UML与需求分析

2005年第1期海南广播电视大学学报2005 No. 1总第18期Journal of Hainan Radio & TV UniversityGeneral Serial No. 18UML与需求分析刘元鼎(海南师范学院网络中心海南海口571158 )摘要在计算机软件开发方面,UML是- -种较好的系统分析和建模语言,它使用户和分析人员对问题的描述达到一致的理解减少语义差异使分析的正确性得到保障。在使用UML实现需求分析时必须强调尽量使用多个模型，从不同的角度描述待开发的系统。文章介绍了UML语言并阐述如何使用UML实现需求分析。关键词面向对象分析统-建模语言软件工程需求分析;用例中图分类号:TP311文献标识码:A .文章编号:1009 - 9743( 2005 )01 - 0096- 03从用户角度描述系统的功能,使用用例首先关心的是用户传统的结构化软件开发方法主要是在进行系统分析的需求,它独立于实现。每一个用例都由角色启动角色有三大类系统用户、与所建系统交互的其他系统以及时后根据系统功能把系统划分成若干个功能模块进行开发因而亦被称为面向功能的软件开发方法。随着计算机静态图包括类图(ClassDiagram)对象图(bjectDia-技术的迅猛发展这种面向功能的软件开发方法在很多实gram)和包图(PacketDiagram)类图用于描述系统中类的践当中呈现出某些不适应现代软件开发的障碍。自20世静态结构,它描述的是一种静态关系 在系统的整个生命纪70年代第-种面向对象的编程语言Smalltak及其环境期都是有效的。对象图表示的是类的对象实例,-个对象出现以来面向对象技术被迅速应用于各个领域,如面向图是类图的一个具体实例。由于对象存在生命周期,因此对象分析(00A)、面向对象设计(00D).面向对象数据库对象图表示的只是系统的某-时间段或情景的具体对象( 00DB )、面向对象的编程语言( 00PL)、面向对象的网络实例以及它们之间的具体关系。包图由包或类组成主要协议等面向对象技术在软硬件开发中显示出的巨大优越表示包与包、或包与类之间的关系。包图主要用于描述系性使人们认为其是解决软件危机最有希望的突破口。于统的分层结构。是在软件开发领域,面向对象的建模方法正得到日益广行为图,包括状态图(StateDiagm)和活动图(Activity泛应用。1994 年10月G. Booch和J. Rumbaugh首先将他们Diagram)使用它们描述系统的动态模型和组成对象间的各自的面向对象的方法学Booch1993与OMT-2统一起来，交互关系。 其中状态图用于描述-类对象的所有可能的1995年秋,0OSE的创始人1. Jacobson加入到这个力图统一状态以及事件 发生时状态的转移条件。在一般情况下 状的工作,1996年6月,他们共同发布了UML0.9 版本,意味态图是对类图的补充,这里只需为有多个状态、并且其行着面向对象的方法学进入一个新的里程,1997 年,0MG 采为受角色影响而会改变的类绘制状态图。状态图适合于纳了UML,一个开放的00可视化建模语言工业标准终于描述跨越多个用例的单个对象的行为而不适合描述多个诞生,目前JUML已经发布了最新的2.0版本。对象之间的行为协作。活动图描述系统中各种活动的执行顺序,它通常用来描述一个 操作中所要进行的各项活动二关于UML.与需求分析的执行流程以及活动之间的关系。使用活动图可以方便(一)关于UML地表示并行活动。UML为人们提供从不同的角度观察和描述系统的各交互图描述对象间的交互关系，包括顺序图( Sequence种特征的一种标准方法。