系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)

第3章系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析建模本章目錄3.1活動(dòng)和狀態(tài)分析3.2 時(shí)序與協(xié)作分析3.3 過(guò)程建模本章小結(jié)和習(xí)題動(dòng)態(tài)模型用來(lái)描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為，可分為狀態(tài)模型和交互模型，顯示對(duì)象在系統(tǒng)運(yùn)行期間不同時(shí)刻的狀態(tài)、以及其動(dòng)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(dòng)圖和狀態(tài)圖為狀態(tài)模型建模?！?.1活動(dòng)和狀態(tài)分析1.活動(dòng)圖概述活動(dòng)圖是用來(lái)描述達(dá)到一個(gè)目標(biāo)所實(shí)施一系列活動(dòng)的過(guò)程，描述了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征。活動(dòng)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(dòng)。在UML中，活動(dòng)圖主要是由起點(diǎn)、終點(diǎn)、活動(dòng)、分支、分叉與匯合、泳道等元素組成?！?.1.1活動(dòng)和狀態(tài)的確定2.活動(dòng)圖組成元素⑴起點(diǎn)和終點(diǎn)⑵活動(dòng)在活動(dòng)圖中，可以包含動(dòng)作狀態(tài)和活動(dòng)狀態(tài)。動(dòng)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?dòng)狀態(tài)表示工作流過(guò)程中命令的執(zhí)行或活動(dòng)的執(zhí)行，用于等待計(jì)算處理工作的完成。與動(dòng)作狀態(tài)相反，活動(dòng)狀態(tài)是非原子的、可以分解的，也就是說(shuō)活動(dòng)狀態(tài)是可以被打斷的?！?.1.1活動(dòng)和狀態(tài)的確定2.活動(dòng)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(dòng)和狀態(tài)的確定2.活動(dòng)圖組成元素⑹泳道泳道代表對(duì)象對(duì)活動(dòng)的職責(zé)，通過(guò)帶泳道的活動(dòng)圖，可以清楚地了解活動(dòng)的過(guò)程、動(dòng)作的執(zhí)行者、以及活動(dòng)與對(duì)象之間的合作?！?.1.1活動(dòng)和狀態(tài)的確定2.活動(dòng)圖組成元素⑺對(duì)象流將對(duì)象放在活動(dòng)圖中，并用箭頭將對(duì)象和產(chǎn)生、破壞或修改該對(duì)象的活動(dòng)或轉(zhuǎn)移連接起來(lái)，這被稱作對(duì)象流。對(duì)象流代表了對(duì)象在控制流中的參與?！?.1.1活動(dòng)和狀態(tài)的確定1.活動(dòng)圖建模步驟一、業(yè)務(wù)過(guò)程建模步驟

⑴

確定活動(dòng)圖描述的范圍。

⑵

確定活動(dòng)對(duì)象。

⑶

確定活動(dòng)（動(dòng)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(duì)象?！?.1.2活動(dòng)和狀態(tài)圖的建造P811.活動(dòng)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(dòng)（動(dòng)作）序列。

⑷

如果需要，使用分支和合并來(lái)描述條件路徑和迭代。

⑸

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

構(gòu)建活動(dòng)圖首先需要找到業(yè)務(wù)過(guò)程中的活動(dòng)，可以通過(guò)以下的問(wèn)題來(lái)幫助尋找業(yè)務(wù)過(guò)程中的活動(dòng)。

該業(yè)務(wù)過(guò)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(méi)有哪些事件啟動(dòng)了哪些工作步驟。例：

