分类号 密 级公 开
U D C 编 号
硕士研究生学位论文
题 目：监狱OA系统的设计和设计
学 院（所、中心）： 软件学院
专业名称： 软件工程
研究生姓名： 叶兆丰 学 号 ： 8201003107
导师姓 名： 李彤 职 称： 教 授
二○一四年四月十七日
扉页：
独创性声明
本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本文的研究做出贡献的集体和个人均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
研究生签名： 日期：
论文使用和授权说明
本人完全了解云南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文和论文电子版；允许论文被查阅或借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
（保密的论文在解密后应遵循此规定）
研究生签名：导师签名：日期：
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本人及导师同意将学位论文提交至清华大学“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”进行电子和网络出版，并编入CNKI系列数据库，传播本学位论文的全部或部分内容，同意按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。
研究生签名： 导师签名：日期：
监狱是一个国家的刑罚执行机关，承担着维护社会的稳定、预防和减少犯罪等一系列重要职能。近年来，随着监狱在押犯量持续上升，警力不足的问题日益突出，以人防为主的传统勤务工作模式，早已不能适应现有的工作需要。尤其是2006年司法部提出《全国监狱信息化建设规划》后，各地监狱纷纷参照这一规划广泛开展信息化建设，推动我国监狱场所的信息化水平不断提升。在监狱管理领域广泛应用以计算机和网络为核心的信息技术，把监狱各项繁琐零乱的管理工作信息化，把信息技术的发展延伸到监狱管理的各个环节，是促进监狱管理事业不断发展的前提，信息化在狱政管理中承担着越来越重要的使命。
随着信息技术和计算机网络的发展，我国的信息化建设突飞猛进，计算机越来越成为人们日常生活中不可缺少的重要工具。电子政务的实施，兴起了建设计算机管理信息系统和办公自动化系统（0A）的热潮，有效地提高了人们的工作效率。电子政务是政府部门实现管理工作标准化和现代化的有效方式，电子公文处理、信息发布等已经成为其标准功能之一，通过电子政务的实施，不仅可以提高政府办公效率，而且可以节约资源、促进管理工作和办公工作的标准化。
本文在评述结构化、面向对象、面向方面等系统开发方法的基础上，以面向对象开发方法为主，吸收了RUP方法中用例驱动以及迭代和递增开发的思想，从静态结构到动态行为采用UML语言实现了系统建模，建立与完善监狱办公自动化系统，实现监狱管理的信息化，可极大地、尽可能地充分利用信息资源，提高生产效率、工作效率和质量，辅助决策，求得更好的效果，以达到既定的目标从而提高监狱的整体管理水平。
关键字：监狱管理；办公自动化（OA）；面向对象；UML。
Abstract
Prison, as a national penalty executive organization, undertakes the functions of maintaining social stability, preventing and reducing crime, etc. In recent years, as the number of prison inmates continues to increase, the police forces shortage becomes severe. The traditional service pattern no longer meets the needs of the present work. Especially after the Department of Justice proposed the Plan for Prison Informatization Construction, prisons throughout the country carry out the construction of informatization according to this plan to improve the level of Prison informatization Construction. Since applying the compute-centric information technology to the prison management is the precondition for prison administration development, informatization plays a more and more significant role in prison administration.
With the development of information technology and computer networks, prison informatization construction in China develops by leaps and bounds and computer becomes a more indispensable tool in people’s daily life. E-government is an efficient way for government work. Processing electronic documents and releasing information are defined as the standard functions of e-government. E-government can not only improve working efficiency but also save resources and ultimately promote standardization.
