軟件工程-第12章第3節(jié)

12.3用例模型

在軟件開發(fā)過(guò)程中，分析典型的用例是軟件開發(fā)者了解用戶需求的有效方法之一。這是用戶和開發(fā)者共同分析系統(tǒng)需求的良好開端。在OOSE方法中首次提出了用例圖的概念，UML也采納了用例圖的概念。12.3.1用例圖1.作用在用戶需求分析中，如何找用戶目標(biāo)，如何通過(guò)系統(tǒng)交互實(shí)現(xiàn)用戶目標(biāo)，如何表達(dá)這些概念，一直是難以解決的問(wèn)題。引入用例的概念來(lái)進(jìn)行需求分析，這是面向?qū)ο蠓治黾夹g(shù)進(jìn)入第二代的標(biāo)志。12.3.1用例圖

用例圖描述了系統(tǒng)的功能需求，它從參與者的角度來(lái)理解系統(tǒng)，用于獲取系統(tǒng)的需求、規(guī)劃和控制項(xiàng)目；用例圖還描述了系統(tǒng)外部的參與者與系統(tǒng)提供的用例之間的某種聯(lián)系(用例圖著重于從系統(tǒng)外部參與者的角度來(lái)描述系統(tǒng)需要提供哪些功能，指明這些功能的參與者是誰(shuí))；用例圖驅(qū)動(dòng)了需求分析之后的各個(gè)階段的工作。

