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建模技术论文范文1
无论是任何一个学科的教学中,教材都会起到不可忽视的重要作用。然而,当下的实用经济数学教材却在很大程度上存在着多个方面的缺陷和不足。具体体现在教材的编撰思想上,过度的重视实用经济数学的理论、公式,不能很好的体现出经济性以及实用性。所以,在教材方面,笔者建议可以从以下几个方面进行弥补:首先,教材要充分的体现出经济性与实用性,所以要在教材中以及课堂中增添相关的案例。其次,对数学的理论、公式的具体推理过程要淡化,重视对实例的研究和思考。
2.丰富教学方法
由于实用经济数学教学的目的和特点,就决定了运用传统的,比较单一的授课模式,即讲授式,是不可能达到理想的教学目标的。所以,在教学的过程中,要多种教学方法并用,尤其是能够促进学生思考,激起学生兴趣的教学方式,如讨论式教学法、启发式教学法等等,对于实用经济数学教学中融入建模思想都是非常有益的。
3.改革学生成绩评价机制,为社会输送应用型专门人才
由于当下的教育中,对于考试成绩的重视程度极高。然而,在实用经济数学的考试中,却在很大程度上侧重于推理以及推理过程中的计算。这就使得教师以及学生在教学以及学习的过程中都过度的重视推理与计算。所以要想提高数学建模思想的在课堂中的渗透,必须要改变学生的成绩评价机制,从而为我国培养更多的具有高强度思维能力的人才。
4.加强师资队伍建设,培养应用型专门数学教师
由于现在的经济数学教师在大学时接受的都是传统的数学教育,依据他们现有的教育观念和知识结构,很难真正实现上述三条措施,因此应大力加强经济数学师资队伍的建设。要加强教师的数学教育哲学、现代教育理论的学习,从根本上转变教师的数学教学观,要专门培养一批精通数学建模方法和数学软件的使用、掌握经济学基本知识、了解经济问题。要想将数学建模思想很好的应用在实用经济数学中,需要从教学的多个方面进行考虑。然而,以上也仅仅是实用经济数学建模思想的几个方面的探索,且这些研究都还比较浅显。而仅仅凭借这些研究来提高实用经济数学的教学质量,并且将数学建模思想很好的应用在实用经济数学中,显然是远远不够的。所以,对于实用经济数学中融入数学建模思想的研究还需要数学教育领域的研究人士进行进一步的研究和思考。
5、结语
建模技术论文范文2
随着经济的发展,当前交通运输业尤其是民航业呈现快速发展的态势,但是由于受到内部和外部等不确定因素的干扰,飞机失事的概率逐渐增加[1]。救生舱中氧气的精准供应,可为救援人员以及被困人员提供可靠的救生舱内氧气资源使用数据,进而提高受困人员得生几率[2,3]。为了确保人民群众的生命安全,寻求合理的方法对飞机失事后救生舱中氧气系统进行准确建模和控制,成为相关人员分析的重点问题[4,5]。飞机失事后的救生舱相关参数具有随机性和不确定性,飞机失事后面临的破坏性和环境都是大随机事件,救生舱氧气系统的控制需要对压力、气体温度和氧气系统参数的时间差数据的准确掌握,实现氧气系统性能的定量评估,而这些参数又很容易受到失事时外部环境的影响,无法预先设定。传统的氧气系统控制模型无法准确评估参数在恶化环境下的变化过程,仅能通过设定固定参数评估短期机组氧气性能变化情况,存在较大缺陷。通过对救生舱氧气系统压力、气体温度和氧气系统参数的时间差数据的处理,获取分析机组氧气性能得有价值数据,提出一种基于改进遗传算法的自抗扰控制器氧气系统参数优化模型,塑造考虑控制约束的自抗扰控制器参数优化设计目标函数,通过一种改进自适应混沌遗传算法对氧气系统参数进行整定,实现失事飞机救生舱内氧气系统的有效控制。仿真结果表明,所提控制模型增强了系统得动态性和静态性,可有效应对系统参数的动态性,具有较高得控制性能。
2救生舱氧气系统数学模型
