用例和用例圖

用例和用例圖教學(xué)目的熟悉用例的概念，掌握用例圖的作用；掌握用例之間的關(guān)系；學(xué)會(huì)使用用例對(duì)軟件系統(tǒng)需求建模；掌握用例描述；掌握Rose下用例建模。用例建模概述

用例圖從用戶(hù)的角度來(lái)描述系統(tǒng)功能，并指出各功能的操作者，其基本組成成份是系統(tǒng)、參與者和用例。用例從外部用戶(hù)的角度來(lái)描述系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)什么樣的功能。參與者是與系統(tǒng)進(jìn)行交互的外部實(shí)體，系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)各種用例的“黑盒”。用例進(jìn)行需求分析的特點(diǎn)用例從使用系統(tǒng)的角度描述系統(tǒng)中的信息，即站在系統(tǒng)外部察看系統(tǒng)的功能，而不考慮系統(tǒng)內(nèi)對(duì)該功能的具體實(shí)現(xiàn)方式。用例描述了用戶(hù)提出的一些可見(jiàn)需求，對(duì)應(yīng)一個(gè)具體的用戶(hù)目標(biāo)。是用來(lái)劃分系統(tǒng)與外部實(shí)體的界限，是OO系統(tǒng)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，是類(lèi)、對(duì)象、操作的來(lái)源。用例是對(duì)系統(tǒng)行為的動(dòng)態(tài)描述，屬于UML動(dòng)態(tài)建模部分。用例圖用例圖用來(lái)定義系統(tǒng)的功能需求，描述若干參與者與系統(tǒng)提供的用例之間的連接關(guān)系。用例圖的作用主要有三個(gè)：獲取需求；指導(dǎo)測(cè)試；對(duì)整個(gè)過(guò)程中的其他工作流起指導(dǎo)作用。用例圖示例用例圖用例圖包含三個(gè)元素，它們是：參與者、用例、關(guān)系。參與者：參與系統(tǒng)成功操作的某些人、系統(tǒng)、設(shè)備甚是是企業(yè)所扮演的角色。用例：標(biāo)志系統(tǒng)的某個(gè)關(guān)鍵行為。每個(gè)用例都表達(dá)了系統(tǒng)必須達(dá)到的目標(biāo)或必須產(chǎn)生的結(jié)果。關(guān)系：標(biāo)志參與者和用例之間的交互稱(chēng)為關(guān)聯(lián)。每個(gè)關(guān)聯(lián)成為在用例描述中加以解釋的對(duì)話，而每個(gè)用例描述又提供了一組腳本，它們有助于開(kāi)發(fā)測(cè)試用例。用例之間有包含、擴(kuò)展和泛化關(guān)系。用例圖要素系統(tǒng)：表示一臺(tái)機(jī)器或一次商務(wù)活動(dòng)等。系統(tǒng)的邊界說(shuō)明用例圖的應(yīng)用范圍。參與者：是為了完成一個(gè)事件而與系統(tǒng)進(jìn)行交互的實(shí)體，是與系統(tǒng)交互的外部用戶(hù)、或其他系統(tǒng)的概念。用例：用例是外部可見(jiàn)的一種系統(tǒng)功能，其作用是在不揭示系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)造的情況下定義系統(tǒng)中連貫的行為，在系統(tǒng)層，表示整個(gè)系統(tǒng)對(duì)外部用戶(hù)可見(jiàn)的行為。用例圖用例圖是基于用例的方法的一部分，基于用例的方法還包括對(duì)用例的文本描述和用例腳本。