1、 需求分析的目的與意義 需求分析的步驟需求分析的目的與意義需求分析需求分析是一個(gè)非常重要的過程，它完成的好壞直接影響后續(xù)軟件開發(fā)的質(zhì)量。一般情況下，用戶并不熟悉計(jì)算機(jī)的相關(guān)知識(shí)，而軟件開發(fā)人員對(duì)相關(guān)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域也不甚了解，用戶與開發(fā)人員之間對(duì)同一問題理解的差異和習(xí)慣用語的不同往往會(huì)為需求分析帶來很大的困難。因此，開發(fā)人員和用戶之間充分和有效的溝通在需求分析的過程中至關(guān)重要。需求分析的目的與意義有效的需求分析需求分析通常都具有一定的難度，一方面是因?yàn)榻涣鞔嬖谡系K，另一方面是因?yàn)橛脩敉ǔ?duì)需求的陳述不完備、不準(zhǔn)確和不全面，并且還可能不斷地變化。開發(fā)人員不僅需要在用戶的幫助下抽象現(xiàn)有的需求，還開發(fā)人員

2、不僅需要在用戶的幫助下抽象現(xiàn)有的需求，還需要挖掘隱藏的需求。需要挖掘隱藏的需求。此外，把各項(xiàng)需求抽象為目標(biāo)系統(tǒng)的高層邏輯模型對(duì)日后的開發(fā)工作也至關(guān)重要。合理的高層邏輯模型是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提。需求分析的目的與意義在進(jìn)行需求分析需求分析的過程中，首先要明確需求分析應(yīng)該是一個(gè)迭代的過程。由于市場(chǎng)環(huán)境的易變性以及用戶本身對(duì)于需求描述的模糊性，需求往往很難做到一步到位。需求分析需求分析不僅僅是屬于軟件開發(fā)生命周期早期的一項(xiàng)工作，而且還應(yīng)該貫穿于整個(gè)生命周期中，它應(yīng)該隨著項(xiàng)目的深入而不斷地變化。需求分析的步驟需求分析的步驟 需求包括系統(tǒng)要做什么，相對(duì)于原系統(tǒng)目標(biāo)系統(tǒng)需要進(jìn)行哪些修改，目標(biāo)用戶有哪些，以及不同

3、用戶需要通過系統(tǒng)完成何種操作等。 需求包括用戶對(duì)于系統(tǒng)執(zhí)行速度、響應(yīng)時(shí)間、吞吐量和并發(fā)度等指標(biāo)的要求。 需求包括目標(biāo)系統(tǒng)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、硬件設(shè)備、溫度和濕度等周圍環(huán)境的要求，以及對(duì)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)和瀏覽器等軟件配置的要求。 需求涉及數(shù)據(jù)的輸入/輸出格式的限制及方式、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)介質(zhì)和顯示器的分辨率要求等問題。需求分析的步驟1.獲取需求，識(shí)別問題獲取需求，識(shí)別問題開發(fā)人員從功能、性能、界面和運(yùn)行環(huán)境等多個(gè)方面識(shí)別目標(biāo)系統(tǒng)要解決哪些問題，要滿足哪些限制條件，這個(gè)過程就是對(duì)需求的獲取。開發(fā)人員通過調(diào)查研究，要理解當(dāng)前系統(tǒng)的工作模型和此外，在需求的獲取時(shí)，還要明確用戶對(duì)系統(tǒng)的安全性、可移安全性、可移植性和

4、容錯(cuò)能力植性和容錯(cuò)能力等其他要求。需求分析的步驟需求獲取方法 問卷調(diào)查 訪談實(shí)地操作建立原型研究資料編號(hào)提出問題1您在您在哪個(gè)部門工作？哪個(gè)部門工作？2出版業(yè)務(wù)流程是什么？出版業(yè)務(wù)流程是什么？3您您每日都處理那些文件、數(shù)據(jù)、報(bào)表？每日都處理那些文件、數(shù)據(jù)、報(bào)表？4工作中手工處理特別麻煩的事情是什么？工作中手工處理特別麻煩的事情是什么？5工作中手工處理什么問題解決不了？影響效率的問題工作中手工處理什么問題解決不了？影響效率的問題有哪些？有哪些？6您認(rèn)為提高工作效率，節(jié)省工作時(shí)間，減輕工作強(qiáng)度您認(rèn)為提高工作效率，節(jié)省工作時(shí)間，減輕工作強(qiáng)度可采取哪些辦法？可采取哪些辦法？某出版社系統(tǒng)調(diào)查表某出版社系

5、統(tǒng)調(diào)查表編號(hào)提出問題7您的部門需要成本核算和統(tǒng)計(jì)的內(nèi)容有哪些？您的部門需要成本核算和統(tǒng)計(jì)的內(nèi)容有哪些？8您的部門采用計(jì)算機(jī)管理工作情況如何？您的部門采用計(jì)算機(jī)管理工作情況如何？9如何改進(jìn)業(yè)務(wù)流程使之更合理？如何改進(jìn)業(yè)務(wù)流程使之更合理？10哪些問題是目前傳統(tǒng)手工方法根本無法解決的？哪些問題是目前傳統(tǒng)手工方法根本無法解決的？11出版社計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)需要解決什么問題？某出版社系統(tǒng)調(diào)查表某出版社系統(tǒng)調(diào)查表需求獲取面臨的問題需求獲取面臨的問題需求分析的步驟2. 分析需求，建立目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型分析需求，建立目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型常用的模型圖有數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)流圖、E-R圖、用例圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖圖、用例圖和狀

