需求分析——UML用例图.pptx
-1-课程内容UML概述理解需求需求，难在何处？以用例为中心组织需求基于用例的需求分析过程第1页/共84页-2-课程内容UML概述理解需求需求，难在何处？以用例为中心组织需求基于用例的需求分析过程第2页/共84页-3-What Is the UML?The UML is a language forVisualizingSpecifyingConstructingDocumenting the artifacts of a software-intensive systemUnified Modeling LanguageUnified Modeling Language（统一建模语言）是对象管理组织（统一建模语言）是对象管理组织（OMGOMG）制定制定的一个的一个通用通用的、的、可视化可视化的建模语言建模语言标准，可以用来标准，可以用来可视化可视化（visualizevisualize）、描述描述（specifyspecify）、）、构造构造（constructconstruct）和）和文档化文档化（documentdocument）软件密集型系统的各）软件密集型系统的各种工件（种工件（artifactsartifacts，又译制品），又译制品）第3页/共84页-4-UML诞生工 业化标 准化统 一化分 散的各 部分公公众众反反馈馈1997.11.171997.11.17 UML 1.1UML 1.1被被OMG OMG 接纳为标准接纳为标准OOPSLA95 Unified Method 0.8 Booch93 OMT-21996.6和和1996.10 UML 0.9&0.911997.9公布公布 UML 1.1 1997.1公布公布 UML 1.0合作伙伴合作伙伴意见意见 Booch91 OMT-1 其他方法其他方法 OOSEGrady Booch Jim Rumbaugh Ivar Jacobson第4页/共84页-5-UML发展现状目前通用的是UML 1.x版主要UML 1.3、UML 1.42003年3月正式发布UML 1.5UML 2.02003年6月OMG采纳了UML 2.0的Superstructure的提案正式文本尚未发布第5页/共84页-6-UML 9种图类 图：类以及类之间的相互关系对象图：对象以及对象之间相互关系构件图：构件及其相互依赖关系部署图：构件在各节点上的部署顺序图：强调时间顺序的交互图协作图：强调对象协作的交互图状态图：类所经历的各种状态活动图：对工作流建模用例图：需求捕获，测试依据结构行为用例图用例图静态图静态图实现图实现图交互图交互图行为图行为图第6页/共84页-7-UML建模工具IBM Rational Rose 2003Borland Together 7.0Microsoft Visio 2003Sybase PowerDesigner 10NetBeans UML“非程序员杂志”第26到30期UML工具一览，列出了约129个UML开发工具第7页/共84页-8-内容安排UML概述理解需求需求，难在何处？以用例为中心组织需求基于用例的需求分析过程第8页/共84页认识问题认识问题分析问题分析问题解决问解决问题题最终用户最终用户(提出问题提出问题)开发团队开发团队(解决问题解决问题)以以用户用户的身份站在的身份站在用户用户的角度认的角度认识问题识问题获取需求获取需求用例建模技术用例建模技术以以开发者开发者的身份站在的身份站在用户用户的角度的角度分析问题分析问题分析需求分析需求用例分析技术用例分析技术以以开发者开发者的身份站在的身份站在开发团队开发团队的的角度分析问题角度分析问题解决需求解决需求面向对象设计面向对象设计第9页/共84页-10-需求建造“正确”的系统需求：系统必须满足的条件或具备的能力软件质量准则“FURPS”功能性（Functionality）可用性（Usability）可靠性（Reliability）性能（Performance）可支持性（Supportability）非功能性需求非功能性需求第10页/共84页-11-内容安排UML概述理解需求需求，难在何处？以用例为中心组织需求基于用例的需求分析过程第11页/共84页-12-需求：饮料问题我要一瓶饮料差不多，但我要无糖饮料很好，不过我要绿茶的啊，没有大瓶的大瓶的无糖绿茶饮料难捕获，易变！第12页/共84页-13-需求：如此脆弱客户客户/用户的要用户的要求求/想法想法/期望期望软件设计软件设计软件产品软件产品分析和设计分析和设计编码和测试编码和测试验验 收收没价值的没价值的软件需求软件需求补文档补文档第13页/共84页-14-需求：也需要开发客户客户/用户的要用户的要求求/想法想法/期望期望软件设计软件设计软件产品软件产品开发开发编码和测试编码和测试验收验收有价值的有价值的软件需求软件需求分析和设计分析和设计第14页/共84页-15-获取好的需求需求收集包括五个关键步骤找到可以帮助你理解这个系统的人倾听这些相关人员的描述，并从他们的角度来理解系统利用一个容易理解的模型来描述用户希望如何使用这个系统以及为他们提供的什么价值详细地描述系统和客户以及系统和外部系统之间的交互重构（refactor）这个详细描述以保证它是可读且易懂的第15页/共84页-16-内容安排UML概述理解需求需求，难在何处？