务流程建模的任务是对将来使用该系统的组织机构或企业进行评估，理解它们的需求以及它们要求未来系统解决的问题。基于UML的业务流程建模的结果是建立一个业务Use case模型和业务对象模型，可以通过使用的活动图、用例图描述业务流程。2、进行功能需求建模：需求分析的任务是采集和评价系统的需求，其重点是充分考虑系统的实用性，确定系统边界与系统范围。需求分析的结果可以用一个Use
10、 case模型表达，模型中的参与者代表外部与系统交互的单元（人或外部系统），Use case代表交互的事物序列，它为参与者提供可度量的结果值。在这一阶段主要是通过分析用户的需求，建立系统的用例模型。3、进行系统分析与设计：系统分析和设计的任务是研究欲采用的实现环境和系统构建的效用。系统分析和设计的结果是产生一个对象模型，即设计模型。设计模型包含了Use case的实现，可以表现对象是如何相互通信和动作、方法如何实现Use case事件流的。设计模型可能包含对象类和子系统的接口定义，规定它们提供操作服务的责任。这个对象模型也可以在实现环境中采用程序设计语言来表达。对于大型系统的项目，有时为系统分
11、析的结果建立单独的分析模型也是很有用的。这部分从两方面来建模：（1）建立静态结构模型。这一部分进一步分析系统需求，发现类以及类之间的关系，确定它们的静态结构和动态行为，是面向对象分析的基本任务。系统的静态结构模型主要用类图和对象图描述。（2）建立动态行为模型。系统的动态行为模型由交互图、状态图和活动图表达。在系统的分析与设计中应当对主要的Use case和对象类绘制这些图形，以便分析系统的行为，印证和修改系统的静态结构，满足用户的需求，达到系统的目标。4、实现：在实现阶段，我们可以使用组件图和配置图来实现系统的功能和系统资源的合理配置。组件图用来演示软件的各个组件之间的关系，而配置图用来演示硬
12、件的各个组件之间的关系。三、 基于UML的广电网络企业信息模型的建立我们首先介绍如何使用统一建模语言（）描述一般的工作流概念，将工作流概念映射到概念。这里将对一个简单的例子进行说明，对下面的内容提供一个一般指导。图中显示了用描述业务流程、业务对象、团队角色。业务对象在中用类和对象表示。类描述没有特性（identity）的业务对象，如产品(Product)；对象描述有特性的业务对象，比如名称为HBO的数字电视节目(HBO:DTV:Product)。业务流程用用例和用例实例来描述，用例根据目标、职责、前置条件和后置条件来描述；用例对象是具体的事件序列。工作流是自动化的业务流程，用带有构造型 的用例
13、或用例实例描述。在中用类和对象描述团队角色（team roles），用类来描述团队角色的类型，对象描述担任该角色的具体人（Tom）。所有的符号可以用相应的构造型来修饰，如 、和 。每一个构造型都可以用文字或一个特定的图标表示。广电网络企业信息建模过程是将广电网络企业业务流程模型转换成信息系统模型的过程，是一个信息抽取的过程，具体是将业务流程模型中具有相同功能目标的活动组合成同一个功能单元，下一步由此功能单元对应的信息系统组件来完成这些活动功能。另外，业务流程模型中活动使用的和传递的各种可以用表单形式表达的数据可以抽取出来整理成ER关系表示的信息模型，并按照数据库范式要求导出信息系统数据库的物理
14、模型。这样就完成了业务流程模型到信息系统模型的一致性转换，实现了广电网络企业过程模型向信息模型的自动转换，如图3所示。后文将进行基于UML-RUP过程的广电网络具体模型转换过程分析。图3 广电网络企业信息化建设中各类模型的转换过程四、 广电网络业务流程建模广电网络企业的业务过程是 “以市场为导向，以网络为基础，以客户为中心”，以及“管理出效益”，因此我们认为广电网络企业的业务流程应是四大核心流程，即市场与产品流程，网络建设和管理流程，客户管理和营业计费流程，管理支撑流程等。下图为广电网络综合业务受理定单业务流程图：图4 广电网络综合业务受理定单业务流程图广电网络业务流程系统中将有二类定单：业务
15、受理单，客户投诉单。定单在处理时将会有上图描述的一些状态，定单这个对象是人类社会的一个普遍的商业名词，它是相当稳定的，所不同的只是处理规则有所不同，在以往的面向过程语言中，定单的名词并不是关心的重点，关心的重点放在了定单的处理时序上，而这部分的处理是不稳定的，所以就引发了变化的问题。业务建模侧重于建立定单这个类型，并构造定单类型的体系，利用工作流技术，再建立执行规则。定单状态与规则如下：受理：用户受理进来时的初始状态。派单：已派给施工人员的状态。定单处于受理和转单状态时才能派单。回笼：施工人员的工单已回来的状态。定单处于派单状态时，并且施工单已完成才能回笼。转单：定单已转到其他部门的状态。定单