为了估测救生舱氧气系统的性能,首先需得到救生舱氧气系统压力P、气体温度T和氧气系统参数的时间差t。依据氧气系统结构该中含有一个压力传感器,可通过瓶体氧气压力进行读数。由于该系统不含温度传感器,因此对正常气密性下的某飞机1个月的108个数据点进行采集,完成对上述数据点氧气压力值、外界环境温度以及驾驶舱内温度的偏相关分析,从而得到瓶体内气体的温度。偏相关性分析通常应用于各种相关的变量中,清除其中的变量干扰后,得到两两变量之间的简单相关关系。采用偏相关来分析消除氧气系统本身的渗漏率干扰后,外界环境温度与驾驶舱温度对气瓶压力的相关性。通过偏相关对其进行研究可知,驾驶舱内温度、外界环境温度以及氧气系统压力参数和氧气压力的相关性。氧气压力值主要受外界温度以及驾驶舱温度的影响,并且受外界环境温度的影响更大一些。基于来自空客的资料,可将瓶体内气体温度拟合公式描述成T=(TAT+Tc)/2,其中TAT表示外界温度、Tc表示驾驶舱温度。在通过点与点相比得到压差的过程中,为了使点和点在同一标准下完成比较,通过理想气体方程P1/T1=P2/T2,将压力转变成相同环境温度下的压力PS,各点的压力值均具有可比性,从而可得航段渗漏率PL=PS/t=(PS1-PS2)/(t2-t1),其中t1表示飞机着陆时间,t2表示为飞机起航时间。上述理想气体方程还可应用于任一温度下机组氧气系统压力的预测,从而降低了由于冬季航行前后温差较大而引起的需频繁更换氧气瓶的工作量,提高了工作效率。因为飞行航段时间间隔较短,系统压力值波动不大,易受到外界温度拟合精度以及压力传感器探测精度的干扰,造成最终得到的压力值变化很大。通过比较两个间隔超过24小时的点的压力值来解决上述问题,假设间隔24小时的渗漏率用PL24表示,为了清除采样过程中数据坏点的干扰,需完成对其的3天滚动平均,最终即可得到能够体现系统性能特性的24小时3天滚动平均渗漏率ΔPLavg24。ΔPLavg24=∑I=nI=1(PL24-1+…+PL24-n)/n(1)其中,n表示3天中点的总量。经以上处理后可基本得到研究机组氧气性能的有关数据。而对氧气系统效果的分析,和对氧气使用时间的估计则可采用一元线性回归法,其方法仅分析一个自变和一个因变量之间的统计关系。主要通过其分析标态氧气压力值PS和气瓶安装时间To的统计关系。假设PS和To的关系满足式(2):PS=U1+U2*To+_(2)其中,PS表示被解释变量,To表示解释变量,U1、U2表示待估计参数,_表示随机干扰项,其主要体现了PS被To解释的不确定性。通过普通最小二乘法对一元线性回归进行求解,具体的求解公式如下:Toavg=∑nI=1(To1+…+Ton)/n(3)PSavg=∑nI=1(PS1+…+PSn)/n(4)其中,Toavg表示解释变量均值,PSavg表示被解释变量均值。U2=∑[(To-Tovag)*(PS-PSavg)]/∑(To-Toavg)2(5)U1=PSavg-U2Tovag(6)氧气系统固有的气密性能随U2的降低而降低。U1值主要和各时间段有关,对性能分析不产生任何影响。该方法可完成氧气系统性能的机队排序,但是不能识别单机的性能恶化,仅可实现对未更换氧气瓶以及充氧数据的监控。而对于时间段较长的机组氧气性能改变的监测只能采用相互独立样本T检验的方法来完成,该方法能够分析短期机组氧气性能恶化的状态。该方法先采集前后两个时间段的PLavg24数据样本,通过比较上述两组数据的变化程度对机组氧气系统出现恶化的时间段以及恶化程度进行判断,该种方法不能完成整个机队的氧气系统性能排序。具体公式如下F=S21/S22(7)其中,S21表示上一时间段n项数据PLavg24的方差,S22表示下一时间段m项数据的方差,式(7F(n-1,m-1)分布,可采用差找F分布的方法得到F值,依据F对两组数据的差异性进行判断,若检测出两组数据相似概率低于2.5%,则可判断这两组数据有显著差异,从而基于两组数据的均值对氧气系统渗漏率的改便程度进行判断。