以用例为中心组织需求基于用例的需求分析过程第16页/共84页-17-需求问题：对策难捕获难捕获易变易变从用户视角看问题从用户视角看问题合理的结构合理的结构用例用例第17页/共84页-18-以用例为中心组织需求用例用例可用性可用性可靠性可靠性网络协议网络协议业务规则业务规则硬件接口硬件接口界面约束界面约束性能性能第18页/共84页-19-内容安排UML概述理解需求需求，难在何处？以用例为中心组织需求基于用例的需求分析过程第19页/共84页-20-基于用例的需求分析过程1.获取原始需求2.开发一个可以理解的需求2.1 识别参与者2.2 识别用例2.3 构建用例图3 详细、完整地描述需求进行用例阐述4 重构用例模型4.1 识别用例间的关系4.2 对用例进行组织和分包第20页/共84页-21-基于用例的需求分析过程1.1.获取原始需求获取原始需求2.开发一个可以理解的需求2.1 识别参与者2.2 识别用例2.3 构建用例图3.详细、完整地描述需求进行用例阐述4.重构用例模型4.1 识别用例间的关系4.2 对用例进行组织和分包第21页/共84页-22-获取需求的技巧技巧技巧技巧技巧描述描述描述描述实地观察实地观察实地观察实地观察直接观察个人工作的情况，以发现现存的实践方式和问题直接观察个人工作的情况，以发现现存的实践方式和问题访谈访谈访谈访谈从个人处收集特定信息从个人处收集特定信息特定群体特定群体特定群体特定群体调查调查调查调查对一组人员进行调查，以便了解工作态度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问卷调查问卷调查问卷调查问卷调查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用户指导用户指导用户指导用户指导让最终用户告诉你，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原型制作原型制作原型制作原型制作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统计版本统计版本统计版本统计版本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行业知识行业知识行业知识行业知识收集和整理行业中的法律、法规，用户所使用的规章制度、操收集和整理行业中的法律、法规，用户所使用的规章制度、操作规程等内容作规程等内容第22页/共84页-23-获取需求：考勤卡应用程序初次访谈记录初次访谈记录开发者：谁将使用这个应用程序？客 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：现在考勤卡应用程序是什么样的？客 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：这个收费项目代码可以从什么地方得到？开发者：谁来管理收费项目代码？客 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。第23页/共84页-24-基于用例的需求分析过程1.获取原始需求2.2.开发一个可以理解的需求开发一个可以理解的需求2.1 识别参与者2.2 识别用例2.3 构建用例图：确定参与者和用例之间的关系3.详细、完整地描述需求进行用例阐述4.重构用例模型4.1 识别用例间的关系4.2 对用例进行组织和分包第24页/共84页-25-相关术语场景场景：是用来描述用户和系统之间交互的顺序的步骤用例用例：是为了达到某一用户目标而组合在一起的一组场景用例图用例图：用来显示在系统（或其它实体）内的用例与系统参与者之间的关系主要使用场合：需求获取、定义、分析主要使用场合：需求获取、定义、分析用例模型用例模型：是系统既定功能及系统环境的模型，并作为客户和开发人员之间的契约。用例模型用作分析、设计和测试活动的基本输入。第25页/共84页-26-用例图元素参与者参与者用例用例系统边界系统边界直接直接关联关联扩展扩展包含包含泛化泛化注释体注释体注释连接注释连接关联关联第26页/共84页-27-2.1 识别参与者参与者，Actor关键词：边界参与者：在系统之外，透过系统边界与系统进行有意义交互的任何事物第27页/共84页-28-参与者要点系统外参与者代表在系统边界之外的真实事物，并不是系统的成分系统边界参与者透过系统边界直接与系统交互，参与者的确定代表系统边界的确定有意义的交互任何事物人、外系统、外部因素、时间第28页/共84页-29-识别参与者：考勤卡系统开发者：谁将使用这个应用程序？