第三章 用例圖

第三章用例圖本章導(dǎo)讀知道參與者、用例和關(guān)系的概念了解用例的粒度和規(guī)約掌握參與者和用例的確定關(guān)系思考學(xué)習(xí)以下內(nèi)容什么是用例？創(chuàng)建、包含和擴(kuò)展用例等的思想如何開始一個(gè)用例分析？如何表示一個(gè)用例模型？如何可視化用例之間的關(guān)系？用戶對(duì)系統(tǒng)的使用方式?jīng)Q定了系統(tǒng)如何設(shè)計(jì)和構(gòu)造。用例是能夠幫助分析員和用戶確定系統(tǒng)使用情況的UML組件。一組用例就是從用戶的角度出發(fā)對(duì)如何使用系統(tǒng)的描述?？梢哉J(rèn)為用例是系統(tǒng)的一組使用場(chǎng)景。用例圖的主要要素是參與者、用例和關(guān)聯(lián)。

用例圖主要用于描述系統(tǒng)的行為及各種功能之間的關(guān)系，是描述參與者（Actor）與用例以及用例與用例之間關(guān)系的圖。用例圖從用戶和外部系統(tǒng)的角度，分析和考察系統(tǒng)的行為，并通過參與者與系統(tǒng)之間的交互關(guān)系描述系統(tǒng)對(duì)外提供的功能特性，用例圖用于描述系統(tǒng)與外部系統(tǒng)及用戶之間的交互。

UML的用例圖由參與者、用例及它們之間的關(guān)系組成，它的表達(dá)方式為：用例圖=參與者+用例+關(guān)系UseCaseDiagram=Actor+UseCase+Relationship3.1用例圖的構(gòu)成用例圖可以用于描述系統(tǒng)的功能性需求和系統(tǒng)功能的使用環(huán)境。用例圖可視化地描述了系統(tǒng)外部的使用者（抽象為參與者）和使用者使用系統(tǒng)時(shí)系統(tǒng)為這些使用者提供的一系列服務(wù)（抽象為用例），并清晰地描述了：參與者和參與者之間的泛化關(guān)系；用例和用例之間的包含關(guān)系、泛化關(guān)系、擴(kuò)展關(guān)系；用例和參與者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系要用在用例圖上顯示某個(gè)用例：使用人形符號(hào)繪制一個(gè)參與者；繪制一個(gè)橢圓表示用例，將用例的名稱放在橢圓的中心或橢圓下面的中間位置；使用帶箭頭或不帶箭頭的線段來描述參與者和用例之間的關(guān)系。舉例：飲料銷售機(jī)假設(shè)你現(xiàn)在正著手設(shè)計(jì)一臺(tái)飲料銷售機(jī)。為了獲得用戶的觀點(diǎn)，你會(huì)見了許多可能的用戶以了解這些用戶將如何與這臺(tái)機(jī)器交互。飲料銷售機(jī)的主要功能是允許一個(gè)顧客購(gòu)買一罐飲料，很可能用戶立刻就能告訴你一些有關(guān)的場(chǎng)景（換句話說就是用例），你可以給這組場(chǎng)景加上一個(gè)標(biāo)簽“買飲料”。下面我們來考察這個(gè)用例中每一種可能的場(chǎng)景。（1）用例“買飲料”這個(gè)用例的參與者是買飲料的顧客。顧客將錢插入銷售機(jī)觸發(fā)了這個(gè)用例的場(chǎng)景被執(zhí)行，然后用戶進(jìn)行選擇。如果一切順利，銷售機(jī)內(nèi)至少還存儲(chǔ)有一罐被選擇的飲料，則銷售機(jī)會(huì)自動(dòng)彈出這種飲料給顧客。上面的“買飲料”場(chǎng)景是唯一可描述的場(chǎng)景么？。顯然，我們立即會(huì)想到還有其他的場(chǎng)景。顧客所要購(gòu)買的飲料銷售機(jī)中可能沒有。顧客投入的錢數(shù)不是剛好等于購(gòu)買飲料所需要的錢。應(yīng)該如何設(shè)計(jì)飲料銷售機(jī)來處理這些場(chǎng)景呢？先看看沒有所需的飲料這個(gè)場(chǎng)景，它是用例“買飲料”的另一場(chǎng)景?？梢园堰@個(gè)場(chǎng)景看成是用例執(zhí)行時(shí)的一條可選路徑。用例是由顧客在銷售機(jī)中插入錢幣所發(fā)起的。然后客戶進(jìn)行一個(gè)選擇，銷售機(jī)中至少要有一罐選擇的飲料，如果沒有，銷售機(jī)就給顧客提示一個(gè)信息，告訴顧客沒有這種品牌的飲料。沒有所需飲料的場(chǎng)景理想情況下，顧客看到這條消息后會(huì)立即選擇其它品牌的飲料。銷售機(jī)也必須提供給顧客取回原來的錢的選項(xiàng)。這表示，銷售機(jī)應(yīng)給顧客兩種選擇：讓顧客選擇另一種飲料并且給顧客提供這種飲料（如果這種飲料還有存貨的話）或者讓顧客選擇退錢。

該場(chǎng)景的前置條件是顧客感到口渴，后置條件是顧客得到一罐飲料或者顧客投入的錢被退回。另一種“缺貨”的場(chǎng)景?！爸付ㄆ放频娘嬃鲜弁辍毕@示在機(jī)器上，直到對(duì)這臺(tái)機(jī)器補(bǔ)充為止。在這種情況下，用戶不再輸入錢了。銷售機(jī)的客戶可能更喜歡第一種場(chǎng)景：如果顧客已經(jīng)投了錢，應(yīng)該讓顧客做另外一種選擇而不是要機(jī)器退錢?！叭必洝钡膱?chǎng)景緊接著讓我們來看看“付款數(shù)不正確”的這個(gè)場(chǎng)景。顧客按照通常的方式發(fā)起了這個(gè)用例，并進(jìn)行了一個(gè)選擇。假設(shè)這是機(jī)器中備有選擇的飲料。如果機(jī)器中剛好存有適合的零錢，那么機(jī)器就會(huì)退還零錢并交付飲料。如果機(jī)器中沒有保存零錢，它將退還錢，并顯示一條消息提示用戶投入適當(dāng)?shù)牧沐X。