6、態(tài)轉(zhuǎn)換圖等，不同的模型從不同的角度或不同的側(cè)重點(diǎn)描述目標(biāo)系統(tǒng)。繪制模型圖的過程，既是開發(fā)人員進(jìn)行邏輯思考的過程，也是開發(fā)人員更進(jìn)一步認(rèn)識(shí)目標(biāo)系統(tǒng)的過程。需求分析的步驟3. 將需求文檔化將需求文檔化獲得需求后要將其描述出來，即將需求文檔化。對(duì)于大型的軟件系統(tǒng)，需求階段一般會(huì)輸出三個(gè)文檔： 用戶需求報(bào)告 系統(tǒng)需求規(guī)格說明書 軟件需求規(guī)格說明書需求分析的步驟對(duì)于簡(jiǎn)單的軟件系統(tǒng)而言，需求階段只需要輸出軟件需求文檔就可以了。軟件需求規(guī)格說明書主要描述軟件的需求，從開發(fā)人員的角度對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)模型、功能模型和數(shù)據(jù)模型等內(nèi)容進(jìn)行描述。作為后續(xù)的軟件設(shè)計(jì)和測(cè)試的重要依據(jù)，需求階段的輸出文檔應(yīng)該具有清晰性、無

7、二義性和準(zhǔn)確性，并且能夠全面和確切地描述用戶需求。1 引言引言 1.1 編寫目的編寫目的 說明編寫這份軟件需求說明書的目的，指出預(yù)期的讀者。說明編寫這份軟件需求說明書的目的，指出預(yù)期的讀者。 1.2 背景背景 說明：說明：a 待開發(fā)的軟件系統(tǒng)的名稱；待開發(fā)的軟件系統(tǒng)的名稱； b 本項(xiàng)目的任務(wù)提出者、開發(fā)者、用戶；本項(xiàng)目的任務(wù)提出者、開發(fā)者、用戶； c該軟件系統(tǒng)同其他系統(tǒng)或其他機(jī)構(gòu)的關(guān)系。該軟件系統(tǒng)同其他系統(tǒng)或其他機(jī)構(gòu)的關(guān)系。 1.3 定義定義 列出本文件中用到的專門術(shù)語的定義。列出本文件中用到的專門術(shù)語的定義。 1.4 參考資料參考資料 需求說明書的編寫提示需求說明書的編寫提示2 任務(wù)概述任務(wù)

8、概述 2.1 目標(biāo)目標(biāo) 敘述該項(xiàng)軟件開發(fā)的意圖、應(yīng)用目標(biāo)、作用范圍以及敘述該項(xiàng)軟件開發(fā)的意圖、應(yīng)用目標(biāo)、作用范圍以及其他應(yīng)向讀者說明的有關(guān)該軟件開發(fā)的背景材料。如果所其他應(yīng)向讀者說明的有關(guān)該軟件開發(fā)的背景材料。如果所定義的產(chǎn)品是一個(gè)更大的系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，可使用一定義的產(chǎn)品是一個(gè)更大的系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，可使用一張方框圖來說明該系統(tǒng)的組成和本產(chǎn)品同其他各部分的聯(lián)張方框圖來說明該系統(tǒng)的組成和本產(chǎn)品同其他各部分的聯(lián)系和接口。系和接口。| 2.2 用戶的特點(diǎn)用戶的特點(diǎn) 列出本軟件的最終用戶的特點(diǎn)，充分說明操作人員、列出本軟件的最終用戶的特點(diǎn)，充分說明操作人員、維護(hù)人員的教育水平和技術(shù)專長(zhǎng)，以及本軟

9、件的預(yù)期使用維護(hù)人員的教育水平和技術(shù)專長(zhǎng)，以及本軟件的預(yù)期使用頻度。這些是軟件設(shè)計(jì)工作的重要約束頻度。這些是軟件設(shè)計(jì)工作的重要約束 。2.3 假定和約束假定和約束 需求說明書的編寫提示需求說明書的編寫提示3 需求規(guī)定需求規(guī)定 3.1 對(duì)功能的規(guī)定對(duì)功能的規(guī)定 用列表的方式（例如用列表的方式（例如IPO表），逐項(xiàng)敘述對(duì)軟件所表），逐項(xiàng)敘述對(duì)軟件所提出的功能要求。提出的功能要求。 3.2 對(duì)性能的規(guī)定對(duì)性能的規(guī)定 3.2.1 精度精度 說明對(duì)該軟件的輸入、輸出數(shù)據(jù)精度的要求，可能包括說明對(duì)該軟件的輸入、輸出數(shù)據(jù)精度的要求，可能包括傳輸過程中的精度。傳輸過程中的精度。 3.2.2 時(shí)間特性要求時(shí)間特

10、性要求 說明對(duì)于該軟件的時(shí)間特性要求，如對(duì)：說明對(duì)于該軟件的時(shí)間特性要求，如對(duì)：a 響應(yīng)時(shí)間；響應(yīng)時(shí)間；需求說明書的編寫提示需求說明書的編寫提示b 更新處理時(shí)間；更新處理時(shí)間；c 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和傳送時(shí)間；數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和傳送時(shí)間；3.2.3 靈活性靈活性 說明對(duì)該軟件的靈活性的要求，即當(dāng)需求發(fā)生某些變化時(shí)，該軟件對(duì)說明對(duì)該軟件的靈活性的要求，即當(dāng)需求發(fā)生某些變化時(shí)，該軟件對(duì)這些變化的適應(yīng)能力，如：這些變化的適應(yīng)能力，如： a 操作方式上的變化；操作方式上的變化； b 運(yùn)行環(huán)境的變化；運(yùn)行環(huán)境的變化； c 同其他軟件的接口的變化；同其他軟件的接口的變化； d 精度的變化；精度的變化； 對(duì)于為了提供這些

