【正文】 第四部分 軟件工程的需求過程 《 軟件工程 》 傳統(tǒng)的需求分析方法 1 面向對象的需求分析方法 2 基于 UML的需求分析方法 3 需求工程與需求管理實現(xiàn) 4 第四部分 軟件工程的需求過程 第三章 基于 UML的需求分析方法 UML概述 需求獲取與用例建模 類與對象建模 動態(tài)建模 物理體系結構建模 第四部分 軟件工程的需求過程 UML概述 UML——統(tǒng)一 OO方法大戰(zhàn)的努力 ? 1960年 70年代 ? COBOL, FORTRAN, C ? 結構化分析和設計技術 ? 1980年 1990年前 ? Smalltalk, Ada, C++, Visual Basic ? 早期面向對象生成（代碼）方法 ? 1990年中晚期 ? Java ? Unified Process UML概要 ? UML是一種語言： ? 可視化 ? 詳細描述的 ? 構造性的 ? 文檔化的 ? UML的價值 ? 是一個開發(fā)的標準 ? 支持完整的軟件開發(fā)生命周期模型 ? 支持不同的應用領域 ? 是基于經驗的和用戶群體需要的 ? 被許多工具支持 什么是 UML? ? Unified Modeling Language（統(tǒng)一建模語言）是國際對象管理組織 OMG制定的一個通用的、可視化建模語言標準 ? 用于描述（ specify）、可視化（ visualize）、構造（ construct）和記載（ document）軟件密集型系統(tǒng)的各種工件 ? UML提供了一系列建模元素、概念、關系以及規(guī)則，應用于軟件開發(fā)活動 ? 詳細內容，請學習 《 統(tǒng)一軟件開發(fā)過程 》 （ The Unified Software Development Process）（美） Ivar Jacobson、Grady Booch、 James Rumbaugh著，周伯生、馮學民、樊東平譯（機械工業(yè)出版社） UML概念 ? UML—— Unified Modeling Language. ? 組合了當前最好的面向對象軟件建模方法 ? UML三位主要貢獻者 ? 1. OMT方法（對象、動態(tài)、功能模型， James Rumbaugh） ? 2. The Booch method （ 5個步驟， Grady Booch） ? 3. OOSE （ User Case圖， Ivar Jacobson） James Rumbaugh Grady Booch Ivar Jacobson UML概念 ? 1994年， Booch和 Rumbaugh在 Rational開始了UML的工作，但是的目標是創(chuàng)建一個“統(tǒng)一方法” ? 他們把 Booch93和 OMT2統(tǒng)一起來，與 95年發(fā)布了 （ Unified Method） ? 1995年 OOSE的創(chuàng)始人 Jacobson加入到這個聯(lián)盟中，開始把工作重點放到創(chuàng)建一種標準建模語言，UML—— Unified Modeling Language。 ? 他們以 Booch方法、 OMT方法、 OOSE方法為基礎，吸收了其他流派的長處，于 96年 6月、 10月、97年 1月、 11月分別推出了 、 、 創(chuàng)建 UML Booch 方法 OMT Unified Method OOPSLA 180。95 OOSE 其他方法 UML Web June 180。96 公共 反饋 最后提交給 OMG, Sep ‘97 第一次提交給 OMG, Jan 180。97 UML OMG 認可 , Nov 1997 UML UML UML 團體 UML UML概念 ? Method ? 方法告訴使用者做什么、怎么做、什么時候做、為什么做（特定活動的目的），方法包括模型 ? Modeling ? 模型用來描述使用某種方法的結果，例如，通過不同角度的簡化視圖，描述對象系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)結果，模型用建模語言來表達 ? Language ? 建模語言由記號（模型使用的符號）和一組規(guī)則（語法、語義等）組成 UML概念 ? UML是一種語言 ? 遵循特定的規(guī)則 ? 允許創(chuàng)建各種模型 ? 并不告訴設計者需要創(chuàng)建哪些模型 ? 