This paper, taking object-oriented method as the core on the foundation of certain system development methods, incorporates ideas in RUP methods, implements system modeling, perfects the prison office automation system and realizes prison informatization, which helps the government to make full use of information resources and enhance productivity to raise the standard of prison administration.
Key Words: Prison Administration; Office Automation; Object-Oriented; UML.
司法部部长吴爱英同志在2010年的全国司法行政信息化建设工作会议上强调：大力推进信息化建设，是党中央做出的重大决策。大力加强司法行政信息化建设，是适应信息化社会发展的迫切需要，是新形势下提高司法行政工作水平、充分发挥司法行政职能作用的迫切需要，是实施科技强警战略、提高司法行政队伍战斗力的迫切需要。各级司法行政机关要从战略和全局的高度，充分认识司法行政信息化建设的重要性和必要性，切实增强责任感和紧迫感，采取更加有力的措施，大力推进司法行政信息化建设，努力开创司法行政信息化建设工作新局面。
云南省第二监狱成立于1951年3月8日，是全国监狱系统首批、唯一的重刑毒品犯监狱和西南地区唯一的对外开放监狱。监狱不仅承担了来自国务院、省委、省政府、司法部、司法部监狱管理局、预防犯罪研究所和全国、全省司法监狱系统的各类检查、交流、参观、调研和大型活动的承办等工作，还较好地完成了对外宣传中国监狱工作方针、政策和执法情况，向外宾介绍中国法制、中国监狱的任务。信息化作为监狱面临的。三大发展机遇。之一，受到了监狱的高度重视。加快推进监狱科技信息化建设，是提升监狱管理工作水平、促进执法规范化建设的内在要求；是实施。科技强警。战略、提高监狱人民警察队伍整体素质的重要举措，也是监狱工作由传统型、经验型、粗放型向司法部提出的科学化、法制化、社会化转变的重要措施和具体体现。早在2006年，监狱就制定了《省二监科技信息五年发展规划》，在推动科学技术应用，实现数字化、信息化管理，提升管理质量和效率方面进行了大量的探索和实践，通过信息化带动监狱管理现代化，在促进监狱的安全稳定和发展的过程中，取得了显著的成绩，被省局列为全省监狱系统信息化建设的试点单位和示范单位。近年来，云南省第二监狱组建了专业的科技信息队伍，还先后投资500余万元，建立了全监狱光纤主干网络、视频会议系统、科技信息中心等硬件平台，创建了数字化监区，改造了原有的监控系统，开发了多项相关的应用软件系统，领导带头参训促应用，形成了一个自上而下良好的科技信息运用氛围。此外，云南省第二监狱还自主筹资300多万元建设的全省系统首个科技信息中心。如今，罪犯数据库、自动化办公系统、会计电算化系统、电子幻灯片等多媒体技术已经普遍运用到省二监工作的各个方面，二监区实现全系统首家数字化、信息化管理，信息化监狱建设初现端倪。
随着改革开放的深化，监狱内部和外部环境越来越复杂，各种决策信息的需求量不断增长。由于各种因素的影响，使监狱管理工作难度增加，监管策略应当随环境的不断变化而做出相应的调整。在现代社会条件下，传统的事务处理仅仅只能实现被动的业务处理，这些工作仅仅是现代监狱管理工作的一部分，大量工作集中在监狱管理过程中的计划、控制、监管等具有极强决策特性的主动管理方面，这就要求监狱管理人员不但要掌握全面、完整、及时、准确的信息，而且要对已有信息进行及时处理，从而实现监管、控制工作的有效性和正确性。新的环境向以传统管理方式为主的管理机制提出了挑战，数据的收集、处理、分析、存储、传输工作极其繁重，使省二监对实施现代化管理的迫切性形成了共识，采用现代化的管理工具全面支持省二监的监狱管理和办公事务管理工作已经成为了管理过程的必然要求。无论是信息化发展的时代背景，还是监狱本身发展的需求，加强对监狱信息化的研究是非常必要的。在新的历史时期，监狱作为国家机器的一个组成部分，如何与社会同态发展，更好地履行监狱的本质职能，就必须全力加快监狱的信息化建设，以现代科技成果来提升监狱整体水平，以期达到矫正罪犯的目的，为维护社会的安全稳定服务。
办公自动化（Office Automation简称OA）是将现代化办公和计算机网络功能结合起来的一种新型的办公方式。办公自动化没有统一的定义，凡是在传统的办公室中采用各种新技术、新机器、新设备从事办公业务，都属于办公自动化的领域。在行政机关中，大都把办公自动化叫做电子政务，企事业单位就叫OA，即办公自动化。通过实现办公自动化，或者说实现数字化办公，可以优化现有的管理组织结构，调整管理体制，在提高效率的基础上，增加协同办公能力，强化决策的一致性，最后实现提高决策效能的目的。
监狱的信息化作为电子政务的一部分，其发展历程始终与我国电子政务的建设和发展紧密相关。上世纪八十年代，我国开始推行办公自动化系统建设，各监狱场所也开始利用计算机设备处理一些简单的工作，从最开始的文档处理、档案处理，到后来开始建立小型局域网络，实现资源共享和协同办公。进入二十一世纪后，在飞速发展的应用软件技术和网络技术的推动下，监狱场所各职能部门开始建立适合自身工作需要的小型应用软件系统，开始实现真正意义上信息化办公。
现如今，我国大部分监狱场所中，狱政综合管理系统、教育改造系统、人事管理系统、办公自动化系统等应用软件都已得到非常广泛的引用，这些应用软件大都是业务部门根据自身的工作流程和业务需要量身定制，能够满足日常办公的绝大部分需求。但是，这些系统多数是各职能部门单独设计开发的，在设计之初并没有过多的考虑与其他部门应用系统的交互，在数据结构、系统架构、应用程序接口等的设计上并没有统一的规范，要实现这些系统的统一管理、协同工作，存在很大的难度。监狱内部可使用的、根据监狱特殊业务需求编制的软件还比较少，造成了监狱工作中业务软件使用的范围较小，普及率较低的现状。针对监狱内部人员管理系统的开发，在监狱系统中还是一个比较新的课题，该系统可以实现对监狱内部人员时间、空间的定位管理，并通过对数据的加工、分析，找到对监狱内部人员管理中存在的问题，为监狱管理者进行决策过程中提供数据支持。