11、靈活性而進(jìn)行的專門設(shè)計(jì)的部分應(yīng)該加以標(biāo)明。對(duì)于為了提供這些靈活性而進(jìn)行的專門設(shè)計(jì)的部分應(yīng)該加以標(biāo)明。 3.3 輸人輸出要求輸人輸出要求 解釋各輸入輸出數(shù)據(jù)類型，并逐項(xiàng)說明其媒體、格式、數(shù)值范圍、精解釋各輸入輸出數(shù)據(jù)類型，并逐項(xiàng)說明其媒體、格式、數(shù)值范圍、精度等。度等。 需求說明書的編寫提示需求說明書的編寫提示3.4 數(shù)據(jù)管理能力要求數(shù)據(jù)管理能力要求 說明需要管理的文件和記錄的個(gè)數(shù)、表和文件的大小說明需要管理的文件和記錄的個(gè)數(shù)、表和文件的大小規(guī)模，要按可預(yù)見的增長(zhǎng)對(duì)數(shù)據(jù)及其分量的存儲(chǔ)要求作規(guī)模，要按可預(yù)見的增長(zhǎng)對(duì)數(shù)據(jù)及其分量的存儲(chǔ)要求作出估算。出估算。 3.5 故障處理要求故障處理要求 列出可能

12、的軟件、硬件故障以及對(duì)各項(xiàng)性能而言所產(chǎn)列出可能的軟件、硬件故障以及對(duì)各項(xiàng)性能而言所產(chǎn)生的后果和對(duì)故障處理的要求。生的后果和對(duì)故障處理的要求。 3.6 其他專門要求其他專門要求 如用戶單位對(duì)安全保密的要求，對(duì)使用方便的要求，如用戶單位對(duì)安全保密的要求，對(duì)使用方便的要求，對(duì)可維護(hù)性、可補(bǔ)充性、易讀性、可靠性、運(yùn)行環(huán)境可對(duì)可維護(hù)性、可補(bǔ)充性、易讀性、可靠性、運(yùn)行環(huán)境可轉(zhuǎn)換性的特殊要求等。轉(zhuǎn)換性的特殊要求等。 需求說明書的編寫提示需求說明書的編寫提示4 運(yùn)行環(huán)境規(guī)定運(yùn)行環(huán)境規(guī)定 4.1 設(shè)備設(shè)備 列出運(yùn)行該軟件所需要的硬設(shè)備。說明其中的新型設(shè)備及其列出運(yùn)行該軟件所需要的硬設(shè)備。說明其中的新型設(shè)備及其專

13、門功能，包括：專門功能，包括： a處理器型號(hào)及內(nèi)存容量；處理器型號(hào)及內(nèi)存容量； b外存容量、輸入及輸出設(shè)備的型號(hào)和數(shù)量，聯(lián)機(jī)或脫機(jī)；外存容量、輸入及輸出設(shè)備的型號(hào)和數(shù)量，聯(lián)機(jī)或脫機(jī)； d數(shù)據(jù)通信設(shè)備的型號(hào)和數(shù)量；數(shù)據(jù)通信設(shè)備的型號(hào)和數(shù)量； e其他專用硬件其他專用硬件 4.2 支持軟件支持軟件 包括要用到的操作系統(tǒng)、編譯（或匯編）程序、測(cè)試支持軟包括要用到的操作系統(tǒng)、編譯（或匯編）程序、測(cè)試支持軟件等。件等。 需求說明書的編寫提示需求說明書的編寫提示4.3 接口接口 說明該軟件同其他軟件之間的接口、數(shù)據(jù)通信協(xié)議等。說明該軟件同其他軟件之間的接口、數(shù)據(jù)通信協(xié)議等。 4.4 控制控制 說明控制該軟件

14、的運(yùn)行的方法和控制信號(hào)，并說明這些控說明控制該軟件的運(yùn)行的方法和控制信號(hào)，并說明這些控制信號(hào)的來源。制信號(hào)的來源。 需求說明書的編寫提示需求說明書的編寫提示需求分析的步驟4. 需求驗(yàn)證需求驗(yàn)證需求驗(yàn)證是對(duì)需求分析的成果進(jìn)行評(píng)估和驗(yàn)證的過程。為了確保需求分析的現(xiàn)實(shí)性、一致性、完整現(xiàn)實(shí)性、一致性、完整性和有效性性和有效性，提高軟件開發(fā)的效率，為后續(xù)的軟件開發(fā)做好準(zhǔn)備，需求驗(yàn)證的工作非常必要。在需求驗(yàn)證的過程中，可以對(duì)需求階段的輸出文檔進(jìn)行多種檢查，比如，一致性檢查、完整性檢查和有效性檢查等。同時(shí)，需求評(píng)審也是在這個(gè)階段進(jìn)行的。面向?qū)ο笮枨蠓治龇椒嫦驅(qū)ο竺嫦驅(qū)ο蟮男枨蠓治鲂枨蠓治龌诿嫦驅(qū)ο蟮乃枷?/p>

15、，以用以用例模型為基礎(chǔ)例模型為基礎(chǔ)。開發(fā)人員在獲取需求的基礎(chǔ)上，建立目標(biāo)系統(tǒng)的用例模型。所謂用例用例是指系統(tǒng)中的一個(gè)功能單元，可以描述為操作者與系統(tǒng)之間的一次交互。用例常被用來收集用戶的需求。面向?qū)ο笮枨蠓治龇椒ㄊ紫纫业较到y(tǒng)的使用者使用者，即用例的操作者。操作者是在系統(tǒng)之外，透過系統(tǒng)邊界與系統(tǒng)進(jìn)行有意義交互的任何事物。“在系統(tǒng)之外在系統(tǒng)之外”是指操作者本身并不是系統(tǒng)的組成部分，而是與系統(tǒng)進(jìn)行交互的外界事物。這種交互應(yīng)該是“有意義”的交互，即操作者向系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求后，系統(tǒng)要給出相應(yīng)的回應(yīng)。而且，操作者并不限于人，也可以是時(shí)間、溫度操作者并不限于人，也可以是時(shí)間、溫度和其他系統(tǒng)等和其他系統(tǒng)等。面向