前置條件和前面場(chǎng)景一樣，后置條件是顧客得到一罐飲料和找回零錢或者按原款歸還錢?！案犊顢?shù)不正確”的場(chǎng)景另一種可能是機(jī)器的儲(chǔ)備零錢一旦用光，就會(huì)在機(jī)器上顯示一條小子告訴用戶需要投入適當(dāng)?shù)牧沐X。直到對(duì)這臺(tái)機(jī)器補(bǔ)充零錢為止，這條消息才會(huì)消失。（2）其他用例已經(jīng)從用戶的觀點(diǎn)考察了飲料銷售機(jī)。除了這些用戶外，當(dāng)然還有其他人加入。供貨人負(fù)責(zé)為銷售機(jī)提供飲料，收款人（可能與供貨人是同一個(gè)人）負(fù)責(zé)定期收集銷售機(jī)中的錢。這說明至少需要建立兩個(gè)用例：“供貨”和“取錢”，這些用例細(xì)節(jié)可以通過與供貨人和收款人交談來獲得。考慮“供貨”用例。供貨人發(fā)起這個(gè)用例是由于某個(gè)時(shí)間間隔到期所引起的。供貨代表打開銷售機(jī)拉出銷售機(jī)前面的架子，在架子上補(bǔ)滿各種品牌的飲料。銷售員還要在機(jī)器中加零錢。然后他放好銷售機(jī)的前端架子，并鎖好機(jī)器。

這個(gè)用例的前置條件是一個(gè)時(shí)間間隔的流逝，后置條件是供貨人在機(jī)器中放置了新的待售飲料?！肮┴洝庇美€有一個(gè)“取錢”用例，同樣也是因?yàn)橐欢螘r(shí)間的流逝，收款人發(fā)起了這個(gè)用例。它的前期工作步驟與”供貨“一樣，也是打開銷售機(jī)前端架子。收款人從機(jī)器中取出錢，然后按照”供貨“步驟，放回架子鎖好機(jī)器。

這個(gè)用例的前置條件也是時(shí)間間隔的流逝，后置條件是收款人收到了錢?！叭″X”用例3.1.1參與者

參與者是用例的啟動(dòng)者，參與者處于用例的外部并且能夠初始化一個(gè)用例，但它并不是所描述系統(tǒng)的一部分，它可能是人或其他外界系統(tǒng)。參與者是指存在于系統(tǒng)外部并直接與系統(tǒng)進(jìn)行交互的人、系統(tǒng)、子系統(tǒng)或類的外部實(shí)體的抽象。

每個(gè)參與者都可以參與一個(gè)或多個(gè)用例，每個(gè)用例也可以有一個(gè)或多個(gè)參與者。特別注意：參與者并不僅僅是指一個(gè)人，它代表的是一個(gè)集合。也就是說，參與者（角色）是一個(gè)群體概念，代表的是一類能使用某個(gè)功能的人或事，不能將角色的名字表示成角色的某個(gè)實(shí)例（如，張三）。參與者是啟動(dòng)用例的前提條件，先發(fā)送消息給用例，初始化用例后，用例開始執(zhí)行，在執(zhí)行過程中，該用例也可能向一個(gè)或多個(gè)角色發(fā)送消息參與者可以分為兩種類型：（1）主要參與者和次要參與者。主要參與者指的是執(zhí)行系統(tǒng)主要功能的參與者，次要參與者指的是使用系統(tǒng)次要功能的參與者。

標(biāo)識(shí)出主要參與者有利于找出系統(tǒng)的核心功能。（2）發(fā)起參與者和參加參與者發(fā)起參與者發(fā)起用例的執(zhí)行過程，一個(gè)用例只有一個(gè)發(fā)起參與者，可以有若干個(gè)參與者。

在用例中標(biāo)識(shí)出發(fā)起參與者是一個(gè)有用的做法。通過回答一些問題，可以幫助建模者發(fā)現(xiàn)角色：使用系統(tǒng)主要功能的人是誰（即主要角色）？需要借助于系統(tǒng)完成日常工作的人是誰？誰來維護(hù)、管理系統(tǒng)（次要角色），保證系統(tǒng)正常工作？系統(tǒng)控制的硬件設(shè)備有哪些？系統(tǒng)需要與哪些其它系統(tǒng)交互？對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的結(jié)果感興趣的人或事是哪些？3.1.2用例用例是參與者可感受到的系統(tǒng)服務(wù)或功能單元。它定義了系統(tǒng)如何被參與者使用，描述了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)發(fā)生的對(duì)話。

用例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。當(dāng)系統(tǒng)有很多參與者時(shí)，用例是捕獲系統(tǒng)需求最好的選擇。