3自抗扰控制器氧气系统参数优化数学模型
遗传算法是一种依据生物遗传以及进化机制的适用于复杂系统改进的自适应概率改进算法。其模拟自然及遗传时产生的选择、交叉及变异等现象,从一个初始种群开始,在经过随机选择、交叉及变异处理后,得到一群更适应环境的个体,通过这样不停的进行繁衍进化,最终可获取到一群最适合环境的个体,从而得到失事飞机救生舱氧气系统控制问题的最优解。
3.1考虑控制约束的自抗扰控制器参数优化设计目标函数的建立评价失事飞机救生舱氧气系统性能的过程中,一般情况下会采用一个以失事飞机救生舱氧气系统瞬时误差e(t)为泛函的积分为目标函数,通过时间乘绝对误差积分准则(ITAE)对系统的动态性能进行评价,以时间乘与误差成绩绝对值的积分为性能指标,用式(8)描述JITAE=∫#0t|e(t)|dt(8)如果只考虑失事飞机救生舱氧气系统的动态特性,则给定的参数通常会造成氧气控制过大,不能实现预期的控制效果。由于氧气控制能量有限,所以将umax与umin作为一项重要的指标进行加权,则有Ju=umax-umin×∫#0|u(t)|dt(9)通过氧气控制能量受限以及氧气浓度误差泛函评价标准,采用权重系数法获取一个失事飞机救生舱氧气系统性能的评价指标,用式(10)描述J=Je+Ju=∫#0t|e(t)|dt+wk|umax-umin|×∫#0|u(t)|dt(10)通过上述过程可以得到目标函数的最优极小值,需要将其转化成极大值问题,因为J>0,故取g=1=J。遗传算法是一种自由选择的算法,在进行迭代时一定会出现很多不可行染色体,为了使算法能够高效的识别同时越过不可行染色体,需使系统的输出误差不超过给定范围。对于不可行染色体,通过惩罚策略赋予其一个很小的惩罚值,融入惩罚策略的遗传算法适应度函数可描述成:maxf=1/Ju<Umax,u>Umin,|e|<EPuUmax,u"Umin,|e|{E(11)其中,Umax与Umin分别表示氧气浓度控制量的惩罚上限及下限,符合UmaxUsatmax,UminUsatmin,其中Usatmax与Usatmin分别表示氧气浓度饱和输入的上下限,|e|表示氧气浓度控制误差允许范围,P表示很小的一个罚值。
3.2改进遗传算法自抗扰控制器氧气系统参数整定过程在实际应用时遗传算法会出现早熟收敛以及收敛效率低的现象,导致其不得不用很长的时间去寻找最优解。为了避免上述弊端,采用一种改进自适应混沌遗传算法完成失事飞机救生舱氧气系统参数的优化。该算法通过浮点数编码,依据个体适应度值的排序完成对父体的选择,并且结合了自适应交叉、自适应变异以及混沌移民,对失事飞机救生舱氧气系统得参数整定,其遗传算法整定流程图用图1描述。
3.2.1失事飞机救生舱氧气系统参数的编码通过经验设定法整定跟踪微分器、扩张状态观测器中饱和函数的幂指数a以及线性区域的边界d。进行简化操作后,遗传算法的搜索区域以及不可行染色体的个数均降低了,效率得以提高。变量的数量越多,计算精度越高,二进制编码的速度就越低,对于精度要求高,搜索范围大的遗传算法,可采用浮点数编码。而自抗扰控制器涉及到的参数很多,同时区间分布广,不适合采用二进制编码,所以在确定失事飞机救生舱氧气系统的参数时采用浮点数编码。
3.2.2失事飞机救生舱氧气系统参数初始种群的选取通过经验设定法确定一组失事飞机救生舱氧气系统参数。其中跟踪微分器参数r可通过对象的响应速度来确定,和扩张状态观测器有关的各种参数可通过提到的动态失事飞机救生舱氧气系统参数确定法来确定,非线性误差状态反馈失事飞机救生舱氧气系统参数可通过PD控制器控制一个积分串联型对象的参数来确定。失事飞机救生舱氧气系统参数需符合下式:u<Umax,u>Umin,|e|<E(12)在失事飞机救生舱氧气系统参数附近大范围随机搜索符合式(12)的个体,直至得到的个体数目与遗传算法中群体大小相同,从而防止了很多的不可行个体的出现,提高了失事飞机救生舱氧气系统参数整定的效率,如图1所示。