16、對(duì)象需求分析方法比如，目標(biāo)系統(tǒng)需要每隔一段時(shí)間就進(jìn)行一次系統(tǒng)更新，那么時(shí)間時(shí)間就是操作者?？梢园巡僮髡邎?zhí)行的每一個(gè)系統(tǒng)功能都看作一個(gè)用例可以把操作者執(zhí)行的每一個(gè)系統(tǒng)功能都看作一個(gè)用例?？梢哉f，用例描述了系統(tǒng)的功能，涉及系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能目標(biāo)而關(guān)聯(lián)的操作者、對(duì)象和行為。識(shí)別用例時(shí)，要注意用例是由系統(tǒng)執(zhí)行的用例是由系統(tǒng)執(zhí)行的，并且用例的結(jié)果是操作者可以觀測(cè)到的。用例是站在用戶的角度對(duì)系統(tǒng)用例是站在用戶的角度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行的描述進(jìn)行的描述，所以描述用例要盡量使用業(yè)務(wù)語言而不是技術(shù)語言。面向?qū)ο笮枨蠓治龇椒ㄏ聢D所示為某圖書館信息管理系統(tǒng)的用例圖。面向?qū)ο笮枨蠓治龇椒ù_定了系統(tǒng)的所有用例之后，就可以開始識(shí)

17、別目標(biāo)系統(tǒng)中的對(duì)象對(duì)象和類類了。把具有相似屬性和操作的對(duì)象定義為一個(gè)類類。屬性定義對(duì)象對(duì)象的靜態(tài)特征，一個(gè)對(duì)象對(duì)象往往包含很多屬性。面向?qū)ο笮枨蠓治龇椒ū热?，讀者的屬性可能有姓名、年齡、年級(jí)、性別、學(xué)號(hào)、身份證號(hào)、籍貫、民族和血型等。目標(biāo)系統(tǒng)不可能關(guān)注對(duì)象的所有屬性，而只是考慮與業(yè)務(wù)相關(guān)的屬性。比如，在“圖書館信息管理”系統(tǒng)中，可能就不會(huì)考慮讀者的民族和血型等屬性。操作定義了對(duì)象的行為，并以某種方式修改對(duì)象的屬性值。面向?qū)ο笮枨蠓治龇椒繕?biāo)系統(tǒng)類可以劃分為邊界類邊界類、控制類控制類和實(shí)體類實(shí)體類 代表了系統(tǒng)及其操作者的邊界，描述操作者與系統(tǒng)之間的交互。它更加關(guān)注系統(tǒng)的職責(zé)，而不是實(shí)現(xiàn)職責(zé)的具體

18、細(xì)節(jié)。通常，界面控制類、系統(tǒng)和設(shè)備接口類都屬于邊界類。 代表了系統(tǒng)的邏輯控制，描述一個(gè)用例所具有的事件流的控制行為，實(shí)現(xiàn)對(duì)用例行為的封裝。通常，可以為每個(gè)用例定義一個(gè)控制類。 描述了系統(tǒng)中必須存儲(chǔ)的信息及相關(guān)的行為，通常對(duì)應(yīng)于現(xiàn)實(shí)世界中的事物。面向?qū)ο笮枨蠓治龇椒ù_定系統(tǒng)的類和對(duì)象后，分析類之間的關(guān)系對(duì)象或類之間的關(guān)系 “非結(jié)構(gòu)化”的和短暫的關(guān)系，表明某個(gè)對(duì)象會(huì)影響另外一個(gè)對(duì)象的行為或服務(wù) “結(jié)構(gòu)化”的關(guān)系，描述對(duì)象之間的連接。 特殊的關(guān)聯(lián)關(guān)系，它們強(qiáng)調(diào)整體和部分之間的從屬性，組合是聚合的一種形式，組合關(guān)系對(duì)應(yīng)的整體和部分具有很強(qiáng)的歸屬關(guān)系和一致的生存期。比如，計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)和顯示器顯示器就屬于

19、聚合聚合關(guān)系。 與類間的繼承類似。 針對(duì)類與接口的關(guān)系。面向?qū)ο笮枨蠓治龇椒鞔_了對(duì)象、類和類之間的層次關(guān)系之后，需要進(jìn)一步識(shí)別出對(duì)象之間的動(dòng)態(tài)交互行為，即系統(tǒng)響應(yīng)外部事件或操作的工作過程。一般采用順序圖將用例和分析的對(duì)象聯(lián)系在一起，描述用例的行為是如何在對(duì)象之間分布的。面向?qū)ο笮枨蠓治龇椒ㄗ詈?，需要將需求分析的結(jié)果用多種模型圖表示出來，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)審。由于分析的過程是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，合理的分析模型需要多次迭代才能得到。面向?qū)ο笮枨蠓治龅氖疽鈭D如圖所示。 類圖和對(duì)象圖 用例圖 順序圖 狀態(tài)圖 活動(dòng)圖 通信圖 交互概況圖 時(shí)序圖 組件圖 部署圖 包圖UML簡(jiǎn)介UML（Unified Mode

