第3章需求分析与用例模型S2015-3-30

1、1/127第三章第三章 需求分析需求分析本章任务本章任务l制作用例规约知识目标知识目标l了解用例法与传统需求表达方式的区别l了解用例建模的概念及步骤l掌握用例图能力目标能力目标l能找出系统的参与者l能识别参与者的用例l能使用用例规约描述用例目录目录l概述lUML需求分析工具lUML业务建模工具l制作用例规约概述概述-需求表达方式需求表达方式l传统的需求表达方式-功能层次图l有什么缺点？概述概述-需求表达方式需求表达方式l非常容易混淆需求和设计的界限。l分割了各项系统功能的应用环境，从各项功能项入手，你很难了解到这些功能项是如何相互关联来实现一个完成的系统服务的。概述概述-需求表达方式需求表达方

2、式l用例法，用例是参与者发起的，与系统对话陈述序列。每个用例包含一个系统在作业时与用户或与其它系统之间交换信息的场景。在1990年代，用例很快地成为了记录需求分析的最主要的方式，它在面向对象的程序设计中普及性非常高。用例描述系统在运行时与外部执行者之间的信息交换。外部执行者是任何系统外的、与系统交换信息的物件或人物。它们可以是用户、用户的角色或其它系统。概述概述-需求表达方式需求表达方式l用例将系统当作一个“黑匣子”，它从外部来看与系统之间的信息交换（包括系统的回答）。这样它简化对系统的需求的描写而且防止对系统的工作方式作任何过早的假设。每个用例应该符合下述条件：l描写完成业务目标的用户任务。

3、l不包含任何代码。l有一定的细致性。l语句足够短。概述概述-需求表达方式需求表达方式l用例具下以下特征：l驱动性。用例总是被参与者直接或间接地驱动，是通过参与者指示系统去执行的操作。l价值性。所谓价值性是指能够为使用该系统提供最大的价值，而提供负面价值或允许用户做不能够做的事的用例不是真正的用例。l有值性。用例向参与者返回有价值的值，这些值是可以被识别的。l完整性。用例必须是一个完整的动作序列描述。l目标性。用例用于完成系统的某一特定目标，该目标的完成表明系统达到了预定的功能要求。概述概述-用例建模的步骤用例建模的步骤概述概述-用例建模的步骤用例建模的步骤l1、寻找参与者，所谓的参与者是指所有

4、存在于系统外部并与系统进行交互的人或其他系统。通俗地讲，参与者就是所要定义系统的使用者，寻找参与者可以从以下问题入手：l系统开发完成之后，有哪些人会使用这个系统？l系统需要从哪些人或其他系统中获得数据？l系统会为哪些人或其他系统提供数据？l系统会与哪些其他系统相关联？l系统是由谁来维护和管理的？14/127Review: l什么是用例图？l参与者l用例l关系15/127重点内容：l引言引言需求分析需求分析 l什么叫用例图什么叫用例图 l用例图的构成要素用例图的构成要素 l用例的重要元素用例的重要元素l用例之间的各种重要关系用例之间的各种重要关系l使用使用RoseRose创建用例图创建用例图16

5、/12717/127关联关系表示参与者和用例之间的通信。用例与其参与者之间的关联关系用带箭头的直线表示。用例与其参与者之间的关联用例与其参与者之间的关联用例参与者用例间的关联关系 任何用例都不能在缺少参与者的情况下存在；任何参与者也必须要有与之关联的用例。18/127用例与用例之间的关系用例1用例2用例除了与其参与者发生关联外，用例之间具有多种关系，这些关系包括包含关系、扩展关系和泛化关系等。19/127如果系统中一个或多个用例是某个一般用例的特殊化时，就需要使用用例的泛化关系。在UML中，用例泛化与其他泛化关系的表示法相同，用一个三角箭头从子用例指向父用例。用例与用例之间的关系父用例子用例用

