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

TẠP CHÍ KHOA HỌC – ĐẠI HỌC TÂY BẮC
Khoa học Tự nhiên và 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

1

Tóm tắt: Trong bài báo này, chúng tơi 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.
Q 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 tơi cũng tìm hiểu phần mềm Rational Rose để thiết kế, xây dựng các biểu đồ UML. Từ kết quả phân
tích, thiết kế, chúng tơi đã xây dựng thành cơng phần mềm quản lý sinh viên nội trú. Phần mềm giúp nâng cao chất
lượng trong công tác quản lý sinh viên nội trú tại Trường Đại học Tây Bắc, tra cứu số liệu chính xác, giảm sai sót,
tìm kiếm thơng tin nhanh chóng, và giảm bớt các cơng việc, thao tác thủ cơng của cán bộ quản lý.
Từ khóa: Phân tích, thiết kế, hệ thống quản lý sinh viên nội trú, phần mềm.

1. Đặt vấn đề
Ban quản lý Khu nội trú Trường Đại học Tây
Bắc là đơn vị chịu trách nhiệm trong công tác tổ
chức, quản lý sinh viên nội trú, nhằm đảm bảo
an ninh, an toàn về mọi mặt cho sinh viên nội
trú. Ban quản lý Khu nội trú hiện đang quản lý
8 khu nhà 5 tầng, với số lượng 426 phịng, có
thể phục vụ hơn 3000 chỗ ở cho sinh viên. Các

phịng đều có cơng trình phụ khép kín và được
đầu tư trang thiết bị cần thiết, đáp ứng các yêu
cầu ăn ở, sinh hoạt và học tập của sinh viên. Vì
lý do đó, phần lớn các sinh viên đang học tập
tại Trường đăng ký vào ở nội trú, bởi nơi đây
khơng chỉ có chi phí th phịng thấp mà cịn
là mơi trường học tập và rèn luyện an tồn cho
sinh viên.
Qua khảo sát, chúng tơi nhận thấy rằng toàn
bộ hoạt động nghiệp vụ của Ban quản lý Khu
nội trú đều được quản lý, điều hành thủ công,
gây khó khăn trong cơng tác quản lý, tìm kiếm
và tra cứu thơng tin, địi hỏi một lượng lớn cán
bộ tham gia quản lý. Việc ứng dụng công nghệ
thông tin vào trong các hoạt động nghiệp vụ của
Ban quản lý khu nội trú Trường Đại học Tây Bắc
chưa thực sự đem lại hiệu quả cao, đặc biệt vẫn
chưa có phần mềm hỗ trợ công tác quản lý cũng
như xử lý thông tin nghiệp vụ. Để nâng cao hiệu
quả, chất lượng trong công tác quản lý sinh viên
nội trú, việc ứng dụng công nghệ thông tin vào

104

trong các hoạt động quản lý sinh viên nội trú là
rất quan trọng và cần thiết. Từ thực tế yêu cầu
đặt ra, chúng tôi đã nghiên cứu, tìm hiểu UML,
ứng dụng để phân tích, thiết kế hệ thống quản
lý sinh viên nội trú tại Trường Đại học Tây Bắc.
Từ kết quả đã phân tích, thiết kế, chúng tôi tiến

hành xây dựng phần mềm quản lý sinh viên nội
trú tại Trường Đại học Tây Bắc.
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1. Tìm hiểu về quy trình nghiệp vụ quản lý
sinh viên nội trú tại Trường Đại học Tây Bắc.
Hệ thống quản lý sinh viên nội trú tại Trường
Đại học Tây Bắc thực hiện các công tác nghiệp
vụ sau:
- Quản lý sinh viên nội trú, bao gồm: quản lý
sinh viên, tiếp nhận đăng ký phòng và sắp xếp
phòng ở cho sinh viên, quản lý hợp đồng thuê
phòng, quản lý thẻ nội trú, theo dõi và quản lý
việc thực hiện nội quy của sinh viên nội trú [2].
- Quản lý phòng và trang thiết bị thuộc khu
nội trú, bao gồm: quản lý các khu nhà, quản lý
phòng tại các khu nhà, quản lý thiết bị, phân bổ
thiết bị cho phòng, phân bổ thiết bị cho các khu
nhà [2].
- Quản lý tiền phòng, tiền điện nước và các
khoản thu dịch vụ khác của 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 được
các yêu cầu cơ bản sau:
- Là một hệ thống tích hợp, đồng bộ, đảm
bảo các hoạt động quản lý sinh viên nội trú
được thống nhất, giúp tìm kiếm, tra cứu thơng
tin nhanh, chính xác, giảm chi phí quản lý, đáp