目前，办公自动化已经发展到第3代，即以知识管理为核心的办公自动化系统，企业和组织的信息管理也从传统的信息管理发展到以知识和智能为核心的智能管理系统。随着社会主义市场经济的发展，以及国家改革开放的深入，特别是国家机关机构调整与精简工作的开展，监狱管理工作越来越复杂庞大，采用现代化的管理、决策支持工具，是监狱管理工作顺利进行的必要保障，是监狱管理走向规范化、标准化、信息化、科学化的必然趋势。
在国外，尤其是在欧美一些发达国家，信息技术在监狱管理中的应用已经非常广泛。欧美监狱从服刑人员入狱时起就为其建立数据信息，并录入数据库，此后其在监狱服刑期间的所有信息、都会录入数据库，所有活动也都由基于该数据库的管理系统进行管理，直到其刑满出狱，数据库会将其的所有数据归档备案。监狱的数据库通过网络与警察、司法、安全部门，以及当地的一些社会服务部门互联，通过开放不同的授权，外界可以随时查询服刑人员在监狱的相关信息。由于体制相去甚远，国外监狱管理制度和我国截然不同，其数据库和应用软件的建设对于我国的监狱场所也没有太多的参照之处，但是这些发达国家的监狱对信息技术的应用已经非常成熟，对于我国监狱场所的信息化建设，还是有一定的指导意义。
作为一名基层干警，本人深知现有传统的信息管理方式所存在的效率低，出错率高，人力成本高等一系列问题，如何解决这一系列问题，一直是本人改善工作的方向和重点。笔者结合自身工作经验及从工作实践，针对目前国内监狱信息化的现状和发展进行分析，总结监狱信息化过程对监狱工作人员信息化管理的影响和作用，讨论了在监狱信息化建设规划和现有监狱基础条件下，通过对现有信息化设备的集成应用，实现管理内部工作人员管理的信息化。论文主要完成了下列工作。
1、软件开发过程的研究。本文研究的办公自动化系统具有自身特点和要求，同时现在可用的软件开发过程也多种多样，研究适合于本系统的软件开发过程至关重要。
2、系统模型的建立。众所周知，系统开发的决定性部分在于系统模型的建立，系统实现是建立在正确有效的系统模型之上的。
3、系统部分模块的实现。系统实现之前的所有工作都是在为它做准备，实现系统才是软件开发的最终目的。
本论文主要针对如何使用RUP和UML技术来设计和实现监狱管理办公自动化系统的问题展开的，结构安排如下：
第一章 绪论，简要介绍了本课题的选题背景和来源。课题的研究目的和意义，办公自动化系统的国内外现状，本文主要研究内容及结构安排等。
第二章 系统开发的理论基础，简要介绍了RUP和UML中的基本知识，为后面的章节做准备。根据理论基础分析得出适合于本系统的过程。
第三章 系统需求分析，分析用户的需求，建立用例模型。
第四章 系统设计，建立系统的设计模型，介绍本系统开发平台的选择，设计出本系统的整体架构、类和数据库。
第五章 系统的实现，建立了系统的物理模型，分析实现过程的关键技术，给出系统实现效果。
第六章 总结与展望。
第二章 综述与相关的工作
2.1办公自动化系统开发过程的研究
监狱管理办公自动化系统属于第三代办公系统，以网络为中心，是融信息处理、业务流程和知识管理于一体的应用系统。它基于计算机技术、通信技术和软件技术，并且融合各种现代管理理论、方法以及各种管理人员为一体，最终为监狱管理部门人员管理与决策服务的一个人机结合的系统。该系统项目具有下列特性：易用性、健壮性、开放性、严密、实用。
1. 易用性——没有全面的应用做基础，一切都是空谈。
管理落地必须面向全员，所以，软件也必须能够被全员所接受，被全员所喜爱。如果易用性不强，这个前提就不存在了，制度落地就只能是空谈。而任何软件都是需要培训的，不过上网却几乎人人都会。所以，就支撑制度落地的软件而言，走网页风格可能是个最佳选择。
2. 健壮性——必须具备超大用户、高并发应用的稳定性。
管理落地必须面向全员，所以支撑。落地。的软件也必须能保证全员应用的稳定性，尤其是针对集团型企业，软件必须具备超大用户、高并发应用的稳定性，否则，一旦出问题，哪怕是小问题，都可能影响到现实的集团业务，从而造成不可估量的损失。
坚持网络风格是最大限度提升软件健壮性的一种有效手段，因为这样一来，决定应用并发数的并不是软件平台本身，而是硬件和网络速度；也就是说，从理论上讲，类似的软件平台没有严格的并发数限制。
3. 开放性——能够与其它软件系统完成必要的关联性整合应用。
管理落地在现实管理中渗透到管理的各个方面，而没有哪一套软件能够独立的完成所有方面的管理需求，所以，支撑制度落地的软件必须具备全面而广泛的整合性，能够从其它软件系统中自动获取相关信息，并完成必要的关联性整合应用。
4. 严密性——必须同时实现信息数据上的大集中与小独立的和谐统一。
从制度落地的现实需求来看，一方面必须有统一的信息平台，另一方面，又必须给各个部门相对独立的信息空间。所以，软件不仅要实现。用户、角色和权限。上的三维管控，还必须同时实现信息数据上的大集中与小独立的和谐统一，也就是必须实现。用户、角色、权限+数据的四维管控，具备全面的门户功能。
5. 实用性：80%标准化+20%个性化的绝配
现实中，一方面需要软件尽最大可能的满足现有需求，另一方面，管理本身也是个不断发展的过程，所以，软件要能够满足发展的需求。
2.2.1 UML语言产生与发展
UML产生于80年代末至90年代中期面向对象的分析与设计方法的发展的高潮时期，它统一了Booch、Rumbaugh和Jacobson的表示方法，并且经过不断的发展，逐渐成为广泛接受的标准建模语言。公认的面向对象建模语言出现于70年代中期。从1989年到1993年，数量从不到十种增加到了五十多种。在众多的建模语言中，语言的创造者努力推崇自己的产品，并在实践中不断完善。但是面向对象方法的用户并不了解不同建模语言的优缺点及相互之间的差异，因而很难根据应用特点选择合适的建模语言，于是爆发了一场方法大战。90年代中期，一批新方法出现了，其中最引人注目的是Boochl993，OOSE和OMT-2等。众多的建模语言各有千秋，面对众多的建模语言用户由于没有能力区别不同语言之间的差别，而且虽然不同的建模语言大多类同，但仍存在某些细微的差别极大地妨碍了用户之间的交流。1994年10月，Grady Booch和Jim Rumbaugh开始致力于统一建模语言这一工作。他们首先将Booch1993和OMT-2统一起来，并于1995年lO月发布了第一个公开版本，称之为统一方法UIIO．8（Unified Method）。1995年秋，00SE的创始人Ivar Jacobson加盟到这一工作。经过Booeh、Rumbaugh和Jacobson三人的共同努力，于1996年6月和10月分别发布了两个新的版本，即UMLO.9和UML 0.91，并将UM重新命名为UML（Unified Modeling Language）。1997年11月17日，OM6采纳UML l.1作为基于面向对象技术的标准建模语言。目前，UML已经被工业界和科技界普遍接受，并广泛地用于各种应用领域。