用例圖的元素有用例、參與者和連接。12.3.1用例圖2.用例用例是用戶與計(jì)算機(jī)之間為達(dá)到某個(gè)目的而進(jìn)行的一次交互作用，即系統(tǒng)執(zhí)行的一系列動(dòng)作。動(dòng)作執(zhí)行的結(jié)果能被指定的參與者見到。用例描述了用戶提出的一些可見的需求，它實(shí)現(xiàn)了一個(gè)具體的用戶目標(biāo)。12.3.1用例圖用例由參與者來(lái)激活，并提供確切的值給參與者。用例可以簡(jiǎn)單也可以很復(fù)雜，但必須是一個(gè)具體的用戶目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的完整描述。用例的圖形表示為一個(gè)橢圓，橢圓中標(biāo)注用例名。用例的表示如圖12.2(a)所示。12.3.1用例圖圖12.2用例圖的元素12.3.1用例圖3.參與者參與者是用戶在系統(tǒng)中所扮演的角色。參與者可以是人、組織和外界系統(tǒng)，參與者執(zhí)行用例。一個(gè)參與者可以執(zhí)行多個(gè)用例，一個(gè)用例也可由多個(gè)參與者使用。對(duì)一個(gè)大系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，應(yīng)先列出參與者，對(duì)每個(gè)參與者列出它的用例，參與者對(duì)提供用例是非常有用的。參與者是建立在類概念基礎(chǔ)上的一個(gè)構(gòu)造型模型元素，其語(yǔ)義是與系統(tǒng)用例相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)之外的對(duì)象類。參與者的圖形表示是一個(gè)“小人”，在其旁邊標(biāo)注參與者的名字。參與者的圖形表示如圖12.2(a)所示。12.3.1用例圖4.連接用例圖中用例元素與參與者元素之間、用例元素與用例元素之間的聯(lián)系稱為連接。用例圖中有三種連接，即通信聯(lián)系、使用和擴(kuò)展。1)通信聯(lián)系通信聯(lián)系是指參與者與用例之間的聯(lián)系。參與者觸發(fā)用例，與用例交換信息，用例完成相應(yīng)功能后，向參與者返回結(jié)果。通信聯(lián)系由參與者與用例之間的連線來(lái)表示。通信聯(lián)系的表示如圖12.2(a)所示。12.3.1用例圖2)使用使用是指用例之間的關(guān)系。當(dāng)幾個(gè)用例存在相同的動(dòng)作時(shí)，為避免重復(fù)，把相同的動(dòng)作構(gòu)造成另一個(gè)用例，則該用例與這幾個(gè)用例之間的關(guān)系就是使用關(guān)系。使用關(guān)系是UML預(yù)定義的構(gòu)造型模型元素，它是泛化關(guān)系的構(gòu)造型模型元素。使用關(guān)系的圖符表示與泛化關(guān)系的圖符表示一樣，用帶空心三角形的連線表示，在連線上標(biāo)注《使用》。使用關(guān)系的表示如圖12.2(b)所示。12.3.1用例圖3)擴(kuò)展擴(kuò)展是指用例之間的一種關(guān)系。有兩個(gè)用例Ａ和Ｂ，Ａ與Ｂ功能相似，但是Ａ的動(dòng)作比Ｂ的動(dòng)作多一點(diǎn)，則Ａ與Ｂ之間的關(guān)系是擴(kuò)展關(guān)系，Ａ擴(kuò)展Ｂ。擴(kuò)展關(guān)系也是泛化關(guān)系的構(gòu)造型模型元素，也是預(yù)定義構(gòu)造型模型元素。擴(kuò)展關(guān)系的圖符表示與使用關(guān)系的圖符表示相同，只是在擴(kuò)展關(guān)系的連線上標(biāo)注《擴(kuò)展》。擴(kuò)展關(guān)系的表示如圖12.2(c)所示。12.3.1用例圖擴(kuò)展與使用之間有相似之處和不同之處。這兩者都從幾個(gè)用例中抽取公共的行為放入一個(gè)單獨(dú)的用例中，以便其他幾個(gè)用例使用或擴(kuò)展。但是這兩個(gè)關(guān)系的目的是不同的?？刹捎孟铝蟹椒▉?lái)區(qū)別應(yīng)使用哪種關(guān)系。當(dāng)描述一般行為的變化時(shí)，采用擴(kuò)展；當(dāng)在兩個(gè)或多個(gè)用例中出現(xiàn)重復(fù)描述而又想避免重復(fù)時(shí)，采用使用。12.3.2畫用例圖用例模型是獲取需求、規(guī)劃和控制項(xiàng)目迭代過(guò)程的基本工具。用例的獲取是主要的任務(wù)之一，這也是項(xiàng)目的初始階段首先要做的工作。1.獲取參與者建立用例模型時(shí)首先要找出系統(tǒng)的參與者?？梢酝ㄟ^(guò)用戶回答一些問(wèn)題來(lái)識(shí)別參與者。這些問(wèn)題如下：12.3.2畫用例圖(1)誰(shuí)使用系統(tǒng)的主要功能？(2)誰(shuí)需要系統(tǒng)支持他們的日常工作？(3)誰(shuí)來(lái)維護(hù)、管理系統(tǒng)使其能正常工作？(4)系統(tǒng)需要控制哪些硬件？(5)系統(tǒng)需要與其他哪些系統(tǒng)交互？(6)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的結(jié)果感興趣的是哪些人或哪些事物？12.3.2畫用例圖2.獲取用例獲取了參與者之后，要對(duì)每一個(gè)參與者提出一些問(wèn)題，從參與者對(duì)這些問(wèn)題的回答中尋找用例。這些問(wèn)題如下：(1)參與者要求系統(tǒng)提供哪些功能？(2)參與者需要讀、產(chǎn)生、刪除、修改或存儲(chǔ)系統(tǒng)中的信息有哪些類型？(3)必須指出參與者的系統(tǒng)事件有哪些？(4)參與者必須指出的系統(tǒng)事件有哪些？如何把這些事件表示成用例中的功能？12.3.2畫用例圖除了針對(duì)參與者的問(wèn)題而外，還有針對(duì)系統(tǒng)的問(wèn)題，對(duì)這方面問(wèn)題的回答也可以幫助獲取用例。這些問(wèn)題如下：(1)系統(tǒng)需要何種輸入/輸出？(2)系統(tǒng)的輸入從何處來(lái)？輸出到何處去？(3)當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行存在什么問(wèn)題？12.3.2畫用例圖3.用例的數(shù)量在建立用例模型時(shí)，一個(gè)項(xiàng)目要獲取多少用例才合適呢？不同的設(shè)計(jì)者選取用例的數(shù)目也不相同。用例數(shù)量大，則每個(gè)用例較小，較小的用例在執(zhí)行實(shí)施方案時(shí)比較容易，但是用例數(shù)量過(guò)多，則用例過(guò)于繁雜，因此用例的數(shù)目要適中。對(duì)于一個(gè)10人年的項(xiàng)目，20個(gè)用例可能有些少，100個(gè)用例可能有些多。應(yīng)保持項(xiàng)目規(guī)模和用例數(shù)目?jī)烧咧g的平衡。12.3.3用例圖的示例金融貿(mào)易系統(tǒng)的用例模型如圖12.3所示。其中有四種參與者，即貿(mào)易經(jīng)理、營(yíng)銷人員、銷售人員和記帳系統(tǒng)。12.3.3用例圖的示例在該系統(tǒng)中，基本的用例是“進(jìn)行交易”。在一次交易中，可能進(jìn)行得比較順利，也可能進(jìn)行得不順利，存在擾亂順利進(jìn)行交易的因素。其中之一便是某些指標(biāo)超出邊界值的情況。例如，貿(mào)易組織對(duì)某個(gè)特定用戶規(guī)定的最大貿(mào)易量。這時(shí)不能執(zhí)行給定用例提供的常規(guī)動(dòng)作，可對(duì)進(jìn)行交易的用例做些改動(dòng)。圖12.3中的“超越邊界”用例就是“進(jìn)行交易”用例的擴(kuò)展。在營(yíng)銷人員交易過(guò)程中還用到“風(fēng)險(xiǎn)分析”和“交易估價(jià)”兩個(gè)用例，而這兩個(gè)用例中都包含有公共的評(píng)價(jià)動(dòng)作，因此把“評(píng)價(jià)”作為一個(gè)獨(dú)立的用例.12.3.3用例圖的示例銷售人員使用“進(jìn)行交易”和“交易估價(jià)”兩個(gè)用