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軟件工程第五章面向?qū)ο蠓治龊茈y直接基于需求文檔進行下一步的系統(tǒng)設(shè)計工作，需要在需求和系統(tǒng)設(shè)計之間搭建起一架橋梁，把用領(lǐng)域術(shù)語和語言描述的業(yè)務(wù)需求，用軟件的術(shù)語和語言來描述需求，這就是規(guī)格說明文檔（Specification）。分析工作使目標軟件系統(tǒng)的功能性需求獲得更深刻的理解和分析，使設(shè)計和實現(xiàn)能夠更容易、更高質(zhì)量地開展。5.1分析方法5.1分析方法結(jié)構(gòu)化分折方法面向?qū)ο蠓治龇椒嫦蚩刂品治龇椒嫦驍?shù)據(jù)分析方法5.1分析方法結(jié)構(gòu)化分折方法（StructuredAnalysis,SA）是一種單純的由頂向下逐步求精的功能分解方法。分析員用數(shù)據(jù)流圖表示系統(tǒng)的所有輸入/輸出，反復(fù)地對系統(tǒng)求精、表示成一更詳細的數(shù)據(jù)流圖，從而建立關(guān)于系統(tǒng)的一個數(shù)據(jù)流圖層次。具有較好的抽象能力，易于軟件人員所掌握。但它離應(yīng)用領(lǐng)域尚有一定的距離，難以直接應(yīng)用領(lǐng)域術(shù)語，與軟件設(shè)計也有一段不小的距離，因而給開發(fā)小組的思想交流帶來了一定的困難。5.1分析方法面向?qū)ο蠓治龇椒ǎ∣bject-OrientedAnalysis,OOA）把分析建立在系統(tǒng)對象以及對象間交互的基礎(chǔ)之上。從三個側(cè)面進行描述，即對象模型（對象的靜態(tài)結(jié)構(gòu)）、動態(tài)模型（對象之間的相互作用）和功能模型（數(shù)據(jù)變換及功能依存關(guān)系）。5.2面向?qū)ο蠓治龈乓?.2面向?qū)ο蠓治龈乓嫦驅(qū)ο蠓治鍪菍δ繕塑浖到y(tǒng)功能性需求的深入的、精確的建模，但并不回答如何實現(xiàn)目標軟件系統(tǒng)，因此它只針對能夠體現(xiàn)和說明業(yè)務(wù)功能的實體類。5.2面向?qū)ο蠓治龈乓獙嶓w類的提取包括三個迭代和增量式執(zhí)行的步驟：用例建模

UseCaseModeling，即功能建模。得到反應(yīng)目標系統(tǒng)外部與該系統(tǒng)的交互情況的用例圖UseCaseDiagram。實體類建模EntityClassModeling。確定實體類、其屬性、以及它們之間的關(guān)系，得到初始類圖PreliminaryClassDiagram，也稱簡單類圖。動態(tài)建模DynamicModeling。確定每個實體類及其子類狀態(tài)的變化、以及造成狀態(tài)變化的事件、操作或條件滿足，得到狀態(tài)圖StateDiagram。歡迎學習《軟件工程》軟件工程第五章面向?qū)ο蠓治?.3用例建模5.3用例建模用例建模UseCaseModeling是對軟件系統(tǒng)的外部與軟件系統(tǒng)之間的交互進行建模，是面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計的起點。用例模型即用例圖UseCaseDiagram以用例的形式描述一個軟件系統(tǒng)的功能性需求，包括三個關(guān)鍵要素：參與者actor用例

usecase參與者與用例之間的關(guān)系relationship5.3.1參與者參與者（actor）——與目標軟件系統(tǒng)有交互、有關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)外部。有助于挖掘并確定目標軟件系統(tǒng)的功能性需求，從而確定目標軟件系統(tǒng)的邊界、提供一個更加清晰的目標軟件系統(tǒng)的藍圖。參與者不是目標軟件系統(tǒng)的一部分，是用例模型的一部分。參與者必須有名字，名字就是角色集合名，如“學生”、“教師”等。參與者可以是主動方，也可以是被動方。5.3.1參與者參與者的表示符號參與者的名字應(yīng)該是一個領(lǐng)域相關(guān)的單數(shù)名詞，它能準確地反應(yīng)參與者與目標軟件系統(tǒng)進行交互時所扮演的角色。5.3.1參與者參與者的類型人機器設(shè)備外部系統(tǒng)5.3.2用例用例UseCase是指參與者在與應(yīng)用軟件系統(tǒng)進行交互時可能發(fā)生的一序列操作，為該參與者或其他參與者產(chǎn)生特定的結(jié)果。用例就是指軟件系統(tǒng)為某些參與者提供的某項功能，軟件系統(tǒng)為用例的發(fā)生和實現(xiàn)提供了可能。有些用例可能被某個參與者實例激活，并且可能在用例的完成過程中需要參與者的交互；有些用例有可能在系統(tǒng)內(nèi)滿足某些條件的情況下而被激活，并主動向某些參與者推送信息或發(fā)送指令。5.3.2用例用例必須有名字，用例名應(yīng)該是領(lǐng)域相關(guān)的強動詞或動詞詞組。如，登錄、存款、下訂單、借書等。

