系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)

第3章系統(tǒng)動態(tài)分析建模本章目錄3.1活動和狀態(tài)分析3.2 時(shí)序與協(xié)作分析3.3 過程建模本章小結(jié)和習(xí)題動態(tài)模型用來描述系統(tǒng)的動態(tài)行為，可分為狀態(tài)模型和交互模型，顯示對象在系統(tǒng)運(yùn)行期間不同時(shí)刻的狀態(tài)、以及其動態(tài)交互與協(xié)作。在UML中，用順序圖和通信圖為交互模型建模，用活動圖和狀態(tài)圖為狀態(tài)模型建模?！?.1活動和狀態(tài)分析1.活動圖概述活動圖是用來描述達(dá)到一個(gè)目標(biāo)所實(shí)施一系列活動的過程，描述了系統(tǒng)的動態(tài)特征。活動圖類似結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中的流程圖，不同之處在于它支持并行活動。在UML中，活動圖主要是由起點(diǎn)、終點(diǎn)、活動、分支、分叉與匯合、泳道等元素組成?！?.1.1活動和狀態(tài)的確定2.活動圖組成元素⑴起點(diǎn)和終點(diǎn)⑵活動在活動圖中，可以包含動作狀態(tài)和活動狀態(tài)。動作是由可執(zhí)行的、不可分的計(jì)算組成，這些計(jì)算可以引起系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化或者返回一個(gè)值?；顒訝顟B(tài)表示工作流過程中命令的執(zhí)行或活動的執(zhí)行，用于等待計(jì)算處理工作的完成。與動作狀態(tài)相反，活動狀態(tài)是非原子的、可以分解的，也就是說活動狀態(tài)是可以被打斷的?！?.1.1活動和狀態(tài)的確定2.活動圖組成元素⑶轉(zhuǎn)移⑷分支與監(jiān)護(hù)條件⑸分叉和匯合§3.1.1活動和狀態(tài)的確定2.活動圖組成元素⑹泳道泳道代表對象對活動的職責(zé)，通過帶泳道的活動圖，可以清楚地了解活動的過程、動作的執(zhí)行者、以及活動與對象之間的合作。§3.1.1活動和狀態(tài)的確定2.活動圖組成元素⑺對象流將對象放在活動圖中，并用箭頭將對象和產(chǎn)生、破壞或修改該對象的活動或轉(zhuǎn)移連接起來，這被稱作對象流。對象流代表了對象在控制流中的參與?！?.1.1活動和狀態(tài)的確定1.活動圖建模步驟一、業(yè)務(wù)過程建模步驟

⑴

確定活動圖描述的范圍。

⑵

確定活動對象。

⑶

確定活動（動作）序列。

⑷

確定控制流的轉(zhuǎn)移。

⑸

確定工作流中涉及的重要對象?！?.1.2活動和狀態(tài)圖的建造P811.活動圖建模步驟二、操作建模步驟

⑴

確定相關(guān)元素。

⑵

確定邊界范圍。

⑶

確定活動（動作）序列。

⑷

如果需要，使用分支和合并來描述條件路徑和迭代。

⑸

如果操作屬于主動類，在需要時(shí)可以用分叉和匯合來描述并發(fā)的控制流?！?.1.2活動和狀態(tài)圖的建造1.活動圖建模示例§3.1.3活動和狀態(tài)的建模示例P8513活動圖的應(yīng)用

構(gòu)建活動圖首先需要找到業(yè)務(wù)過程中的活動，可以通過以下的問題來幫助尋找業(yè)務(wù)過程中的活動。

該業(yè)務(wù)過程需要完成哪些工作步驟。每個(gè)參與者都將執(zhí)行哪些操作。有沒有哪些事件啟動了哪些工作步驟。例：

旅客登機(jī)的過程一般如下：旅客進(jìn)入候機(jī)大廳后，首先要出示機(jī)票和身份證號碼，當(dāng)身份核對無誤時(shí)，可以辦理登記手續(xù)，得到登機(jī)牌；如果有行李，需要辦理行李托運(yùn)手續(xù)；通過安檢后就可以登機(jī)了。14活動圖的應(yīng)用根據(jù)這個(gè)過程我們可以得到下面一些主要的活動：領(lǐng)取登機(jī)牌：旅客進(jìn)入候機(jī)大廳后，輸入自己的身份證號碼，領(lǐng)取登機(jī)牌。辦理行李托運(yùn)：如果旅客隨身攜帶的行李超重，則需要辦理行李托運(yùn)手續(xù)，通過安檢：旅客憑登機(jī)牌進(jìn)行安全檢查，通過安檢后可以準(zhǔn)備登機(jī)。旅客登機(jī)：旅客按照指示，到指定入口處登機(jī)。