4实验验证
为了验证本文模型的有效性,需要进行相关的实验分析。实验将飞机失事后气体压力为150Pa,气体温度为28℃的救生舱氧气系统作为仿真验证对象。传统控制模型与本文控制模型调节阶跃响应仿真结果对比用图2描述。传统控制模型与本文控制模型氧气浓度信号跟随仿真结果对比用图3描述。图2分析图2和图3可得,本文控制模型与传统控制模型相比,调节效率高,超调量小,达到了一个很好的控制效果。在系统运行的初始阶段,本文控制模型的响应速度很快,在时间为25s左右时,舱内氧气即达到人体能够适应的安全范围内,在300s内即达到稳定状态;超调最大值也在18%—23.5%安全范围内。在系统连续变动已知的时,本文控制模型与传统控制模型相比,调节效率更高,超调幅值更小,可以稳定的保持在人体可接受范围内。在系统达到稳定后,在400s—450s之间加入3.6V电压,本文控制模型可以以更短的时间,更小的超调达到稳定状态,动态响应效果好。救生舱是一个多参数、强耦合的复杂系统。在系统运行过程中,任意参数的变化都会影响氧气系统的模型结构,如飞机失事后救生舱气体压力变为180Pa,气体温度为30℃,则氧气系统模型发生改变,此时传统控制模型和本文控制模型阶跃响应仿真结果对比用图4描述。传统控制模型与本文控制模型信号跟随仿真结果对比用图5描述。分析图4和图5可得,当氧气系统模型改变后,本文控制模型变化不大,控制效果仍旧很好,而传统的控制模型动态性能下降,超调量升高同时调节速度更慢。通过上述仿真结果可以看出,本文控制模型的调节速度快,超调量小,达到了很好的效果。在救生舱系统参数改变后,本文控制模型与传统控制模型相比,有更好的自适应能力,使得系统氧气浓度可以一直保持在人体可承受范围内,有着更好的稳定性以及更高的调节效率。
5结论
建模技术论文范文3
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摘要 (200-300字,包括模型的主要特点、建模方法和主要结果。)
关键词(求解问题、使用的方法中的重要术语) 内容较多时最好有个目录
1。问题重述
2。问题分析
3。模型假设与约定
4。符号说明及名词定义
5。模型建立与求解 ①补充假设条件,明确概念,引进参数; ②模型形式(可有多个形式的模型);
6。进一步讨论(参数的变化、假设改变对模型的影响)
7。模型检验 (使用数据计算结果,进行分析与检验)
8。模型优缺点(改进方向,推广新思想)
9。参考文献及参考书籍和网站
10。附录 (计算程序,框图;各种求解演算过程,计算中间结果;各种图形、表格。)
小经验:
1。随时记下自己的假设。有时候在很合理的假设下开始了下一步的工作,就应该顺手把这个假设给记下 来,否则到了最后可能会忘掉,而且这也会让我们的解答更加严谨。
2。随时记录自己的想法,而且不留余地的完全的表达自己的思想。
3。要有自己的特色,闪光点。
建模技术论文范文4
关键词:数学建模;计算机技术;计算机应用
随着经济的快速发展,我国的科学技术也有了长足的进步,而与之密不可分的数学学科也有着不可小觑的进步,与此同时,数学学科的延伸领域从物理等逐渐扩展到环境、人口、社会、经济范围,使得其作用力逐渐增强。不仅如此,数学学科由原本的研究事物的性质分析逐渐转变到研究定量性质范围,促进了多方面多层次的发展,由此可见,数学学科的重要性质。在日常生活中,运用数学学科去解决实际问题时,首要完成的就是从复杂的事物中找到普遍的规律现象存在,并用最为清晰的数字、符号、公式等将潜在的信息表达出来,再运用计算机技术加以呈现,形成人们所要完成的结果。笔者以数学建模为例,分析了数学建模与计算机应用之间的关系,与此同时,也探寻了计算机应用技术在数学建模的辅助之下发挥的作用,并对数学建模进行概念定义,使得读者能够对数学建模的意义有着更深层次的了解,希望能够起到促进二者之间的良性发展。