ứng các yêu cầu nghiệp vụ của cán bộ quản lý
khu nội trú và sinh viên.
- Hệ thống được thiết kế theo hướng có thể
mở rộng, phù hợp với mơ hình quản lý sinh viên
nội trú của Trường Đại học Tây Bắc ở thời điểm
hiện tại cũng như trong tương lai.
2.3. Nghiên cứu, tìm hiểu phương pháp
phân tích, thiết kế hệ thống hướng đối tượng
bằng UML
Hiện nay có nhiều phương pháp phân tích,
thiết kế hệ thống đang được sử dụng, phổ biến
là các phương pháp phân tích, thiết kế hệ thống
hướng chức năng và các 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 hơn trong việc xây dựng
các hệ thống phức tạp, việc phát triển phần mềm
theo cách tiếp cận hướng đối tượng sẽ đem lại
phần mềm chất lượng cao, tin cậy, dễ mở rộng
và tái sử dụng dễ dàng [1].
Một số phương pháp phân tích, thiết kế hướng
đối tượng phổ biến là phương pháp Booch, OMT
(Object Modeling Technique), OOSE (Object
Oriented Software Engineering)/Objectory,
Fusion và Coad/Yourdon. Mỗi phương pháp
đều có ưu và nhược điểm riêng, có ký pháp,
tiến trình và cơng cụ hỗ trợ riêng nên người
sử dụng rất khó khăn trong việc chọn ra một
phương pháp phù hợp. Hơn nữa, mỗi phương
pháp có ký hiệu riêng đã gây ra sự nhầm lẫn khi

một ký hiệu có thể mang những ý nghĩa khác
nhau trong mỗi phương pháp. Các tác giả của
các phương pháp này đã hợp tác tạo ra phương
pháp mới lấy tên là Unified Modeling Language
– UML (Ngôn ngữ mô hình hóa thơng nhất) [1],
dựa vào việc hợp nhất các ký hiệu sử dụng trong
phân tích, thiết kế của các phương pháp đó, các
ký hiệu trong UML đều có ngữ nghĩa chặt chẽ

và có thể hiểu bởi nhiều cơng cụ khác nhau.
2.4. Phân tích, thiết kế hệ thống quản lý sinh
viên nội trú tại Trường Đại học Tây Bắc sử dụng
ngơn ngữ mơ hình hóa thống nhất UML
Việc ứng dụng UML trong phân tích, thiết
kế hệ thống quản lý sinh viên nội trú tại Trường
Đại học Tây Bắc giúp chúng tôi hiểu rõ hơn về
hệ thống cần xây dựng ở cả hai khía cạnh động
và tĩnh, các biểu đồ UML tạo nên một cách nhìn
bao quát và đầy đủ nhất về hệ thống, từ đó dễ
dàng hơn trong việc triển khai lập trình và bảo
trì, nâng cấp hệ thống. Chúng tơi tiến hành phân
tích, thiết kế hệ thống quản lý sinh viên nội trú
tại Trường Đại học Tây Bắc theo các bước sau:
Bước 1: dựa trên tập yêu cầu ban đầu, xác
định các tác nhân (actor), use case và các mối
quan hệ giữa các use case, từ đó xây dựng biểu
đồ use case.
Bước 2: xác định các lớp, các thuộc tính, một
số phương thức cơ bản và mối quan hệ giữa các
lớp, từ đó xây dựng biểu đồ lớp.