所有用例都應(yīng)有名稱，建議使用動(dòng)名詞為用例命名。用例名可以包括任意數(shù)目的字母、數(shù)字和除冒號(hào)以外的大多數(shù)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，用例的名字是一個(gè)能準(zhǔn)確描述功能的動(dòng)詞短語或動(dòng)詞詞組。用例具有3個(gè)明顯的特征：（1）用例表明的是一個(gè)類，而不是某個(gè)具體的實(shí)例（2）用例必須由某一個(gè)參與者觸發(fā)激活后才能執(zhí)行，即每個(gè)用例至少應(yīng)該涉及一個(gè)參與者（3）用例是一個(gè)完整的描述“回顧”飲料銷售機(jī)在前面的分析中，我們獲得了系統(tǒng)中有3個(gè)用例，分別是“Buysoda（買飲料）”、“Restock（供貨）”、“Collect（收款）”。參與者有Customer（顧客）、Supplier’sRepresentative（供貨代表）和Collector（收款人）。跟蹤場(chǎng)景中的步驟每個(gè)用例就是一組場(chǎng)景的集合，而每個(gè)場(chǎng)景又是一個(gè)步驟序列。而這些步驟在上圖中并沒有表現(xiàn)出來。通常也不用附加注釋來說明這些用例。因?yàn)槿绻麑?duì)每個(gè)用例都附加注釋進(jìn)行說明，則布圖就很混亂。那么如何并在哪里記錄和跟蹤這些場(chǎng)景中的步驟呢？用例圖通常是供客戶和開發(fā)組參考的一部分。每個(gè)用例中的場(chǎng)景在文檔中要描述下列內(nèi)容：發(fā)起用例的參與者用例的假設(shè)條件用例中的前置條件場(chǎng)景中的步驟場(chǎng)景完成后的后置條件從用例中獲益的參與者

要說明一個(gè)場(chǎng)景中的步驟，還可以使用UML活動(dòng)圖對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行描述。通過詢問下列問題就可發(fā)現(xiàn)用例：角色需要從系統(tǒng)中獲得哪種功能？角色需要做什么？角色需要讀取、產(chǎn)生、刪除、修改或存儲(chǔ)系統(tǒng)中的某種信息嗎？系統(tǒng)中發(fā)生的事件需要通知角色嗎？或者角色需要通知系統(tǒng)某件事嗎？這些事件（功能）能干些什么？如果用系統(tǒng)的新功能處理角色的日常工作是簡(jiǎn)單化，還提高了工作效率？系統(tǒng)當(dāng)前的這種實(shí)線方法要解決的問題是什么？3.1.3關(guān)系用例圖之間的關(guān)系分為3種：用例和用例之間的關(guān)系；參與者和參與者之間的關(guān)系；用例和參與者之間的關(guān)系。一、用例之間的關(guān)系

一般情況下，能夠在用例之間抽象出包含、擴(kuò)展和泛化這3種關(guān)系。

包含——即在一個(gè)用例中重用另一個(gè)用例在步驟；擴(kuò)展——允許通過對(duì)已有用例增加步驟創(chuàng)建一個(gè)新的用例；泛化——指一個(gè)用例繼承了另一個(gè)用例。有時(shí)也會(huì)有分組的關(guān)系，分組是一組用例的簡(jiǎn)單組織方式。1.泛化用例的泛化是指一個(gè)父用例可被特化形成多個(gè)子用例，而父用例和子用例之間的關(guān)系就是泛化關(guān)系。在用例的泛化關(guān)系中，子用例繼承了父用例所有的結(jié)構(gòu)、行為和關(guān)系。子用例還可添加、覆蓋、改變繼承的行為

在UML中，用例的泛化關(guān)系是從子用例指向父用例的三角箭頭來表示。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中有兩個(gè)或多個(gè)用例在行為、結(jié)構(gòu)和目的方面存在共性時(shí)，就可用泛化關(guān)系。這時(shí)，可用一個(gè)新的用例來描述這些共有部分，這個(gè)新的用例就是父用例。假設(shè)正在對(duì)一臺(tái)飲料機(jī)建模，這臺(tái)飲料銷售機(jī)允許顧客選擇買一罐飲料或是買一杯飲料。在這種情況下，“BuySoda”就是一個(gè)父用例，“Buyacanofsoda”和“BuyacupofSoda”就是子用例。用例之間的泛化關(guān)系建模與類之間泛化關(guān)系建模方法相同，用一條帶空心三角形箭頭的實(shí)線從子用例指向父用例。例：飛機(jī)訂票系統(tǒng)中，預(yù)訂飛機(jī)票有兩種方式，一種是通過電話預(yù)訂，另一種是通過網(wǎng)上預(yù)訂。2.擴(kuò)展

有時(shí)我們可通過對(duì)已有用例增加一些額外的步驟來建立新的用例。在“供貨”這個(gè)用例中，在給機(jī)器補(bǔ)充新飲料的時(shí)候，供貨代表注意到有些品牌的飲料銷售的好，有些品牌的飲料銷售不好。在這種情況下，他不是簡(jiǎn)單的把所有品牌的飲料補(bǔ)充給機(jī)器，而是把一些銷售情況下不太好的飲料取出來，用銷售情況好的飲料來代替它們。同時(shí)供貨代表還要在機(jī)器前修改飲料品種的指示牌。如果我們把上述的步驟加入到“供貨”用例，我們將得到一個(gè)新的用例，不妨稱它為“根據(jù)銷售情況供貨”。這個(gè)新用例是對(duì)原用例的擴(kuò)展，這種技術(shù)叫做擴(kuò)展用例。