1 数学建模的特质
从宏观角度上来讲,数学建模是更侧重于实际研究方面,并不仅仅是通过数字演示来完成事物的一般发展规律,与一般的理论研究截然不同。其研究范围之广,能够深入到各个领域当中,从任何一个相关领域中都能够找到数学学科的发展轨迹,从中不难看出数学学科的实际意义与鲜明特点。数学为一门注重实际问题研究的学科,这一性质方向决定了其研究的层次,其研究范围大到漫无边际的宇宙,小到对于个体微生物或者单细胞物体,综合性之强形成了研究范围广的特点。多个学科之间互相影响,从中找到互相之间存在的相互联系,其中有许多不能够被忽视的数学元素,且这些元素都是至关重要的,所以这个计算过程十分复杂,计算量与数据验算过程也十分耗费时间,因此需要充足的存储空间支持这一过程的运行。在数学建模的过程当中,所涉猎的数学算法并不是很简单,而建立的模型也遵循个人习惯,因此建成的模型也不是一成不变的,但是都能够得出相同的答案。 正因如此,在数学建模的过程当中,就需要使用各种辅助工具来完成这一过程。由于计算机软件具有的高速运转空间,使得计算机技术应用于数学学科的建模过程当中,与数学建模过程密不可分息息相关。由此可见,计算机技术的应用水平对于数学学科的重要作用。
2 数学建模与计算机技术之间的联系
2。1 计算机的独特性与数学建模的实际性特点 计算机的独特性与数学建模的实际性特点,使得二者之间有着密不可分的联系,正是因为这种联系使得双方都能够有长足的发展,在技术上是起着互相促进的作用。计算机的广泛应用为数学建模提供了较为便利的服务,在使用过程当中,数学建模也能够起到完成对计算机技术的促进,能够在这一过程中形成更为便捷高速的使用方法与途径,使得计算机技术应用更为灵活,也可以说数学建模为计算机技术的实际应用提供了更为广阔的应用空间,从中不难发现,数学建模对于计算机应用技术的支持性。计算机应用技术需要合成的是多方面的技术支持,而数学建模则是需要首要完成的,二者之间是相互影响共同促进的作用。
建模技术论文范文5
关键词:数学建模 社团 美国高中数学建模竞赛
一、核心概念界定
“数学建模”是把实际生活中的问题加以提炼,概括为数学模型,然后用数学的方法解决该模型,接着去检验模型的合理性,并用该数学模型的解答来解释实际生活中的问题。数学建模是一种数学的思维,是通过抽象、数据的拟合而建立起的能解决实际生活问题的一种强劲的数学手段。
“数学建模社团”是一个学习、合作、交流、分享的学习天地。是一个建立在有教师辅导并参加竞赛而成立的社团,以全新的态度看待数学学习和学科应用,使学生更加集中、高效地学习数学理论、数学应用,培养学生的创新思维和准备参赛的能力,进一步展现和锻炼他们在数学、英语、计算机、自然科学、社会经济等诸多方面的综合能力。
二、研究意义及研究价值
在新课改背景下,应用数学已经积极地向一切新的生活化和社会化的领域渗透,数字网络技术的飞速发展,迫使数学建模越来越被人们所重视,在一些机械、电机、土木、水利等工程技术中,数学的基本模型已极其普遍;在通讯、航天、微电子、自动化等高新技术领域,数学建模几乎是必不可少的工具,在一些经济、人口、生态、地质等新领域,用数学建模方法从事定量分析时,效果显著。
目前,国际数学中开始通过开展高中数学建模活动,推广使用现代化技术来推动数学教育改革。发达国家都非常重视数学建模活动的开展。把大学数学建模向高中数学建模转移是国际数学近年来发展的一种趋势。
三、如何构建高中数学建模