旅客登機(jī)的過(guò)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(hào)碼，當(dāng)身份核對(duì)無(wú)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(guò)安檢后就可以登機(jī)了。14活動(dòng)圖的應(yīng)用根據(jù)這個(gè)過(guò)程我們可以得到下面一些主要的活動(dòng)：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(hào)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(guò)安檢：旅客憑登機(jī)牌進(jìn)行安全檢查，通過(guò)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(dòng)圖：151.活動(dòng)圖建模示例§3.1.3活動(dòng)和狀態(tài)的建模示例例：過(guò)程：一個(gè)咨詢公司會(huì)見一個(gè)客戶時(shí)的業(yè)務(wù)過(guò)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(huì)議準(zhǔn)備會(huì)議室。3、如果約定在公司之外，咨詢顧問(wèn)就要用電腦準(zhǔn)備一份陳述報(bào)告4、咨詢顧問(wèn)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(huì)議用紙6、如果會(huì)議產(chǎn)生了一個(gè)問(wèn)題陳述，咨詢顧問(wèn)就根據(jù)問(wèn)題陳述建立編寫一個(gè)提案并把該提案發(fā)給客戶?！締?wèn)題】請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)上述過(guò)程的活動(dòng)圖?！?.1.3活動(dòng)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(duì)象隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)行為。狀態(tài)圖通過(guò)狀態(tài)與狀態(tài)轉(zhuǎn)換來(lái)描述用例、協(xié)作和方法的動(dòng)態(tài)行為?！?.1.1活動(dòng)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(lái)說(shuō)，可以列出該狀態(tài)要執(zhí)行的事件和動(dòng)作，如入口動(dòng)作、出口動(dòng)作、內(nèi)部轉(zhuǎn)換、延遲事件、內(nèi)部活動(dòng)及子狀態(tài)等組成部分?！?.1.1活動(dòng)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(dòng)作執(zhí)行的事情，即任何能夠影響到對(duì)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(méi)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(hào)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(duì)象會(huì)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(dòng)作或活動(dòng)。§3.1.1活動(dòng)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(dòng)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?！?.1.1活動(dòng)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(dòng)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(dòng)和狀態(tài)的確定2.狀態(tài)圖建模過(guò)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(hào)。

⑷

對(duì)象狀態(tài)可能響應(yīng)的事件。

⑸

確定必要的動(dòng)作。

⑹

確定高層控制，優(yōu)化、簡(jiǎn)化狀態(tài)圖?！?.1.2活動(dòng)和狀態(tài)圖的建造P833.活動(dòng)圖與狀態(tài)圖的對(duì)比狀態(tài)圖與活動(dòng)圖會(huì)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?。最主要的不同點(diǎn)是：（1）觸發(fā)一個(gè)系統(tǒng)或?qū)ο蟮臓顟B(tài)（活動(dòng)）發(fā)生轉(zhuǎn)移的機(jī)制不同。（2）描述多個(gè)對(duì)象共同完成一個(gè)操作的機(jī)制不同。§3.1.2活動(dòng)和狀態(tài)圖的建造2.狀態(tài)圖建模示例§3.1.2活動(dòng)和狀態(tài)的建模示例P86可以通過(guò)以下幾個(gè)方面來(lái)尋找轉(zhuǎn)換事件。

①

哪些事件可以創(chuàng)建或刪除對(duì)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(duì)象的關(guān)系。

④

哪些事件可以導(dǎo)致對(duì)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(duì)象及對(duì)象之間消息交換的順序，用來(lái)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(duì)象間的交互關(guān)系。§3.2.1時(shí)序與協(xié)作的確定2.順序圖組成元素

⑴

對(duì)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(wèn)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(duì)象。

⑵

合理安排對(duì)象順序

⑶

確定消息及傳遞?！?.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(duì)象及其組織結(jié)構(gòu)的交互圖，用以描述對(duì)象以及對(duì)象之間的交互關(guān)系。通訊圖與順序圖一樣，都是用來(lái)展示對(duì)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(duì)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(duì)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(guò)程

⑴

確定交互范圍及涉及的對(duì)象。

⑵

合理安排對(duì)象順序

⑶

確定鏈接與消息?！?.2.2時(shí)序與協(xié)作圖的建造P933.順序圖與通信圖的對(duì)比順序圖和通信圖都屬于交互圖，用于描述對(duì)象間的動(dòng)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(duì)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(guò)程建模概述過(guò)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(guò)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(guò)程來(lái)為系統(tǒng)建模?！?.3過(guò)程建模過(guò)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(guò)程、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)組成?！?.3.2過(guò)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(guò)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(guò)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(duì)需要進(jìn)一步處理細(xì)節(jié)的事件過(guò)程構(gòu)造基本圖，幫助顯示單個(gè)事件的所有基本過(guò)程、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)流?！?.3.3過(guò)程建模步驟§3.3.3過(guò)程建模步驟上下文