客 户：所有用它来记录可记帐以及不可记帐的工时的雇员雇员开发者：现在考勤卡应用程序是什么样的？客 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：这个收费项目代码可以从什么地方得到？开发者：谁来管理收费项目代码？客 户：嗯，必要的时候由我（业务经理）（业务经理）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。第29页/共84页-30-2.2 识别用例关键词：价值定义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测的结果值一个用例定义一组用例实例简洁：参与者使用系统达到目标第30页/共84页-31-识别用例：考勤卡系统开发者：谁将使用这个应用程序？客 户：所有用它来记录可记帐以及不可记帐的工时记录可记帐以及不可记帐的工时的雇员雇员开发者：现在考勤卡应用程序是什么样的？客 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：这个收费项目代码可以从什么地方得到？开发者：谁来管理收费项目代码管理收费项目代码？客 户：嗯，必要的时候由我（业务经理）（业务经理）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。第31页/共84页-32-用例要点可观测用例止于系统边界结果值用例是有意义的目标系统执行结果值由系统生成由参与者观测业务语言、用户观点一组用例实例用例的粒度第32页/共84页-33-要点：用例止于系统边界描述交互，而不是内在的系统活动描述交互，而不是内在的系统活动第33页/共84页-34-要点：有意义的目标第34页/共84页-35-要点：结果值由系统生成系统需要处理的，由系统生成系统需要处理的，由系统生成第35页/共84页-36-要点：业务语言而非技术语言用户词汇，而不是技术词汇如：发票，商品，洗衣机而不是：记录，字段，COM，C+等第36页/共84页-37-要点：用户观点而非系统观点用户观点用户观点系统观点系统观点第37页/共84页-38-用例 VS.功能呼叫某人呼叫某人接听电话接听电话发送短信发送短信记住电话号码记住电话号码传输传输/接收接收电源电源/基站基站输入输出（显示、键盘）输入输出（显示、键盘）电话簿管理电话簿管理用户观点用户观点系统观点系统观点第38页/共84页-39-用例的命名执行者视角：一个简单、描述性的名称，一般为带有动作性的词。第39页/共84页-40-要点：用例粒度-1用例要有路径，路径要有步骤；而这一切都是可观测的最常犯错误：粒度过细，陷入功能分解过细的粒度，一般都会导致技术语言的描述，而不再是业务语言第40页/共84页-41-用例粒度-2把步骤当用例把系统活动当用例第41页/共84页-42-用例粒度-3“四轮马车”C(Create)R(Read)U(Update)D(Delete)所有业务最终对会成为CRUD？CRUD能为Actor提供价值？CRUD掩盖业务，锐变成关系数据库的建模：“系统就是数据的增删改查”关心数据的存储和维护，反而忽略了用户的目的第42页/共84页-43-用例粒度-4如果确实是CRUD？如果CRUD不涉及复杂的交互，一个用例“管理”即可不管是C、R、U、D，都是为了完成“管理”目标甚至很多种的基本数据管理都可以用一个用例表示第43页/共84页-44-用例粒度-5灵活处理CRUD可以把包含复杂交互的路径独立出去形成用例可以把包含复杂交互的路径独立出去形成用例第44页/共84页-45-思考：识别用例-1Email客户端（如：outlook express），A在北京发邮件给上海的B，系统提醒B你有“新邮件”，B收邮件错误第45页/共84页-46-思考：识别用例-2第46页/共84页-47-2.3 构建用例图第47页/共84页-48-基于用例的需求分析过程1.获取原始需求2.开发一个可以理解的需求2.1 识别参与者2.2 识别用例2.3 构建用例图3.3.详细、完整地描述需求详细、完整地描述需求进行用例阐述4.重构用例模型(高级用例建模方法高级用例建模方法)4.1 识别用例间的关系4.2 对用例进行组织和分包第48页/共84页-49-进行用例阐述：写用例规约用例规约(Use case Specification)：更进一步的精度用例文档的核心，作为用例文档的总图进一步的精度：有层次的文档文档中每一句话都有其价值用例图是骨架，而用例规约则是其内在的肉用例图是骨架，而用例规约则是其内在的肉第49页/共84页-50-谁来写用例文档最完美：业务人员接受训练，写出优美的用例文档 最现实：业务人员提供素材，开发人员写用例文档最现实：业务人员提供素材，开发人员写用例文档最糟糕：业务人员不管，完全由开发人员杜撰第50页/共84页-51-用例规约组成用例名称用例标识涉及的参与者描述用例的规格说明前置条件 