为培养学生的建模意识,一线的中学数学教师首先要不断提高自身的数学建模意识和素养。也就意味着需要在中学教学内容上发生较大的变化,还意味着教育教学思想和观念也需要大的改变。高中数学教师需要学习数学科学的发展,还需要学习一些新的数学建模思维,并需要学习把中学数学课本知识应用于生活中去。这是大部分人所忽略的事,却是数学教师运用建模的好时机。
数学建模活动应该与所使用教材结合起来。教师应分析在哪些章节中、单元中可适当地引入数学建模活动,例如,在数列教学中可引入银行储蓄问题、信用贷款等问题的建模活动。这样就可以通过教师潜移默化的教学,使学生从大量的建模活动中逐渐地领悟到数学建模在实际生活中的重要应用,从而引导学生真正参与到数学建模活动中来,提高学生数学建模意识和素养。
注重与其他相关理科学科的联系。由于数学对其他社会学科起到至关重要的作用,因此,我们要充分发挥这种联系,从而加深对其他学科的理解,也能够更好地拓宽学生的知识领域。
四、以社团的形式开展数学建模活动,可以有效地联系学生的数学建模意识与创造性思维
(一)高中数学建模社团活动设计
1.认识数学建模,学习用数学思想解决生活中的问题。
2.学习数学建模竞赛流程、赛程安排、数学建模论文书写格式。
3.学习数学建模所用的数学软件:Lingo、Lindo、MATLAB等,并分析历届美赛试题及优秀论文。
(二)社团的发展方向
在参加竞赛前每一名队友应考虑自己在团队中扮演什么样的角色,承担什么责任。高中数学建模一般四人为一个小组,建模社的主要工作是把他们各自培养成下面各个角色中的一位。
1.组长:协调并分配各小组成员工作,带领小组成员分析问题、解决问题。
2.数字处理专家:团队需要做大量的数字处理工作,这就需要一位组员能够充分地利用网络学习处理数字的方法及软件,从而实现对模型大量数据的处理。
3.论文书写专家:论文表述至关重要,所以需要一个组员能把团队的思想和创新充分地表达出来,尤其是摘要的书写,对解决方案的成败起到关键作用。
4.资料检索专家:在建模过程中找尽可能多的相关问题的资料,尽可能多地解决方案。为了能够在建模活动中应用,资料检索通常是非常具体和关键的。
(三)数学建模活动的意义
1.发挥学生的创造思维,培养学生的建模意识。数学史上有的数学发现来源于直觉思维,如笛卡尔坐标系、歌德巴赫猜想等,应该说它们不单单是逻辑思维的产物,而是通过大量的生活经历和经验,通过长期有效的观察、比较,通过反复数学模型建构,总结出来的著名的数学问题。所以通过数学建模活动使学生有独到的见解和与众不同的思考方法,如能够及时地发现问题、解决问题等是培养学生创新思维的核心。
2.以“构建”为载体,培养学生的创新意识。“建模”就是构建数学模型,但模型的构建不会是一件简单的事,这就需要学生有很强的模型构建能力和意识,而学生构建能力和意识的提高则需要有较好的创造性思维,创造性地使用已知条件,创造性地建设,创造性地构建模型,创造性地解决问题。
五、树立“一次建模,终身受益”的数学建模意识
综上所述,以社团的形式开展高中数学建模教学,从而提升学生的数学建模意识是必要的、意义深远的,我们想要能够真正培养学生的建模意识和能力,重点是在教育教学中必须坚持以人为本。通过实际生活中的例子来开展数学建模活动,必须充分调动学生的积极性和创造性,只有如此才能更加充分地提高学生分析、解决问题的能力,也只有这样才能真正提高学生的创新意识,使学生喜欢学数学,喜欢数学建模意识,也能够顺应新课改的要求和理念。从而才能让学生更加充分地体会“一次建模,终生受益”的建模意识。我们坚信,在以社团形式开展高中数学建模的教学活动中,渗透“数学建模意识和能力”终将为数学教育教学改革开辟一条新路径,也必将为新形势下培养“创造型”人才提供一个广阔的舞台。
参考文献:
[1]张翼.初等数学建模活动[M].浙江科学技术出版社,2001.
[2]罗浩源.生活的数学[M].上海远东出版社,2000.
[3]王尚志.高中数学知识应用问题[M].湖南教育出版社,1999.