Bước 3: xác định các trạng thái và chuyển
tiếp trạng thái trong hoạt động của một đối
tượng thuộc một lớp nào đó, từ đó xây dựng
biểu đồ trạng thái.
Bước 4: mơ tả chi tiết hoạt động của các use
case dựa trên các kịch bản đã có và các lớp đã
xác định, từ đó xây dựng các biểu đồ trình tự.
Bước 5: tiếp tục hoàn thiện biểu đồ lớp bao
gồm bổ sung các lớp, các thuộc tính cịn thiếu,
dựa trên biểu đồ trình tự để xác định các phương
thức và mối quan hệ giữa các lớp, từ đó xây
dựng biểu đồ lớp chi tiết.
Bước 6: xác định kiến trúc của hệ thống
bằng cách xác định các thành phần của hệ
thống, các thiết bị cần thiết để triển khai hệ
thống, từ đó xây dựng biểu đồ thành phần và
biểu đồ triển khai.
Bước 7: thiết kế dữ liệu của hệ thống dựa
vào các yêu cầu thu thập được và biểu đồ lớp đã
xây dựng trong giai đoạn phân tích.
2.5. Tìm hiểu phần mềm Rational Rose để
thiết kế, xây dựng các biểu đồ UML.

105


Hiện nay có rất nhiều phần mềm hỗ trợ phân
tích, thiết kế hệ thống hướng đối tượng sử dụng
UML, trong đó Rational Rose là một phần mềm
được sử dụng rộng rãi với nhiều tính năng ưu

việt. Rational Rose được dùng để lập mơ hình
hệ thống trước khi viết mã trình, nó cho phép
đặc tả các đối tượng, xây dựng các biểu đồ UML
và hỗ trợ phát sinh tự động mã nguồn chương
trình theo ngơn ngữ lập trình lựa chọn như C++,
Java, Visual Basic, … [1]. Trong khuôn khổ của
đề tài này, chúng tơi sử dụng phiên bản miễn phí
Rational Rose để xây dựng các biểu đồ UML,
vấn đề cài đặt chương trình chúng tơi sử dụng
ngơn ngữ lập trình hướng đối tượng C#.

3. Kết quả và thảo luận
3.1. Biểu đồ use case tổng quát của hệ thống
Biểu đồ use case được sử dụng để mô tả sự
tương tác giữa các tác nhân (actor) và các use
case trong hệ thống. Một use case biểu diễn một
chức năng xác định của hệ thống. Một tác nhân
là một đối tượng bên ngoài hệ thống tương tác
trực tiếp với các use case, mỗi tác nhân được
cung cấp một tài khoản và mật khẩu riêng để
đăng nhập vào hệ thống thực hiện các chức
năng nghiệp vụ của mình. Hình 1 trình bày các
tác nhân và các use case của hệ thống quản lý
sinh viên nội trú.

Hình 1. Biểu đồ use case tổng quát
Để quản lý thơng tin sinh viên nội trú, thơng
tin về phịng và thiết bị, tác nhân Bộ phận quản
lý sinh viên tương tác với các use case Quản
lý sinh viên nội trú, Quản lý phịng, Quản lý

thiết bị.
Để quản lý thơng tin sử dụng điện nước,
thông tin sử dụng dịch vụ của sinh viên nội trú,
tác nhân Bộ phận kỹ thuật tương tác với các use
case Quản lý điện nước, Quản lý dịch vụ.

106

Để thu các khoản phí của sinh viên nội
trú, thống kê các khoản phí và hồn trả các
khoản phí khi sinh viên thanh lý hợp đồng,
tác nhân Bộ phận tài chính tương tác với các
use case Thu các khoản phí, Thống kê các
khoản phí.
Để quản lý thơng tin cán bộ, quản lý quyền và
phân quyền sử dụng cho cán bộ, thực hiện thống
kê, báo cáo khi cần thiết, tác nhân Ban quản lý khu


nội trú tương tác với các use case Quản lý cán bộ,
Thống kê báo cáo.
3.2. Biểu đồ lớp
Lớp là một mơ tả về tập các đối tượng có
chung các thuộc tính, phương thức và các mối
quan hệ với những đối tượng khác. Ta có thể
tìm lớp từ các danh từ trong văn bản mơ tả bài
tốn và trong các tài liệu đặc tả use case. Trong
UML, lớp được biểu diễn bởi hình chữ nhật có
ba ngăn, ngăn đầu tiên chứa tên lớp, ngăn thứ