2.2.2 UML语言特点
UML不仅仅支持面向对象的分析和设计，更重要的是它支持从需求分析到软件开发的全过程。概括而言，标准建模语言UML的主要特点可以归结为几点：
1、面向对象。UML支持面向对象技术的主要概念，提供了一批基本的模型元素的表示图形和方法，能简洁明了地表达面向对象的各种概念。
2、可视化，表示能力强。通过UML的模型图能清晰地表示系统的逻辑模型和实现模型。可用于各种复杂系统的建模。
3、独立于过程。UML是系统建模语言，独立于开发过程。
4、独立于程序设计语言。用UML建立的软件系统模型可以用Java、VC++、Smalltalk等任何一种面向对象的程序设计来实现。
5、易于掌握使用。UML图形结构清晰，建模简洁明了，容易掌握使用。UML是标准的建模语言，而不是标准的开发过程，在不同的组织和不同的应用领域，需要采取不同的开发过程。UML作为面向对象的可视化标准建模语言，采用图形符号表示系统中的对象和关系，从不同的角度描述待开发系统，为更好地理解业务流程提供有效的交流形式。UML适用于各种规模的系统开发。能促进软件复用，方便地集成已有的系统，并能有效处理开发中的各种风险。
2.2.3 UML语言的主要内容
UML融合了其他面向对象技术中的基本概念，并且在此基础上广泛征求意见，几经修改而完成的，扩展了现有方法的应用范围作为一种建模语言，UML的定义包括UML语义和UML表示法两个部分。
1、UML语义描述基于UML的精确元模型定义。元模型为UML的所有元素在语法和语义上提供了简单、一致、通用的定义性说明，使开发者能在语义上取得一致，消除了因人而异的最佳表达方法所造成的影响，此外UML还支持对元模型的扩展定义。
2、UML表示法定义UML符号的表示法，为开发者或开发工具使用这些图形符号和文本语法为系统建模提供了标准。这些图形符号和文字所表达的是应用级的模型，在语义上它是UML元模型的实例。标准建模语言UML定义了5类，共9种模型图：
第一类是用例图，用于显示若干角色（actor）以及这些角色与系统提供用例之间的连接关系，它主要从用户角度描述系统的功能。
第二类是静态图（Static diagram），包括类图、对象图和包图。其中类图描述系统中类的静态结构。不仅定义系统中的类，表示类之间的联系如关联、依赖、聚合等，也包括类的内部结构（类的属性和操作）。类图描述的是一种静态关系，在系统的整个生命周期都是有效的。对象图是类图的实例，几乎使用与类图完全相同的标识。他们的不同点在于对象图显示类的多个对象实例，而不是实际的类。一个对象图是类图的一个实例，由于对象存在生命周期，因此对象图只能在系统某一时间段存在，包由包或类组成，表示包与包之间的关系。包图用于描述系统的分层结构。
第三类是行为图（Behavior diagram），描述系统的动态模型和组成对象问的交互关系。其中状态图描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条件。通常，状态图是对类图的补充。在实用上并不需要为所有的类画状态图，仅为那些有多个状态其行为受外界环境的影响并且发生改变的类画状态图。而活动图描述满足用例要求所要进行的活动以及活动间的约束关系，有利于识别并行活动。
第四类是交互图（Interactive diagram），描述对象间的交互关系。其中顺序图显示对象之间的动态合作关系，它强调对象之间消息发送的顺序，同时显示对象之问的交互：合作图描述对象间的协作关系，合作图和顺序图相似，显示对象间的动态合作关系。除显示信息交换外，合作图还显示对象以及它们之间的关系。如果强调时间和顺序，则使用顺序图：如果强调上下级关系，则选择合作图，这两种图合称为交互图。
第五类是实现图（Implementation diagram）。其中构件图描述代码部件的物理结构及各部件之间的依赖关系．一个部件可能是一个资源代码部件、一个二进制部件或一个可执行部件。它包含逻辑类或实现类的有关信息。部件图有助于分析和理解部件之间的相互影响程度。配置图定义系统中软硬件的物理体系结构。它可以显示实际的计算机和设备（用节点表示）以及它们之间的连接关系，也可显示连接的类型及部件之间的依赖性。在节点内部，放置可执行部件和对象以显示节点跟可执行软件单元的对应关系。
从应用的角度看，当采用面向对象技术设计系统时，首先是描述需求；其次根据需求建立系统的静态模型，以构造系统的结构；第三步是描述系统的行为。其中在第一步与第二步中所建立的模型都是静态的，包括用例图、类图（包含包）、对象图、组件图和配置图等五个图形，是标准建模语言UML的静态建模机制。其中第三步中所建立的模型或者可以执行，或者表示执行时的时序状态或交互关系。它包括状态图、活动图、顺序图和合作图等四个图形，是标准建模语言UML的动态建模机制。因此，标准建模语言UML的主要内容也可以归纳为静态建模机制和动态建模机制两大类。
2.3数据库技术
2.3.1数据库范式
关系数据库中的关系必须满足一定的要求，即满足不同的范式。目前关系数据库有六种范式：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、第四范式（4NF）、第五范式（5NF）和第六范式（6NF）。满足最低要求的范式是第一范式（1NF）。在第一范式的基础上进一步满足更多要求的称为第二范式（2NF），其余范式以次类推。一般说来，数据库只需满足第三范式（3NF）就行了。
第一范式（1NF）。所谓第一范式（1NF）是指数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中不能有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。如果出现重复的属性，就可能需要定义一个新的实体，新的实体由重复的属性构成，新实体与原实体之间为一对多关系。在第一范式（1NF）中表的每一行只包含一个实例的信息。简而言之，第一范式就是无重复的列。