20、ling Language），即統(tǒng)一建模統(tǒng)一建模語言語言，是一種標(biāo)準(zhǔn)的圖形化建模語言。它主要用于軟件的分析與設(shè)計(jì)，用定義完善的符號(hào)來圖形化地展現(xiàn)一個(gè)軟件系統(tǒng)。UML的使用可以貫穿于軟件開發(fā)周期的每一個(gè)階段，適用于數(shù)據(jù)建模、業(yè)務(wù)建模、對(duì)象建模和組件建模。作為一種建模語言，UML并不涉及編程的問題，即與語言平臺(tái)無關(guān)，這就使開發(fā)人員可以專注于建立軟件系統(tǒng)的模型和結(jié)構(gòu)。UML簡(jiǎn)介UML 2.0支持13種圖，有6種結(jié)構(gòu)圖和7種行為圖。結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖（靜態(tài)模型圖靜態(tài)模型圖）類圖類圖組織結(jié)構(gòu)圖組織結(jié)構(gòu)圖組件圖組件圖部署圖部署圖對(duì)象圖對(duì)象圖包圖包圖行為圖行為圖（動(dòng)態(tài)模型圖動(dòng)態(tài)模型圖）活動(dòng)圖活動(dòng)圖交互圖交互圖順序

21、圖順序圖通信圖通信圖交互概況圖交互概況圖時(shí)序圖時(shí)序圖用例圖用例圖狀態(tài)機(jī)圖狀態(tài)機(jī)圖類圖類圖類圖使用類和對(duì)象描述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，展示了系統(tǒng)中類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，即類與類之間的相互關(guān)系。類之間有多種聯(lián)系方式，如關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)（相互連接）、依賴依賴（一個(gè)類依賴于或使用另一個(gè)類）、泛化泛化（一個(gè)類是另一個(gè)類的特殊情況）。一個(gè)系統(tǒng)有多幅類圖，一個(gè)類也可以出現(xiàn)在幾幅類圖中。類圖類與類之間的關(guān)系有關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)、依賴依賴、泛化泛化和實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)等。1）關(guān)聯(lián)（Association）表達(dá)模型元素間的一種語義關(guān)系，對(duì)具有共同的結(jié)構(gòu)特性、行為特性、關(guān)系和語義的鏈的描述。UML中使用一條直線表示關(guān)聯(lián)關(guān)系，直線兩端上的數(shù)字表示重?cái)?shù)。比如一個(gè)學(xué)生

22、可以同時(shí)借閱多本書，但一本書只能同時(shí)被一個(gè)學(xué)生借閱，關(guān)系是一對(duì)多；而一個(gè)圖書管理員可以管理多本圖書，一本圖書也可以被多個(gè)管理員管理，關(guān)系是多對(duì)多。類圖受限關(guān)聯(lián)受限關(guān)聯(lián)用于一對(duì)多或多對(duì)多的關(guān)聯(lián)。如果關(guān)聯(lián)時(shí)需要從多重?cái)?shù)的端中指定一個(gè)對(duì)象來限定，可以通過使用限定符來指定特定對(duì)象。比如，一個(gè)學(xué)生可以借多本書，但這多本書可以根據(jù)書的書號(hào)不同而區(qū)分，這樣就可以通過限定符“書號(hào)”來限定這些圖書中的某一本圖書。如下圖所示。類圖聚集和組合聚集和組合表示整體-部分的關(guān)聯(lián)，有時(shí)也稱之為“復(fù)合”關(guān)系。聚集的部分對(duì)象可以是任意整體對(duì)象的一部分。比如，“目錄”與該目錄下的“文件”，班級(jí)與該班級(jí)的學(xué)生等。組合則是一種更強(qiáng)的

23、關(guān)聯(lián)關(guān)系，代表整體的組合對(duì)象擁有其子對(duì)象，具有很強(qiáng)的“物主”身份，具有管理其部分對(duì)象的特有責(zé)任，比如“窗口”與窗口中的“菜單”。類圖聚集關(guān)聯(lián)使用空心菱形表示，菱形位于代表整體的對(duì)象一端；組合關(guān)聯(lián)與聚集關(guān)聯(lián)表示方式相似，但使用實(shí)心菱形。聚集和組合的關(guān)聯(lián)關(guān)系見下圖。聚集關(guān)聯(lián)聚集關(guān)聯(lián)組合關(guān)聯(lián)組合關(guān)聯(lián)類圖重?cái)?shù)重?cái)?shù)是關(guān)聯(lián)關(guān)系中的一個(gè)重要概念，表示關(guān)聯(lián)鏈的條數(shù)。比如下圖中，鏈的兩端的數(shù)字“1”和符號(hào)“*”表示的就是重?cái)?shù)。重?cái)?shù)可以一個(gè)任意的自然數(shù)集合，但實(shí)際使用中，大于1的重?cái)?shù)常常用“*”號(hào)代替。所以實(shí)際使用的重?cái)?shù)多為0、1和符號(hào)“*”。一對(duì)一關(guān)聯(lián)的兩端重?cái)?shù)都是1；一對(duì)多關(guān)聯(lián)的一端重?cái)?shù)是1，另一端是“*”；

24、多對(duì)多關(guān)聯(lián)的兩端重?cái)?shù)都是0n，常表示為“*”。類圖2）依賴依賴指出兩個(gè)或多個(gè)模型元素之間的語義上的關(guān)系，被依賴元素的改變會(huì)導(dǎo)致依賴元素的改變。依賴關(guān)系常用帶箭頭的虛線表示，箭頭指向依賴對(duì)象。對(duì)對(duì) 象象類圖在UML2.0中的依賴關(guān)系參見下表。類圖3）泛化泛化關(guān)系描述類的一般-特殊關(guān)系，是更一般描述與更特殊描述之間的一種分類學(xué)關(guān)系，特殊描述常常是建立在一般描述基礎(chǔ)上的。比如會(huì)員是VIP會(huì)員的一般描述，VIP會(huì)員就是會(huì)員的泛化，會(huì)員是一般類，VIP會(huì)員是特殊類；學(xué)生是本科生的一般描述，本科生就是學(xué)生的泛化，學(xué)生是一般類，本科生是特殊類。特殊類是一般類的子類，而特殊類還可以是另一個(gè)特殊類的子類。比如，