为了支持从不同角度来考察系Diagram和合作图( Collaboration Diagram)顺序图用来表示统,UML定义了5大类、共9种模型图。在UML中，从每个对象之间的动态合作关系。它强调对象之间消息发送的顺角度对系统的抽象都用一个或多个模型图来描述。序同时也表示对象之间的交互过程。而合作图用来描述用例图用例图用于描述系统需求。使用用例图( Use对象之间的协作关系。简言之顺序图强调时间和顺序而CaseDiagram来展示系统外部的各类角色(Actor与系统提合作图强调涌信关2供的各种用例Use Case )之间的关系。用例是对-个角色中国煤化工图。构件图描述代码部件使用系统的一项功能时进行的交互过程的一个描述。它HCN M H C赖关系。构件图可以帮收稿日期2004- 10-23作者简介刘元鼎( 1974- ) 男汉族海南儋州人海南师范学院网络中心工程师主要从事计算机软件、网络和数据库研究。96.助分析和理解部件之间的相互影响程度。配置图描述系处?统中软硬件的物理体系结构。当前运行系统(也许是-些手工操作而不是计算机系从应用的角度看,当采用面向对象技术设计系统时统)的主要问题?首先是描述需求;其次根据需求建立系统的静态模型以已定义的用例集是否已包括系统的所有功能?构造系统的结构第三步是描述系统的行为。其中在第一需要注意的是最后两个问题并不是指没有参与者也步与第二步中所建立的模型都是静态的包括用例图、类可以有用例,只是获取用例时尚不知道参与者是什么。-图包含包)对象图、组件图和配置图等五个图形是标准个用例必须至少与一个参与者关联。还需要注意的是不建模语言UML的静态建模机制。其中第三步中所建立的同的设计者对用例的利用程度也不同。重要的是:在捕获模型或者可以执行或者表示执行时的时序状态或交互关用例时心中-直所想的应该是系统要做什么而不是系系。它包括状态图、活动图、顺序图和合作图等四个图形,统应该怎么做否则就会将划分用例变成功能分解。是标准建模语言UML的动态建模机制。因此标准建模语(六)建立用例模型言UML的主要内容也可以归纳为静态建模机制和动态建用例模型是使用UML进行功能需求分析的最终结果，模机制两大类。是以用例图的方式来显示的。用例模型表示了系统与外界(二)需求分析的原则环境的交互及系统的主要功能。在用例图中除了标志参无论采用何种需求分析方法,传统的或是面向对象与者与用例之间的联系外,还要标志用例之间的关系。用的都应遵循-定的操作原则。Davis4]提出的一组指导原.例之间的关系可以概括为两种。则很有代表性:1. 包含关系(-)在开始建立分析模型前要对问题域有很好的理包含关系是一种依赖 关系。包含用例中的行为被用解。在基用例中而且只被引用一次。通俗地讲，包含用例很(二)利用开发原型使得用户对人机交互界面有直观像结构化程序设计中的公用子程序而基用例就是调用该的印象。(三)记录每个需求的起源及原因。这样为建立可回子程序的程序。但要注意的是每个包含用例只能被一- 个基用例调用一次。在UML中,用一个从基用例指向包含溯到客户的可追踪性提供了基础。用例的虚线箭头来表示包含关系。这种表示法形象地说(四)使用多个需求视图建立数据、功能和行为模型。明了包含用例的引用方向,即基用例引用包含用例。图1多种视图的结合使用将减少忽略某些需求的可能性。表示了这种关系。(五)为需求设定不同的优先级,先实现优先级高的需求。如将明确的需求优先级设为最高其次为可变需更改图书求最后为潜在需求。(六)尽可能减少需求描述的模糊性。这--点对于用▲自然语言描述的需求尤为重要。