6、例间的泛化关系20/127用例与用例之间的关系SearchPersonSearchStudentSearchTeacher21/127l泛化同一业务目的不同技术实现识别用户识别用户验证口令验证口令扫描指纹扫描指纹用例与用例之间的关系22/127用例与用例之间的关系ChangePersonDetailsViewPersonDetailsDeletePersonDetailsSearchPersonSearchPersonSearchPerson23/127用例与用例之间的关系ChangePersonDetailsViewPersonDetailsDeletePersonDetailsSearch

7、PersonSearchPersonSearchPerson24/127用例与用例之间的关系ChangePersonDetailsViewPersonDetailsDeletePersonDetailsSearchPerson包含关系把几个用例的公共步骤分离成一个单独的被包含用例。25/127被包含用例称作提供者用例（基本用例），包含用例称作客户用例，提供者用例提供功能给客户使用。用例与用例之间的关系客户用例提供者用例用例间的包含关系26/127用例与用例之间的关系27/127用例与用例之间的关系28/127用例与用例之间的关系还书交纳罚金29/127用例与用例之间的关系还书交纳罚金扩展关系是

8、把新的行为插入到已有用例中的方法。一个用例也可以被定义为基础用例的增量扩展，这称作扩展关系;30/127在UML中，扩展关系表示为虚线箭头加字样，箭头指向被扩展的用例（即基础用例）。基础用例的扩展增加了原有的语义，此时是基础用例而不是扩展用例被作为例子使用。用例与用例之间的关系基础用例扩展用例用例间的扩展关系31/127基础用例不必知道扩展用例的任何细节，它仅为其提供扩展点。基础用例即使没有扩展用例也是完整的。只有特定的条件发生，扩展用例才被执行。扩展关系为处理异常或构建灵活的系统框架提供了一种十分有效的方法。用例与用例之间的关系32/127重点内容：lReview Review l用例粒度用

9、例粒度 l用例规约用例规约l使用使用RoseRose创建用例图的步骤说明创建用例图的步骤说明l实例实例33/127l用例的粒度指的是用例所包含的系统服务或功能单元的多少。l用例的粒度越大，用例包含的功能越多，反之则包含的功能越少。用例粒度用例粒度34/127用例粒度用例粒度比较下列两图用例的粒度35/127l如果用例的粒度很小，得到的用例数就会太多。反之，如果用例的粒度很大，那么得到的用例数就会很少。l如果用例数目过多会造成用例模型过大和引入设计困难大大提高。 如果用例数目过少会造成用例的粒度太大，不便于进一步的充分分析用例粒度用例粒度36/12737/127重点内容：lReview Revi

10、ew l用例粒度用例粒度 l用例规约用例规约l使用使用RoseRose创建用例图的步骤说明创建用例图的步骤说明l实例实例38/12739/12740/127 用例图只是在总体上大致描述了系统所提供的各种服务，让用户对系统有一个总体的认识。但对于每一个用例还需要有详细的描述信息，以便让其他人对于整个系统有一个更加详细地了解，这些信息包含在用例规约之中。 用例模型指的也不仅仅是用例图，而是由用例图和用例的详细描述用例规约所组成的。用例规约用例规约41/12742/127高屋建瓴与细致入微相得益彰高屋建瓴与细致入微相得益彰图形 in Rose文本 in Word43/127用例规约包含以下内容： 1

11、 简要说明:对用例作用和目的的简要描述。 2 事件流:事件流包括基本流和备选流。基本流描述的是用例的基本流程，是指用例“正常”运行时的场景。 3 用例场景:同一个用例在实际执行的时候会有很多不同的情况发生，称之为用例场景，也可以说用例场景就是用例的实例。 4 特殊需求: 特殊需求指的是一个用例的非功能性需求和设计约束。特殊需求通常是非功能性需求，包括可靠性、性能、可用性和可扩展性等。例如法律或法规方面的需求、应用程序标准和所构建系统的质量属性等。 5 前置条件: 执行用例之前系统必须所处的状态。例如，前置条件是要求用户有访问的权限或是要求某个用例必须已经执行完。 6 后置条件:用例执行完毕后系