16、处于受理、转单和回笼状态时，才能转单。还有处于待装和滞留的单通过待装滞留单激活，也回到转单状态。竣工：将定单所对应的资料已规整，费用已收，整个工单已完工的状态。只有是已收完费的定单，才能竣工，竣工处理完后，如果做竣工处理的部门与受理部门不是同一部门时，定单状态才会处于竣工状态，否则将会为完工状态。完工：受理此定单的部门，对其他部门做的竣工处理的单，进行完工处理后，定单的状态。待装：定单已被待装状态。定单处于派单状态时，只能在本派单部门才能待装。这一般是局方原因如没线等。滞留：定单已被滞留状态。定单处于派单状态时，只能在本派单部门才能滞留。这是因为要求暂时不装。注销：定单已被注销状态。定单处于派
17、单状态时，只能在本派单部门才能注销。五、 广电网络企业功能建模功能和组织建模被用来创建和验证被提议的设计，并确保该设计满足所有的需求。运营支撑系统是广电企业信息模型中的一个实例，它涵盖了市场与产品、网络规划建设和资源管理、帐务营业及定单管理、客户服务等诸方面的功能。需求分析阶段业务模型建立的目的是捕捉系统的功能需求，分析、提取所开发系统的“客观世界”领域的类以及描述它们的合作关系。（1）确定系统边界和系统范围 确定系统边界和系统范围意味着找出系统中有什么（必须为创建它们而投入大量精力），系统外有什么（不需要创建，但必须考虑与它们接口的事情）。本案例分析与设计综合营业子系统，其它子系统即是与综合
18、营业子系统交互的外部系统。（2）定义参与者 参与者代表与系统接口的任何事物或人，它是指代表一种特定功能的角色，因此参与者是个虚拟的概念，它可以是人，也可以是外部系统或设备。系统有多个参与者，它们分别是：客户、公司职员（系统操作者）、产品管理系统、收费管理系统、业务流程配置系统、资源管理系统、业务调度系统、接口配置系统。（3）定义顶层Use case及其Use case图 每一个Use case都是一个活动者与系统在交互中执行的有关事务序列。应当根据系统需求，找出全部的Use case，并从活动者的角度给出事件流，当Use case执行时系统应提供给活动者的服务。 从系统的顶层Use case抽
19、象，可以确定如下Use case，它们分别是：登录、 营业受理、获取定单状态、取消定单、查询定单、施工、竣工等。 从顶层的Use case来建立Use case图，这样的设计在项目开始阶段对理解系统的要求和目标是有好处的，但是需求进一步细化，划分为更小的一些Use case，以便深入分析系统的要求和目标。顶层的Use case图参见图：图5 广电网络信息系统的顶层Use case图（4）细化模型，绘制Use case图经过需求分析之后建立的用例是比较粗糙的，还要采用自顶向下的方法对用例进行细化，以清晰描述各个用例。如下图“业务受理”用例。 业务受理产生定单会根据业务流程定义中的规则进行各个环节
20、的流转。图6 广电网络信息系统“业务受理”用例模型从用例是不能直接推论出设计的。用例提供了系统的外部视图，它描述执行者使用系统时所遵循的次序，但用例决不说明系统内部采用什么步骤来响应执行者。设计者还要借助交互图和顺序图来对用例进行进一步分析。下面以“业务受理”这个用例为例来进行进一步的分析，事实上这也是一个工作流程实例。一般来说，用户参与工作流执行的步骤如下；用户登陆系统列出用户所有可能的角色用户从中选择一个角色系统列出该角色的工作项列表用户选择一个工作项系统执行相应任务，返回任务的执行结果，并刷新工作项列表。六、 广电网络信息系统静态结构建模 进一步分析系统需求，发现类以及类之间的关系，确定
21、它们的静态结构和动态行为，是面向对象分析的基本任务。系统的静态结构模型主要用类图和对象图描述。（1）定义系统对象及对象类 系统需求分析之后，可以根据系统需求识别出系统中存在的对象。从系统需求的分析中，可知系统中出现的相关名词有客户、用户、产品、产品包、优惠包、帐户、定单、设备等。我们可以得出以下几个类：客户、产品、产品包、优惠包、用户、账户、定单、设备。抽象出系统中的类后，需要确定这些对象的属性和行为，可以根据前述的系统需求分析、用例图、用例的事件流描述来确定并细化系统中的类、类的操作和类的属性。（2）建立类图 客户、用户和账户之间是相互关联的关系，简称为三户模型，客户在订购一种或多种产品之后