辦理登機(jī)手續(xù)的活動圖：151.活動圖建模示例§3.1.3活動和狀態(tài)的建模示例例：過程：一個(gè)咨詢公司會見一個(gè)客戶時(shí)的業(yè)務(wù)過程如下：1、公司業(yè)務(wù)員打電話給客戶，確立約定。2、如果約定在公司內(nèi)，公司技術(shù)人員為會議準(zhǔn)備會議室。3、如果約定在公司之外，咨詢顧問就要用電腦準(zhǔn)備一份陳述報(bào)告4、咨詢顧問和業(yè)務(wù)員與客戶在約定的時(shí)間和地點(diǎn)見面。5、業(yè)務(wù)員隨后給他們準(zhǔn)備好會議用紙6、如果會議產(chǎn)生了一個(gè)問題陳述，咨詢顧問就根據(jù)問題陳述建立編寫一個(gè)提案并把該提案發(fā)給客戶?！締栴}】請?jiān)O(shè)計(jì)上述過程的活動圖?！?.1.3活動和狀態(tài)的建模示例2.狀態(tài)圖概述狀態(tài)圖描述系統(tǒng)中類和對象隨時(shí)間變化的動態(tài)行為。狀態(tài)圖通過狀態(tài)與狀態(tài)轉(zhuǎn)換來描述用例、協(xié)作和方法的動態(tài)行為。§3.1.1活動和狀態(tài)的確定4.狀態(tài)圖結(jié)構(gòu)元素⑴起始狀態(tài)與終止?fàn)顟B(tài)⑵狀態(tài)在顯示狀態(tài)詳細(xì)組成的圖符中，一般來說，可以列出該狀態(tài)要執(zhí)行的事件和動作，如入口動作、出口動作、內(nèi)部轉(zhuǎn)換、延遲事件、內(nèi)部活動及子狀態(tài)等組成部分?！?.1.1活動和狀態(tài)的確定4.狀態(tài)圖結(jié)構(gòu)元素⑶事件“事件”是指在時(shí)間和空間上某點(diǎn)發(fā)生的、能夠引起某些動作執(zhí)行的事情，即任何能夠影響到對象的東西都可以稱為事件，它在某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上發(fā)生，沒有持續(xù)時(shí)間。在UML狀態(tài)圖中，主要包含調(diào)用事件、改變事件、信號事件和時(shí)間事件四類。⑷轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換是兩個(gè)狀態(tài)之間的一種關(guān)系，表示當(dāng)一個(gè)特定事件出現(xiàn)時(shí)，且滿足一定的條件，對象會從第一個(gè)狀態(tài)(源)進(jìn)入第二個(gè)狀態(tài)(目標(biāo))，并執(zhí)行一定的動作或活動。§3.1.1活動和狀態(tài)的確定4.狀態(tài)圖結(jié)構(gòu)元素⑸子狀態(tài)與組合狀態(tài)歷史狀態(tài)：表示上次離開組合狀態(tài)時(shí)的最后一個(gè)子狀態(tài)。如果希望轉(zhuǎn)換激活上次離開組合狀態(tài)時(shí)的最后一個(gè)活動子狀態(tài)，則將組合狀態(tài)外的這個(gè)轉(zhuǎn)換直接轉(zhuǎn)移到歷史狀態(tài)中。§3.1.1活動和狀態(tài)的確定4.狀態(tài)圖結(jié)構(gòu)元素⑸子狀態(tài)與組合狀態(tài)順序子狀態(tài)也稱非正交狀態(tài)，即其中子狀態(tài)之間的關(guān)系是互斥的，不能存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的狀態(tài)被同時(shí)激活。§3.1.1活動和狀態(tài)的確定4.狀態(tài)圖結(jié)構(gòu)元素⑸子狀態(tài)與組合狀態(tài)并發(fā)子狀態(tài)也稱正交子狀態(tài)，是一個(gè)組合狀態(tài)中包含兩個(gè)或多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的子狀態(tài)，§3.1.1活動和狀態(tài)的確定2.狀態(tài)圖建模過程狀態(tài)圖模型的基本步驟

⑴

確定狀態(tài)圖描述的范圍。

⑵

確定描述主體在其生存期的各種穩(wěn)定狀態(tài)。

⑶

確定狀態(tài)的序號。

⑷

對象狀態(tài)可能響應(yīng)的事件。

⑸

確定必要的動作。

⑹

確定高層控制，優(yōu)化、簡化狀態(tài)圖?！?.1.2活動和狀態(tài)圖的建造P833.活動圖與狀態(tài)圖的對比狀態(tài)圖與活動圖會有一些相同的特點(diǎn)：⑴

描述圖符基本一樣。⑵

可以描述一個(gè)系統(tǒng)或?qū)ο笤谏嫫陂g的狀態(tài)或行為。⑶

可以描述一個(gè)系統(tǒng)或?qū)ο笤诙噙M(jìn)程操作中的并發(fā)行為。⑷

可以用條件分支圖符描述一個(gè)系統(tǒng)或?qū)ο蟮男袨榭刂屏鳌Ｗ钪饕牟煌c(diǎn)是：（1）觸發(fā)一個(gè)系統(tǒng)或?qū)ο蟮臓顟B(tài)（活動）發(fā)生轉(zhuǎn)移的機(jī)制不同。（2）描述多個(gè)對象共同完成一個(gè)操作的機(jī)制不同?！?.1.2活動和狀態(tài)圖的建造2.狀態(tài)圖建模示例§3.1.2活動和狀態(tài)的建模示例P86可以通過以下幾個(gè)方面來尋找轉(zhuǎn)換事件。