在一定條件下，把新的行為加入到已有的用例中，獲得的新用例稱為擴(kuò)展用例（Extension），原有的用例稱為基礎(chǔ)用例（Base），從擴(kuò)展用例到基礎(chǔ)用例的關(guān)系就是擴(kuò)展關(guān)系。擴(kuò)展是兩個(gè)用例之間的關(guān)系，它使得每個(gè)用例可以通過擴(kuò)展用例向基礎(chǔ)用例中添加額外的行為來擴(kuò)展基礎(chǔ)用例的功能。用例的擴(kuò)展機(jī)制允許從一個(gè)基礎(chǔ)用例開始開發(fā)一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，并且能夠在不改變基礎(chǔ)用例的前提下向基礎(chǔ)用例中擴(kuò)展更多的行為。一個(gè)基礎(chǔ)用例可以擁有一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展用例，這些擴(kuò)展用例可以一起使用。在UML中，擴(kuò)展關(guān)系通過帶箭頭的虛線段加<<extend>>來表示，箭頭指向基礎(chǔ)用例。擴(kuò)展關(guān)系往往用于處理異?；驑?gòu)件靈活的系統(tǒng)框架。擴(kuò)展關(guān)系還可用于處理基礎(chǔ)用例中的那些不易描述的問題。例：圖書館紫系統(tǒng)中管理用例圖，其中基礎(chǔ)用例是“用戶管理”，擴(kuò)展用例是是“用戶級(jí)別設(shè)置”。一般情況下，只需執(zhí)行“用戶管理”用例即可。但是如果要設(shè)置用戶級(jí)別，就不能執(zhí)行用例的常規(guī)操作了，如果去修改“用戶管理”用例，就又增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。此時(shí)，可以在基礎(chǔ)用例“用戶管理”中增加插入點(diǎn)，這樣如果想設(shè)置用戶級(jí)別，就執(zhí)行擴(kuò)展用例。舉例：飲料銷售機(jī)上面提及的“Restock”用例是另一個(gè)用例“Reatockaccordingtosales（根據(jù)銷售情況供貨）”的基礎(chǔ)。不是簡(jiǎn)單地把各種品牌的聽裝飲料以同樣的數(shù)目補(bǔ)充個(gè)飲料機(jī)器，供貨代表要注意到用銷售情況好的品牌來代替銷售情況不好的品牌，并進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充。在“Restock”用例中，新步驟（關(guān)注銷量并安排添貨）發(fā)生在供貨代表打開機(jī)器準(zhǔn)備向機(jī)器中補(bǔ)充飲料時(shí)。因此在這個(gè)例子中，擴(kuò)展點(diǎn)是“beforefillingthecompartments（補(bǔ)充飲料）”。與包含關(guān)系相似，可視化擴(kuò)展關(guān)系也是用一條依賴線（帶箭頭的虛線），沿線上加上一個(gè)用雙尖括號(hào)擴(kuò)起來的“extend”關(guān)鍵字。在基用例中，擴(kuò)展點(diǎn)出現(xiàn)在“Extensionpoint”（如果有多個(gè)擴(kuò)展點(diǎn)，就是“Extensionpoints”）的下方。例：圖書管理系統(tǒng)中，在一切順利的情況下，只需要執(zhí)行”還書“用例即可。但是，如果借書超期或者書有所破損，借書用戶就要交納一定的罰金。3.包含在“供貨”和“取貨”用例中，也許你會(huì)發(fā)現(xiàn)會(huì)有一些相同的步驟。兩個(gè)用例都以打開機(jī)器為起始點(diǎn)，以關(guān)閉和鎖好機(jī)器為終點(diǎn)。能不能消除用例中的重復(fù)步驟呢？可以。方法是從各個(gè)步驟序列中抽取出公共步驟形成一個(gè)每個(gè)用例都要使用的附加用例。可以將“開機(jī)”和“拉出飲料架”這兩個(gè)步驟合并為一個(gè)叫做“打開銷售機(jī)”的用例，將“放回架子”和“鎖機(jī)器”合并為一個(gè)叫做“關(guān)閉銷售機(jī)”的用例。有了這兩個(gè)新用例，用例“供貨”就可以用例“打開銷售機(jī)”為開始，供貨代表通過前面步驟，以用例“關(guān)閉銷售機(jī)”結(jié)束。類似地，用例“收款”也以“打開銷售機(jī)”為開始，進(jìn)行前面的步驟，以關(guān)閉“銷售機(jī)”結(jié)束。如上所述，“供貨”和“收款”這兩個(gè)用例都包含了新的用例。這種技術(shù)被稱為“包含用例”。

包含關(guān)系指用例可簡(jiǎn)單地包含其它用例具有的行為，并把它所包含的用例行為作為自己行為的一部分。在UML中，包含關(guān)系是通過帶箭頭的虛線段加<<include>>來表示，箭頭由基礎(chǔ)用例(Base)指向被包含用例(Inclusion)。

在處理包含關(guān)系時(shí)，具體的做法是把幾個(gè)用例的公共部分單獨(dú)抽象出來成為一個(gè)新的用例。主要有以下的兩種情況需要用到包含關(guān)系：一個(gè)用例的功能過多、事件過于復(fù)雜時(shí)，可以把某一段事件流抽象成為一個(gè)被包含的用例，以達(dá)到簡(jiǎn)化描述的目的。當(dāng)多個(gè)用例用到同一段行為時(shí)，則可把這段共同的行為單獨(dú)抽象為一個(gè)用例，然后讓其他用例來包含這一用例。例：有一個(gè)資源網(wǎng)站，維護(hù)人員要對(duì)網(wǎng)站的資源進(jìn)行維護(hù)，包括添加資源、修改資源和刪除資源。其中，添加資源和修改資源后都要對(duì)新添加的資源和修改的資源進(jìn)行預(yù)覽，用來檢查添加和修改操作是否正確完成。包含關(guān)系和擴(kuò)展關(guān)系也存在較大的區(qū)別：①基礎(chǔ)用例的執(zhí)行并不一定會(huì)涉及擴(kuò)展用例，擴(kuò)展用例只有滿足一定條件時(shí)才會(huì)被執(zhí)行。而在包含關(guān)系中，當(dāng)基礎(chǔ)用例執(zhí)行后，被包含用例是一定會(huì)被執(zhí)行的。②在擴(kuò)展關(guān)系中，基礎(chǔ)用例提供了一個(gè)或多個(gè)插入點(diǎn)，擴(kuò)展用例為這些插入點(diǎn)提供了需要插入的行為。而在包含關(guān)系中，插入點(diǎn)只能有一個(gè)。③即使沒有擴(kuò)展用例，擴(kuò)展關(guān)系中的基礎(chǔ)用例本身是完整的。而對(duì)于包含關(guān)系，基礎(chǔ)用例在沒有被包含用例的情況下就是不完整的存在。我們來細(xì)看“Restock”和“Collect”用例。這兩個(gè)用例都從開鎖和拉開銷售機(jī)的門開始，都以關(guān)門和上鎖結(jié)束。第1步建立了“Exposetheinside（打開銷售機(jī)）”用例，并且第2步創(chuàng)建了“Unexposetheinside（關(guān)閉銷售機(jī)）”用例。“Restock”和“Collect”兩者都包含了這兩個(gè)新用例。要表達(dá)用例的包含關(guān)系，可以使用類之間依賴關(guān)系的表示符號(hào)，也就是連接兩個(gè)類之間的虛線，箭頭指向被依賴的類。在線上要加一個(gè)關(guān)鍵字，也就是用雙尖括號(hào)擴(kuò)起來的“include”。分組在一些用例圖中，用例圖的數(shù)目可能非常多，這時(shí)就需要組織這些用例。這種情況在一個(gè)系統(tǒng)包含很多個(gè)子系統(tǒng)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)。另一種可能是，當(dāng)你按順序和用戶會(huì)談，收集系統(tǒng)需求時(shí)，每個(gè)需求必須用一個(gè)單獨(dú)的用例來表達(dá)。最直接的方法是把相關(guān)的用例放在一個(gè)包中組織起來。二、參與者之間的關(guān)系