“下訂單PlaceOrder”“買東西BuyStuff”

5.3.2用例用例的表示符號5.3.2用例用例的識別與確定1、從參與者的角度參與者是挖掘與確定用例的第一要素。以窮舉的方式檢查用戶對系統(tǒng)的功能需求是否能在用例中有所體現(xiàn)。系統(tǒng)中的一個用例應(yīng)該至少面向一個參與者、或者與其他用例有關(guān)系。5.3.2用例用例的識別與確定2、情景分析一個用例應(yīng)該完成一個完整的任務(wù)，通常應(yīng)該在一個相對短的時間段內(nèi)完成。如果一個用例的各部分在間隔一定時間的不同時間段內(nèi)發(fā)生，尤其還是由不同的參與者交互完成的，那么就應(yīng)該將該用例拆分為多個用例來對待。一個用例必須有一個基本流BasicFlow一個用例還可能有多個可選流AlternativeFlow用例的一次執(zhí)行即形成一個場景scenario。5.3.2用例用例的識別與確定3、從系統(tǒng)功能的角度用例是參與者所參與的一項功能，該項功能應(yīng)該相對完整、獨立。確定用例的原則包括：一個用例不能過大。一個用例也不能過小。5.3.3參與者與用例之間的關(guān)系5.3.3參與者與用例之間的關(guān)系5.3.3參與者與用例之間的關(guān)系5.3.3參與者與用例之間的關(guān)系歡迎學習《軟件工程》第五章面向?qū)ο蠓治?.3用例建模5.3.4用例說明用例圖無法體現(xiàn)、無法描述用例內(nèi)部的執(zhí)行流程、業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)等細節(jié)。每個用例都需要一個用例說明UseCaseSpecification5.3.4用例說明用例說明的內(nèi)容：事件流flowofevents基本事件流basicflow可選事件流alternativeflow后置條件post-condition關(guān)系relationships特殊要求specialrequirements用例名usecasename用例簡述briefdescription參與者actor前置條件pre-condition5.3.5參與者之間的關(guān)系5.3.5參與者之間的關(guān)系1、派生關(guān)系5.3.5參與者之間的關(guān)系5.3.5參與者之間的關(guān)系2、代理關(guān)系5.3.6用例之間的關(guān)系5.3.6用例之間的關(guān)系1、派生關(guān)系5.3.6用例之間的關(guān)系2、包含關(guān)系圖2圖15.3.6用例之間的關(guān)系對比5.3.6用例之間的關(guān)系3、擴展關(guān)系歡迎學習《軟件工程》第五章面向?qū)ο蠓治?.3用例建模5.3.7用例建模的作用用例模型的可讀性、可理解性非常強，幾乎所有參與該目標軟件系統(tǒng)的參與人員，包括開發(fā)人員和客戶，在幾乎所有的階段都需要用到用例模型。開發(fā)方系統(tǒng)架構(gòu)師設(shè)計師測試人員項目經(jīng)理文檔撰寫人員下一個版本的開發(fā)人員5.3.8用例建模案例案例1、高校圖書館管理信息系統(tǒng)5.3.8用例建模案例案例2、電梯控制系統(tǒng)5.3.8用例建模案例案例3、高校教學管理信息系統(tǒng)歡迎學習《軟件工程》第五章面向?qū)ο蠓治?.4類建模5.4類建模一個面向?qū)ο筌浖到y(tǒng)由三種類型的類構(gòu)成：實體類

