用"用例"分析技術(shù)進(jìn)行需求分析

您的論文得到兩院院士關(guān)注軟件時(shí)空文章編號:1008 -0570(2006)12- -3- -0265 -03用“用例”分析技術(shù)進(jìn)行需求分析Analyzing requirement by use- -case analysis technique(1.石河子大學(xué)2.石河子大學(xué)網(wǎng)絡(luò )中心)劉偉1周淑萍2劉雅輝2LIU WEI ZHOU SHUPING LIU YAHUI摘要:現代軟件需求復雜多變,傳統的面向過(guò)程的需求分析技術(shù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足軟件開(kāi)發(fā)的要求,用例分析技術(shù)是為了適應現代軟件需求環(huán)境而提出的一項新型的面向對象需求分析技術(shù)。本文著(zhù)重討論了如何利用用例分析技術(shù)進(jìn)行需求建模、需求分析以及用例分析技術(shù)的難點(diǎn)。關(guān)鍵詞:用例;需求模型;需求分析中圖分類(lèi)號:TP311文獻標識碼:AAbstract:Modern software rewurement is complex and phantasmagorie ,and traditional process -oriented requirement- analysis techniquecan’t satisfy the demand of software development now. The use- case analysis technique is a new object- oriented requirement- anal-ysis Technique which was put forward t0 adapt moderm software requirement envirnment.This paper mainly discissed the method ofanalizing requirement and model requirement by use-case analysis techneque and the key problem of use- case analysis techneque.Key words:use- case,requirement analysis,requirement model術(shù)需求規格達成的共識。首先,它描述了待開(kāi)發(fā)系統的1引言功能需求;其次,它將系統看作黑盒,從外部參與者的創(chuàng )需求分析是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中至關(guān)重要的一環(huán),既角度理解系統;第三,它驅動(dòng)了需求分析之后的各階決定了軟件最終產(chǎn)品能否達到客戶(hù)的要求,也影響了段的開(kāi)發(fā)工作。不僅在開(kāi)發(fā)過(guò)程中保證了系統所有功開(kāi)發(fā)過(guò)程的其它環(huán)節。傳統的需求分析方法通過(guò)整個(gè)能的實(shí)現，而且被用于驗證和檢測所開(kāi)發(fā)的系統,從置業(yè)務(wù)過(guò)程來(lái)描述系統外在可見(jiàn)的需求,立足于把握業(yè)而影響到開(kāi)發(fā)工作的各個(gè)階段和UML的各個(gè)模型,務(wù)過(guò)程中的所有細節,這種面向過(guò)程、注重細節的需在UML中,一個(gè)用例模型由若干個(gè)用例圖描述,用例求分析方法難以把握用戶(hù)需求的變化,開(kāi)發(fā)人員容易圖的主要元素是用例和參與者。在用例建模的過(guò)程陷人細節的汪洋之中而無(wú)從下手,開(kāi)發(fā)效率低下。