參與者與參與者之間的關(guān)系主要是泛化關(guān)系。泛化關(guān)系的含義就是把某些參與者的共同行為提取出來表示通用行為。

在UML圖中，使用帶空心三角箭頭的實(shí)線表示泛化關(guān)系，箭頭指向超類參與者。

在需求分析中，常常遇到用戶權(quán)限的問題三、參與者和用例之間的關(guān)系

參與者和用例之間屬于關(guān)聯(lián)關(guān)系(Association)。關(guān)聯(lián)關(guān)系是雙向的一對(duì)一的關(guān)系，這種關(guān)系表明了哪個(gè)參與者與用例通信。用例圖中參與者和用例之間的關(guān)系使用帶箭頭或者不帶箭頭的線段來描述，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線段。四、系統(tǒng)邊界系統(tǒng)邊界是指系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的邊界，這里的系統(tǒng)可認(rèn)為是由一系列的相互作用的元素形成的具有特定功能的有機(jī)整體。

用例圖中的系統(tǒng)邊界用來表示正在建模系統(tǒng)的的邊界。邊界內(nèi)表示系統(tǒng)的組成部分，邊界外表示系統(tǒng)外部。Visio建模工具可畫出。

在項(xiàng)目開發(fā)過程中，邊界是很重要的概念。系統(tǒng)與環(huán)境之間存在邊界，子系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)之間存在邊界，子系統(tǒng)與整體系統(tǒng)之間存在邊界。3.2確定參與者在獲取用例前首先要確定系統(tǒng)的參與者，確定參與者可從幾方面來考慮，如書第44頁(yè)確定參與者時(shí)要注意幾個(gè)問題，如書第44頁(yè)所述。3.3確定用例確定用例的最好方法是從分析系統(tǒng)參與者開始，在這個(gè)過程中往往會(huì)發(fā)現(xiàn)新的參與者。當(dāng)找到參與者之后，就可以根據(jù)參與者來確定系統(tǒng)的用例，主要是看各參與者如何使用系統(tǒng)，需要系統(tǒng)提供什么樣的服務(wù)。3.4用例的粒度用例的粒度指的是用例所包含的系統(tǒng)服務(wù)或功能單元的多少。用例的粒度越大，用例包含的功能就越多，反之則包含的功能越少。用例的粒度對(duì)于用例模型來說很重要。在確定用例粒度的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)具體問題具體分析。當(dāng)大致確定用例個(gè)數(shù)后，就可以很容易確定用例粒度的大小。3.5用例規(guī)約有時(shí)也要對(duì)每一個(gè)用例還需要有詳細(xì)的描述信息，以便讓其他人對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)有更加詳細(xì)的了解，這些信息包含在用例規(guī)約之中。用例模型是由用例圖和每個(gè)用例的詳細(xì)描述——用例規(guī)約所組成的。每個(gè)用例的用例規(guī)約應(yīng)包含以下內(nèi)容：（1）簡(jiǎn)要說明對(duì)用例作用和目的的簡(jiǎn)要描述（2）事件流包括基本流和備選流?；玖髅枋龅氖怯美幕玖鞒蹋侵赣美罢！边\(yùn)行時(shí)的場(chǎng)景。備選流描述的是用例執(zhí)行過程中可能發(fā)生的異常和偶爾發(fā)生的情況。（3）用例場(chǎng)景同一個(gè)用例在實(shí)際執(zhí)行的時(shí)候會(huì)有很多不同的情況發(fā)生，稱之為用例場(chǎng)景。也可以說用例場(chǎng)景就是用例的實(shí)例。（4）特殊需求指的是一個(gè)用例的非功能性需求和設(shè)計(jì)約束。非功能性需求包括可靠性、性能、可用性和可擴(kuò)展性等。設(shè)計(jì)約束可以包括開發(fā)工具、操作系統(tǒng)及環(huán)境、兼容性。（5）前置條件執(zhí)行用例之前系統(tǒng)必須所處的狀態(tài)。（6）后置條件用例執(zhí)行完畢后系統(tǒng)可能處于的一組狀態(tài)。運(yùn)用用例模型舉例(網(wǎng)上論壇)一個(gè)基本的網(wǎng)上論壇系統(tǒng)，大致有如下的流程：

1、用戶（一般為游客或注冊(cè)會(huì)員）登錄進(jìn)入論壇，就某個(gè)帖子的主題展開討論；通過發(fā)帖功能發(fā)布新的主題；通過回帖功能回復(fù)已有的主題；通過搜索功能查找已有的主題；

