系統(tǒng)分析師軟件過程概述：用例建模指南

用例(Use Case)是一種描述系統(tǒng)需求的方法，使用用例的方法來描述系統(tǒng)需求的過程就是用例建模。用例方法最早是由Iva Jackboson博士提出的，后來被綜合到UML規(guī)范之中，成為一種標(biāo)準(zhǔn)化的需求表述體系。用例的使用在RUP中被推崇備至，整個(gè)RUP流程都被稱作是"用例驅(qū)動(dòng)"(Use-Case Driven)的，各種類型的開發(fā)活動(dòng)包括項(xiàng)目管理、分析設(shè)計(jì)、測試、實(shí)現(xiàn)等都是以系統(tǒng)用例為主要輸入工件，用例模型奠定了整個(gè)系統(tǒng)軟件開發(fā)的基礎(chǔ)。

1. 什么是用例？
在介始用例方法之前，我們首先來看一下傳統(tǒng)的需求表述方式-"軟件需求規(guī)約"(Software Requirement Specification)。傳統(tǒng)的軟件需求規(guī)約基本上采用的是功能分解的方式來描述系統(tǒng)功能，在這種表述方式中，系統(tǒng)功能被分解到各個(gè)系統(tǒng)功能模塊中，我們通過描述細(xì)分的系統(tǒng)模塊的功能來達(dá)到描述整個(gè)系統(tǒng)功能的目的。

采用這種方法來描述系統(tǒng)需求，非常容易混淆需求和設(shè)計(jì)的界限，這樣的表述實(shí)際上已經(jīng)包含了部分的設(shè)計(jì)在內(nèi)。由此常常導(dǎo)致這樣的迷惑：系統(tǒng)需求應(yīng)該詳細(xì)到何種程度？一個(gè)極端就是需求可以詳細(xì)到概要設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@樣的需求表述既包含了外部需求也包含了內(nèi)部設(shè)計(jì)。在有些公司的開發(fā)流程中，這種需求被稱為"內(nèi)部需求"，而對(duì)應(yīng)于用戶的原始要求則被稱之為"外部需求"。

功能分解方法的另一個(gè)缺點(diǎn)是這種方法分割了各項(xiàng)系統(tǒng)功能的應(yīng)用環(huán)境，從各項(xiàng)功能項(xiàng)入手，你很難了解到這些功能項(xiàng)是如何相互關(guān)聯(lián)來實(shí)現(xiàn)一個(gè)完成的系統(tǒng)服務(wù)的。所以在傳統(tǒng)的SRS文檔中，我們往往需要另外一些章節(jié)來描述系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及各部分之間的相互關(guān)聯(lián)，這些內(nèi)容使得SRS需求更象是一個(gè)設(shè)計(jì)文檔。

1.1 參與者和用例
從用戶的角度來看，他們并不想了解系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，他們所關(guān)心的是系統(tǒng)所能提供的服務(wù)，也就是被開發(fā)出來的系統(tǒng)將是如何被使用的，這就用例方法的基本思想。用例模型主要由以下模型元素構(gòu)成

參與者(Actor)
參與者是指存在于被定義系統(tǒng)外部并與該系統(tǒng)發(fā)生交互的人或其他系統(tǒng)，他們代表的是系統(tǒng)的使用者或使用環(huán)境。 用例(Use Case)
用例用于表示系統(tǒng)所提供的服務(wù)，它定義了系統(tǒng)是如何被參與者所使用的，它描述的是參與者為了使用系統(tǒng)所提供的某一完整功能而與系統(tǒng)之間發(fā)生的一段對(duì)話。 通訊關(guān)聯(lián)(Communication Association)
通訊關(guān)聯(lián)用于表示參與者和用例之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，它表示參與者使用了系統(tǒng)中的哪些服務(wù)（用例），或者說系統(tǒng)所提供的服務(wù)（用例）是被哪些參與者所使用的。

這大三種模型元素在UML中的表述如下圖所示。

以銀行自動(dòng)提款機(jī)(ATM)為例，它的主要功能可以由下面的用例圖來表示。ATM的主要使用者是銀行客戶，客戶主要使用自動(dòng)提款機(jī)來進(jìn)行銀行帳戶的查詢、提款和轉(zhuǎn)帳交易。