文本描述用來(lái)強(qiáng)調(diào)用例的需求細(xì)節(jié)，腳本則用來(lái)說(shuō)明用例執(zhí)行中的選項(xiàng)、測(cè)試需求以及為后續(xù)的開(kāi)發(fā)提供較高層次的測(cè)試計(jì)劃。參與者（1）參與者是某種類(lèi)型的用戶(hù)，用戶(hù)指使用系統(tǒng)的人，或者是其他的的系統(tǒng)、設(shè)備。參與者的圖形表示見(jiàn)教材P24頁(yè)圖3.4所示。參與者（2）建模人員可以這樣看待參與者：是一個(gè)外部實(shí)體；和系統(tǒng)之間存在交互；充當(dāng)某個(gè)特定的角色；如何識(shí)別參與者系統(tǒng)的主要客戶(hù)是誰(shuí)？誰(shuí)從該系統(tǒng)獲得信息？誰(shuí)向系統(tǒng)提供信息？誰(shuí)來(lái)安裝該系統(tǒng)？誰(shuí)來(lái)操作該系統(tǒng)？誰(shuí)來(lái)關(guān)閉該系統(tǒng)？在預(yù)定的時(shí)刻是否有事件自動(dòng)發(fā)生？誰(shuí)使用或刪除系統(tǒng)中的信息？系統(tǒng)從何處獲得信息？參與者的泛化關(guān)系參與者之間的泛化關(guān)系表示一個(gè)一般性的參與者（稱(chēng)作父參與者）與另一個(gè)更為特殊的參與者（稱(chēng)作子參與者）之間的聯(lián)系。子參與者繼承了父參與者的行為和含義，還可以增加自己的行為和含義，子參與者可以出現(xiàn)在父參與者能出現(xiàn)的任何位置上。泛化關(guān)系用帶三角形箭頭的實(shí)線表示。見(jiàn)教材P24圖3.5。關(guān)聯(lián)

關(guān)聯(lián)是參與者和用例之間的關(guān)系，表示方法是在參與者和用例之間連接一條直線，關(guān)聯(lián)描述了這樣一個(gè)事實(shí)，即參與者和用例之間的通信。用例間的關(guān)系包含關(guān)系：標(biāo)志一個(gè)可重用的用例，它可以被無(wú)條件地集成到其他的用例中，什么時(shí)候或者為什么調(diào)用該用例取決于調(diào)用它的用例。擴(kuò)展關(guān)系：指的是一個(gè)可重用的用例被另外一個(gè)用例有條件地打斷，以增加其功能。什么時(shí)候使用擴(kuò)展用例取決于擴(kuò)展用例。泛化：指的是參與者之間或者用例之間的繼承關(guān)系。用例的擴(kuò)展關(guān)系使用擴(kuò)展用例可以使我們不改變基用例的同時(shí)，根據(jù)需要自由的往系統(tǒng)中添加行為。擴(kuò)展關(guān)系中，箭頭的方向是從擴(kuò)展用例到基本用例，也就是說(shuō)，擴(kuò)展用例是依賴(lài)于基本用例的。擴(kuò)展用例決定它什么時(shí)候執(zhí)行，基用例對(duì)此毫不知情。擴(kuò)展關(guān)系的要素基用例：需要被擴(kuò)展用例加強(qiáng)的用例；擴(kuò)展用例：提供所添加的行為的用例；《extend》關(guān)系：使用虛線箭頭表示，箭頭的尾部在擴(kuò)展用例上，箭頭指向基用例。擴(kuò)展點(diǎn)：基用例中的一個(gè)或多個(gè)位置，該位置會(huì)衡量某個(gè)條件以決定擴(kuò)展是否打斷基用例的執(zhí)行。擴(kuò)展點(diǎn)可以列在用例圖標(biāo)中，也可以在用例描述中說(shuō)明。擴(kuò)展關(guān)系擴(kuò)展點(diǎn)是一個(gè)條件，決定擴(kuò)展是否會(huì)被使用，擴(kuò)展點(diǎn)定義了一個(gè)擴(kuò)展用例一直在監(jiān)視的條件，一旦條件滿(mǎn)足，擴(kuò)展用例就將自己加入到執(zhí)行用例中。