因中,我們的建議是先找出參與者,然后根據參與者來(lái)此,隨著(zhù)軟件要求日益復雜化,傳統的需求分析方法確定 系統的用例。已很難滿(mǎn)足現代軟件工程的發(fā)展需求。2.1.1尋找參與者用例分析技術(shù)是IvarJacobson于1986年發(fā)布的所謂的參與者是指所有存在于系統外部并與系項源于實(shí)踐的需求分析技術(shù)。它通過(guò)用例的參與者統進(jìn)行交互的人或其他系統。通俗地講,參與者就是和用例以及用例之間的關(guān)系來(lái)描繪系統外在可見(jiàn)的我們所要定義系統的使用者。尋找參與者可以從以下需求,用例被定義成系統執行的一-系列動(dòng)作,動(dòng)作執問(wèn)題入手:行的結果能被參與者觀(guān)察到。這正好滿(mǎn)足了用戶(hù)的需系統開(kāi)發(fā)完成之后,有哪些人會(huì )使用這個(gè)系統?求，因為他們并不真想了解系統的內部結構和設計,系統需要從哪些人或其他系統中獲得數據?他們所關(guān)心的是系統能提供什么樣的服務(wù)。所以,用系統會(huì )為哪些人或其他系統提供數據? .例分析技術(shù)為解決現代軟件需求問(wèn)題提供了一個(gè)有系統會(huì )與哪些其他系統相關(guān)聯(lián)?效的解決方案。系統是由誰(shuí)來(lái)維護和管理的?2用例分析技術(shù)我們在找到參與者之后,如果出現了兩個(gè)或多個(gè)參與者實(shí)質(zhì)上完全或部分充當相同角色時(shí),應對其進(jìn)2.1建立需求模型用例模型描述的是外部參與者所理解的系統功行合并或特化。能。用例模型用于需求分析階段,它的建立是系統開(kāi)中國煤化工根據參.與者來(lái)確定發(fā)者和用戶(hù)反復討論的結果,表明了開(kāi)發(fā)者和用戶(hù)對系統1.MHCNM H q要系統提供什么樣劉偉:實(shí)驗師的服務(wù),或者說(shuō)參與者是如何使用系統的。尋找用例國家自然科學(xué)基金資助項目(30460060)可以從以下問(wèn)題人手(針對每一個(gè)參與者):《PLG技術(shù)應展200例》圊自控網(wǎng)郵局訂閱號:82-946 360元1年- 265 -軟件時(shí)空中文核心期刊《微計算機信息》(管控- -體化)2006 年第22卷第12-3期參與者為什么要使用該系統?而備選路徑則不-定會(huì )通過(guò)。需要時(shí)可先確定用例的參與者是否會(huì )在系統中創(chuàng )建、修改、刪除、訪(fǎng)問(wèn)、基本路徑和關(guān)鍵 的備選路徑，在以后的迭代中再增加存儲數據?如果是的話(huà),參與者又是如何來(lái)完成這些其它的備選路徑。此外,在細化用例時(shí)還應指出用例的操作的?前提條件和后置條件。前提條件指調用用例時(shí)必須滿(mǎn)參與者是否會(huì )將外部的某些事件通知給該系統?足的條件。后置條件指用例結束時(shí)必須滿(mǎn)足的條件。系統是否會(huì )將內部的某些事件通知該參與者?2.2.1基本流在用例的抽取過(guò)程中,必須注意:用例必須是由基本流描述的是該用例最正常的一種場(chǎng)景,在基某一個(gè)參與者觸發(fā)而產(chǎn)生的活動(dòng),即每個(gè)用例至少應本流中系統執行--系列活動(dòng)步驟來(lái)響應參與者提出該涉及一個(gè)參與者。如果存在與參與者不進(jìn)行交互的的服務(wù)請求。我們建議用以下格式來(lái)描述基本流: .用例,就可以考慮將其并人其它用例;或者是檢查該(1)每一個(gè)步驟都需要用數字編號清楚地標明步用例相對應的參與者是否被遺漏,如果是,則補上該驟 的先后順序。(2)用一 句簡(jiǎn)短的標題來(lái)概括每- -步參與者。反之,每個(gè)參與者也必須至少涉及到一個(gè)用驟的主要內容,這樣閱讀者可以通過(guò)瀏覽標題來(lái)快速例，如果發(fā)現有不與任何用例相關(guān)聯(lián)的參與者存在,地了解用例的主要步驟。