第二范式（2NF）。第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基础上建立起来的，即满足第二范式（2NF）必须先满足第一范式（1NF）。第二范式（2NF）要求数据库表中的每个实例或行必须可以被唯一地区分。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的唯一标识。第二范式（2NF）要求实体的属性完全依赖于主关键字。所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性，如果存在，那么这个属性和主关键字的这一部分应该分离出来形成一个新的实体，新实体与原实体之间是一对多的关系。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的唯一标识。简而言之，第二范式就是属性完全依赖于主键。
第三范式（3NF）。满足第三范式（3NF）必须先满足第二范式（2NF）。简而言之，第三范式（3NF）要求一个数据库表中不包含已在其它表中已包含的非主关键字信息。简而言之，第三范式就是属性不依赖于其它非主属性。
2.3.2数据建模
因为数据模型的内容是问题域和解域所共享的知识模型，所以可以用问题域的语言来描述它，也可以用解域的语言来描述它，还可以用介于二者之间的语言来描述，故产生了以下三种常用的数据模型：
1) 概念数据模型。
它反映了人们对现实世界的认知与理解，是从现实世界到人类大脑的映射。故它以问题域的语言解释数据模型，由一系列应用领域的概念组成。
2) 物理数据模型。
它是以解域的语言解释数据模型，是面向计算机物理表示的模型，描述了数据在储存介质上的组织结构，它不但与具体的DBMS有关，而且还与操作系统和硬件有关。每一种逻辑数据模型在实现时都有起对应的物理数据模型。
3) 逻辑数据模型。
这是用户从数据库所看到的模型，是具体的DBMS所支持的数据模型，如网状数据模型(Network Data Model)、层次数据模型(Hierarchical Data Model)等等。此模型既要面向用户，又要面向系统，主要用于数据库管理系统（DBMS）的实现。
第三章 需求分析
软件需求过程是整个软件开发初始阶段，对软件的品质具有决定性的作用。软件需求工程研究如何理解和说明用户对所开发软件的要求和期望。
需求就是以一种清晰、简明、一致且无二义性的方式对一个待开发系统中的各个方面有意义的陈述的集合。需求必须是完整的，足以使设计师和工程师来开发一个使客户满意的软件制品。
IEEE软件工程标准词汇表(1997年)中定义需求为：
（1） 用户解决问题或达到目标所需的条件或能力(Capability)；
（2） 系统或系统部件要满足合同、标准、规范或其它正式规定文档所需具有的条件或能力；
（3） 一种反映上面(l)或(2)所描述的条件或能力的文档说明。
软件需求包括三个不同的层次：业务需求、用户需求和功能需求（也包括非功能需求）。
3.1业务需求
监狱是社会的缩影，也是社会文明进步的窗口。监狱办公自动化是基于办公自动化、信息发布、公务处理等需求而产生的一种平台，借此平台，可以实现在线服务、互动交流、信息发布等功能。监狱办公自动化主要包括三个层面：一是数据信息化，供查询；二是流程的信息化，使有关业务工作更加高效、规范；三是管理的信息化，即运用一些数学模型、信息管理模型和计算机信真模型对办公资源管理进行优化控制和分析，为管理和决策提供支持。
3.1.1业务描述
通过调研，根据相关任务书、报表、资料等，分析出系统的需求。使用工作流技术和Web技术，完成公文管理、档案管理、个人办公等业务的办公功能，OA系统功能上的需求总结如下：
1) 公文管理
公文管理是云南省第二监狱最繁杂的一项工作。实现了收文管理、发文管理以及公文审批。不仅工作量非常大而且公文种类也很多。主要包括议案、请示、工作报告、通报、通知、公告、函件、工作总结等多种多样。处理方式有收文、发文等不同种类。每件公文都有特定的流转过程。文档管理模块依据公文处理的特点，实现了不同种类的公文在收文、发文、请示汇报以及签批、审阅等流转过程的全电脑自动化管理，操作简单、灵活方便。在此模块提供了对在线文档的智能化管理。
2) 档案管理
档案管理，主要管理本办公系统内文件的保存和文件的借阅管理。现因工事繁多并因长时间积攒，导致文件、文档和资料较多。进行手工管理，对大量的文档、资料进行查找、调阅人工费时费力并不能及时准确查找文件。档案管理模块对企业所有文档、资料进行系统、科学的分类放置，档案管理员只需一人就可以完成同时间大量查询、调阅工作，不会感到繁琐和吃力。档案管理模块所提供的文件查询分为全文检索和条件查询，可使用户很方便迅速的查找文档、资料。档案管理模块的借阅管理，要借阅文件的人员直接填写借阅申请单，档案管理员查看完详细情况，直接点击同意或由上级领导审核。一个文件并可以同时借给多个人阅读。档案管理员并有权随时收回文档。
3) 个人办公
个人办公，包括借阅申请、日程安排、名片管理、记事本、电子邮件、借阅查询等功能，能够满足监狱警察及日常办公的基本需求，同时采取协同工作的方式提高监狱日常工作效率。
4) 系统管理
系统管理，指系统管理员可以根据工作需要设置用户权限，新建和管理工作流程以及公文模板。
3.1.2主要业务流程
1. 公文管理
1) 收文管理
收文管理包括收文登记、收文拟办、核签，审核，批示，批复意见填报，收文办理，归档等工作。来文登记时自动编制收文号，可以选择模板或以附件形式新建公文。根据收文流程自动进行公文流转。收文办理人可以查看正文和历史处理流程、意见。
图3-1收文流程图
图3-2发文流程图
2) 发文管理
发文管理完成企业发文工作中的全部业务工作，分为厂级发文和科室发文。在发文管理中文件由起草部门进行正式的拟稿，然后通过工作流送交部门负责人复核。在核稿完成后，送交主管领导复核。处理结束后，按工作流送交行政秘书核稿，再由行政秘书提交领导签发，完毕后返回经办人，由经办人分发传阅，全部阅示完毕后进行文件归档。系统在部室领导签发和厂领导签发时自动生成文号，可以选择模板或以附件形式新建公文。根据发文流程自动进行公文流转。发文办理人可以查看正文和历史处理流程、意见。