12、统可能处于的一组状态。例如，要求在某个用例执行完后，必须执行另一个用例。 用例规约用例规约44/127事件流事件流l说明用例如何开始和结束。只说明属于该用例的事件，而不是发生在其他用例中或系统外部的事件。l避免不明确的术语，如“例如”、“等等”和“信息”45/127事件流事件流在事件流里要对事件流进行结构化说明基本事件流描述每个情节的行为者:目标语句对的顺序假设之前的每一步都是成功的备选事件流异常情况对于异常中的异常，用更长的前缀标记更深一层的失败情节 46/127l非功能需求(URPS)l可用性（Usability）l可靠性（Reliability）l性能（Performance）l可支持性

13、（Supportability）l设计约束l用Oracle数据库平台，用PB开发l软件必须符合ISO标准ll本质上不是需求，只是从商业、行政、技术上的约束?软件需求?非功能需求?功能需求?设计约束特殊需求特殊需求47/127前置、后置条件前置、后置条件l前置条件约束在用例开始前系统的状态l把它们看做是看门人，它阻止参与者触发该用例直到满足所有条件l说明在用例触发之前什么必须为真l后置条件约束用例执行后系统的状态l用例执行后什么必须为真l对于有多个事件流的用例，则应该有多个后置条件48/127词汇表词汇表49/127词汇表词汇表50/127用例规约示例用例规约示例用例编号用例编号UC03用例名称

14、用例名称记录时间日志记录时间日志用例概述用例概述开发人员可以随时记录自己的时间，提供开发人员可以随时记录自己的时间，提供“开始计时开始计时”、“暂停计时暂停计时”、“停止计时停止计时”等功能，在停止等功能，在停止时，填入任务编号（在线则选择）、工作关键字（以逗号分隔的多个），自动生成开始时间、暂停时间、时，填入任务编号（在线则选择）、工作关键字（以逗号分隔的多个），自动生成开始时间、暂停时间、停止时间、总时长、有效时长（总时长停止时间、总时长、有效时长（总时长-中断时长）。中断时长）。主参与者主参与者开发人员开发人员前置条件前置条件用户进入用户进入“记录时间日志记录时间日志”程序程序后置条件后

15、置条件将本次时间日志存入数据库将本次时间日志存入数据库基本事件流基本事件流步骤步骤活动1系统显示系统显示“开始开始”、“暂停暂停”和和“停止停止”按钮，但仅按钮，但仅“开始开始”可用可用2用户点击用户点击“开始开始”，系统记录开始时间，并将，系统记录开始时间，并将“开始开始”置为不可用，使置为不可用，使“暂停暂停”和和“停止停止”按钮可用按钮可用3用户点击用户点击“停止停止”按钮，系统记录停止时间，并统计暂时时间、暂停次数、总时长、有效按钮，系统记录停止时间，并统计暂时时间、暂停次数、总时长、有效时长，并要求用户选择任务编号、输入工作关键字和相关信息。填写完成后，点击确定，时长，并要求用户选择

16、任务编号、输入工作关键字和相关信息。填写完成后，点击确定，用例完成。用例完成。扩展事件流扩展事件流3a在此期间，若用户点击在此期间，若用户点击“暂停暂停”按钮，系统则记录暂停开始时间，并使暂停次数增加按钮，系统则记录暂停开始时间，并使暂停次数增加1次，次，并使并使“暂停暂停”按钮变为按钮变为“恢复恢复”，使，使“停用停用”按钮不可用按钮不可用3a1当用户点击当用户点击“恢复恢复”按钮，用当前时间减去暂停开始时间得到本次暂停时间，并累加到按钮，用当前时间减去暂停开始时间得到本次暂停时间，并累加到“暂停时间暂停时间”时间中，并使时间中，并使“恢复恢复”按钮变为按钮变为“暂停暂停”，使，使“停用停用

17、”按钮恢复可用按钮恢复可用规则与约束规则与约束时间记录程序应以离线式工作，该程序会自动连接服务器，完成时间日志上传的工作，如果未能连接服时间记录程序应以离线式工作，该程序会自动连接服务器，完成时间日志上传的工作，如果未能连接服务器，则在本机暂存时间日志务器，则在本机暂存时间日志51/127重点内容：lReview Review l用例粒度用例粒度 l用例规约用例规约l使用使用RoseRose创建用例图的步骤说明创建用例图的步骤说明l实例实例52/127基于用例的需求分析过程基于用例的需求分析过程l1. 获取原始需求l2. 开发一个可以理解的需求l2.1 识别参与者l2.2 识别用例l2.3 构