在用例建模的早期,我們也.就應該考慮該參與者是如何與系統發(fā)生對話(huà)的,或者只需要描述到事件流步驟標題這--層,以免過(guò)早地陷由參與者確定一個(gè)新的用例,或者該參與者是一個(gè)多人到用例描述的細節中去。(3)當整個(gè) 用例模型基本余的模型元素,應該將其刪除。穩定之后,我們再針對每一-步驟詳細描述參與者和系用例除了與其參與者發(fā)生關(guān)聯(lián)外,用例之間抽象統之間所發(fā)生的交互。建議采用雙向描述法來(lái)保證描出包含(include).擴展(extend)和泛化(generalization)這述的完整性 ,即每一步驟都需要 從正反兩個(gè)方面來(lái)描技幾種關(guān)系。述:(1)參與者向系統提交了什么信息;(2)對此系統有什術(shù)包含:一個(gè)用例可以簡(jiǎn)單地包含其他用例具有的么樣的響應。行為,并把他所包含的行為做為自身行為的一部分。在描述參與者和系統之間的信息交換時(shí),需指出創(chuàng )擴展:一個(gè)用例也可以被定義為基用例的增量擴來(lái)回傳遞的具體信息。 例如,只表述參與者輸人了客展,同一個(gè)基用例的幾個(gè)擴展用例可以在- -起應用。戶(hù) 信息就不夠明確,最好明確地說(shuō)明參與者輸人了客泛化:當多個(gè)用例共同擁有--.種類(lèi)似的結構和行戶(hù)姓名和地址。通?？梢岳迷~匯表讓用例的復雜性為的時(shí)候，我們可以將它們的共性抽象成為父用例，保持 在可控范圍內,可以在詞匯表中定義客戶(hù)信息等其他的用例作為泛化關(guān)系中的子用例。在用例的泛化內容,使用例不至于陷人過(guò)多的細節。關(guān)系中,子用例是父用例的一種特殊形式,子用例繼2.2.2備選流承了父用例所有的結構、行為和關(guān)系。備選流負責描述用例執行過(guò)程中異常的或偶爾對于同一個(gè)系統,不同的人對于參與者和用例都發(fā)生的一些情況,備選流和基本流的組合應該能夠覆可能有不同的抽象結果，因而得到不同的用例模型。蓋該用例所有可能發(fā)生的場(chǎng)景。在描述備選流時(shí),應我們需要在多個(gè)用例模型方案中選擇一種"最佳"(或"該包括以下幾個(gè)要索:較佳")的結果,一個(gè)好的用例模型應該能夠容易被不(1)起點(diǎn):該備選流從事件流的哪一步開(kāi)始; (2)條同的涉眾所理解,并且不同的涉眾對于同一用例模型件:在什么條件下會(huì )觸發(fā)該備選流;(3)動(dòng)作:系統在該的理解應該是一-致的。備選流下會(huì )采取哪些動(dòng)作; (4)恢復:該備選流結束之2.2建立分析模型后,該用例應如何繼續執行。需求模型中的用例描述了系統外部的參與者要備選流的描述格式可以與基本流的格式一致,也實(shí)現的目標,只反映用戶(hù)需求而不干涉系統應提供具需要編號并以標題概述其內容,編號前可以加以字母體功能細節,為獲得這些功能細節,以便于軟件構架前綴 A以示與基本流步驟相區別。的建立和將來(lái)的設計和實(shí)現工作，就要將用例細化，2.2.3注意事項在需求模型建立后,系統分析員就可以以需求模型和在編寫(xiě)數據流時(shí),應該注意以下事項:用例圖作為起始點(diǎn)詳細描述每個(gè)用例,并將每個(gè)用例(1)使用簡(jiǎn)單的語(yǔ)法:主語(yǔ)明確,語(yǔ)義易于理解;(2)逐步描述細化為精確動(dòng)作序列的分析模型。明確寫(xiě)出"誰(shuí)控制球":也就是在事件流描述中,讓讀者細化每個(gè)用例的主要任務(wù)是詳細描述其事件流。直觀(guān)地了解是參與者在控制還是系統在控制;(3)從俯事件流是描述參與者執行用例過(guò)程中發(fā)生的各種交視的角 度來(lái)編寫(xiě):指出參與者的動(dòng)作,以及系統的響互的序列,包括用例如何開(kāi)始、結束以及如何與參與應,中國煤化工程向前推移:也就是者進(jìn)行交互。