軟件工程用例圖

1、 第五章 用例圖學(xué)習(xí)內(nèi)容n什么叫用例圖n用例圖的構(gòu)成要素n用例的重要元素n用例之間的關(guān)系n使用Rose創(chuàng)建用例的步驟說明什么叫用例圖 由參與者（Actor）、用例（Use Case）以及它們之間的關(guān)系構(gòu)成的用于描述系統(tǒng)功能的動態(tài)視圖稱為用例圖。要在用例圖上顯示某個(gè)用例，可繪制一個(gè)橢圓，然后將用例的名稱放在橢圓的中心或橢圓下面的中間位置。 要在用例圖上繪制一個(gè)參與者（表示一個(gè)系統(tǒng)用戶），可繪制一個(gè)人形符號。參與者和用例之間的關(guān)系使用帶箭頭或者不帶箭頭的線段來描述，箭頭表示在這一關(guān)系中哪一方是對話的主動發(fā)起者，箭頭所指方是對話的被動接受者。什么叫用例圖n在用例建模中，為了更加清楚的描述用例或者參與

2、者，會使用到注釋。什么叫用例圖n用例圖是需求分析中的產(chǎn)物，主要作用是描述參與者和用例之間的關(guān)系，幫助開發(fā)人員可視化的了解系統(tǒng)的功能。借助于用例圖，系統(tǒng)用戶、系統(tǒng)分析人員、系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員、領(lǐng)域?qū)＜夷軌蛞钥梢暬姆绞綄栴}進(jìn)行探討，減少了大量交流上的障礙，便于對問題達(dá)成共識。n用例圖可視化地表達(dá)了系統(tǒng)的需求，具有直觀、規(guī)范等優(yōu)點(diǎn)，克服了純文字性說明的不足。n用例方法是完全從外部來定義系統(tǒng)功能，它把需求和設(shè)計(jì)完全的分離開來。我們不用關(guān)心系統(tǒng)內(nèi)部是如何完成各種功能的，系統(tǒng)對于我們來說就是一個(gè)黑箱子。用例圖的構(gòu)成要素n參與者（Actor）是指存在于系統(tǒng)外部并直接與系統(tǒng)進(jìn)行交互的人、系統(tǒng)、子系統(tǒng)或類的外部實(shí)

3、體的抽象。n每個(gè)參與者可以參與一個(gè)或多個(gè)用例，每個(gè)用例也可以有一個(gè)或多個(gè)參與者。n在用例圖中使用一個(gè)人形圖標(biāo)來表示參與者，參與者的名字寫在人形圖標(biāo)下面。用例圖的構(gòu)成要素n由于參與者實(shí)質(zhì)上也是類，所以它擁有與類相同的關(guān)系描述，即參與者與參與者之間主要是泛化關(guān)系（或稱為“繼承”關(guān)系）。n泛化關(guān)系的含義是把某些參與者的共同行為提取出來表示成通用行為，并描述成超類。泛化關(guān)系表示的是參與者之間的一般/特殊關(guān)系，在UML圖中，使用帶空心三角箭頭的實(shí)線表示泛化關(guān)系。用例圖的構(gòu)成要素n在項(xiàng)目開發(fā)過程中，邊界是一個(gè)非常重要的概念。這里說的系統(tǒng)邊界是指系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的界限。通常我們所說的系統(tǒng)可以認(rèn)為是由一系列的相

4、互作用的元素形成的具有特定功能的有機(jī)整體。n系統(tǒng)同時(shí)又是相對的，一個(gè)系統(tǒng)本身又可以是另一個(gè)更大系統(tǒng)的組成部分，因此，系統(tǒng)與系統(tǒng)之間需要使用系統(tǒng)邊界進(jìn)行區(qū)分開來。我們把系統(tǒng)邊界以外的同系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的其他部分，稱之為系統(tǒng)環(huán)境。用例的重要元素n任何用例都不能在缺少參與者的情況下獨(dú)立存在。同樣，任何參與者也必須要有與之關(guān)聯(lián)的用例。所以識別用例的最好方法就是從分析系統(tǒng)參與者開始，在這個(gè)過程中往往會發(fā)現(xiàn)新的參與者。n可以通過以下問題來尋找用例： (1)參與者希望系統(tǒng)提供什么功能？ (2)參與者是否會讀取、創(chuàng)建、修改、刪除、存儲系統(tǒng)的某種信息？如果是的話，參與者又是如何完成這些操作的？ (3)參與者是否會將外