EntityClass，是對持久性信息的建模。邊界類

BoundaryClass，提供了面向?qū)ο筌浖到y(tǒng)與參與者進行交互的邊界?？刂祁?/p>

ControlClass，是指對系統(tǒng)框架、系統(tǒng)流程、業(yè)務(wù)邏輯和復(fù)雜的算法進行建模。5.4類建模面向?qū)ο蠓治龇治鲭A段進行的類建模ClassModeling是對目標軟件系統(tǒng)的功能性需求的靜態(tài)建模，它只針對一個軟件系統(tǒng)范疇內(nèi)的實體類及其屬性、以及實體類之間的關(guān)系，不考慮與具體實現(xiàn)有關(guān)的邊界類和控制類。類建模的成果是初始類圖PreliminaryClassDiagram，也稱簡單類圖。5.4.1實體類軟件系統(tǒng)業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的實體類既物理上存在于現(xiàn)實世界中，也在邏輯上存在于我們所建立的軟件系統(tǒng)中?，F(xiàn)實世界本身就是由無數(shù)的對象構(gòu)成的。實實在在的物理實體業(yè)務(wù)實體組織機構(gòu)實體…….5.4.1實體類多個學生對象抽象為“學生”類5.4.1實體類類（如果暫不考慮類的屬性和方法）5.4.1實體類“圖書”類屬性方法類名5.4.2構(gòu)造初始類圖OOA階段類建模是對業(yè)務(wù)情況的靜態(tài)建模，不考慮實體類中用來體現(xiàn)動態(tài)關(guān)系的方法，只考慮業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的實體及其屬性。類建模的基本步驟：

名詞抽取

確定候選類

構(gòu)造初始類圖5.4.2構(gòu)造初始類圖1、名詞抽取，就是指從需求文檔和用例模型中抽取出名詞。業(yè)務(wù)領(lǐng)域中的物理實體

如圖書、商品、樓房、汽車等。業(yè)務(wù)領(lǐng)域中的概念實體、邏輯實體

如銀行賬戶、訂單、借書記錄、課程、生產(chǎn)計劃等。業(yè)務(wù)領(lǐng)域中的動詞

如考試等。用例模型中的參與者

如學生、教師、顧客等。5.4.2構(gòu)造初始類圖國內(nèi)某慕課平臺向廣大學員免費提供大量的優(yōu)質(zhì)課程資源。課程教師可在該慕課平臺管理信息系統(tǒng)上免費注冊成為教師用戶，注冊信息有賬號、密碼、姓名、所在高校、職稱、和電子郵箱等；學員可在該系統(tǒng)上免費注冊成為學員用戶，注冊信息有賬號、密碼、身份證號或?qū)W號、就讀學?；蚬ぷ鲉挝?、電子郵箱等。已注冊的教師登錄后可以設(shè)置課程，包括課程名稱，系統(tǒng)自動生成課程編號；然后教師可以設(shè)置該課程新的開課學期，具體信息包括學期開始時間、學期結(jié)束時間、課程簡介、課程大綱、參考教材等，然后設(shè)置課程教學資源，包括課程教學視頻、課程PPT、單元測試題、作業(yè)、論壇論題、結(jié)課考試試卷等。教師可以參加論壇討論，對學員進行輔導(dǎo)和啟發(fā)。已注冊的學員用戶登錄后可以免費選課、觀看課程教學視頻、瀏覽課程PPT、做單元測試、做作業(yè)、參與論壇討論、參加結(jié)課考試，并可查看自己的結(jié)課成績。一個開課學期結(jié)束后，教師可以設(shè)置下一個開課學期。5.4.2構(gòu)造初始類圖國內(nèi)某慕課平臺向廣大學員免費提供大量的優(yōu)質(zhì)課程資源。課程教師可在該慕課平臺管理信息系統(tǒng)上免費注冊成為教師用戶，注冊信息有賬號、密碼、姓名、所在高校、職稱、和電子郵箱等；學員可在該系統(tǒng)上免費注冊成為學員用戶，注冊信息有賬號、密碼、身份證號或?qū)W號、就讀學?；蚬ぷ鲉挝?、電子郵箱等。已注冊的教師登錄后可以設(shè)置課程，包括課程名稱，系統(tǒng)自動生成課程編號；然后教師可以設(shè)置該課程新的開課學期，具體信息包括學期開始時間、學期結(jié)束時間、課程簡介、課程大綱、參考教材等，然后設(shè)置課程資源，包括課程教學視頻、課程PPT、單元測試題、作業(yè)、論壇論題、結(jié)課考試試卷等。教師可以參加論壇討論，對學員進行輔導(dǎo)和啟發(fā)。已注冊的學員用戶登錄后可以免費選課、觀看課程教學視頻、瀏覽課程PPT、做單元測試、做作業(yè)、參與論壇討論、參加結(jié)課考試，并可查看自己的結(jié)課成績。一個開課學期結(jié)束后，教師可以設(shè)置下一個開課學期。5.4.2構(gòu)造初始類圖國內(nèi)某慕課平臺向廣大學員免費提供大量的優(yōu)質(zhì)課程資源。課程教師可在該慕課平臺管理信息系統(tǒng)上免費注冊成為教師用戶，注冊信息有賬號、密碼、姓名、所在高校、職稱、和電子郵箱等；學員可在該系統(tǒng)上免費注冊成為學員用戶，注冊信息有賬號、密碼、身份證號或?qū)W號、就讀學?；蚬ぷ鲉挝?、電子郵箱等。已注冊的教師登錄后可以設(shè)置課程，包括課程名稱，系統(tǒng)自動生成課程編號；然后教師可以設(shè)置該課程新的開課學期，具體信息包括學期開始時間、學期結(jié)束時間、課程簡介、課程大綱、參考教材等，然后設(shè)置課程資源，包括課程教學視頻、課程PPT、單元測試題、作業(yè)、論壇論題、結(jié)課考試試卷等。教師可以參加論壇討論，對學員進行輔導(dǎo)和啟發(fā)。已注冊的學員用戶登錄后可以免費選課、觀看課程教學視頻、瀏覽課程PPT、做單元測試、做作業(yè)、參與論壇討論、參加結(jié)課考試，并可查看自己的結(jié)課成績。一個開課學期結(jié)束后，教師可以設(shè)置下一個開課學期。5.4.2構(gòu)造初始類圖2、確定候選類教師、學員、課程、賬號、密碼、姓名、所在高校、職稱、電子郵箱、身份證號或?qū)W號、就讀學校或工作單位、課程名稱、課程教學視頻、課程簡介、課程大綱、參考教材、開課學期、學期開始時間、學期結(jié)束時間、課程資源、課程教學視頻、課程PPT、單元測試題、作業(yè)、論壇論題、結(jié)課考試試卷、開課學期、結(jié)課成績。3、構(gòu)造初始類圖歡迎學習《軟件工程》第五章面向?qū)ο蠓治?.4類建模5.4.3類建模的原則1、區(qū)別子類與對象5.4.3類建模的原則1、區(qū)別子類與對象5.4.3類建模的原則2、子類的劃分5.4.3類建模的原則2、子類的劃分5.4.3類建模的原則3、區(qū)分組合關(guān)系與關(guān)聯(lián)關(guān)系5.4.3類建模的原則3、區(qū)分組合關(guān)系與關(guān)聯(lián)關(guān)系5.4.3類建模的原則3、區(qū)分組合關(guān)系與關(guān)聯(lián)關(guān)系5.4.3類建模的原則4、明細問題局限性：一個訂單只能針對一種商品5.4.3類建模的原則4、明細問題5.4.3類建模的原則5、參與者問：參與者是否應(yīng)該成為實體類？答：要具體問題具體分析。