事件通常會(huì )形成兩種路徑:一種是參與第一CN MH G按下tab鍵做為一個(gè)者順利達成目標的基本路徑，我們稱(chēng)之為基本流;另事 件就是不合適的);(5)顯不參與者的意圖而非動(dòng)作-種是反映可選或異常情況行為的備選路徑,稱(chēng)之為(光有動(dòng)作，讓人不容易直接從事件流中理解用例);備選流。參與者要完成用例,必須通過(guò)整條基本路徑，(6)包括 "合理的活動(dòng)集"(帶數據的請求、系統確認、更- 266萬(wàn)明數搪郵局訂閱號:82-946|《現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)應用200例》您的論文得到兩院院士關(guān)注軟件時(shí)空改內部、返回結果);(7)用"確認"而非"檢查是否":(如通 訊地址:(832003新疆石河子大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)系統確認用戶(hù)密碼正確,而非系統檢查用戶(hù)密碼是否學(xué)院)劉偉正確);(8)可選擇地提及時(shí)間限制;(9)采用"用戶(hù)讓系統(收稿日期2006.7.28)(修稿日期2006.8.241)A與系統B交互"的習慣用語(yǔ);(10)采用"循環(huán)執行步驟x到y,直到條件滿(mǎn)足"的習慣用語(yǔ)。(上接第280頁(yè))2.3用例分析技術(shù)的難點(diǎn)強調在了解功能性需求的同時(shí),對非功能性需求也要在使用用例分析技術(shù)時(shí),很多人都覺(jué)得如何確定引起足 夠的重視;良好的架構能使業(yè)務(wù)邏輯、用戶(hù)界用例的粒度是-一個(gè)難點(diǎn),而且感覺(jué)到用例沒(méi)有什么規面及數據庫處理充分分離,系統變得更加靈活,更易則遵從,甚至有無(wú)所適從的感覺(jué)。應該如何確定用例配置和發(fā)布;數據庫設計也應隨著(zhù)應用程序不斷進(jìn)的粒度呢?在一次技術(shù)研討會(huì )上,有人問(wèn)起Ivar Jaco-化,其性能對系統起著(zhù)重要的作用;界面原型是獲取boson博士,一個(gè)系統需要有多少個(gè)用例?大師的回答需求的較佳途徑;通過(guò)規范的軟件工程過(guò)程和正確的是20個(gè)，當然他的意思是最好將用例模型的規?？剀浖椖抗芾泶胧?在客戶(hù)和開(kāi)人員間建立起良好的制在幾十個(gè)用例左右,這樣比較容易來(lái)管理用例模型溝邇 橋梁和協(xié)作機制,加強反饋和反饋效果,對迭代的復雜度。在用例個(gè)數大致確定的條件下,我們就很式增量開(kāi)發(fā)的進(jìn)程至關(guān)重要 ;每次迭代應產(chǎn)生一個(gè)可容易來(lái)確定用例粒度的大小。對于較復雜的系統,我運行的和能進(jìn)行驗證的系統; MISXP 采用了先進(jìn)的們需要控制用例模型- - 級的復雜度,所以可以將復雜CASE 工具,提高了效率,但它不能替代正確完善的軟度適當地移往每一個(gè)用例的內部,也就是讓一個(gè)用例件項目管理和開(kāi)發(fā)方法論。包含較多的需求信息量。對于比較簡(jiǎn)單的系統,我們5結束語(yǔ)則可以將復雜度適度地曝露在模型一級,也就是我們可以將較復雜的用例分解成為多個(gè)用例。不同方法的目標對象和適用環(huán)境各不相同,學(xué)習術(shù)用例的粒度不但決定了用例模型級的復雜度,而和運用流行的過(guò)程方法論是實(shí)施過(guò)程改進(jìn)的好辦法,且也決定了每一個(gè)用例內部的復雜度。