2. 档案管理
文件管理功能中，可以为档案建立目录树，方便档案的分类管理。把档案传送到系统中，为每一个用户提供档案的查询、修订等功能。可以实现档案活跃度自动排序，从而提高员工对关键档案的关注度。通过文件管理自动化，消除监狱技术信息孤岛的隐患，让生产人员能够及时了解机组的最新动态，交流机组检修、改造经验，保证机组安全稳定运行。
图3-3 档案管理流程图
3. 个人办公
监狱工作的计划性很强，这也是监狱规范性管理的体现，为了更好地将这一工作特点与 OA 系统相结合，通过学习和分析监狱计划管理制度，并与实际使用者沟通，设计出具有监狱特点的计划管理模块，这在很大程度上将方便监狱的管理，并发挥了 OA 系统的价值，也展现了监狱的信息化发展。通过 OA 系统，应用企业网络平台把各个部门有效的结合在一起，建立快速有效规范的协同工作环境，让企业所有 OA 用户都能体会系统的优点，提高工作效率，节约公司运行成本，最终提高在监狱的竞争力。为了不会耽误工作的分配和执行，系统中需要有任务提醒功能，每次登录系统时，用户都会看到当前所要处理的工作，做到及时处理，保证工作按时完成。
图3-4个人办公流程图
3.2功能需求模型
功能(function)是刻画系统行为、特别是系统与环境关系的重要概念。用户需求(User Requirement)描述了待开发的软件必须完成的任务。功能需求(Functional Requirement)定义了必须实现的软件功能，使得用户通过这些功能完成他们的任务，从而满足业务需要。在实际工作中，根据业务开展需要，系统应具备以下基本功能需求：
3.2.1 系统结构设计
表3-1：OA系统的功能清单
3.2.2角色分析
根据业务分析，系统用户包括：系统管理员、档案管理员、公文管理员和普通狱警四类人群用户。通过对不同用户设置使用的系统资源不同，达到使用户权限明晰，系统管理安全的目的。
1、系统管理员：对系统拥有最高管理权限，对系统做出修改、维护、访问数据库，对使用用户进行分配授权，备份系统数据，维护系统安全，保障系统运行，拥有整个系统的全部使用权；
2、档案管理员：档案的收集、整理、立卷、鉴定、编目、保管、统计、检索、利用、销毁等项工作。
3、公文管理员：公文的收发管理，收发督办，审核，上传下达。
4、普通狱警：可对自己个人数据进行创建，创建后的数据可以进行查询、核对，对于需要修改或更新的数据。
如表3-1所示：
表3—2系统管理角色情况
3.2.3业务功能
以下从业务角度出发，给出了系统的总体用例图，包含公文管理、档案管理和个人办公等用例，如下图所示：这里的陈述还是按照四个方面展开，与业务描述保持一致。
图3-1 系统总体用例图
3.2.3.1公文管理用例
公文经办人创建公文，确定初步文稿后发送给审核人审核，审核人对受到的草拟公文进行规范性审核，如果草拟的公文不符合规范，则审核未通过。审核人添加修改意见后发送给公文经办人，系统会将审核人发送的公文及修改建议发送至公文经办人处。公文分发人将收到的公文编号后发送给各部门相关人员并登记公文的详细信息，包括发文文号、发送日期，公文标题、拟稿单位、拟稿人、审核人、签稿人等信息，然后进行归档处理。
图3—2公文管理用例图
表3-3：删除公文用例说明
表3—4修改公文用例说明
表3—5草拟公文用例说明
表3—6派发公文用例说明
3.2.3.2档案管理用例
图3—3档案管理用例图
档案管理员拥有管理员工档案的权利，包括人员履历、转正申请、离职申请和员工考勤，管理员工基本信息，当员工信息发生改变时，档案管理员根据员工编号查找到该员工，找到需要修改的信息，修改完毕提交到系统，系统会将修改后的数据保存到数据库，员工工作年限达到一定时间，可向部门领导发出转正申请，部门领导审核通过以后将该员工的转正申请及审核意见发送给档案管理员，系统会将转正申请及审核意见流转至档案管理员处，员工向部门领导发出离职申请，部门领导审核通过以后将该员工的离职申请及审核意见发送给档案管理员，系统会将离职申请及审核意见流转至档案管理员处等的用例图如图3—3所示。
表3—7查看员工档案用例说明
表3—8修改档案用例说明
表3—9删除档案用例说明
3.2.3.3个人办公用例
图3—4个人办公用例图
表3—10电子邮件用例说明
表3—11工作计划用例说明
表3—12工作总结用例说明
表3—13日程安排用例说明
3.2.3.4系统管理用例
图3—5系统管理用例图
表3—14数据库维护用例说明
表3—15用户信息管理用例说明
表3—16系统日志维护用例说明
3.3数据需求分析
3.3.1概念结构设计
概念类是从用例中识别有哪些类，以及这些类之间存在什么样的关系。补充完整。概念模型是根据需要对计算机信息世界进行建模,简单、准确的描述信息世界中的常用概念。
图3—6警察实体及其属性图
图3—7档案实体图
图3—8公文实体图
3.4非功能需求
非功能需求包括产品必须遵从的标准、规范和合约；外部界面的具体细节和性能要求；设计或实现的约束条件及质量属性。
3.4.1环境需求
服务器端配置如表3-16所示：
表3—17服务器端环境
客户端配置如表3-17所示：
表3—18客户端环境
3.4.2性能需求
1、可维护性
维护方法：系统能真正做到使自身在数据损坏、丢失等情况下将备份数据倒回，实现数据的恢复，提供对系统自身的集中操作维护的功能。系统应具有良好的可维护性，在发生故障时，能够以最快的速度恢复运行。
2、易操作性
界面设计：系统应提供直观、简洁、美观的界面，充分考虑用户的使用习惯，简单易学，操作方便，所有菜单驱动的处理和各种快捷键，一键功能以确保多数达到。
3、可扩展性
功能扩展：系统从系统结构、功能设计、管理对象等方面，应充分考虑到日后的可扩展性，将系统设计为一个开放性的系统，符合一定的规范，满足用户今后系统扩充和扩大使用范围的要求。
软硬件升级：系统预留各种必要的标准接口，软件和硬件的负载平衡机制的可扩展性充分考虑，以便可以根据需要随时添加必要的功能模块或者更换不需要的系统模块，系统要具有灵活的扩展能力，来适应关键的软件和硬件的开发及管理能力的上升。
4、可靠性
业务数据提供完整的运行日志，系统提供的功能完善，准确反映出用户需求，不存在较大的错误，确保系统运行安全畅通系统的数据格式应符合国家相关标准及行业标准。
3.4.3安全需求
1、系统内在安全性。