并不提供開發(fā)過程 ? UML是可視化語言 ? UML是圖形化語言 ? 圖形便于交流（一幅圖抵上千文字） ? UML是用于構造系統(tǒng)或理解系統(tǒng)的語言 ? UML既支持正向工程，又支持反向工程 ? UML是文檔化語言 ? 將所建造的系統(tǒng)記錄下來 ? 便于新程序員跟進 ? 開發(fā)產品新版本時很有用處 UML的概念 ? 模型元素 ? 關系 ? 擴展的機制 ? 圖表 UML構成： 模型元素 關系 擴展的機制 圖表 模型元素 關系 圖表 模型元素 ? 結構元素 ? 類，接口，協(xié)作 ? 用例，主動類，構件 ? 節(jié)點 ? 行為元素 ? 交互 , 狀態(tài)機 ? 組元素 ? 包 , 子系統(tǒng) ? 其它元素 ? 注解 類、對象與接口 ? 一個系統(tǒng)往往可以從不同的角度進行觀察，一個角度構成了一個視圖 ? UML有九種圖表，構成 5種視圖： ?用例圖（ use case diagram） ? 類圖（ class diagram） ? 對象圖（ object diagram） ? 狀態(tài)圖（ state diagram） ? 時序圖（ sequence diagram） ? 協(xié)作圖（ collaboration diagram) ? 活動圖（ activity diagram） ?構件圖（ ponent diagram） ?部署圖（ deployment diagram） UML的圖表與視圖 靜態(tài)邏輯視圖 動態(tài)邏輯視圖 3并發(fā)視圖 1用例視圖 5部署視圖 2邏輯視圖 4構件視圖 模型 ,視圖 ,和圖表 Use Case Diagrams Use Case Diagrams 用例圖 Scenario Diagrams Scenario Diagrams 協(xié)作圖 State Diagrams State Diagrams 組件圖 Component Diagrams Component Diagrams 分布圖 State Diagrams State Diagrams 對象圖 Scenario Diagrams Scenario Diagrams 狀態(tài)圖 Use Case Diagrams Use Case Diagrams 時序圖 State Diagrams State Diagrams 類圖 活動圖 模型 是對一個系統(tǒng)從詳細觀察的角度的描述 模型 圖表 ? 圖表是模型的視圖 ?表現(xiàn)給投資者看得詳細的描述 。 ?提供了系統(tǒng)的局部詳細描述； ?和別的視圖保持語義一致； ? 在 UML中 ,有九種標準圖表 ?靜態(tài)視圖 : 用例圖 , 類圖 ,對象圖 ,組件圖 , 分布圖 ?動態(tài)視圖 : 時序圖 ,協(xié)作圖 ,狀態(tài)圖 ,活動圖 用例圖 ? 捕獲用戶能夠看到的系統(tǒng) ?通過對”場景”的描述，定義系統(tǒng)的功能和性能，并獲得用戶和開發(fā)團隊的共同認可 ?提供清楚和無二義的用戶與系統(tǒng)的交互描述 用例圖 ? 在開發(fā)過程的早期創(chuàng)建 ? 目的： ?詳細說明系統(tǒng)的表達含義； ?捕獲系統(tǒng)的需求； ?驗證系統(tǒng)的體系結構； ?驅動實現(xiàn)和生成測試用例。 ? 由分析人員和領域專家開發(fā) Use Case圖 ? Use Case圖形描述了一個系統(tǒng)應該執(zhí)行的什么或應該有什么外部系統(tǒng) ? 它描述了存在的 actors（外部系統(tǒng)）、 use case（該系統(tǒng)應該執(zhí)行什么）以及它們的關系 ? 在 Use Case視圖中可以包含以下的圖形 ? Use Case圖 ：包括： 包、 actors、 use case和關系 ? 相互作用圖（序列圖或協(xié)同圖） ：包括：對象和消息 ? 符號表示： 系統(tǒng)名稱 系統(tǒng) 用例名 用例 角色 關聯(lián) Use Case圖例 保險商務系統(tǒng) 簽定保險單 銷售統(tǒng)計 客戶統(tǒng)計 客戶 保險銷售員 Use Case圖例 看 電 視電 視 機 的 用 戶電 視 機UML用例圖示例 類圖 ? 捕獲系統(tǒng)的詞匯表 ? 在開發(fā)過程中被創(chuàng)建和精確化 ? 目的 ? 系統(tǒng)中的名字和模型概念 ? 