25、本科一年學(xué)生就是本科生的更特殊化描述，是后者的泛化。泛化的這種特點(diǎn)構(gòu)成泛化的分層結(jié)構(gòu)。類圖比如，三角形、四邊形、六邊形都屬于多邊形，而四邊形中又包含矩形，它們的關(guān)系如下圖所示。類圖4）實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)關(guān)系將一個(gè)模型連接到另一個(gè)模型，通常情況下，后者是行為的規(guī)約（如接口），前者要求必須至少支持后者的所有操作。如果前者是類，后者是接口，則該類是后者的實(shí)現(xiàn)。類圖實(shí)現(xiàn)與泛化很相似，區(qū)別是泛化是針對(duì)同層級(jí)元素之間的連接，而實(shí)現(xiàn)是針對(duì)不同語義層上的元素的連接。如子類與父類關(guān)系是泛化，類與接口關(guān)系是實(shí)現(xiàn)。比如，定義“圖形”接口，類“圓”則是該接口的實(shí)現(xiàn)，如下圖所示。用例圖用例圖用例圖是從用戶的角度描述系統(tǒng)的功能，由

26、用例（User Case）、操作者（Actor）以及它們的關(guān)系連線組成。用例用例是從用戶角度描述系統(tǒng)的行為，它將系統(tǒng)的一個(gè)功能描述成一系列的事件，這些事件最終對(duì)操作者產(chǎn)生有價(jià)值的觀測(cè)結(jié)果。操作者是與系統(tǒng)交互的外部實(shí)體，可能是使用者，也可能是與系統(tǒng)交互的外部系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)備等。用例圖在UML中，操作者使用人形符號(hào)表示，并且具有唯一的名稱；用例使用橢圓表示，也具有唯一的名稱。操作者和用例之間使用帶箭頭的實(shí)線連接，由操作者指向用例。用例2用例1操作者用例3用例圖正確識(shí)別系統(tǒng)的操作者尤為重要，以圖書管理系統(tǒng)中學(xué)生借書事務(wù)為例，學(xué)生將書帶到總借還臺(tái)，由圖書管理員錄入圖書信息，完成學(xué)生的借書事務(wù)。這個(gè)使用場(chǎng)

27、景中，圖書管理員是操作者，而學(xué)生不是，因?yàn)榻钑聞?wù)本身是由圖書管理員來完成，而不是學(xué)生本身。但如果學(xué)生可以自助借書，或者可以在網(wǎng)上借書，那么學(xué)生也將是操作者，因?yàn)檫@兩種場(chǎng)景中學(xué)生直接與圖書管理系統(tǒng)進(jìn)行了交互。用例圖在分析系統(tǒng)的操作者時(shí)，除了考慮操作者是否與系統(tǒng)交互之外，還要考慮操作者是否在系統(tǒng)的邊界之外，只有在系統(tǒng)邊界之外的操作者才能稱為操作者，否則只能是系統(tǒng)的一部分。初學(xué)者常常把系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別為系統(tǒng)的操作者，對(duì)于多數(shù)系統(tǒng)來說，數(shù)據(jù)庫(kù)是用來存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的，是系統(tǒng)的一部分，不應(yīng)該被識(shí)別為操作者。用例圖可能的例外是，一些遺留系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)著新系統(tǒng)需要導(dǎo)入或者處理的歷史數(shù)據(jù)，或者系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)

28、導(dǎo)出到外部數(shù)據(jù)庫(kù)中以供其它系統(tǒng)使用，這時(shí)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)該視為系統(tǒng)的參與者。在分析用例名稱是否合適之時(shí)，一個(gè)簡(jiǎn)單有效的方法是將操作者和其用例連在一起讀，看是否構(gòu)成一個(gè)完整場(chǎng)景或句子。比如“游客瀏覽圖書”，“游客登錄注冊(cè)”，都是一個(gè)完整的場(chǎng)景。而“游客圖書”就不是一個(gè)完整場(chǎng)景或句子。用例圖操作者之間可以存在泛化關(guān)系，類似的參與者可以組成一個(gè)層級(jí)結(jié)構(gòu)。在網(wǎng)上書店的例子中，會(huì)員是游客的泛化，游客有瀏覽圖書的用例，而會(huì)員不僅包含游客的全部用例，還具有自己特有的購(gòu)買圖書用例，參見下圖。瀏覽圖書會(huì)員購(gòu)書游客登錄注冊(cè)按類別瀏覽圖書按年份瀏覽圖書查詢圖書用例圖用例之間的關(guān)系有“包含”（include）“擴(kuò)展”（ex

29、tend）“泛化”（generalization）用例間連線“包含”關(guān)系使用帶箭頭的虛線表示，虛線上標(biāo)有“”，方向由包含用例指向被包含用例擴(kuò)展關(guān)系也使用帶箭頭的虛線表示，虛線上標(biāo)有“”，方向由擴(kuò)展用例指向被擴(kuò)展用例“泛化”關(guān)系使用帶三角形箭頭的實(shí)線表示，方向由子用例指向父用例用例圖 如果系統(tǒng)用例較多，不同的用例之間存在共同行為，可以將這些共同行為提取出來，單獨(dú)組成一個(gè)用例。當(dāng)其他用例使用這個(gè)用例之時(shí)，它們就構(gòu)成了包含關(guān)系。 在用例的執(zhí)行過程中，可能出現(xiàn)一些異常行為，也可能會(huì)在不同的分支行為中選擇執(zhí)行，這時(shí)可將異常行為與可選分支抽象成一個(gè)單獨(dú)的擴(kuò)展用例，這樣擴(kuò)展用例與主用例之間就構(gòu)成了擴(kuò)展關(guān)系。