2、論壇管理員通過管理功能創(chuàng)建、編輯、刪除論壇的板塊；管理注冊(cè)用戶和管理帖子。運(yùn)用用例模型舉例(網(wǎng)上論壇)一、理解領(lǐng)域論壇的用戶主要分為三種：普通用戶即游客；論壇的注冊(cè)會(huì)員；論壇的管理員。三者的身份不同，權(quán)限不同，所以具體的功能需求也不同。對(duì)普通用戶來說，需要具有以下的兩個(gè)功能：（1）無須注冊(cè)即可以瀏覽論壇的信息，系統(tǒng)提供論壇文章的查詢和閱讀功能，即提供對(duì)應(yīng)文章的標(biāo)題信息以及詳細(xì)內(nèi)容。（2）如果要想對(duì)某個(gè)主題發(fā)帖和回復(fù)，則該用戶必須先注冊(cè)成為論壇注冊(cè)的會(huì)員。系統(tǒng)提供新會(huì)員的注冊(cè)功能，在用戶輸入個(gè)人信息后，經(jīng)檢查注冊(cè)信息有效后，將注冊(cè)會(huì)員的信息保存到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。對(duì)于注冊(cè)會(huì)員，除了普通用戶所有的功能，還擁有以下功能（1）要想針對(duì)主題發(fā)帖或回復(fù)必須是登錄的注冊(cè)用戶。無論在進(jìn)入論壇首頁(yè)時(shí)還是在發(fā)帖和回帖時(shí)，進(jìn)行登錄都是可以的。注冊(cè)會(huì)員在登錄頁(yè)面中要輸入注冊(cè)的用戶賬號(hào)和密碼，通過身份驗(yàn)證才能獲得發(fā)帖和回復(fù)的權(quán)限。（2）注冊(cè)會(huì)員可以針對(duì)某一主題發(fā)表帖子（文章）和修改發(fā)帖的內(nèi)容。（3）注冊(cè)會(huì)員能夠?qū)δ骋粋€(gè)主圖展開討論，發(fā)表意見，并進(jìn)行回復(fù)。（4）注冊(cè)會(huì)員可以修改自己的個(gè)人會(huì)員信息、修改密碼、找回密碼和注銷。對(duì)于論壇管理員來說，其功能范圍包括以下內(nèi)容：（1）當(dāng)網(wǎng)上論壇會(huì)員注冊(cè)后，系統(tǒng)會(huì)在數(shù)據(jù)庫(kù)中加入會(huì)員的資料，包括會(huì)員名稱、會(huì)員密碼、會(huì)員E-mail等個(gè)人信息。論壇管理員對(duì)會(huì)員資料進(jìn)行管理，可查看用戶的基本信息、刪除該用戶的信息、修改會(huì)員的積分和排行等。（2）根據(jù)不同的討論內(nèi)容，論壇管理員將整個(gè)討論區(qū)劃分成不同的板塊，會(huì)員可以選擇進(jìn)入不同的討論區(qū)，允許管理者對(duì)版塊進(jìn)行調(diào)整，刪除不必要的版塊，修改版塊的名稱、類型和數(shù)量，同時(shí)提供不同討論區(qū)中包括文章數(shù)量的統(tǒng)計(jì)功能。（3）論壇管理員能夠?qū)?huì)員發(fā)表的帖子進(jìn)行修改、刪除內(nèi)容反動(dòng)或不健康的帖子、轉(zhuǎn)移/指定/設(shè)置精華帖，控制帖子的點(diǎn)擊率等操作?？蓸?gòu)建出網(wǎng)上論壇的參與者包含以下4種：（1）用戶。泛指所有使用網(wǎng)上論壇系統(tǒng)的人，是專門抽象出來的一個(gè)參與者。（2）普通用戶。也就是游客，沒有在論壇中進(jìn)行注冊(cè)的用戶，無權(quán)發(fā)帖和回帖，僅能瀏覽論壇文章。（3）注冊(cè)會(huì)員。已經(jīng)注冊(cè)成為論壇會(huì)員的用戶，登錄論壇后即可擁有發(fā)帖和回帖的權(quán)限。（4）管理員。擁有對(duì)本論壇進(jìn)行設(shè)置管理、會(huì)員管理、板塊管理、帖子管理和用戶管理的權(quán)限。二、理解用戶三、理解用例對(duì)普通用戶來說，可通過本系統(tǒng)進(jìn)行如下活動(dòng)：在網(wǎng)上論壇中進(jìn)行注冊(cè)成為注冊(cè)會(huì)員。在論壇中查詢帖子（文章）。在論壇中瀏覽帖子的具體內(nèi)容。對(duì)于注冊(cè)會(huì)員，除了普通用戶所有的功能，還可進(jìn)行以下活動(dòng)：登錄網(wǎng)上論壇。在論壇中發(fā)帖和回復(fù)貼子，包括修改發(fā)帖的內(nèi)容。修改個(gè)人注冊(cè)信息，包括修改登錄密碼。在忘記登錄密碼時(shí)，可以找回該密碼?？梢栽诰€注銷登錄。對(duì)于論壇管理員，可以通過本系統(tǒng)進(jìn)行如下的活動(dòng)：對(duì)論壇會(huì)員進(jìn)行管理，包括刪除會(huì)員、設(shè)置會(huì)員等級(jí)、查詢會(huì)員信息、添加會(huì)員等。對(duì)論壇的帖子進(jìn)行管理，包括帖子置頂、設(shè)置精華貼、刪除帖子、修改帖子等。對(duì)論壇板塊分類進(jìn)行管理，包括添加板塊和刪除板塊等。登錄到BBS網(wǎng)上論壇。思考題1：1、發(fā)起一個(gè)用例的實(shí)體被稱為什么？2、包含用例是什么含義？3、擴(kuò)展用例是什么含義？4、用例和場(chǎng)景是同一概念么？思考題2系統(tǒng)管理員主要職責(zé)是管理用戶、修改所有用戶的密碼、管理用戶的權(quán)限，還可以瀏覽所有用戶的信息。思考題3根據(jù)如下關(guān)于電梯控制的問題描述，繪制一個(gè)用例圖每部電梯都有樓層按鈕，每一樓層有一組。乘坐電梯的人可以按下樓按鈕，按鈕被按下時(shí)指示燈會(huì)閃亮，然后通知電梯運(yùn)行到指定的樓層。等電梯到達(dá)指定樓層時(shí)，按鈕停止指示燈閃亮。乘客在必要時(shí)可以按下緊急求助按鈕，該按鈕會(huì)自動(dòng)發(fā)出求救信號(hào)。技術(shù)員可以通過一個(gè)控制按鍵激活或終止電梯的樓層按鈕。出于安全方面的考慮，只有保安人員可以通過一個(gè)控制鍵打開地下室的電梯樓層按鈕。所有電梯都是通過大廳前臺(tái)的一個(gè)控制中心控制的。課后練習(xí)題畫出銀行取款過程的用例圖。問題描述為：儲(chǔ)戶用存折取款，首先填寫取款單，根據(jù)“銀行卡”中的信息檢驗(yàn)取款單與存折，如有問題，將問題反饋給儲(chǔ)戶，否則，登錄“儲(chǔ)戶存款數(shù)據(jù)庫(kù)”，修改相應(yīng)數(shù)據(jù)，并更新“銀行卡”，同時(shí)發(fā)出付款通知，出納向儲(chǔ)戶付款。實(shí)例講解（一）建立項(xiàng)目與資源管理系統(tǒng)的用例圖。系統(tǒng)的主要功能是：項(xiàng)目管理、資源管理和系統(tǒng)管理。項(xiàng)目管理包括項(xiàng)目的增加、刪除、更新等功能。資源管理包括對(duì)資源和技能的添加、刪除和更新、系統(tǒng)管理包括系統(tǒng)的啟動(dòng)和關(guān)閉，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和備份等功能。