通訊關(guān)聯(lián)表示的是參與者和用例之間的關(guān)系，箭頭表示在這一關(guān)系中哪一方是對(duì)話的主動(dòng)發(fā)起者，箭頭所指方是對(duì)話的被動(dòng)接受者；如果你不想強(qiáng)調(diào)對(duì)話中的主動(dòng)與被動(dòng)關(guān)系，可以使用不帶箭頭的關(guān)聯(lián)實(shí)線。在參與者和用例之間的信息流不是由通訊關(guān)聯(lián)來表示的，該信息流是缺省存在的（用例本身描述的就是參與者和系統(tǒng)之間的對(duì)話），并且信息流向是雙向的，它與通訊關(guān)聯(lián)箭頭所指的方向亳無關(guān)系。

1.2 用例的內(nèi)容
用例圖使我們對(duì)系統(tǒng)的功能有了一個(gè)整體的認(rèn)知，我們可以知道有哪些參與者會(huì)與系統(tǒng)發(fā)生交互，每一個(gè)參與者需要系統(tǒng)為它提供什么樣的服務(wù)。用例描述的是參與者與系統(tǒng)之間的對(duì)話，但是這個(gè)對(duì)話的細(xì)節(jié)并沒有在用例圖中表述出來，針對(duì)每一個(gè)用例我們可以用事件流來描述這一對(duì)話的細(xì)節(jié)內(nèi)容。如在ATM系統(tǒng)中的"提款"用例可以用事件流表述

提款-基本事件流

1. 用戶插入信用卡

2. 輸入密碼

3. 輸入提款金額

4. 提取現(xiàn)金

5. 退出系統(tǒng)，取回信用卡

但是這只描述了提款用例中最順利的一種情況，作為一個(gè)實(shí)用的系統(tǒng)，我們還必須考慮可能發(fā)生的各種其他情況，如信用卡無效、輸入密碼錯(cuò)、用戶帳號(hào)中的現(xiàn)金余額不夠等，所有這些可能發(fā)生的各種情況（包括正常的和異常的）被稱之為用例的場景(Scenario)，場景也被稱作是用例的實(shí)例(Instance)。在用例的各種場景中，最常見的場景是用基本流(Basic Flow)來描述的，其他的場景則是用備選流(Alternative Flow)來描述。對(duì)于ATM系統(tǒng)中的"提款"用例，我們可以得到如下一些備選流

提款-備選事件流

備選流一：用戶可以在基本流中的任何一步選擇退出，轉(zhuǎn)至基本流步驟5。

備選流二：在基本流步驟1中，用戶插入無效信用卡，系統(tǒng)顯示錯(cuò)誤并退出信用卡，用例結(jié)束。

備選流三：在基本流步驟２中，用戶輸入錯(cuò)誤密碼，系統(tǒng)顯示錯(cuò)誤并提示用戶重新輸入密碼，重新回到基本流步驟2；三次輸入密碼錯(cuò)誤后，信用卡被系統(tǒng)沒收，用例結(jié)束。

…

通過基本流與備選流的組合，就可以將用例所有可能發(fā)生的各種場景全部描述清楚。我們?cè)诿枋鲇美�的事件流的時(shí)候，就是要盡可能地將所有可能的場景都描述出來，以保證需求的完備性。

1.3 用例方法的優(yōu)點(diǎn)
用例方法完全是站在用戶的角度上（從系統(tǒng)的外部）來描述系統(tǒng)的功能的。在用例方法中，我們把被定義系統(tǒng)看作是一個(gè)黑箱，我們并不關(guān)心系統(tǒng)內(nèi)部是如何完成它所提供的功能的。用例方法首先描述了被定義系統(tǒng)有哪些外部使用者（抽象成為Actor），這些使用者與被定義系統(tǒng)發(fā)生交互；針對(duì)每一參與者，用例方法又描述了系統(tǒng)為這些參與者提供了什么樣的服務(wù)（抽象成為Use Case），或者說系統(tǒng)是如何被這些參與者使用的。所以從用例圖中，我們可以得到對(duì)于被定義系統(tǒng)的一個(gè)總體印象。

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