30、一個(gè)用例常常有多個(gè)擴(kuò)展用例。 用例之間的泛化關(guān)系描述用例的一般與特殊關(guān)系，不同的子用例代表了父用例的不同實(shí)現(xiàn)。 本章實(shí)踐部分詳細(xì)介紹使用Rose繪制網(wǎng)上書店系統(tǒng)的用例模型。順序圖順序圖順序圖描述了一組對(duì)象的交互方式，它表示完成某項(xiàng)行為的對(duì)象和這些對(duì)象之間傳遞消息的時(shí)間順序。順序圖順序圖由對(duì)象（參與者的實(shí)例也是對(duì)象）、生命線、控制焦點(diǎn)、消息等組成。生命線是一條垂直的虛線，表示對(duì)象的存在時(shí)間；控制焦點(diǎn)是一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的矩形，表示對(duì)象執(zhí)行一個(gè)操作所經(jīng)歷的時(shí)間段；消息是作用于控制焦點(diǎn)上的一條水平帶箭頭的實(shí)現(xiàn)，表示消息的傳遞。順序圖一般使用順序圖描述用例的事件流，標(biāo)識(shí)參與這個(gè)用例的對(duì)象，并以服務(wù)的形式將用例的

31、行為分配到對(duì)象上。通過對(duì)用例進(jìn)行順序圖建模，可以細(xì)化用例的流程，以便發(fā)現(xiàn)更多的對(duì)象和服務(wù)。順序圖可以結(jié)合以下步驟進(jìn)行繪制 列出動(dòng)該用例的操作者 列出啟動(dòng)用例時(shí)操作者使用的邊界對(duì)象 列出管理該用例的控制對(duì)象 根據(jù)用例描述的所有流程，按時(shí)間順序列出分析對(duì)象之間進(jìn)行消息傳遞的序列順序圖繪制順序圖需要注意以下問題：如果用例的事件流包含基本流和若干備選流，則應(yīng)當(dāng)對(duì)基本流和備選流分別繪制順序圖如果備選流比較簡(jiǎn)單，可以合并到基本流中如果事件流比較復(fù)雜，可以在時(shí)間方向上將其分成多個(gè)順序圖實(shí)體對(duì)象一般不會(huì)訪問邊界對(duì)象和控制對(duì)象順序圖以圖書管理系統(tǒng)的“登記借書”用例為例，基本流的順序圖如下圖所示。狀態(tài)圖狀態(tài)圖狀態(tài)

32、圖由狀態(tài)機(jī)擴(kuò)展而來，用來描述對(duì)象對(duì)外部對(duì)象響應(yīng)的歷史狀態(tài)序列，即描述對(duì)象所有可能的狀態(tài)，以及哪些事件將導(dǎo)致狀態(tài)的改變。包括對(duì)象在各個(gè)不同狀態(tài)間的跳轉(zhuǎn)以及這些跳轉(zhuǎn)的外部觸發(fā)事件，即從狀態(tài)到狀態(tài)的控制流。狀態(tài)圖側(cè)重于描述某個(gè)對(duì)象的動(dòng)態(tài)行為，是對(duì)象的生命周期模型。狀態(tài)圖狀態(tài)圖的組成元素包括狀態(tài)、事件、轉(zhuǎn)換、活動(dòng)和動(dòng)作。在UML中，狀態(tài)用圓角矩形表示，一個(gè)轉(zhuǎn)換由連接兩個(gè)狀態(tài)的箭頭表示。狀態(tài)圖可以進(jìn)行嵌套。（1）狀態(tài)是指在對(duì)象生命周期中的一個(gè)條件或狀況，對(duì)象在此期間將滿足某些條件、執(zhí)行某些活動(dòng)或者進(jìn)行某些等待。狀態(tài)有狀態(tài)名、進(jìn)入/退出動(dòng)作、內(nèi)部轉(zhuǎn)移、約束和延遲事件等組成。（2）事件是對(duì)觸發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事情

33、的描述。狀態(tài)圖（3）轉(zhuǎn)換是指兩個(gè)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，描述對(duì)象在第一個(gè)狀態(tài)中執(zhí)行一定動(dòng)作，并在滿足特定條件或發(fā)生特定事件后進(jìn)入第二個(gè)狀態(tài)。（4）活動(dòng)是狀態(tài)機(jī)中進(jìn)行的非原子執(zhí)行單元。（5）動(dòng)作由引起（狀態(tài)或事件）模型狀態(tài)或值改變的一系列可執(zhí)行原子計(jì)算組成。在狀態(tài)圖中，只能有一個(gè)初態(tài)，可以有多個(gè)終態(tài)。初態(tài)使用實(shí)心黑圓表示，終態(tài)使用包含實(shí)心黑圓的圈表示。而且，狀態(tài)圖還可以有分支、分叉、匯合、歷史狀態(tài)等。狀態(tài)圖下圖顯示了網(wǎng)上書店訂單類的示意狀態(tài)圖。由初態(tài)開始，首先進(jìn)入“審核付款”，如未支付，則轉(zhuǎn)到“拒絕”狀態(tài)并到終態(tài)；如果已經(jīng)支付，則轉(zhuǎn)到“審核完成”狀態(tài)。接著進(jìn)入“訂單審核”狀態(tài)，如果有貨則“發(fā)貨”，沒貨則