2 chứa thuộc tính của lớp và ngăn thứ 3 chứa
phương thức của lớp [1].
Biểu đồ lớp giúp người phát triển quan sát,
lập kế hoạch cấu trúc hệ thống trước khi viết mã
trình. Hình 2 và Hình 3 trình bày các lớp chính
của hệ thống quản lý sinh viên nội trú, đường
nối giữa các lớp thể hiện mối quan hệ (sự cộng
tác) giữa các lớp nhằm thực hiện các chức năng
của hệ thống. Để ngắn gọn, trong biểu đồ lớp
chúng tôi đã lược bỏ các phương thức của lớp,
chỉ giữ lại tên lớp và thuộc tính của lớp

Hình 2. Biểu đồ lớp liên quan đến sinh viên

Hình 3. Biểu đồ lớp liên quan đến phòng và thiết bị

107


3.3. Biểu đồ trạng thái
Biểu đồ trạng thái diễn tả quy luật thay đổi
trạng thái và hành vi của một đối tượng tuỳ thuộc
vào các sự kiện xảy đến với nó. Thơng thường

chúng ta xây dựng biểu đồ trạng thái cho một vài
đối tượng của lớp có nhiều hành vi động trong
hệ thống [1]. Dưới đây là biểu đồ trạng thái được
xây dựng cho đối tượng sinh viên.

Hình 4. Biểu đồ trạng thái

Từ trạng thái bắt đầu, sinh viên gửi thông tin
đăng ký vào ở nội trú, thông tin của sinh viên sẽ
được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu. Sinh viên chờ
được xét duyệt và xếp phòng, khi được xếp vào
một phịng nào đó thì trạng thái của sinh viên là
đang ở. Sinh viên xin chuyển ra ngoài hoặc bị
buộc ra ngồi thì trạng thái của sinh viên là đã
chuyển ra ngoài và kết thúc.
3.4. Thiết kế dữ liệu của hệ thống
Dựa trên các yêu cầu thu thập được và biểu
đồ lớp đã xây dựng trong giai đoạn phân tích,
chúng tơi tiến hành thiết kế dữ liệu của hệ
thống quản lý sinh viên nội trú tại Trường Đại
học Tây Bắc. Các dữ liệu này được tổ chức,
lưu trữ, quản lý một cách khoa học và có tính
hệ thống, giúp cho việc xử lý thơng tin nhanh,
chính xác, có thể dễ dàng thực hiện các thao
tác tìm kiếm, thống kê, báo cáo khi cần thiết.
Các dữ liệu cần quản lý và lưu trữ bao gồm các
dữ liệu sau:
- Các dữ liệu liên quan đến sinh viên: Sinh
viên, Lớp, Khoa, Dân tộc, Đối tượng ưu tiên,
Hợp đồng nội trú, Thẻ nội trú.
- Các dữ liệu liên quan đến phòng và thiết
bị: Khu nhà, Phòng, Loại phòng, Thiết bị, Loại
thiết bị, Thiết bị phòng, Thiết bị khu nhà.
- Các dữ liệu liên quan quản lý đến điện

108

nước: Danh mục điện nước, Thông tin sử dụng
điện nước của các phòng.
- Các dữ liệu liên quan đến tài chính: Danh
mục các khoản phí nội trú, Phiếu thu tiền điện
nước, Phiếu thu phí nội trú.
- Các dữ liệu liên quan đến cán bộ quản lý:
Thông tin cán bộ, Quyền, Phân quyền.
4. Kết luận
Chúng tôi đã tìm hiểu thực trạng và quy trình
quản lý sinh viên nội trú tại Trường Đại học Tây
Bắc, tìm hiểu UML và ứng dụng UML vào việc
phân tích, thiết kế hệ thống quản lý sinh viên
nội trú. Từ kết quả phân tích, thiết kế, chúng tơi
đã xây dựng thành cơng phần mềm quản lý sinh
viên nội trú tại Trường Đại học Tây Bắc.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Đặng Văn Đức, 2002, Phân tích thiết kế
hướng đối tượng bằng UML, NXB Giáo dục.
[2] Trường Đại học Tây Bắc, 2012, Quy chế
quản lý, vận hành Khu nội trú của Trường
Đại học Tây Bắc được xây dựng từ nguồn
trái phiếu Chính phủ (Ban hành kèm theo
Quyết định số: 113/ QĐ- ĐHTB ngày
19 tháng 3 năm 2012 của 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
1
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:

109