5、部的某些事件通知給系統(tǒng)？ (4)系統(tǒng)中發(fā)生的事件是否通知參與者？ (5)是否存在影響系統(tǒng)的外部事件。用例的重要元素n用例的粒度指的是用例所包含的系統(tǒng)服務(wù)或功能單元的多少。用例的粒度越大，用例包含的功能越多，反之則包含的功能越少。n如果用例的粒度很小，得到的用例數(shù)就會太多。反之，如果用例的粒度很大，那么得到的用例數(shù)就會很少。n如果用例數(shù)目過多會造成用例模型過大和引入設(shè)計(jì)困難大大提高。 如果用例數(shù)目過少會造成用例的粒度太大，不便于進(jìn)一步的充分分析。用例的重要元素比如：網(wǎng)站后臺管理系統(tǒng)中的會員信息維護(hù)用例，管理員需要進(jìn)行添加會員信息、修改會員信息、刪除會員信息等操作。我們還可以根據(jù)具體的操作把它抽象

6、成3個(gè)用例，它展示的系統(tǒng)需求和單個(gè)用例是完全一樣的。用例的重要元素n對于每一個(gè)用例，我們還需要有詳細(xì)的描述信息，以便讓別人對于整個(gè)系統(tǒng)有一個(gè)更加詳細(xì)的了解，這些信息包含在用例規(guī)約之中。n每一個(gè)用例的用例規(guī)約都應(yīng)該包含以下內(nèi)容： (1)簡要說明:對用例作用和目的的簡要描述。 (2)事件流:事件流包括基本流和備選流。基本流描述的是用例的基本流程，是指用例“正常”運(yùn)行時(shí)的場景。 (3)用例場景:同一個(gè)用例在實(shí)際執(zhí)行的時(shí)候會有很多不同的情況發(fā)生，稱之為用例場景，也可以說用例場景就是用例的實(shí)例。 (4)特殊需求: 特殊需求指的是一個(gè)用例的非功能性需求和設(shè)計(jì)約束。特殊需求通常是非功能性需求，包括可靠性、性

7、能、可用性和可擴(kuò)展性等。例如法律或法規(guī)方面的需求、應(yīng)用程序標(biāo)準(zhǔn)和所構(gòu)建系統(tǒng)的質(zhì)量屬性等。 (5)前置條件: 執(zhí)行用例之前系統(tǒng)必須所處的狀態(tài)。例如，前置條件是要求用戶有訪問的權(quán)限或是要求某個(gè)用例必須已經(jīng)執(zhí)行完。 (6)后置條件:用例執(zhí)行完畢后系統(tǒng)可能處于的一組狀態(tài)。例如，要求在某個(gè)用例執(zhí)行完后，必須執(zhí)行另一個(gè)用例。用例之間的關(guān)系n包含關(guān)系指用例可以簡單地包含其他用例具有的行為，并把它所包含的用例行為作為自身行為的一部分。在UML中，包含關(guān)系是通過帶箭頭的虛線段加字樣來表示，箭頭由基礎(chǔ)用例(Base)指向被包含用例(Inclusion)。用例之間的關(guān)系n包含關(guān)系代表著基礎(chǔ)用例會用到被包含用例，具體

8、的講就是將被包含用例的事件流插入到基礎(chǔ)用例的事件流中。需要注意的是，包含關(guān)系是UML1.3中的表述，在UML1.1中，同等語義的關(guān)系被表述為使用(uses)。用例之間的關(guān)系n在處理包含關(guān)系時(shí)，具體的做法就是把幾個(gè)用例的公共部分單獨(dú)的抽象出來成為一個(gè)新的用例。主要有兩種情況需要用到包含關(guān)系：n第一，多個(gè)用例用到同一段的行為，則可以把這段共同的行為單獨(dú)抽 象成為一個(gè)用例，然后讓其他用例來包含這一用例。n第二，某一個(gè)用例的功能過多、事件流過于復(fù)雜時(shí)，我們也可以把某一段事件流抽象成為一個(gè)被包含的用例，以達(dá)到簡化描述的目的。用例之間的關(guān)系n在一定條件下，把新的行為加入到已有的用例中，獲得的新用例叫做擴(kuò)展