34、進(jìn)入“等待發(fā)貨”。發(fā)貨完成，進(jìn)入買家“已收貨”狀態(tài)，最終進(jìn)入終態(tài)?；顒?dòng)圖活動(dòng)圖活動(dòng)圖中的活動(dòng)是展示整個(gè)計(jì)算步驟的控制流（及其操作數(shù)）的結(jié)點(diǎn)和流的圖。執(zhí)行的步驟可以是并發(fā)的或順序的?；顒?dòng)圖活動(dòng)圖可以看做特殊的狀態(tài)圖狀態(tài)圖，用于對(duì)計(jì)算流程和工作建模（后者是對(duì)對(duì)象的狀態(tài)建模）。活動(dòng)圖活動(dòng)圖的狀態(tài)表示計(jì)算過程中的所處的各種狀態(tài)。活動(dòng)圖活動(dòng)圖的開始結(jié)點(diǎn)和結(jié)束結(jié)點(diǎn)與狀態(tài)圖狀態(tài)圖相同，活動(dòng)圖中的狀態(tài)稱為動(dòng)作狀態(tài)，也使用圓角矩形表示。動(dòng)作狀態(tài)之間使用箭頭連接，表示動(dòng)作遷移，箭頭上可以附加警戒條件、發(fā)送子句和動(dòng)作表達(dá)式。活動(dòng)圖活動(dòng)圖是狀態(tài)圖狀態(tài)圖的變形，根據(jù)對(duì)象狀態(tài)的變化捕獲動(dòng)作（所完成的工作和活動(dòng)）和它們的結(jié)

35、果，表示了各動(dòng)作及其間的關(guān)系?；顒?dòng)圖與狀態(tài)圖狀態(tài)圖不同的是，活動(dòng)圖活動(dòng)圖之間的動(dòng)作遷移并不是靠觸發(fā)狀態(tài)圖之間狀態(tài)遷移的事件完成的，而是當(dāng)動(dòng)作狀態(tài)包含的活動(dòng)完成時(shí)就進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)。在活動(dòng)圖活動(dòng)圖中，事件只能附加在開始結(jié)點(diǎn)到第一個(gè)動(dòng)作狀態(tài)之間的遷移上。在活動(dòng)圖活動(dòng)圖中，判定符號(hào)用菱形表示，可以包含兩個(gè)或更多附加有警戒條件的輸出遷移，遷移根據(jù)警戒條件是否為真選擇遷移結(jié)點(diǎn)?；顒?dòng)圖活動(dòng)圖活動(dòng)圖可以根據(jù)活動(dòng)發(fā)生位置的不同劃分為若干個(gè)矩形區(qū)，每個(gè)矩形區(qū)稱為一個(gè)泳道，泳道有泳道名。把活動(dòng)劃分到不同的泳道中，能更清楚地表明動(dòng)作在哪里執(zhí)行（在哪個(gè)對(duì)象中等）。一個(gè)動(dòng)作遷移可以分解成兩個(gè)或更多導(dǎo)致并行動(dòng)作的遷移，多個(gè)

36、來自并行動(dòng)作的遷移也可以合并為一個(gè)遷移。需要注意的是，并行遷移上的動(dòng)作必須全部完成才能進(jìn)行合并?；顒?dòng)圖活動(dòng)圖中也可以包含對(duì)象，對(duì)象使用矩形表示，可作為活動(dòng)的輸入或輸出（用虛線箭頭連接），表示對(duì)象受特定動(dòng)作的影響，如下圖所示?；顒?dòng)圖此外，活動(dòng)圖還可以描述系統(tǒng)的活動(dòng)場(chǎng)景。以用戶在網(wǎng)上書店提交訂單為例，系統(tǒng)接收用戶的訂單，確認(rèn)是否付款；若未付款，則取消訂單；若已付款，則檢查訂單內(nèi)容；如果有貨，就發(fā)貨并更新庫(kù)存；若無貨則等待采購(gòu)?；顒?dòng)圖這一活動(dòng)場(chǎng)景的活動(dòng)圖如下圖所示。通信圖通信圖通信圖又稱協(xié)作圖（或合作圖），用于顯示系統(tǒng)的動(dòng)作協(xié)作，類似順序圖中的交互片段，但通信圖通信圖也顯示對(duì)象之間的關(guān)系（上下文）。

37、實(shí)際建模中，順序圖順序圖和通信圖通信圖的選擇需要根據(jù)工作的目標(biāo)而定。如果重在時(shí)間或順序，那么選擇順序圖順序圖；如果重在上下文，那么選擇通信圖通信圖。順序圖順序圖和通信圖通信圖都顯示對(duì)象之間的交互。通信圖通信圖顯示多個(gè)對(duì)象及它們之間的關(guān)系，對(duì)象間的箭頭顯示消息的流向。消息上也可以附帶標(biāo)簽，表示消息的其它信息，如發(fā)送順序、顯示條件、迭代和返回值等。開發(fā)人員熟識(shí)消息標(biāo)簽的語法之后，就可以讀懂對(duì)象之間的通信，并跟蹤標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行流程和消息交換順序。但是，如果不知道消息的發(fā)送順序，那么就不能使用通信圖來表示對(duì)象關(guān)系。通信圖網(wǎng)上書店游客成功登錄過程的通信圖如下圖所示。交互概況圖交交互概況圖互概況圖為建模人員提供從高級(jí)抽象層次來檢查系統(tǒng)主要交互流的方式。當(dāng)建模人員設(shè)法保證所做的設(shè)計(jì)已經(jīng)捕獲了用例中定義的所有主流程元素時(shí)，就可以證明UML的這個(gè)特征非常有用。交互概況圖交互概況圖基本上就是一個(gè)活動(dòng)圖，只是主節(jié)點(diǎn)由交互片段（即順序圖的某些部分）代替，并以特定的順序放置。也為建模人員提供了另一種顯示交互期間的流控制的方法，其要點(diǎn)就是顯示在系統(tǒng)某個(gè)位置處的交互具有的各種選擇。時(shí)序圖時(shí)序圖時(shí)序圖主要用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)，顯示對(duì)象的交互，以及這些對(duì)象沿著時(shí)間軸所發(fā)生的狀態(tài)變化。時(shí)序圖時(shí)序圖提供了一種用來顯示主動(dòng)對(duì)象，以及