例如：電梯控制系統(tǒng)的“用戶”。5.4.3類建模的原則6、分解類5.4.3類建模的原則6、分解類歡迎學習《軟件工程》第五章面向?qū)ο蠓治?.4.4類建模案例案例1、高校圖書館管理信息系統(tǒng)某高校圖書館管理信息系統(tǒng)為全校師生員工提供服務(wù)，全校師生員工都是借閱者。身份驗證合格的借閱者可以在自助借還書機上自助辦理借書、還書；而且借閱者也可以在Web瀏覽器上登錄圖書館管理信息系統(tǒng)，并可以進行自助續(xù)借圖書和自助預(yù)約圖書。借一本書或續(xù)借一本書都在系統(tǒng)中生成一條借書記錄并永久保存。預(yù)約圖書則在系統(tǒng)中生成一條預(yù)約記錄并保存在系統(tǒng)中，如果預(yù)約時間超過48小時或在48小時內(nèi)被預(yù)約者借出，則該預(yù)約記錄被刪除。系統(tǒng)也永久記錄借閱者實際還書時間。每名借閱者最多可以持有15本在借圖書。案例1、高校圖書館管理信息系統(tǒng)候選類：借閱者自助借還書機圖書借書記錄預(yù)約記錄案例1、高校圖書館管理信息系統(tǒng)（第一次迭代的初始類圖）案例2、電梯控制系統(tǒng)該電梯控制系統(tǒng)將控制一棟m個樓層的樓房里的n部電梯的移動。每個樓層上有2個按鈕，叫作樓層按鈕，分別表示電梯用戶的目標方向：向上、和向下；最底樓層只有“向上”一個按鈕，最頂樓層只有“向下”一個按鈕。每部電梯內(nèi)部有m個按鈕，叫作電梯按鈕，每個按鈕對應(yīng)一個樓層；當某個樓層按鈕或電梯按鈕被按下，則該按鈕亮；當電梯到達該按鈕所代表的樓層，該按鈕滅；經(jīng)過一個計時，電梯門開；再經(jīng)過一個計時，電梯門關(guān)；當沒有按鈕被按下，即沒有請求時，電梯停留在當前樓層，保持門關(guān)。案例2、電梯控制系統(tǒng)該電梯控制系統(tǒng)將控制一棟m個樓層的樓房里的n部電梯的移動。每個樓層上有2個按鈕，叫作樓層按鈕，分別表示電梯用戶的目標方向：向上、和向下；最底樓層只有“向上”一個按鈕，最頂樓層只有“向下”一個按鈕。每部電梯內(nèi)部有m個按鈕，叫作電梯按鈕，每個按鈕對應(yīng)一個樓層；當某個樓層按鈕或電梯按鈕被按下，則該按鈕亮；當電梯到達該按鈕所代表的樓層，該按鈕滅；經(jīng)過一個計時，電梯門開；再經(jīng)過一個計時，電梯門關(guān)；當沒有按鈕被按下，即沒有請求時，電梯停留在當前樓層，保持門關(guān)。案例2、電梯控制系統(tǒng)候選類：電梯按鈕樓層按鈕電梯按鈕電梯門案例2、電梯控制系統(tǒng)（第一次迭代的初始類圖）案例2、電梯控制系統(tǒng)（第二次迭代的初始類圖）歡迎學習《軟件工程》第五章面向?qū)ο蠓治?.5動態(tài)建模5.5動態(tài)建模如果系統(tǒng)中的某些對象滿足以下條件，則需要對該對象的生命周期進行建模，即需要對這些對象抽象出的類做動態(tài)建模DynamicModeling，獲得該類的狀態(tài)圖StateDiagram：該對象的生命歷程中經(jīng)歷了至少兩種狀態(tài)；這些狀態(tài)之間可以單向或雙向轉(zhuǎn)變；狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，是因為某些事件的發(fā)生、或者是因為某些條件的滿足而產(chǎn)生。5.5動態(tài)建模狀態(tài)圖是對類圖的補充。不是所有的類都需要做狀態(tài)圖，只有該類的對象在整個業(yè)務(wù)流程中有多種可能的狀態(tài)、且可能從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)，才有必要做動態(tài)建模，獲得該類的狀態(tài)圖。5.5.1狀態(tài)圖狀態(tài)圖用于描述一個對象在其生命周期內(nèi)所有可能的狀態(tài)，以及引起狀態(tài)改變的事件或條件。狀態(tài)圖的目的是通過描述某個對象的狀態(tài)和引起狀態(tài)轉(zhuǎn)變的事件或條件，來描述對象的行為特征。狀態(tài)圖由一系列狀態(tài)、事件、條件以及狀態(tài)間的轉(zhuǎn)變共同構(gòu)成。5.5.1狀態(tài)圖狀態(tài)