9、用例(Extension)，原有的用例叫做基礎(chǔ)用例(Base)，從擴(kuò)展用例到基礎(chǔ)用例的關(guān)系就是擴(kuò)展關(guān)系。n一個(gè)基礎(chǔ)用例可以擁有一個(gè)或者多個(gè)擴(kuò)展用例，這些擴(kuò)展用例可以一起使用。用例之間的關(guān)系n用例的泛化指的是一個(gè)父用例可以被特化形成多個(gè)子用例，而父用例和子用例之間的關(guān)系就是泛化關(guān)系。n在用例的泛化關(guān)系中，子用例繼承了父用例所有的結(jié)構(gòu)、行為和關(guān)系，子用例是父用例的一種特殊形式。n子用例還可以添加、覆蓋、改變繼承的行為。在UML中，用例的泛化關(guān)系通過一個(gè)三角箭頭從子用例指向父用例來表示。用例之間的關(guān)系n泛化的示例：銀行存款有兩種方式，一種是銀行柜臺存款，一種是ATM機(jī)存款。在這里，銀行柜臺存款和AT

10、M機(jī)存款都是存款的一種特殊方式，因此“存款”為父用例，“銀行柜臺存款”和“ATM機(jī)存款”為子用例。使用Rose創(chuàng)建用例的步驟說明n“學(xué)生信息管理系統(tǒng)”部分功能性需求包括以下內(nèi)容： （1）系統(tǒng)管理員登錄后可以對班級的基本信息進(jìn)行增加、刪除、修改、查詢等操作。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)登錄后可以對班級基本信息進(jìn)行查詢操作。 （2）教師登錄后可以對學(xué)生的考試成績進(jìn)行錄入、刪除、修改、查詢等操作。學(xué)生登錄后可以對考試成績進(jìn)行查詢操作。 （3）學(xué)生登錄后可以了解所有選修課程的具體信息，可以根據(jù)自己的需要選擇不同課程。系統(tǒng)管理員登錄后可以增加、修改、查詢、刪除選修課程。 （4）系統(tǒng)管理員可以對賬號進(jìn)行創(chuàng)建、設(shè)置、查看、刪除

11、等操作。 使用Rose創(chuàng)建用例的步驟說明使用Rose創(chuàng)建用例的步驟說明 使用Rose創(chuàng)建用例的步驟說明n教師參與用例錄入成績、修改成績、保存成績、查詢成績、刪除成績和登錄。學(xué)生參與用例登錄和查詢成績。因?yàn)樾薷某煽兒弯浫氤煽兊臅r(shí)候都要保存成績，所以將保存成績抽象出來作為單獨(dú)的一個(gè)用例。用例錄入成績、修改成績和用例保存成績之間是包含關(guān)系，用例找回密碼和用例登錄之間是擴(kuò)展關(guān)系。使用Rose創(chuàng)建用例的步驟說明n學(xué)生作為參與者直接參與用例查看課程信息、按課程編號查看、按課程名查看、選擇課程、刪除已選課程、登錄和找回密碼。系統(tǒng)管理員參與用例登錄、找回密碼和“維護(hù)課程信息”。其中查看課程信息有兩種方式，一種

12、是按照課程名查看，另一種是按照課程編號查看。所以查看課程信息是父用例，而按照課程名查看和按照課程編號查看是子用例，他們之間的關(guān)系是泛化關(guān)系。用例找回密碼和用例登錄之間是擴(kuò)展關(guān)系。使用Rose創(chuàng)建用例的步驟說明n系統(tǒng)管理員參與用例創(chuàng)建新賬號、設(shè)置賬號、設(shè)置賬號基本信息、設(shè)置賬號權(quán)限、查看賬號和刪除賬號。在設(shè)置帳號時(shí)，主要分為設(shè)置賬號的基本信息和設(shè)置賬號的權(quán)限，為了便于修改和維護(hù)，將這兩個(gè)功能分別抽象為兩個(gè)用例。所以用例設(shè)置賬號基本信息、設(shè)置賬號權(quán)限和用例設(shè)置賬號之間是包含關(guān)系。練習(xí)題n網(wǎng)絡(luò)的普及帶給了人們更多的學(xué)習(xí)途徑，隨之用來管理遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的“遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)”也誕生了。n“遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)”的功能需求包括：(1)學(xué)生登錄網(wǎng)站后，可以瀏覽課件、查找課件、下載課件、觀看教學(xué)視頻。(2)教師登錄網(wǎng)站后，可以上傳課件、上傳教學(xué)視頻、發(fā)布教學(xué)心得、查看教學(xué)心得、修改教學(xué)心得。(3)系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)對網(wǎng)站頁面的維護(hù)，審核不法課件和不法教學(xué)信息，批準(zhǔn)