第5章UML中的用例图讲解

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,5,章 用例图,5.1,用例图的基本概念,5.2,用例图的组成,5.3,用例图的创建概述,5.4,用例图的创建示例,5.5,实例,图书馆管理系统中的用例图,5.1,用例图的基本概念,用例图通过用例来捕获系统的需求，在结合参与者进行系统功能需求的分析和设计。,5.1.1,用例图的定义,由参与者、用例以及它们之间的关系构成的用于描述系统功能的动态视图称为用例图。,用例图显示谁将是相关的用户、用户希望系统提供什么服务以及用户需要为系统提供的服务。,用例图最常用来描述系统以及子系统。,图,5-1 ATM,用例图,图,5-2,银行客户注释图,5.1.2,用例图的作用,用例图是需求分析中的产物。,主要作用是描述参与者和用例之间的关系，帮助开发人员可视化地了解系统的功能。,用例图是可视化地描述了系统的功能性需求。,完全从外部来定义系统功能，把需求和设计完全分离开来。,清晰地描述了参与者之间的关系。,是沟通的好方法。,5.2,用例图的组成,用例图包含,4,个元素：,参与者（,Actor,）,用例（,Use Case,）,系统边界,关联,关联关系（,Association,）,包含关系（,Include,）,扩展关系（,Extend,）,泛化关系（,Generalization,）,5.2.1,参与者,系统外部的一个实体。,参与用例的执行过程。,通过向系统输入或请求系统输入某些事件来触发系统的执行。,由参与用例时所担当的角色来表示。,每个参与者可以参与一个或多个用例。,参与者的种类：,系统用户,与所建造的系统交互的其他系统,一些可以运行的进程,主要参与者和次要参与者,参与者的确定,如何寻找系统的参与者,对参与者建模的过程中需要注意的问题,图,5-4,系统时钟用例图,参与者间的关系,在用例图中，使用泛化关系来描述多个参与者之间的公共行为。,参与者间的泛化关系示例：,泛化关系（或称继承关系）的含义是把某些参与者的共同行为提取出来表示成通用行为，并描述为超类。,泛化关系表示的是参与者之间的一般,/,特殊关系。,图,5-5,参与者之间的泛化关系,5.2.2,系统边界,系统边界是指系统与系统之间的边界。,系统边界之外的同系统相关联的其他部分称为系统环境。,系统名称,用例,参与者,图,5-8,系统边界,5.2.3,用例,外部可见的系统功能单元。,在不揭示系统内部构造的前提下定义连贯的行为。,不是需求或功能的规格说明，但是也展示和体现其所描述的过程中的需求情况。,5.2.3,用例,用例的名称：,简单名,路径名,用例和参与者之间的关系是关联关系，又称为通信关联。,关联关系是双向的一对一的关系。,用例必须由某一个参与者触发激活后才能执行，即每个用例至少应该涉及到一个参与者。,用例是完整的。,用例的识别,识别用例最好的方法就是从分析系统的参与者开始，考虑每个参与者是如何使用系统的。,如何识别用例。,用例的粒度,用例的粒度是指用例所包含的系统服务或功能单元的多少。,用例的粒度越大，用例包含的功能就越多，反之，则越少。,用例粒度大，用例数会少，反之，用例粒度小，用例数会多。,用例数目过多会造成用例模型过大和引入设计困难大大提高；用例数目过少不便于进一步充分分析。,用例的粒度不但决定了用例模型级的复杂度，还决定了每一个用例内部的复杂度。,在具体分析时，要尽可能保证整个用例模型的易理解性。,图,5-11,学生管理系统,图,5-12,细化后的学生管理系统,用例规约,用例规约就是对每个用例的详细的描述信息。,用例模型是由用例图和每一个用例的详细描述,-,用例规约组成。,用例规约基本上是用文本方式来表述的，可以适当的加入序列图、活动图、状态转移图或粘贴用户界面及其他图形来补充。,用例规约包括以下内容：,简要说明；,事件流；,用例场景；,特殊需求；,前置条件；,后置条件。,事件流：包括基本流和备选流。,基本流描述的是用例的基本流程，是用例“正常”运行时的场景。,备选流描述的是用例执行过程中可能发生的异常和偶尔发生的情况。,用例场景是指同一个用例在实际执行的时候会有很多不同的情况发生。,用例场景包括成功场景和失败场景。,场景使用事件流来描述。,注意不要遗漏某些需求。,特殊需求指一个用例的非功能性需求和设计约束。,特殊需求的非功能性需求包括可靠性、性能、可用性和可扩展性。,特殊需求的设计约束包括开发工具、操作系统及环境，兼容性等。,前置条件是指执行用例之前系统必须所处的状态。,后置条件是指用例执行完后系统可能处于的一组状态。,5.2.4,关联,1,关联关系,2,包含关系,3,扩展关系,4,泛化关系,关联关系,表示参与者用例之间进行通信。,不同的参与者可以访问相同的用例。,包含关系,用例可以简单地包含其他用例具有的行为，并把它所包含的用例行为作为自身行为的一部分。