我們應該根據在理解其精神實(shí)質(zhì)基礎上靈活運用，整合其最佳元倉每個(gè)系統的具體情況,因時(shí)因宜地來(lái)把握各個(gè)層次的素,設計出適合實(shí)際的過(guò)程體系,是解決問(wèn)題和持續復雜度,在盡可能保證整個(gè)用例模型的易理解性前提改 進(jìn)的最佳途徑, MISXP的成功實(shí)施也證明了這一-個(gè)開(kāi)下決定用例的大小和數目。點(diǎn)。但成功的過(guò)程改進(jìn)始終離不開(kāi)專(zhuān)業(yè)判斷和常識理3總結解,應根據應用類(lèi)型、項目特點(diǎn)和組織文化等諸多因采用用戶(hù)可以理解的用例圖來(lái)對需求進(jìn)行標準、素確定自己的道路,不能人云亦云,如何把握好開(kāi)發(fā)規范的描述,保證雙方在工具的協(xié)助下對需求達到共技能、軟件過(guò)程和組織管理各個(gè)因素的平衡是軟件工同的認識。使用戶(hù)不僅可以有效地參與需求定義,還程實(shí)踐的永恒話(huà)題。本文作者創(chuàng )新點(diǎn):1.征對極限編程的不足和MIS能在建模過(guò)程中參與部分的設計、實(shí)現和測試,從而的特征,提出了適應于管理信息系統的開(kāi)發(fā)方法MIS-有效的發(fā)揮其主觀(guān)能動(dòng)性,這對正確地獲取需求十分XP;2.給出MISXP的開(kāi)發(fā)過(guò)程并成功實(shí)踐。必要的。所以，合理地使用這項技術(shù),必能在整個(gè)軟件參考文獻:開(kāi)發(fā)過(guò)程中起到事半功倍的效果。本文作者創(chuàng )新點(diǎn):用例分析技術(shù)通過(guò)用例的參與[1]Martin Fowler.敏捷開(kāi)發(fā)原則、模式與實(shí)踐M].北京:清華大學(xué)者,用例,用例之間的關(guān)系來(lái)描繪系統外在可見(jiàn)的需出版社,2004,6-8.[2Martin Fowler,重構一改 善既有代碼的設計[M.北京:中國電求,用例被定義成系統執行的- - 系列動(dòng)作,動(dòng)作執行力出版社,2003.的結果能被參與者觀(guān)察到。這正好滿(mǎn)足了用戶(hù)的需[3]周紅濤,季新生.三層C/S結構中數據庫連接管理器的構造[小]求,所以,用例分析技術(shù)為解決現代軟件需求問(wèn)題提微計算機信息2005,(21).98-100.供了一個(gè)有效的解決方案。作者簡(jiǎn)介:曾廣平,湖北武漢人，碩士,講師,主要研究方向軟件工程,數據庫及應用;宋中山,湖北武漢人,副[]王建軍.UML建模:實(shí)例分析[1.微計算機信息2002.5.作者簡(jiǎn)介:劉偉(1961-),女,漢族,實(shí)驗師,主要研究方教授,主要研究方向面向對象技術(shù),數據挖掘。向:計算機軟件理論與應用,E- -mail:Iw. jinf@shzu.edu.Biography:Zeng GuangpingWuhan Hubeinmase,lecture,His reseachinterests inelude Software Engineering and applying of Database.cn;周淑萍(1972- -),女,漢族,講師,主要研究方向:計算(4300中國煤化工中南民族大學(xué)計算機機應用技術(shù);劉雅輝(1979- -),女,漢族,助教.主要研究方科學(xué)MHCNMHG向:計算機網(wǎng)絡(luò )應用技術(shù)。(832003新疆石河子大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院)劉偉通訊地址:(430074湖北武儀氏 族大道5號中南民族(832003新疆石河子大學(xué)網(wǎng)絡(luò )中心)周淑萍劉雅輝大學(xué)計算機科學(xué)學(xué)院)曾廣平(收稿日期:2006.7.28)修稿8期:2006.8.24)《PLO技術(shù)數唐200例》自控網(wǎng)郵局訂閱號:82-946 360元1年-267-