PreConditions后置条件 PostConditions正常事件流 Flow of events备选事件流 Alternate flow其它非功能需求、设计约束、尚存在的问题第51页/共84页-52-前置、后置条件-1前置条件约束在用例开始前系统的状态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说明在用例触发之前什么必须为真后置条件约束用例执行后系统的状态用例执行后什么必须为真对于有多个事件流的用例，则应该有多个后置条件第52页/共84页-53-前置、后置条件-2某些用例依赖于其他用例一个用例在离开系统时，可能是另一个用例的前置条件（例如：“登录”和“管理系统”）有助于识别漏掉的用例如果一个用例的前置条件不能有执行其他用例满足，可能意味着丢失了用例（例如：“管理订单”却没有“登录”用例）第53页/共84页-54-用例交互四部曲-事件流1.动动 作作4.回回 应应2.改变改变3.验证验证系系 统统写：可观测的、体现客户利益的文字写：可观测的、体现客户利益的文字第54页/共84页-55-事件流描述要点1.只书写“可观测”的2.使用主动语句3.句子必须以参与者或系统作为主语4.不要涉及界面细节5.分支和循环第55页/共84页-56-要点1：只写“可观测”的系统通过ADO建立数据库连接，传送SQL查询语句，从“商品表”查询商品的详细信息系统按照查询条件搜索商品的详细信息第56页/共84页-57-要点2：主动语句用户输入搜索条件，页面显示系统搜索的结果出纳员系统第57页/共84页-58-要点3：以参与者或系统作主语参与者系统出纳员接收顾客的付款顾客的付款数可能高于商品总额出纳员录入顾客所付的现金总额系统显示出应找还给顾客的余额，打印付款收据第58页/共84页-59-要点4：不涉及界面细节会员从下拉框中选择类别会员在相应文本框中输入查询条件会员点击“确定”按钮第59页/共84页-60-要点5：分支和循环分支：放到扩展路径参与者的选择另一条成功线路系统进行验证循环：直接描述第60页/共84页-61-用例规约：记录时间UC01：“Record Time”用例文档用例文档用例名称：用例名称：Record Time（记录时间）（记录时间）用例标识用例标识：UC01涉及的参与者：涉及的参与者：雇员、系统管理员描述：描述：雇员利用“Record Time”用例来登记他们的工时 系统管理员用这个用例为任何雇员登记时间前置条件：前置条件：用户必须已经登录到这个系统后置条件：后置条件：系统将雇员的工时正确的记录到数据库中第61页/共84页-62-用例规约：记录时间(续)正常事件流（Basic Flow）：1.雇员查看当前时间之前输入的数据；2.雇员从已有的支付号码中选择一个，这些收费代码是按客户和项目组织的；3.雇员从当前的时间段选择一个日期；4.雇员输入以正整数表示的工时；5.系统在视图中显示这个数据，并在以后的视图中看到这个数据。备选事件流（Alternative Flow）1：雇员更改他的时间1.雇员查看当前时间之前输入的数据；2.雇员选择一个已有的条目；3.雇员改变工时；4.在视图中更新这个信息，并在以后的视图中都可以看到。第62页/共84页-63-用例规约：记录时间(续)非功能需求：无设计约束：无部署约束：用户可以从客户端或雇员的家中访问到“Record Time”用例，如果是从客户端访问，则要考虑到客户端的防火墙未解决的问题雇员是否可以在以前的考勤卡上输入和更改时间雇员是否可以在以后的考勤卡上输入和更改时间，例如，在休假之前？第63页/共84页-64-活动图-简述用例流程第64页/共84页-65-活动图Activity Diagram通过动作来组织，主要用于描述某一方法、机制或用例用例的内部内部行为行为 活动活动（ActivitiesActivities）,which are steps in the workflow.,which are steps in the workflow.动作动作（ActionsActions）,which are steps within an activity.Actions,which are steps within an activity.Actions may occur when entering the activity,exiting the activity,may occur when entering the activity,exiting the activity,while inside the activity,or upon a specific event.while inside the activity,or upon a specific event.