實(shí)例2醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)一、問題描述

為了對(duì)危重病人進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，隨時(shí)了解病人病情，及時(shí)進(jìn)行處理，建立病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。

病癥監(jiān)視器安置在每個(gè)病床，通過網(wǎng)絡(luò)將病人的病癥信號(hào)（組合）實(shí)時(shí)傳送到中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行分析處理。在中心值班室里，值班護(hù)士使用中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)對(duì)病員的情況進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)護(hù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)地將病人的病癥信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)的病診信號(hào)進(jìn)行比較分析，當(dāng)病癥出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即自動(dòng)報(bào)警，并打印病情報(bào)告和更新病歷。系統(tǒng)根據(jù)醫(yī)生的要求隨時(shí)打印病人的病情報(bào)告，系統(tǒng)定期自動(dòng)更新病歷。請(qǐng)對(duì)系統(tǒng)需求進(jìn)行分析！經(jīng)過初步的需求分析，得到系統(tǒng)功能要求：1.監(jiān)視病員的病癥（血壓、體溫、脈搏等）2.定時(shí)更新病歷3.病員出現(xiàn)異常情況時(shí)報(bào)警。4.隨機(jī)地產(chǎn)生某一病員的病情報(bào)告。產(chǎn)生病情報(bào)告監(jiān)視病情更新病歷二、簡(jiǎn)單的需求分析說明

對(duì)“醫(yī)院病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)”進(jìn)行分析，確定系統(tǒng)的主要功能如下：

1.病癥監(jiān)視器可以將采集到的病癥信號(hào)（組合），格式化后實(shí)時(shí)的傳送到中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。

2.中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)將病人的病癥信號(hào)分解后與標(biāo)準(zhǔn)的病癥信號(hào)庫(kù)里的病癥信號(hào)的正常值進(jìn)行比較，當(dāng)病癥出現(xiàn)異常時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。

3.當(dāng)病癥信號(hào)異常時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)更新病歷并打印病情報(bào)告。

4.值班護(hù)士可以查看病情報(bào)告并進(jìn)行打印。

5.醫(yī)生可以查看病情報(bào)告，要求打印病情報(bào)告，也可以查看或要求打印病歷。

6.系統(tǒng)定期自動(dòng)更新病歷。需求分析1.通過以下6個(gè)問題識(shí)別角色(1)誰使用系統(tǒng)的主要功能？(2)誰需要系統(tǒng)的支持以完成日常工作任務(wù)？(3)誰負(fù)責(zé)維護(hù)，管理并保持系統(tǒng)正常運(yùn)行？(4)系統(tǒng)需要應(yīng)付（或處理）哪些硬設(shè)備？(5)系統(tǒng)需要和哪些外部系統(tǒng)交互？(6)誰（或什么）對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的結(jié)果（值）感興趣？三、建立系統(tǒng)的用例模型值班護(hù)士、醫(yī)生、病人值班護(hù)士、醫(yī)生系統(tǒng)管理員監(jiān)護(hù)器,網(wǎng)絡(luò),報(bào)警系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)病癥信號(hào)庫(kù)、病歷庫(kù)同(2)

通過回答這6個(gè)問題以后，再進(jìn)一步分析可以識(shí)別出本系統(tǒng)的4個(gè)角色：值班護(hù)士，醫(yī)生，病人，標(biāo)準(zhǔn)病癥信號(hào)庫(kù)。角色描述模板：角色：病人角色職責(zé)：提供病癥信號(hào)角色職責(zé)識(shí)別：負(fù)責(zé)生成、實(shí)時(shí)提供各種病癥信號(hào)。角色：值班護(hù)士角色職責(zé)：負(fù)責(zé)監(jiān)視病人的病情變化角色職責(zé)識(shí)別：