只要基于以上的原则进行需求分析就会为软件开发打下-个坚实的基础也就观看图书查找图书有了开发出优秀软件的可能性。(三)关于参与者( Actor)刀参与者表示与系统交互的角色,可以是人,也可以是删除图书系统或设备。参与者与用例之间即为系统的边界。边界在系统中是一-个很重要的概念,也是以前常常被忽略的。图1包含 关系示例图只有确定了系统的边界才能从繁杂的材料中理清哪些是真正的系统需求,哪些是系统外部的需求。所以能否恰当地界定系统的边界,即确定参与者,直接影响到系统设2.扩展关系计的好坏。扩展关系也是-种依赖关系。扩展用例在基用例的(四)确定参与者一个实例中增加新的行为,而基用例则为扩展用例提供了利用UML的技术进行功能需求分析时第一步要做的可添加扩展的模型框架。扩展用例可以访问并修改基用是确定系统有哪些参与者。获取用例首先要找出系统的例的行为;但基用例看不到扩展用例也不能访问扩展用参与者这可以通过用户对开发方所提的一些问题的答案例的属性和操作。同包含关系相反,JML中用一个从扩展来确定。以下问题可供参考:用例指向基用例的虚线箭头来表示扩展关系。这也正说谁将要提供、使用或修改信息?明了扩展关系的不同引用方向,即扩展用例引用基用例。谁将用到这些功能?(七)一个例子谁对某些需求感兴趣?图2给出使用UML对图书管理系统进行系统需求分系统将交付哪个部门使用?析的例子其中包含角色和用例:谁将负责对系统的支持和维护?哪些是系统的外部资源?要与系统进行交互的其它系统有哪些?{useau你extendi)(五)确定用例fextends)保改书出信D参与者确定后,下一步的工作是捕获用例。同样开ues 以e外德供国发方也是通过提出问题的方法来获取用例;不同的是这-次的问题主要由参与者来回答。主要的问题如下:se5D告询外惯化司参与者要求系统提供哪些功能参与者需要做什么)?中国煤化工参与者需要读、产生、删除、修改或存储哪些信息?参与者要通知系统突发的、外部的事件有哪些?.MYHCNMHG4国系统要通知参与者的的事件有哪些?图2用例图示例参与者是否要负责系统的启动和关闭?还有一些不针对具体参与者的问题(即针对整个系统的问题);系统需要何种输入/输出?输入从何处来?输出到何97.成”几个问题描述清楚,UML的功能模型、静态模型和动态三结束语模型恰好是从这几方面描述系统的功能、静态结构和动态UML是一种较好的系统分析和建模语言,使用户和分行为可以帮助我们更好地理解业务流程建立更可靠、更析人员对问题的描述达到- -致的理解减少语义差异,使完善的需求模型。这几种模型是紧密结合、互为补充的，分析的正确性得到保障.需求分析就是要将系统要完成他们描述同--应用的不同方面因此我们强调尽量使用多什么,谁来完成如何完成,什么时候完成,以什么顺序完个模型，从不同的角度描述待开发的系统。参考文献:[1]张海藩.软件工程导论[ M J.北京清华大学出版社,1990.2] Steve Adolhp ,Paul Bamble.有效的用例模式M ].北京清华大学出版社2003.[3]刘超张莉.可视化面向对象建模技术[ M ].北京航空航天大学出版社1999.4] A Davis1 201 Principles of Software DevelopmenC M] US :Me- Graw- Hill ,1995 .(责任编辑胡晋杰)，[刊中报]桂林的石刻艺术吴冠玉桂林山水甲天下”人们到桂林大多是为山水而来的。我到桂林除了游山玩水外更多的注意力则集中到观赏石刻艺术方面。桂林不但山清、水秀、洞奇、石美,还是一座悠久的历史文化名城。几乎所有风景区的石崖上都留下石刻艺术。