定时升级防火墙的版本，做好病毒库的更新。定时做好系统的备份，系统配置要符合安全标准，保证不会在其它非安全的系统上运行时泄漏本系统的安全信息。按用户角色进行授权，也可对个别用户进行单独授权。用户登陆系统后，将会按用户的角色权限和单的授权显示能使用的菜单项，其他没有授权的菜单将自动过滤，不再显示。当用户输入或误操作导致非法数据产生时，给出友好提示，引导完成重新输入或自动修正。
2、系统外在环境安全。
形成完整的用户网络，配有网络防火墙，检测到网络情况异常时，系统能够自动发出警报，安全系统要以充分考虑网络的高级别，多层次的安全性措施为前提，确保数据安全和机密信息不被泄露。物理方面，该系统应确保没有潜在的单点故障，并提供资源的数据备份功能。考虑到系统的硬件和软件故障恢复等应急措施，以保障网络的安全和处理安全性。形成相对独立的安全机制，以防止来自系统外的未经授权的访问。
第四章 系统设计
4.1软件系统总体结构设计
在需求分析阶段建立用例模型后，进一步分析系统需求，发现类和类之间的关系，确定它们的静态结构和动态行为，是面向对象分析和设计的基本任务。
软件分析是为软件设计做准备。分析阶段的目的是要对建立的软件进行深入分析、详细说明和精确定义。分析阶段的目的是分析、确定、定义所要建立的系统，所建立的模型将描述系统要干什么。
4.1.1系统设计的原则
在充分考虑到本系统的总体规划目标，以及系统的应用环境前提下，本系统的设计将严格遵循以下的设计原则：
1） 实用性原则。
网上购物系统是ERP的典型代表，它的好坏直接影响到企业的经营效益。所以在进行该系统的设计时，我将系统的实用性要求放在了首位。本系统力求能够紧密切合企业和用户的实际业务需求，以求彻底解决传统购物方式的效率低的通病。
2） 先进性原则。
在强调实用性的同时，我们还要考虑系统的先进性。今时今日，信息化的发展速度令世人惊叹，每一次技术上的更新与进步都会推动信息化建设的跳跃式发展。所以，为了与时俱进，有一个较高的起点，在本系统的设计过程中我采用目前较为先进和成熟的技术和理念，使系统在性价比上拥有一定的优势。
3） 规范性原则。
系统中的所有设计都遵循现有的国家标准、行业标准，符合软件工程中的设计原则与规范。所有文档的书写都遵照国标《软件需求说明书（GB856T—88）》要求。
4） 安全性原则。
系统提供安全机制以防止非法授权操作，为各子系统提供严格灵活的用户和权限划分，对于数据库管理，建立起完备的数据备份恢复机制。对关键的信息的操作提供日志记录。
5） 易于集成的原则。
出于对云南省第二监狱信息化建设的全盘考虑和整体规划，本系统要能够与其他业务系统进行集成。本系统为其他系统预留有应用接口和数据传输规范，方便其他系统与我系统间的信息交互。本系统在数据库设计上同样遵循此原则，在数据访问层以WebServices的方式提供数据访问服务。
6） 可扩展性原则。
出于对后续升级工作的考虑，系统的所有功能模块的设计都预留了扩展接口。因为人们对网上购物系统的需求和应用目标会随着技术进步和商业模式的变换而发生转变，在设计初期就考虑到可能发生的变化，是十分必要的。
4.1.2系统体系结构设计
本监狱OA系统采用了B/S架构，客户端只要有浏览器就能够使用OA系统，不用系统管理员去安装客户端，这样大大降低了系统的维护成本，所有终端（如PDA、手机等）都可以做为客户端来实现应用管理，满足各种人员，在任何工作场所，用各不相同的接入方式（比如 LAN，WAN，Internet/Intranet 等）访问和操作系统，接受和处理客户信息。B/S 架构采用数据库服务、应用服务、发布服务能最大限度的保证数据的安全性、应用的高效性和发布的简单性。B/S 架构能够满足监狱 OA 系统使用的方便性，运行的高效性，数据的安全性等要求。B/S 架构图如图 4-1 所示。
图4-1 系统运行结构
B/S 架构不用安装和部署任何程序，B/S 架构通过客户端的浏览器代替客户端的软件，操作界面是由网页服务器创建，通过浏览器进行用户的信息的输入和输出，当用户要对系统操作界面的信息进行修改时，用户只要在网页服务器上修改所对应的网页文档就能够实现信息修改，浏览器同时还承担这请求的分析、简单的计算和数据响应，浏览器还有数据解析的功能，将用户的输入数据进行解析后发出请求传递给应用服务器，即网页服务器，客户端与数据库服务器之间不直接通讯，在客户端和数据库服务器之间有一个网页服务器，网页服务器在对数据进行分析后和数据库服务器进行数据交互，最后把处理后的数据反馈给浏览器，浏览器进行解析后输出展示信息给用户。
图4-2 系统结构图
4.1.3系统功能结构
监狱管理信息系统包括：公文管理、档案管理、个人办公、系统管理等四大功能模块。每一部分含有不同的功能，这样设计方便用户使用查找，也体现了监狱管理上的规范化。监狱 OA 系统是一个数字化的企业应用环境。该系统是以工作流为整个协同平台的核心部分，以监狱精细化管理模式为基础，通过其工作流程和各业务功能模块相结合设计原则为出发点的系统。监狱通过协同平台完成管理和运营过程，提升监狱的工作效率，使决策更准确，管理更高效。系统总体功能结构如图所示。
图4—3系统总体功能结构图
4.2功能设计
4.2.1公文管理
4.2.1.1 功能结构设计
图4—4公文管理结构图
公文管理，作为系统的核心模块，能够进行收文拟办、核签、审核、批示，批复意见填报，收文办理，归档等工作。实现企业发文工作中的全部业务工作，对收到的公文进行多条件的检索，对发文进行多条件的检索，对收到的公文进行多条件的检索，对发文进行多条件的检索，按部门提供选择代理人的信息，把自己的工作指定给所选择的工作人员。
4.2.1.2 类图设计
公文管理相关的类有收文档案、发文管理、公文通用函数如下图所示。
图4—5公文管理类图
4.2.1.3 顺序图设计
图4—6发文顺序图
4.2.1.4 核心处理流程设计
图4—7发文活动图
4.2.2档案管理
4.2.2.1功能结构设计
图4—8档案管理结构图
档案管理能够使具有借阅批复权限的人，对档案借阅申请进行批复，及可查看自己的审批情况。档案管理员对到期的档案完成收回。对公文办理完成需要归档的文件进行登记；也可以登记没有电子文档的档案文件。档案管理员对登记的文件进行归档操作。由档案管理员对归档的文件进行操作整理。经过鉴定对失去价值的档案作毁灭性处置。以【一级目录-卷宗-文件】的层次浏览档案文件。根据标题、关键词、年度、责任者、文号、保管期限、密级等条件来查找所需档案。