18、建用例图l3 详细、完整地描述需求l进行用例阐述l4 重构用例模型l4.1 识别用例间的关系l4.2 对用例进行组织和分包53/127基于用例的需求分析过程基于用例的需求分析过程l2. 开发一个可以理解的需求l2.1 识别参与者l2.2 识别用例l2.3 构建用例图l3. 详细、完整地描述需求l进行用例阐述l4. 重构用例模型l4.1 识别用例间的关系l4.2 对用例进行组织和分包54/1271 获取原始需求获取原始需求直接观察个人工作的情况，以发现现存的实践方式和直接观察个人工作的情况，以发现现存的实践方式和问题问题从个人处收集特定信息从个人处收集特定信息对一组人员进行调查，以便了解工作态度

19、和共同看法对一组人员进行调查，以便了解工作态度和共同看法收集详细数据和统计意义上比较重要的数据收集详细数据和统计意义上比较重要的数据让最终用户告诉你，他们是如何操作系统的让最终用户告诉你，他们是如何操作系统的模拟一个无法直接测试的系统模拟一个无法直接测试的系统使用具有统计功能的应用程序来记录用户完成任务的使用具有统计功能的应用程序来记录用户完成任务的方式方式55/127获取需求：考勤卡应用程序获取需求：考勤卡应用程序开发者开发者：谁将使用这个应用程序？客客 户户：所有用它来记录可记帐以及不可记帐的工时的雇员开发者开发者：现在考勤卡应用程序是什么样的？客客 户户：每半个月就用一个Excel表格来

20、记录。每个雇员都将通过他的表格填好，然后用电子邮件发给我。这个表格相当标准：纵向是收费项目代码，横向是日期。雇员可以在每个条目上填写说明。开发者开发者：这个收费项目代码可以从什么地方得到？开发者开发者：谁来管理收费项目代码？客客 户户：嗯，必要的时候由我来添加这个代码。而每个经理总会告诉他的下属应该填写什么。56/127基于用例的需求分析过程基于用例的需求分析过程l1. 获取原始需求l2.1 识别参与者l2.2 识别用例l2.3 构建用例图：确定参与者和用例之间的关系l3. 详细、完整地描述需求l进行用例阐述l4. 重构用例模型l4.1 识别用例间的关系l4.2 对用例进行组织和分包57/12

21、758/12759/1272.1 识别参与者识别参与者l谁使用系统的主要功能l谁改变系统的数据l谁从系统获取信息l谁需要系统的支持以完成日常工作任务l谁负责日常维护、管理并保证系统正常运行l系统需要应付（处理）那些硬设备l系统需要和那些外部系统交互l谁（或什么）对系统运行产生的结果（值）感兴趣l时间、气温等内部外部条件l60/12761/12762/12763/12764/12765/12766/12767/12768/12769/12770/12771/12772/12773/127识别参与者：考勤卡系统识别参与者：考勤卡系统开发者开发者：谁将使用这个应用程序？客客 户户：所有用它来记录可记

22、帐以及不可记帐的工时的开发者开发者：现在考勤卡应用程序是什么样的？客客 户户：每半个月就用一个Excel表格来记录。每个雇员都将通过他的表格填好，然后用电子邮件发给我。这个表格相当标准：纵向是收费项目代码，横向是日期。雇员可以在每个条目上填写说明。开发者开发者：这个收费项目代码可以从什么地方得到？开发者开发者：谁来管理收费项目代码？客客 户户：嗯，必要的时候由我来添加这个代码。而每个经理总会告诉他的下属应该填写什么。EmployeeAdministrative User74/127参与者的泛化：责任重叠参与者的泛化：责任重叠lGeneralization A generalization fr