22、就成为我们的用户，用户必须对应有账户，账户可以是现金账户、银行划扣或者别的付款方式，一个账户可以为一个用户进行付费，也可以同时为多个用户付费。关联的个数表示类之间的实例的关系，如一个用户与多个定单关联，而一个定单只与一个用户关联，定单和产品之间是聚集的关系，因为产品是定单内容的一部分，一个定单必须包括产品的相关信息。根据系统定义的对象类，下图描述了实体类的类图。图7 广电网络信息系统实体类的类图七、 广电网络信息系统动态行为建模 系统的动态行为模型由交互图、状态图和活动图表达。在系统的分析和设计中应当对主要的Use case和对象类绘制这些图形，以便分析系统的行为，印证和修改系统的静态结构，满
23、足用户的需求，达到系统的目标。d、 建立顺序图 顺序图强调对象之间消息传递的时间先后顺序，它包括几个组件：d、 对象用冒号加类名来表示；如：custb、消息；如用户发送的消息：提交定单c、控制焦点，对象下方的用消息链接的矩形小框，表明对象执行一个行动所用的时间周期；d、对象生命线，表示一个对象在事件时序环境中的生命周期，用虚线表示。 根据用例的主要场景，描述主要的顺序图。如业务受理：图8 广电网络信息系统顺序图（2）建立活动图 活动图主要是个流图【10】，描述了从活动到活动的流。它是由一系统的动作组成，用来描述对象在控制流的不同点从一个状态转移到另一个状态时的对象流。活动图可以含有活动、状态、
24、分支、分叉和联结。图9 广电网络信息系统活动图八、 广电网络信息系统模型的实现 在实现阶段，我们可以使用组件图和配置图来实现系统的功能和系统资源的合理配置。组件图用来演示软件的各个组件之间的关系，而配置图用来演示硬件的各个组件之间的关系。（1） 组件图 用来建模系统的各个组件，包括源代码文件、二进制文件、脚本、可执行文件之间的关系，它们是通过功能或者位置组织在一起的。使用组件图可以帮助我们了解某个功能位于软件包的哪一个位置，以及各个版本的软件包各包含哪些功能。组件“业务受理”通过接口与组件“产品信息”组件、“用户信息”组件、“账户信息”组件及“设备信息”组件相连接。下图是简单的关于定单管理组件
25、图。图10 广电网络信息系统组建图（2）配置图 配置图用来了解软件中的各个组件驻留在什么硬件位置，以及这些硬件之间的交互关系。部署图还可以用来记录哪一个软件应该安装在哪一个硬件上。如下图描述的配置图所示，把数据库服务、应用服务器、系统访问、产品信息管理、定单管理、业务受理等配置在不同的节点上。数据库服务器与应用服务器通信，并向其提供数据库服务。应用服务器与系统访问、产品信息管理、定单管理、业务受理等通信，并向其提供应用服务。而系统访问、产品信息管理、定单管理、业务受理等不直接与数据库打交道，而是通过应用服务器向数据库服务器请求访问数据库。图11 广电网络信息系统配置图九、 小结本文对在广电网络
26、的信息建模中引入UML进行了方法论分析，指出在广电网络采用语言并通过方法对业务流程进行建模，即保证了业务流程与信息模型的紧密结合，又能有效地将信息模型向信息系统软件进行转换。同时，本文经过采用建模语言对广电网络企业业务流程进行了深入分析，提出了切实可行的广电网络信息建模的实施方案。当然，广电网络企业信息化建设的工作是一项系统工程，涉及到过程模型、功能模型、组织模型、资源模型的建设和优化，电信的e-TOM模型的参考分析，以及信息系统的整体规划等方方面面。下一步作者将对这几个问题进行更进一步的分析和研究。参考文献【1】Unified modeling language specification.
27、 Version 1.5 Z. Object Management Group, Inc,2003【2】王斌、章云，“广电网络企业建模的体系结构研究”，电视技术，2006，4。【3】胡耀光、范玉顺，“面向企业集成的信息化规划方法研究”，制造业自动化，2005年12月，第27卷，增刊，pp.65-71【4】罗海滨、范玉顺、吴澄，“工作流技术综述”，软件学报，2001，11（7）：899-907。【5】范玉顺.工作流管理技术基础M.北京:清华大学出版社,施普林格出版社,2001.【6】方进等.基于UML的工作流建模，计算机工程与设计，2004年9月第25卷第9期【7】赵合计、张立春.UML活动图支持下的工作流建模方法与设计，计算机应用与软件，2004年8月第21卷第8期【8】范玉顺等，“企业建模理论与方法学导论”，清华大学出版社，施普林格出版社。2001【9】赵彧、范玉顺，“面向信息化整体解决方案的集成化企业建模框架”，控制与决策，Vol.19,No.7,2004,pp.769-772,777.【10】欧阳元新等，“活动图在工作流过程建模中的应用研究”，计算机工程与设计，2004年9月第25卷第9期