4.2.2.2类图设计
档案管理相关的类有通用函数、档案档案管理类如下图所示。
4-9档案管理类图
4.2.2.3顺序图设计
图4—10档案收集归档
4.2.2.4核心处理流程设计
图4-11 档案管理流程图
4.2.3个人办公
4.2.3.1功能结构设计
图4-12 个人办公结构图
个人办公模块即将个人的日常工作在系统中可以完成，包括通过收发内部电子邮件与部门内部人员交流；能够管理个人自己的工作计划、工作总结和日程安排。
4.2.3.2类图设计
个人办公相关的类有个人办公、电子邮件、工作计划及工作总结通用如下图所示。
图4-13 个人办公类图
4.2.2.3顺序图设计
图4—14 上报工作计划时序图
4.2.3.4核心处理流程设计
图4-15工作计划活动图
4.2.4系统管理
4.2.4.1功能结构设计
图4-16系统管理结构图
系统管理模块通过选择不同的组织机构进行维护人员的设定。设置操作人员权限的功能，部门、人员信息由办公自动化系统提供。权限分为角色权限和业务权限。对基础数据的编码进行分级设置。进而构成用户分级核算、统计和管理的基础。用于设置公文审核流程的账户，主要设置普通狱警，部门负责人，监狱领导三种账户。
4.2.4.2类图设计
操作如下图所示。
图4-17系统管理类图
4.2.2.3顺序图设计
图4-18系统管理时序图
4.2.4.4核心处理流程设计
图4-19权限控制流程图
4.3 数据库设计
整个系统主要使用了12张数据库表来进行数据存储，内容涵盖云南省第二监狱办公内容的方方面面，为实现云南省第二监狱办公自动化提供保证。数据库关系表如下：
单位信息数据表：记录云南省第二监狱各单位的详细信息，包括单位 ID、名称、负责人等。
表 4-1 单位信息数据表
部门信息数据表：记录云南省第二监狱各单位下属部门的详细信息，包括部门 ID、所属单位 ID、部门名称、负责人等。
表 4-2 部门信息数据表
人员信息数据表：记录云南省第二监狱员工的详细信息，包括员工 ID、所属部门 ID、姓名、登录名、密码等。
表 4-3 人员信息数据表
功能配置数据表：记录系统各功能模块的设置信息，包括功能 ID、父功能 ID、姓名、功能序号、功能名称、功能页面等。
表 4-4 功能配置数据表
角色信息数据表：记录系统所有角色的详细信息，包括角色 ID、角色名称、角色描述等。
表 4-5 角色信息数据表
用户权限表：记录用户的权限信息，包括角色权限 ID、角色 ID、功能 ID、权限标志、详细描述等。
表 4-6 用户权限数据表
工作流类型数据表：记录系统的工作流类型，包括类型 ID、详细名称、工作流描述等。
表 4-7 工作流类型数据表
工作流程定义数据表：记录系统定义的工作流，包括工作流 ID、详细名称、所属类型、详细描述等。
表 4-8 工作流程定义数据表
动作定义数据表：记录系统的各种动作定义，包括动作定义 ID、详细名称、详细描述等。
表 4-9 动作定义数据表
流程步骤定义数据表：记录工作流的流程步骤，包括流程步骤 ID、动作定义、所属工作流 ID、详细描述等。
表 4-10 流程步骤定义数据表
流程步骤相关人员定义数据表：记录工作流中的流程步骤相关人员的定义，包括流程步骤 ID、所属工作流 ID、相关人 ID、是否需要审批等。
表 4-11 流程步骤相关人员定义数据表
流程驱动节点定义数据表：记录系统工作流的流程驱动节点定义，流程驱动节点 ID、公文 ID、流程 ID、流程步骤 ID、发起人 ID、接收人 ID 等。
表 4-12 流程驱动节点定义数据表
第五章 总结与展望
5.1总结
通过UML在办公自动化系统中应用，证实UML是一种优秀的建模语言，UML适用于开发过程的各个阶段，并且对当前一些流行的面向对象开发方法的主要概念和技术进行了融合，成为一种面向对象的标准化的统一建模语言UML适用于对各类软件系统的建模，从应用系统到计算机系统支持软件。在开发过程中，开发者通过使用UML能帮助他们对整个系统有清晰的认识。
由于本系统主要基于云南省第二监狱监狱管理部门进行设计，所以在进行分析设计时以满足用户需求为目标，距离通用的办公系统还有较大距离。同时，社会信息化对办公自动化的理论提出了新的要求，如需要数理统计学、经济计量学能够更加准确、深刻地说明客观世界的规律；应用数据仓库、数据挖掘的技术，为机关工作提供智能的分析决策能力，以及通过XML技术和其他办公系统之间进行数据的交换等等，这些都计划在下一个课题中继续研发。为让办公自动化能够发挥更大的作用而努力。
5.2展望
本文运用软件工程的理论和方法，应用面向对象方法对云南省第二监狱信息办公系统进行了分析与设计，给出主要的业务流程图和用例图，对系统界面、数据库及各项功能进行详细设计，取得了初步成果。在此基础上，我们将逐步完成系统的程序编码和综合测试，尽早将系统投入使用，提高监狱系统的信息自动化水平和工作效率。
由于本人经验不足，时间有限，对UML及办公自动化系统的理解还不是很深刻，恳请各位老师给予批评指导。
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致谢
从论文开题以来，一直得到我的论文导师——李彤教授的关心和指导，在此表示诚挚的感谢。从开始选题以来每次与李彤老师就论文进行的讨论沟通记录我都保存完好，一次次关于论题选择的讨论、关于论文修改的建议，无不饱含了李彤老师对我的关心与指导。在批改论文时，李彤老师的推敲琢磨、严谨治学为我树立了良好的榜样，这一点也成为我的论文能够顺利完成的最好助推器。李彤老师认真严谨的工作作风必将对我将来的工作带来深远影响，在此，再次诚挚的向李彤老师表示我的感谢！
由于工作太忙经常长期出差在外，无法及时到学校完成论文方面的工作，对因此给李彤老师带来的不便深表歉意！
在此也衷心感谢软件学院的给位老师。感谢各位老师在两年多的学习生活当中的谆谆教诲，老师们用严谨治学的态度和渊博厚实的学识给了我无限的启迪，令我终身受益！
论文的完成是本人两年多学习的一个小结，因学识有限，文章难免有不足，诚请各位老师和同学给予关心和指教！
叶兆峰
2014年5月
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/20ed1bbe27d3240c8547ef71.html
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