23、om an actor A to an actor B indicates that an instance of A can communicate with the same kinds of use-case instances as an instance of Bl如系统中经理可以参加雇员的所有用例用例A雇员用例B经理用例C75/127泛化关系的误用泛化关系的误用登录验证身分用户浏览信息注册成员搜索产品留言普通浏览者回复留言发送邮件系统管理员76/1272.2 识别用例识别用例l关键词：价值l定义l一个用例定义一组用例实例l用例实例是系统执行的一系列动作，这些动作将生成特定参与者可观

24、测的结果值l简单的说：参与者使用系统达到目标77/127识别用例：考勤卡系统识别用例：考勤卡系统开发者开发者：谁将使用这个应用程序？客客 户户：所有用它来的开发者开发者：现在考勤卡应用程序是什么样的？客客 户户：每半个月就用一个Excel表格来记录。每个雇员都将通过他的表格填好，然后用电子邮件发给我。这个表格相当标准：纵向是收费项目代码，横向是日期。雇员可以在每个条目上填写说明。开发者开发者：这个收费项目代码可以从什么地方得到？开发者开发者：谁来？客客 户户：嗯，必要的时候由我来添加这个代码。而每个经理总会告诉他的下属应该填写什么。Record TimeCreate Charge Code78

25、/127用例要点用例要点l结果值用例是有意义的目标l系统执行结果值由系统生成l由参与者观测业务语言、用户观点l一组用例实例用例的粒度79/1272.3 构建用例图构建用例图Administrative UserCreate Charge CodeBilling SystemExport Time EntriesEmployeeRecord TimeCreate Employee80/127基于用例的需求分析过程基于用例的需求分析过程l1. 获取原始需求l2. 开发一个可以理解的需求l2.1 识别参与者l2.2 识别用例l2.3 构建用例图l进行用例阐述l4 重构用例模型l4.1 识别用例间的关

26、系l4.2 对用例进行组织和分包81/1273 进行用例阐述：写用例规约进行用例阐述：写用例规约82/12783/127基于用例的需求分析过程基于用例的需求分析过程l1. 获取原始需求l2. 开发一个可以理解的需求l2.1 识别参与者l2.2 识别用例l2.3 构建用例图l3 详细、完整地描述需求l进行用例阐述l4.1 识别用例间的关系l4.2 对用例进行组织和分包84/1274.1 用例关系用例关系ExtendIncludeGeneralization85/12786/12787/12788/12789/12790/12791/12792/127通过关系整理文档通过关系整理文档lExtend

27、l分离扩展路径lIncludel提取公共步骤，便于复用lGeneralizationl同一业务目的的不同技术实现93/1274.2 用例进行分类用例进行分类l用例和开发周期l开发周期是围绕用例的需求来组织的l一个开发周期要被指派一个到多个用例，如果完全版本的用例在一个开发周期中处理起来太复杂的话，那就采用简化版本的用例开发周期开发周期开发周期开发周期开发周期开发周期用例用例A-简化版本简化版本用例用例A-完整版本完整版本用例用例B用例用例C94/127重点内容：lReview Review l用例粒度用例粒度 l用例规约用例规约l使用使用RoseRose创建用例图的步骤说明创建用例图的步骤说明

28、l实例实例95/12796/12797/12798/12799/127100/127101/127102/127103/127104/127105/127106/1271.确定系统需求确定系统需求l图书管理系统能够对图书进行注册登记，也就是将图书的基本信息（如书的编号、书名、作者、价格等预先存入数据库中，供以后检索，并且能够对借阅人进行注册登记，包括记录借阅人的姓名、编号、班级、年龄、性别、地址、电话等信息。同时，图书管理系统提供方便的查询方法。如以书名、作者、出版社、出版时间等信息进行图书检索。并能反映出图书的借阅情况；以借阅人编号对借阅人信息进行检索；以出版社名称查询出版社联系方式等信息。