其内容或记名人题词或记下文人墨客的游踪;，或抒发迁客骚人的情怀;或针砭时弊;或歌功颂德;或记载历史事件等。石刻可分为碑、碣、墓志摩崖、石阙、造像、浮图、石经等十大类三四十种。我国的石刻艺术历史悠久源远流长。据有关专家考证早在商周以前已有了摩崖刻石如贵州红岩山古字是夏禹的遗迹河北坛山古字，欧阳修在《集古录》中引穆天子传定为周穆王刻石。开刻石记功之先河的当首推秦始皇。他于公元前219年登泰山刻石纪功留下不少趣闻轶事后人就争先仿效，以致蔚为奇观。可惜的是李斯书写的秦始皇泰山、琅岈等纪功碑有的掉在水中,有的毁于野火,-块也不见了存留下来的只是拓片。古代石刻作品保存下来年代最久远的,当 算东周时期秦国的石鼓,它一直被金石学家奉为石刻的始祖。 到了汉代,石刻非常盛行，于是产生了我国第-部官定石刻经本一 熹平石经。 公元.175年也就是东汉灵帝熹平四年，议郎蔡邕、张训等上书要求正订六经文字。皇帝批准后蔡邕、张训等将《周易》《尚书》 《诗经》《礼记》《春秋》《公羊传》、《论语》等七种经典选定正本、订正文字。由当时大书法家蔡 邕.用隶书书写 工匠依文镌刻。 此石经全部碑文共20万字共刻石碑46座历经九年才完成。 这项由最高统治者钦定规模空前的文化工程在当时引起极强的轰动。这部石经因刻于熹平年间，又只有隶书一种字体 ,故称汉石经”熹平石经”或一字石经"。熹平石经拉开了历史上多部经典文献为内容的大规模刻石的序幕。自此以后陆续出现了《三体石经》《唐开成石经》《蜀石经》等。中国的石刻艺术,自秦代以后无论是品种还是形式都有了极为丰富的发展。东周时的石鼓文及秦始皇东巡纪功碑从书体上说都是篆书。而后随着时代的前进、文字书体的演变,石刻的书体也由篆书发展到隶、楷、行、草诸体。桂林是中原通往岭南的要冲之一春秋时期起就受到中原文化的影响。桂林的石刻艺术始于东晋兴盛于唐宋繁荣于明清。其形式主要是摩崖石刻其书体大多为楷、行两体。隋唐时封建统治者为了巩固南疆重视建设桂林使城市规模日益扩大经济得到发展，文化逐渐繁荣。到了唐代桂林涌现了一批文人才子,中州不少名仕朝官或迁谪或游于桂林。于是桂林就成为名仕朝官荟萃之地,如褚遂良、柳宗元、李德裕、宋之问、张九龄、 李商隐 等名流均来到桂林 兴文讲学吟诗挥毫留下了许多传世的诗文和珍 贵的墨宝。这些珍 贵的石刻艺术其数量之多在我国长江以南一带首屈-指,至今已多达二千余件,成为全国六大石刻基地之一。其中桂海碑林”、西山摩崖"石刻最为著名。由于时间仓促在桂林期间我只游览桂海碑林”。有行家评介说北有西安碑林南有桂海碑林汉碑看山第东唐碑看西安宋碑看桂林。桂海碑林博物馆位于月牙山南麓,由龙隐洞和龙隐岩两处的220余件摩崖石刻和新建碑阁中数十件石刻组成 还收藏了市内外拓本上千件。这些石刻经由唐代至清代历经一千多年而逐步形成。 在众多石刻中 宋刻占了不少其中最著名的是《元祐党籍碑》。宋代崇宁四年(公元1105年) ,宰相蔡京将司马光、苏轼、秦观等309人列入为元奸党,由宋徽宗下令全国刻石立碑,次年又下诏尽毁。龙隐岩的这一块是被列为元党人之 -的梁焘的曾孙梁律在时隔93年后重刻 是全国仅存最完整的一 块。碑的右 侧是康有为的《观元党人碑记》。《元祐党籍碑》记录了发生在北宋时期的一场震惊朝野的党派斗争，对研究宋代的历史和政治有着重要价值。“桂海碑林”中有很多是古代书法家的妙品篆隶楷行草汇中国煤化工逍遥楼"宋代米芾的行书清代王静的草书佛"等无不墨笔精妙。综观桂海碑权E叹为观止。桂林的石刻艺术,以其深刻的文化内涵屹立在秀丽的桂MHC N M H G览其自然景观的同时还可得到美的艺术享受。(责任编辑林宏平))8 ..