State是指對象在其生命周期中滿足某一條件、進行某種活動或等待某一事件的條件或狀況。中間狀態(tài)初始狀態(tài)終止狀態(tài)5.5.1狀態(tài)圖事件：事件的發(fā)生，可能引發(fā)對象的狀態(tài)從原狀態(tài)變?yōu)槟繕藸顟B(tài)。條件，通常是時間條件或一個布爾表達式，時間條件滿足或布爾表達式的值為真，則發(fā)生狀態(tài)的變化。5.5.1狀態(tài)圖狀態(tài)的轉(zhuǎn)變5.5.2動態(tài)建模案例1、媒體播放器【注】媒體播放器沒有終止狀態(tài)，是循環(huán)工作模式。5.5.2動態(tài)建模案例2、圖書管理信息系統(tǒng)中的“圖書”類5.5.2動態(tài)建模案例3、網(wǎng)上購物系統(tǒng)中的“訂單”類歡迎學習《軟件工程》軟件工程第五章面向?qū)ο蠓治?.6OOA測試5.6OOA測試對分析工作的成果應(yīng)該必須進行測試，以保證這些成果是正確的、恰當?shù)?。CRC（Class-Responsibility-Collaboration，類-職責-協(xié)作）卡片是對面向?qū)ο蠓治龅某晒M行測試的一種重要技術(shù)手段。5.6OOA測試圖書館管理信息系統(tǒng)第一次迭代類圖5.6OOA測試自助借還書機的CRC卡片職責1、掃描圖書條形碼每一本圖書都有一個在圖書館管理信息系統(tǒng)中唯一識別的條形碼，這個條形碼打印在粘紙上，貼在書上，所以，“借書機掃描圖書條形碼”，暫時看起來沒什么問題。職責2、驗證借閱者驗證借閱者的有效性，肯定需要借閱者的個人信息，而自