29、图书管理系统提供对书籍进行预定的功能，也提供旧书销毁功能，对于淘汰、损坏、丢失的数目可及时对数据库进行修改。图书管理系统能够对使用该系统第的用户进行管理，按照不同的工作职能提供不同的功能授权。107/127l总的来说，图书管理系统主要包含下列功能。l1）读者管理：读者信息的制定、输入、修改、查询，包括种类、性别、借书数量、借书期限、备注等。l2）书籍管理：书籍基本信息制定、输入、修改、查询，包括书籍编号、类别、关键词、备注。l3）借阅管理：包括借书、还书、预定书籍、续借、查询书籍、过期处理和书籍后的处理。l4）系统管理：包括用户权限管理、数据管理和自动借还书机的管理。108/127l2.确定参

30、与者l1）读者l2）管理员l3.确定用例l管理员所包含的用例l1）登录系统：管理员可以通过登录该系统进行各项功能的操作。l2）书籍管理：包括对书籍的增删改等操作。l3）书籍借阅管理：包括借书、还书、预订、书籍预期处理和书籍丢失处理等。l4）读者管理：包括对读者的增删改等操作。l5）自动借书机的管理。109/127l读者所包含的用例如下：l1）登录系统。l2）借书：进行借书业务。l3）还书：读者具有的还书业务。l4）查询：包含对个人信息和书籍信息的查询业务。l5）预订：读者对书籍的预订业务。l6）预期处理：就是书籍过期后的缴纳罚金等。l7）书籍丢失处理：对书籍丢失后的不同措施进行处理。l8）自动

31、借书机的使用等。110/1274.构建用例模型构建用例模型图书管理系统用例图图书管理系统用例图111/127l1.用例名称用例名称：登录l用例描述用例描述：根据用户输入的用户名和密码判断用户的身份，赋予相应的权限。l前置条件前置条件：无l后置条件后置条件：根据用户所有的权限进入相应的操作界面。l基本操作流程基本操作流程:l1输入用户名l2输入密码l2校验密码是否正确。l3根据用户身份进入相应的操作界面。l可选流程可选流程：如果密码不正确，提示重新输入密码；l如果用户名不正确，提示没有此用户。112/127l2.用例名称用例名称：查询图书l用例描述用例描述：由读者进行操作，查询图书馆中有没有需要

32、图书，如果有，显示该图书编号、书名、作者、出版日期、当前借阅状态等信息。l前置条件前置条件：以读者身份登录l后置条件后置条件：显示查询的数据结果l基本流程基本流程:l1 以读者身份登录。l2输入图书的名称或作者名称。l3显示相关图书的信息。l可选流程可选流程：如果没有该图书，返回提示信息：“没有找到图书”。113/127l3用例名称用例名称：借书l用例描述用例描述:l由图书管理员把读者的借书卡的条码读入计算机，再将读者所选图书的条码读入计算机，在不超过读者允许借书的情况下，累计该读者所借的书；否则提示超过借书数量。l前置条件前置条件：以图书管理员的身份登录系统。l后置条件后置条件：图书信息中相

33、应记录的还书日期值做改变；将借书明细加入借书记录中。l基本操作流程基本操作流程：l1以图书管理员身份登录系统。l2进入借书功能。l3录入读者的借书卡条码。l4识别读者类别，提示读者可以借阅图书的数量及借阅时间等。如果允许借阅，继续4，否则提示已达到借书数量。l5录入图书的条码，显示该图书的信息。l6还有其他图书，重复步骤3。l7保存操作。l可选流程可选流程:在保存之前，可以取消操作。 114/127l4用例名称用例名称:续借l用例描述用例描述：l由图书管理员把读者的借书卡的条码读入计算机，计算机显示读者l所借图书及状态，选定需要续借的图书，系统提示还书时间，保存操作。l前置条件前置条件：以图书管理员的身份登录系统。l后置条件后置条件：l图书信息中相应记录的还书日期值做改变；将续借明细加入借书记录中。l基本操作流程基本操作流程：l1以图书管理员身份登录系统。l2进入续借功能。l3录入读者的借书卡条码。l4计算机显示读者所借图书及状态。l5如可以续借则选定需要续借的图书；否则提示无法续借。l6系统提示还书时间。l7保存操作。l可选流程可选流程：在保存之前，可以取消