,UML1.1,使用,使用包含关系的两种情况：,1,、多个用例用到同一段的行为，把这段共同的行为单独地抽象出来成为一个被包含的用例。,2,、某一个用例的功能过多，事件流过于复杂时，把某一段事件流抽象为一个被包含的用例，可以达到简化描述的目的。,图,5-15,包含关系示例,包含关系的两个优点：,提高了用例模型的可维护性。,不但减少了重复，还可以避免在多个用例中对同一段行为描述的不一致。,扩展关系,在一定条件下，把新的行为加入到已有的用例中，获得的新用例称为扩展用例，原有的用例称为基础用例。从扩展用例到基础用例的关系就是扩展关系。,一个基础用例可以有一个或多个扩展用例，这些扩展用例可以一起使用。,在扩展关系中，是基础用例而不是扩展用例被当作例子使用。,图,5-16,扩展关系,扩展关系和包含关系的不同点：,在扩展关系中，基础用例提供了一个或者多个插入点，扩展用例为这些插入点提供了需要插入的行为。而在包含关系中插入点只能有一个。,基础用例的执行并不一定会涉及到扩展用例，扩展用例只有在满足一定条件下才会被执行。而在包含关系中，当基础用例执行完后，被包含用例是一定会被执行的。,即使没有扩展用例，扩展关系中的基础用例本身也是完整的，而对于包含关系，基础用例在没有被包含用例的情况下就是不完整存在的。,图,5-17,扩展关系示例,扩展关系一般用来处理异常或构建灵活的系统框架。,使用扩展关系可以降低系统的复杂度，有利于系统的扩展、提高系统的性能。,扩展关系还可用来处理基础用例中的不易描述的问题，是系统显得清晰、易于理解。,泛化关系,用例的泛化是指一个父用例可以被特化形成多个子用例，父用例和子用例之间的关系就是泛化。,父用例也可以被特别列举为一个或多个子用例。,子用例表示父用例的特殊形式。,子用例从父用例处继承行为和属性，还可以添加行为或覆盖、改变继承的行为。,当系统中两个或多个用例在行为、结构和目的方面存在共性时，就可以使用泛化关系。,图,5-19,泛化关系示例,泛化关系和包含关系都可以用来复用多个用例中的公共行为。,泛化关系和包含关系的区别：,1,、在用例的泛化关系中，所有的子用例都有相似的目的和结构，注意它们是整体上的相似。,2,、在用例的包含关系中，基础用例在目的上可以完全不同，但是它们都有一段相似的行为，它们的相似是部分而不是整体。用例的泛化关系类似于面向对象中的继承，它把多个子用例中的共性抽象成一个父用例，子用例在继承父用例的基础上可以进行修改。但子用例之间又是相互独立的，任何一个子用例的执行不受其他子用例的影响。而用例的包含关系是把多个基础用例中的共性抽象为一个被包含用例，可以说被包含用例就是基础用例中的一部分，基础用例的执行必然引起被包含用例的执行。,5.3,用例图创建概述,5.3.1,创建用例图,5.2.2,创建参与者,5.3.3,创建用例,5.3.4,创建关联,5.4,实例,图书馆管理系统的用例图,5.4.1,确定系统涉及的总体信息,5.4.2,确定系统的参与者,5.4.3,确定系统的用例,5.4.4,使用,Rational Rose,绘制用例图的步骤,5.4.5,图书馆管理系统的用例图,5.4.1,确定系统涉及的总体信息,读者：,借书,还书,书籍预定,5.4.1,确定系统涉及的总体信息,图书馆管理员：,书籍借出处理,书籍归还处理,预定信息处理,5.4.1,确定系统涉及的总体信息,系统管理员：,增加书目,删除或更新书目,增加书籍,减少书籍,增加读者帐户信息,删除或更新读者帐户信息,书籍信息查询,读者信息查询,5.4.2,确定系统的参与者,首先分析系统所涉及的问题领域和系统运行的主要任务：,分析使用该系统主要功能部分的是哪些人。,谁将需要该系统的支持以完成其工作。,系统的管理者与维护者。,5.4.2,确定系统的参与者,图书馆管理系统的参与者：,读者（借阅者）,图书馆管理员,图书馆管理系统维护者,5.4.3,确定系统的用例,1.,借阅者请求服务的用例,2.,图书馆管理员处理借书、还书等的用例,3.,系统管理员进行系统维护的用例,1.,借阅者请求服务的用例,登录系统,查询自己的借阅信息,查询书籍信息,预定书籍,借阅书籍,归还书籍,2.,图书馆管理员处理借书、还书的用例,处理书籍借阅,处理书籍归还,删除预定信息,3.,系统管理员进行系统维护的用例,查询借阅者信息,查询书籍信息,增加书目,删除或更新书目,增加书籍,删除书籍,添加借阅者帐户,删除或更新借阅者帐户,5.4.4,使用,Rational Rose,绘制用例图的步骤,1.,创建用例图,2.,用例图工具栏按钮简介,3.,工具栏的定制,4.,添加参与者与用例,5.,添加参与者与用例之间的关系,6.,添加用例之间的关系,5.4.5,图书馆管理系统的用例图,1.,借阅者请求服务的用例图,2.,图书馆管理员处理借书、还书的用例图,3.,系统管理员进行系统维护的用例图,1.,借阅者请求服务的用例图,2.,图书馆管理员处理借书、还书的用例图,3.,系统管理员进行系统维护的用例图,