转移（转移（TransitionsTransitions）、决策（）、决策（DecisionDecision）、同步条）、同步条（SynchronizationsSynchronizations）业务对象（业务对象（Business objectsBusiness objects）起始状态（起始状态（The start stateThe start state）、终止状态（）、终止状态（The end stateThe end state）第65页/共84页-66-活动图-推荐的使用场合分析用例：分析用例：能直观清晰地分析用例，了解应当采取哪些动作以及这些动作之间的依赖关系。一张完整的活动图是所有用例的集成图理解牵涉多个用例的工作流：多个用例的工作流：在难于区分不同用例而对整个系统的工作过程又十分清楚时，可以先构造活动图，然后用切片技术派生用例图处理多线程处理多线程应用：采用“分层抽象，逐步细化”的原则描述多线程第66页/共84页-67-基于用例的需求分析过程1.获取原始需求2.开发一个可以理解的需求2.1 识别参与者2.2 识别用例2.3 构建用例图3 详细、完整地描述需求进行用例阐述4 4 重构用例模型重构用例模型(高级用例建模方法高级用例建模方法)4.1 识别用例间的关系4.2 对用例进行组织和分包第67页/共84页-68-4.1 用例关系ExtendIncludeGeneralization第68页/共84页-69-通过关系整理文档Extend分离扩展路径Include提取公共步骤，便于复用Generalization同一业务目的的不同技术实现第69页/共84页-70-扩展关系基用例路径本身是完整的基用例路径本身是完整的，可能是一条扩展路径扩展路径步骤多扩展路径内部还有扩展点扩展之扩展第70页/共84页-71-扩展关系误用第71页/共84页-72-识别扩展点思路执行者的选择系统验证步骤失败必须是系统能感知的必须是系统能感知的第72页/共84页-73-包含关系某些步骤在多个用例重复出现，且单独形成价值用例步骤较多时，可用Include简化（慎用）第73页/共84页-74-包含关系误用第74页/共84页-75-泛化关系同一业务目的不同技术实现：一个用例可以特化另一个更普通用例（更普通用例泛化特殊用例）UML 1.5:用例间的泛化关系表明子用例包含父用例中定义的所有属性、行为序列和扩展点，并且参与父用例中所有的关系第75页/共84页-76-用例关系：扩展 VS.泛化采用不同关系，文档结构不同采用不同关系，文档结构不同第76页/共84页-77-重构后的用例图：考勤卡系统第77页/共84页-78-4.2 为什么要对用例进行分级用例和开发周期开发周期是围绕用例的需求来组织的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用例A-简化版本用例A-完整版本用例B用例C第78页/共84页-79-用例分级原则用例分级的一个基本原则高级别的用例是那些对系统核心体系结构影响最大的用例提高用例级别的特性：a.对体系结构设计有重要影响的用例，如在领域层中增加多个类的用例或者需要持久化的用例b.不需要花费很多努力就可以从中获得重要信息和线索的那些用例c.含有开发风险、时间紧迫或功能复杂的用例d.涉及到重要技术研究或者新技术和高风险的用例e.代表主要的在线业务流程的用例f.能产生直接经济效益或者降低成本的用例第79页/共84页-80-用例分级实施策略可以使用一个简单的但是有些不精确的分级方法，如将用例划分成高、中、低三个等级第80页/共84页-81-用例的组织对用例进行分包让用例图能够更为清晰地表现出系统的业务逻辑关系和层次对系统进行模块的分割，这将影响到今后的开发和系统的最终表现形式常见的分包方式按参与者分包按主题分包按开发团队分包按发布情况分包可以先按主题分包，主题内再按开发团队和发布情况分包可以先按主题分包，主题内再按开发团队和发布情况分包第81页/共84页-82-补充需求规约Supplementary Specification补充需求规约Supplementary Specification非功能需求(URPS)可用性（Usability）可靠性（Reliability）性能（Performance）可支持性（Supportability）设计约束用Oracle数据库平台，用PB开发软件必须符合ISO标准本质上不是需求，只是从商业、行政、技术上的约束词汇表Glossary描述数据第82页/共84页-83-题外话：何时适用用例建模用例是从参与者角度捕获系统功能，当系统只有一个或者没有参与者时，显然它们不是非常有效的用例捕获功能需求，因此它们对于系统的非功能需求不是有效当遇到下述情况时，用例是需求捕获的最好选择系统由功能需求所主导系统具有很多类型的用户，系统对他们提供不同的功能系统具有很多接口当遇到下述情况时，用例是一个糟糕的选择：系统有非功能需求所主导（如：Google）系统具有很少的用户系统具有很少的接口（非内部功能）如：嵌入式系统、算法复杂但接口少的系统等第83页/共84页-84-感谢您的观看！第84页/共84页