①

哪些事件可以創(chuàng)建或刪除對象。

②

哪些事件可以定義或修改屬性值。

③

哪些事件可以創(chuàng)建或結(jié)束與其他對象的關(guān)系。

④

哪些事件可以導(dǎo)致對象狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。1.順序圖概述順序圖描述的是參與交互的對象及對象之間消息交換的順序，用來表示用例中的行為順序。順序圖可以把用例描述的需求，轉(zhuǎn)化為進(jìn)一步、更加正式的精細(xì)表達(dá)，所以用例常常被細(xì)化為一個(gè)或多個(gè)順序圖。在UML中，順序圖采用二維形式描述各個(gè)對象間的交互關(guān)系?！?.2.1時(shí)序與協(xié)作的確定2.順序圖組成元素

⑴

對象

⑵

生命線

⑶

消息§3.2.1時(shí)序與協(xié)作的確定⑷

順序圖中的結(jié)構(gòu)化控制在UML2.x中引入了交互框架（InteractionFrame），有效地解決了順序圖中各種控制結(jié)構(gòu)的表述問題?！?.2.1時(shí)序與協(xié)作的確定⑷

順序圖中的結(jié)構(gòu)化控制§3.2.1時(shí)序與協(xié)作的確定1.順序圖建模步驟

⑴

確定交互范圍及涉及的對象。

⑵

合理安排對象順序

⑶

確定消息及傳遞。§3.2.2時(shí)序與協(xié)作圖的建造P931.順序圖建模示例§3.2.3時(shí)序與協(xié)作的建模示例P943.通信圖概述通信圖是一種強(qiáng)調(diào)發(fā)送和接收消息的對象及其組織結(jié)構(gòu)的交互圖，用以描述對象以及對象之間的交互關(guān)系。通訊圖與順序圖一樣，都是用來展示對象間的鏈接及組織結(jié)構(gòu)的交互，但兩者的側(cè)重點(diǎn)卻不同。順序圖著重于描述交互的時(shí)間順序，而通信圖則側(cè)重于描述協(xié)作對象間的交互和鏈接。§3.2.1時(shí)序與協(xié)作的確定P914.通信圖結(jié)構(gòu)元素

⑴

對象

⑵

消息

⑶

鏈§3.2.1時(shí)序與協(xié)作的確定2.通信圖建模過程

⑴

確定交互范圍及涉及的對象。

⑵

合理安排對象順序

⑶

確定鏈接與消息。§3.2.2時(shí)序與協(xié)作圖的建造P933.順序圖與通信圖的對比順序圖和通信圖都屬于交互圖，用于描述對象間的動態(tài)關(guān)系，并且兩者之間可以相互轉(zhuǎn)化。順序圖和通信圖都有各自不同的建模切入點(diǎn)，順序圖強(qiáng)調(diào)消息的時(shí)間順序，通信圖強(qiáng)調(diào)參與交互的對象的組織。2.通信圖建模示例§3.2.3時(shí)序與協(xié)作的建模示例P95過程建模概述過程建模以數(shù)據(jù)流圖為基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)流圖是一種系統(tǒng)模型，它通過描述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流、以及系統(tǒng)實(shí)施的工作或處理過程來為系統(tǒng)建模?！?.3過程建模過程建模的主要任務(wù)是繪制數(shù)據(jù)流圖。數(shù)據(jù)流圖：由外部實(shí)體、處理過程、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲組成?！?.3.2過程建模的元素1.構(gòu)造系統(tǒng)上下文數(shù)據(jù)流圖，確認(rèn)系統(tǒng)的項(xiàng)目范圍。2.繪制功能分解圖，將系統(tǒng)劃分成邏輯子系統(tǒng)。3.編寫事件響應(yīng)或用例清單表，以確定并證實(shí)系統(tǒng)必須提供響應(yīng)的業(yè)務(wù)事件。4.為分解圖中的每個(gè)事件添寫處理過程。此時(shí)的分解圖可作為系統(tǒng)的概要提綱。5.作為備選，為每個(gè)事件構(gòu)造一個(gè)事件圖，并進(jìn)行驗(yàn)證。6.通過合并事件圖構(gòu)造一個(gè)或者多個(gè)系統(tǒng)圖，幫助顯示系統(tǒng)的“整體視圖”。7.對需要進(jìn)一步處理細(xì)節(jié)的事件過程構(gòu)造基本圖，幫助顯示單個(gè)事件的所有基本過程、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)流?！?.3.3過程建模步驟§3.3.3過程建模步驟上下文