(1)使用系統(tǒng)主要功能

(2)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果感興趣角色:標(biāo)準(zhǔn)病癥信號(hào)庫(kù)角色職責(zé)：負(fù)責(zé)向系統(tǒng)提供病癥信號(hào)的正常值角色職責(zé)識(shí)別：

(1)負(fù)責(zé)保持系統(tǒng)正常運(yùn)行

(2)與系統(tǒng)交互角色：醫(yī)生角色職責(zé)：對(duì)病人負(fù)責(zé)，負(fù)責(zé)處理病情的變化角色職責(zé)識(shí)別：

(1)需要系統(tǒng)支持以完成其日常工作

(2)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果感興趣２.識(shí)別用例回答下面的問題：⑴與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有關(guān)的主要問題是什么？⑵系統(tǒng)需要哪些輸入/輸出？這些輸入/輸出從何而來？到哪里去？⑶執(zhí)行者需要系統(tǒng)提供哪些功能？⑷執(zhí)行者是否需要對(duì)系統(tǒng)中的信息進(jìn)行讀、創(chuàng)建、修改、刪除或存儲(chǔ)？

通過分析可以初步識(shí)別出系統(tǒng)的用例為：

中央監(jiān)護(hù)，病癥監(jiān)護(hù)，提供標(biāo)準(zhǔn)病癥信號(hào)，病歷管理，病情報(bào)告管理。進(jìn)一步將用例細(xì)化，即分解用例：1.中央監(jiān)護(hù)

分解:a分解信號(hào)將從病癥監(jiān)護(hù)器傳送來的組合病癥信號(hào)分解為系統(tǒng)可以處理的信號(hào)。

b比較信號(hào)將病人的病癥信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)比較。

c報(bào)警如果病癥信號(hào)發(fā)生異常（即高于峰值），發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

d數(shù)據(jù)格式化將處理后的數(shù)據(jù)格式化以便寫入病歷庫(kù)。2.病癥監(jiān)護(hù)

分解:e信號(hào)采集采集病人的病癥信號(hào)。

f模數(shù)轉(zhuǎn)換將采集來的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

g信號(hào)數(shù)據(jù)組合將采集到的脈搏，血壓等信號(hào)數(shù)據(jù)組合為一組信號(hào)數(shù)據(jù)。

h采樣頻率改變根據(jù)病人的情況改變監(jiān)視器采樣頻率用例細(xì)化3.提供標(biāo)準(zhǔn)病癥信號(hào)

i（此用例不分解）4.病歷管理

分解為：j生成病歷。將各種病癥符號(hào)經(jīng)過格式化后，加上時(shí)間戳，存入病歷庫(kù)。

k查看病歷。醫(yī)生隨時(shí)根據(jù)需要在計(jì)算機(jī)屏幕上查看病歷。

l更新病歷

。定時(shí)清理病歷庫(kù)，更新病歷。

m打印病歷。隨時(shí)打印病歷，作為醫(yī)生診斷依據(jù)。5.病情報(bào)告管理

分解為：n顯示病情報(bào)告在顯示器上顯示病情

o打印病情報(bào)告在打印機(jī)打印病情報(bào)告用例細(xì)化給出細(xì)化的用例圖細(xì)化的用例圖病人模數(shù)轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)格式化值班護(hù)士報(bào)警信號(hào)采集比較信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)病癥信號(hào)庫(kù)醫(yī)生信號(hào)數(shù)據(jù)組合采樣頻率改變提供標(biāo)準(zhǔn)病癥信號(hào)生成病歷查看病歷更新病歷打印病歷顯示病情報(bào)告打印病情報(bào)告分解信號(hào)<<extend>><<Extend>><<Extend>><<include>><<include>><<include>><<include>><<include>><<include>><<include>><<include>>用例名：

中

央

監(jiān)

視執(zhí)行者：

值班護(hù)士、醫(yī)生目標(biāo)：

對(duì)病人的病癥信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、處理，超過極限報(bào)警。功能描述：1.分解信號(hào)：將從病癥監(jiān)護(hù)器傳送來的組合病癥信號(hào)分解為系統(tǒng)可以處理的信號(hào)。2.比較信號(hào)：將病人的病癥信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)比較

。3.報(bào)警：如果病癥信號(hào)發(fā)生異常（即高于峰值），發(fā)出報(bào)警信號(hào)。4.數(shù)據(jù)格式化：將處理后的數(shù)據(jù)格式化以便寫入病歷庫(kù)

。其他非功能需求:

高可靠性、實(shí)時(shí)性主要步驟：按設(shè)定頻率連續(xù)接收來自各病人的病癥信號(hào)，并進(jìn)行分解。將病人的病癥信號(hào)與專家系統(tǒng)（標(biāo)準(zhǔn)病癥信號(hào)庫(kù)）中的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較判斷是否超過極限值。若超過極限值，進(jìn)行報(bào)警，并及時(shí)更新病歷和打印病情報(bào)告。相關(guān)用例：病癥監(jiān)護(hù)、提供標(biāo)準(zhǔn)病癥信號(hào)、病歷管理、病情報(bào)告管理。相關(guān)信息：(優(yōu)先級(jí)、性能、頻執(zhí)行率)：優(yōu)先級(jí)：報(bào)警處理具有最高優(yōu)先級(jí)3,一般病歷管理為1,其他為2.性能：實(shí)時(shí)性、高可靠性頻執(zhí)行率：根據(jù)病情嚴(yán)重程度12～30次/小時(shí)用例“中央監(jiān)護(hù)”描述模板實(shí)例講解3超市信息管理系統(tǒng)根據(jù)需求分析，系統(tǒng)包括以下幾個(gè)小的系統(tǒng)模塊。銷售管理子系統(tǒng)：銷售管理子系統(tǒng)主要用于實(shí)