建模技术论文范文6
根据研究本文提出并设计了用例模型、领域模型、数据模型、Web模型的建模方法。四步建模法是依据实现Web网站为根据,采用多层分布式软件结构与模块化机制相结合提炼出实现Web网站所需的模型。四种模型分别对应了Web网站的软件开发过程设计、后台设计、数据库设计、Web页面设计。其中每个模型会牵涉到UML的静态建模,或者动态建模。通过四步建模,实现Web数据库层、数据访问层、业务逻辑层及表现层等四层分布式软件结构及其模块化,结合B/S(Browser/Server)结构,满足不同的地点、不同的接入方式访问和操作共同的数据库的系统架构。
2用UML设计模型对毕业设计管理系统进行分析和设计
2.1系统需求描述
毕业设计管理系统主要完成从选题到答辩一系列过程及文档的管理,系统总体功能。系统按照工作流程划分出选题管理、过程管理、答辩管理、后期管理四个主要功能模块。系统主要使用人员包括学生、指导教师、教务员和专家。另外数据维护人员和教务员,可以使用登录功能模块和维护功能模块。各功能描述:①选题管理:完成教师立题、学生选题的双向选择过程,最终达到每人一题;②过程管理:完成教师与学生交流、中期检查、教师与学生互评过程;③答辩管理:完成答辩准备工作,提交答辩结果;④后期管理:完成收集、上报材料,统计成绩,评优过程;⑤登录管理:提供用户登录验证及用户权限查询的功能;⑥维护管理:身份管理、流程管理和数据维护三个子功能块。
2.2建立领域模型
领域模型是从用例模型映射到类的第一步。领域模型是划分类的结果,主要表达用类图。在寻找类时,可以根据功能把类分成三种类型:实体类、边界类和控制类。边界类位于系统与外界的交接处,包括所有窗体、报表、打印机等硬件接口以及其他系统的接口。实体类保存要放进永久存储体的信息,在系统运行时,实体类在内存中保存信息。控制类负责协调其他类的工作。实体对象类表示系统中的信息存储,它们一般用于表示系统所管理的核心概念。将所有找到的三种类集中综合在一起得到三大模型:视图模型、逻辑模型和实体模型。根据毕业设计管理系统选题过程的需求描述,可以得到三大模型如下:1)边界模型:登录界面类(LoginForm),信息界面类(PublishInfoForm),双向选题工程管理界面类(Topicseletion-FormAdjustForm),手工调整选题界面类(UpdateTeacher-Form),查看拟题要求界面类(DemandForm),查询题目选情和选择学生界面类(TeaselectionForm),处理论文题目界面类(ManageTopicsForm),更新学生信息界面类(UpdateStudent-Form),学生选题界面类(StuselectionForm),文件管理界面类(File),评审题目界面类(ReviewTopicsForm)。2)逻辑模型:登录类(Login_Operation),信息类(Pub-lishInfo_Operation),双向选题工程管理类(Topicseletion_Op-eration),手工调整选题类(Adjust_Operation),更新教师信息类(UpdateTeacher_Operation),查看拟题要求类(Demand_Op-eration),查询题目选情和选择学生类(Teaselection_Opera-tion),处理论文题目类(ManageTopics_Operation),更新学生信息类(UpdateStudent_Operation),学生选题类(Stuselec-tion_Operation),文件管理类(File_Operation),评审题目类(ReviewTopics_Operation),留言类(Message_Operation)。3)实体模型:登录类(Login),学生类(Student),教师类(Teacher),毕设专家组类(Expert),教务类(Administrator),毕设题目类(Topics),题目登记类(RegisterTopics)。
2.3建立数据模型
逻辑结构设计阶段的任务就是将概念结构设计阶段完成的领域模型转化成能被特定数据库管理系统支持的数据模型,也即是关系模型。这些模型在功能、性能、完整性和一致性约束及数据库可扩充性都需要满足用户需求。首先根据前面的分析,得到了表示实体型、属性和联系的领域模型,为数据建模奠定了基础。依据领域模型设计建立十张表,分别为:建立专家信息表、教务员信息表、学生信息表、教师信息表、论文题目信息表、选题注册信息表、文件管理表、论文成绩表、留言信息表、权限管理表。数据库名称为graduation_project_management。2.5建立Web模型UML扩展机制用“serverpage”类为Web页的服务器端建模,用“clientpage”类为客户端建模。两种抽象通过两者之间的定向关系相互关联关系。Web页之间通过超链接建立公共关系。关系可以标注值用于定义随链接请求一起传递的参数。使用这些构造型简化了对页脚本和关系的建模。依据UML扩展机制对毕业设计管理系统,进行登录Web建模,学生主页、教师主页、教务主页和专家主页的Web建模,学生选题流程Web建模,教师选题流程Web建模,教务选题流程Web建模,专家选题流程Web建模。学生选题流程Web建模。学生先登录到学生主页面,可进入关于选题页面(SelectTopics)和个人信息管理页面(Informa-tion)。进入选题页面,可选择进入选题页面和修改选题页面,论文题目利用javabean技术建立listing.java从数据库获取,根据不同操作提交表单到相应服务器页;进入个人信息页面课添加或更新个人信息,提交表单到InformationServer服务器页。
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