比如基用例向系統(tǒng)報(bào)告一個(gè)錯(cuò)誤，該錯(cuò)誤這是某個(gè)擴(kuò)展用例監(jiān)視的條件，在收到這個(gè)條件后，擴(kuò)展用例就插入執(zhí)行，對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行處理，執(zhí)行完畢后，基用例被允許從中斷的地方繼續(xù)執(zhí)行。用例的包含關(guān)系包含關(guān)系和對(duì)象的調(diào)用關(guān)系比較相象，它描述的是一個(gè)用例需要某種類(lèi)型的行為，而另一個(gè)用例定義了該行為，那么在用例執(zhí)行中，就可以調(diào)用已經(jīng)定義好的用例。包含關(guān)系中箭頭的方向是從基本用例到包含用例，箭頭線上包含關(guān)鍵詞《include》，即就是說(shuō)，基本用例是依賴(lài)于包含用例的。為了使用包含關(guān)系，必須遵循以下兩個(gè)約束：調(diào)用用例只能依賴(lài)被調(diào)用用例的返回結(jié)果，它對(duì)被調(diào)用用例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒(méi)有了解；調(diào)用用例總會(huì)要求被調(diào)用用例執(zhí)行，對(duì)被調(diào)用用例的使用是無(wú)條件的。包含關(guān)系的表示包含、擴(kuò)展關(guān)系比較（1）Include增強(qiáng)基用例的行為；被包含用例總是被用來(lái)增強(qiáng)執(zhí)行用例；執(zhí)行用例決定什么時(shí)候調(diào)用被執(zhí)行用例，被包含用例對(duì)基用例一無(wú)所知；關(guān)系箭頭由執(zhí)行用例指向被包含用例，箭頭的尾部表示基用例指導(dǎo)被包含用例的執(zhí)行。包含、擴(kuò)展關(guān)系比較（2）Extend增強(qiáng)基用例的行為；擴(kuò)展用例可能被用來(lái)增強(qiáng)執(zhí)行用例擴(kuò)展用例決定什么時(shí)候?qū)⒆约杭尤牖美膱?zhí)行中，基用例對(duì)擴(kuò)展用例一無(wú)所知關(guān)系箭頭由擴(kuò)展用例指向執(zhí)行用例，箭頭的尾部表示擴(kuò)展用例決定是否打斷執(zhí)行用例定義用例方法一個(gè)項(xiàng)目最開(kāi)始的任務(wù)之一就是確定應(yīng)用程序的上下文和范圍，需要回答以下問(wèn)題：需要包含哪些功能？在整體體系結(jié)構(gòu)中，該系統(tǒng)如何和其他系統(tǒng)關(guān)聯(lián)？誰(shuí)將使用該系統(tǒng)？系統(tǒng)取決于誰(shuí)或什么因素？系統(tǒng)提供什么產(chǎn)品或結(jié)果？其他系統(tǒng)或用戶(hù)為什么需要本系統(tǒng)提供的特征？用例描述用例圖通常會(huì)和用例描述一起使用，用例描述會(huì)對(duì)用例給出解釋。用例腳本描述的使用例執(zhí)行時(shí)選擇的路徑，這是形成測(cè)試計(jì)劃的基礎(chǔ)。用例圖、用例描述和用例腳本構(gòu)成了基于用例的方法的基礎(chǔ)。用例描述用例的目標(biāo)；用例是怎么啟動(dòng)的；參與者和用例之間的消息是如何傳送的；用例中除了主路徑外，其他路徑是什么；用例結(jié)束后的系統(tǒng)狀態(tài)；其他需要描述的內(nèi)容；用例描述模板（1）用例描述格式見(jiàn)教材P30表3.2例子見(jiàn)教材P31表3.3用例描述模板（1）假定：描述的是系統(tǒng)在使用用例之前必須滿(mǎn)足的狀態(tài)，這些條件并沒(méi)有經(jīng)過(guò)用例的檢測(cè)，用例只是假設(shè)它們?yōu)檎妗Ｇ爸脳l件：前置條件描述了執(zhí)行用例之前系統(tǒng)必須滿(mǎn)足的條件，但是和假定不一樣，前置條件在使用之前，是使用用例測(cè)試過(guò)的。