詳細描述協(xié)作關系 ? 詳細描述邏輯數(shù)據(jù)庫表 ? 由分析人員、設計人員和代碼實現(xiàn)人員開發(fā) 類圖 Class Diagram 類圖描繪系統(tǒng)的靜態(tài)視圖 它描述了系統(tǒng)邏輯設計中存在的包、類以及它們之間的關系 類圖可以代表該系統(tǒng)中部分或全部的類結構 學生 姓名 :string 學號 :string 書 書名 :string 價格 :real 1 購買 ? 0..* ?屬于 對象圖 ? 捕獲實例和連接 對象圖 ? 捕獲實例和連接 ? 在分析和設計階段創(chuàng)建 ? 目的 ?舉例說明數(shù)據(jù) /對象結構 ?詳細描述瞬態(tài)圖 ? 由分析人員、設計人員和代碼實現(xiàn)人員開發(fā) 對象圖 Object Diagram 王平：學生 姓名 :王平 學號 :020226 英語：書 書名 :英語 價格 : 數(shù)學：書 書名 :數(shù)學 價格 : 對象間關系 ? 關聯(lián)關系 (Association) ? 聚集關系 (Aggregation) ? 泛化關系 (Generalization) ? 依賴關系 (Dependency) ? 細化 關系 (Refinement) 構件圖 ? 捕獲實現(xiàn)的物理結構 構件圖 ? 捕獲實現(xiàn)的物理結構 ? 作為體系結構規(guī)范的一部分實現(xiàn) ? 目的 ?組織源代碼 ?構造一個可執(zhí)行的發(fā)布版本 ?指定物理數(shù)據(jù)庫 ? 由集成人員和程序人員創(chuàng)建 分布圖 ? 捕獲系統(tǒng)硬件的拓撲結構 分布圖 ? 捕獲系統(tǒng)硬件的拓撲結構 ? 作為系統(tǒng)結構規(guī)范的一部分被創(chuàng)建 ? 目的 ?描述組件的分布 ?標識系統(tǒng)性能瓶頸 ? 由集成人員、網絡工程師和系統(tǒng)工程師開發(fā) 交互圖 ? 交互圖描述了系統(tǒng)在邏輯設計中存在的對象及其間的關系 ? 它可以代表系統(tǒng)中對象的結構 ? UML中包含兩種交互圖，它們對同一交互操作提供了不同的瀏覽視角 ? 時序圖（順序圖） ? 按時間順序排列對象交互操作 ? 協(xié)作圖 ? 圍繞對象及其間的鏈接關系組織對象的交互操作 交互圖 ? 順序圖和協(xié)作圖均被稱為交互圖（ interaction diagram）。由一組對象、對象間的關系、對象間發(fā)送的消息組成一種動態(tài)視圖，可以單獨使用、也可以對用例中的特定控制流程建模。 ? 順序圖和協(xié)作圖同構的 ：兩種圖之間可以相互轉換，而沒有任何信息損失。 ? 二者區(qū)別點在于：順序圖（ sequence diagram）關注消息的時間順序，有對象生命線、有控制焦點；協(xié)作圖（ collaboration diagram，在 munication diagram，二者指的是同一類型的圖）關注收發(fā)消息的對象的組織結構，有路徑、有順序號。 時序圖 ? 捕獲系統(tǒng)的動態(tài)行為 (面向時間的 ) 時序圖 ? 捕獲系統(tǒng)的動態(tài)行為 (面向時間的 ) ? 目的 ?模型流程的控制 ?舉例說明典型的腳本 [打印機就緒 ] 打印文件 時序圖 （ Sequence Diagram） [打印機忙 ] 保存文件 打印文件 打印文件 計算機 打印服務器 打印隊列 計算機 UML順序圖示例（某客戶 Joe取 20美元的順序圖） 協(xié)作圖 ? 捕獲系統(tǒng)的動態(tài)行為 (面向消息的 ) 協(xié)作圖 ? 捕獲系統(tǒng)的動態(tài)行為 (面向消息的 ) ? 目的 ?模型流程控制 ?舉例說明對象結構和控制的協(xié)調 協(xié)作圖（ Collaboration Diagram） [打印機忙 ] 保存文件 [打印機就緒 ] 打印文件 打印文件 計算機 打印隊列 打印服務器 打印機 UML協(xié)作圖示例（ ATM系統(tǒng)中“客戶插入卡”的協(xié)作圖） 狀態(tài)圖 ? 捕獲系統(tǒng)動態(tài)行為 (面向事件的 ) 狀態(tài)圖 ? 捕獲系統(tǒng)動態(tài)行為 (面向事件的 ) ? 目的 ?對象生命周期模型 ?為起反作用的對象 (用戶接口、設備等）建模 狀態(tài)圖 State Diagram 狀態(tài)圖描述了： 給定類