如果條件得不到滿(mǎn)足的話，用例將不會(huì)被執(zhí)行。用例起始/觸發(fā)器：用例必須有一個(gè)起始點(diǎn)，用例起始說(shuō)明了一個(gè)用例觸發(fā)的原因。用例描述模板（2）會(huì)話：指的是對(duì)用戶(hù)（參與者或另外的用例）和執(zhí)行用例（實(shí)現(xiàn)用例的系統(tǒng)）之間的交互所做的一步步的描述，通常使用活動(dòng)圖或交互綜述圖描述該事件序列。用例終止：盡管只有一個(gè)觸發(fā)事件啟動(dòng)一個(gè)用例，但終止一個(gè)用例卻經(jīng)常有很多方法，用例可以正常終止，即所有交互都正常進(jìn)行，最后得到希望的結(jié)果，擔(dān)當(dāng)出錯(cuò)或取消某個(gè)操作時(shí)，用例會(huì)給出出錯(cuò)信息然后終止。后置條件：規(guī)定（1）如果前置條件滿(mǎn)足的話，系統(tǒng)必須做什么；（2）在用例結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)必須處于什么狀態(tài)。用例腳本發(fā)現(xiàn)腳本為了發(fā)現(xiàn)腳本，首先從用例描述開(kāi)始，一般來(lái)說(shuō)，最好是先決定成功腳本的路徑，跟隨用例中的每一步，在到達(dá)決策點(diǎn)時(shí)，就需要進(jìn)行選擇，在所有的選項(xiàng)中選擇可以到達(dá)用例成功結(jié)束點(diǎn)的路徑，然后繼續(xù)往下跟蹤，一直到達(dá)成功結(jié)束點(diǎn)，這樣就完成了第一個(gè)腳本。然后回到第一個(gè)分支點(diǎn)，從另一條未被選擇的路徑開(kāi)始跟蹤第二個(gè)腳本，如此重復(fù)直到找完所有腳本。腳本可以在活動(dòng)圖中表現(xiàn)。尋找用例的方法找出系統(tǒng)外部的參與者和外部系統(tǒng)，確定系統(tǒng)的邊界和范圍；確定每一個(gè)參與者所期望的系統(tǒng)行為；把這些系統(tǒng)行為命名為用例；使用泛化、包含、擴(kuò)展等關(guān)系處理系統(tǒng)行為的公共或變更部分；編制每一個(gè)用例的腳本；繪制用例圖；區(qū)分主要事件流和異常事件流，如果需要，可以把表示異常情況的事件流作為單獨(dú)的用例處理。細(xì)化用例圖，解決用例間的重復(fù)與沖突問(wèn)題。幫助發(fā)現(xiàn)用例的原則參與者得主要任務(wù)是什么？參與者需要了解系統(tǒng)的什么信息？需要修改系統(tǒng)什么信息？參與者是否需要把系統(tǒng)外部的變化通知系統(tǒng)？參與者是否希望系統(tǒng)把異常情況的變化通知自己？構(gòu)造用例圖的步驟1.定義系統(tǒng)的上下文

1.1確定參與者和它們的責(zé)任；

1.2確定用例，即確定帶有特定目的或產(chǎn)生特定結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)行為。2.對(duì)參與者和用例進(jìn)行權(quán)衡，以便精華模型3.衡量用例以找出包含關(guān)系；4.衡量用例以找出擴(kuò)展關(guān)系；5.對(duì)參與者和用例進(jìn)行研究，查找是否存在泛化關(guān)系。小結(jié)用戶(hù)模型視圖從用戶(hù)角度描述系統(tǒng)所應(yīng)具有的功能，其基本組成成分是系統(tǒng)、參與者和用例。參與者是為了完成一個(gè)事件而與系統(tǒng)進(jìn)行