用例模型在系统建模过程中是十分重要的,它影响着其他视图的建立和系统的实现。对不同的人员来说,用例模型具有不同的用处:
* 客户使用它,详细说明系统应有的功能,并描述系统的使用方法;
* 开发人员使用它,有助于理解系统的需求,为后续阶段的工作(如分析、设计和实现)奠定基础;
* 系统集成和测试人员使用它,验证最终实现的系统是否与用例模型说明的功能一致;
* 文档人员使用它,为编写用户手册提供参考。
建立用例模型的过程如下:
(1) 找出系统边界以外的角色(actor),角色是与系统进行交互的外部实体,可以是与系统交互的人员、与系统相连并交换信息的设备和其他系统;
(2) 从这些角色如何与系统进行交互的角度,使用用例(use case)来描述角色怎样使用系统以及系统向角色提供什么功能,用例所表示的是从外部用户角度观察的系统功能;
(3) 绘制用例图,并编写详细的用例描述。用例图只能宏观地描述系统的功能,但却不能提供用例模型所必需的所有信息,每个功能的含义和具体实现步骤则以文本方式描述。
下面,我们采用一个简单的例子说明用例模型的基本概念和建立过程。
用例模型用于描述系统的基本功能,其中,角色代表外部实体,如用户、硬件或其他外部系统,用例代表一个完整的功能。角色启动用例并与之通讯,执行中的用例是一个动作序列。用例的具体执行过程需要用文本进行描述。
举例:学生注册课程系统
某大学准备开发一个学生课程注册系统,学生可以使用该系统查询新学期将开设的课程和讲课教师情况,选择自己要学习的课程进行登记注册,并可以查询成绩单;教师可以使用该系统查询新学期将开设的课程和选课学生情况,并可以登记成绩单;注册管理员使用该系统进行注册管理,包括维护教师信息、学生信息和课程信息等。
在每个学期的开始,学生可以获得该学期的课程目录表,课程目录表列出每门课程的所有信息,诸如基本信息、教师、开课系和选课条件等。
新学期开始前两周为选课注册时间,在此期间学生可以选课注册,并且允许改变或取消注册申请,开学两周后注册管理员负责关闭课程注册。每个学生可以选择不超过4门课程,同时指定2门侯选课程以备主选课程未选上。每门课程最多不能超过10人,最少不能低于3人,低于3人选课的课程将被取消。一旦学生的注册过程完毕,注册系统将有关信息提交收费系统以便学生付费。如果在实际注册过程中名额已满,系统将通知学生在提交课程表之前予以更改。
在学期结束时,学生可以存取系统查看电子成绩单。由于学生成绩属于敏感信息,系统必须提供必要的安全措施以防非法存取。
发现角色
简单地说,角色是与系统交互的人或事。所谓"与系统交互"意味着向系统发送消息,从系统中接收消息,或是与系统交换信息。有些角色可以初始化用例,有些角色则不然,仅仅参与用例,在某个时刻与用例进行通信。在UML语言中,角色用一个小人的图形和名称来表示。
我们可以通过回答下列问题,进行系统角色的识别:
* 谁使用系统的功能?
* 谁需要借助系统完成日常工作?
* 谁来维护和管理系统,以保证系统正常工作?
* 系统控制的硬件设备有哪些?
* 系统需要与其他哪些系统交互?
* 谁对系统产生的结果感兴趣?
在上述例子中,学生和教师使用系统完成课程注册和成绩登记等,注册管理员维护和管理教师、学生和课程的信息。另外,新系统存取已有的课程目录数据库,获得课程列表。因此,我们可以识别出如图4.15所示的角色。

图4.15 学生注册课程系统的角色
发现用例
用例代表一个完整的功能,如与角色通信、进行计算或在系统内工作等。用例具有以下的特征:
* 用例总是由角色初始化;
* 用例为角色提供值;
* 用例具有完全性,即不管其内部是如何实现的,只有最终产生了返回角色的结果,用例的执行才能完毕。
用例描述了它所代表的功能的各个方面,即包含了用例执行期间可能发生的种种情况。用例和角色之间具有"关联"的连接关系,表示什么角色与该用例进行通信。在UML语言中,用例用一个椭圆图形和名称表示。
实际上,从识别角色开始,发现用例的过程就已经开始了。对于已识别的角色,通过询问下列问题,我们可以发现用例:
* 角色需要从系统中获得什么功能?角色需要做什么?
* 角色需要读取、产生、删除、修改或存储系统的某些信息吗?
* 系统中发生事件需要通知角色吗?角色需要通知系统某件事情吗?
* 系统需要的输入/输出信息是什么?这些信息从哪儿来到哪儿去?
* 采用什么实现方法满足某些特殊要求?
在上述例子中,我们通过上述提问可以识别以下用例:
* 与教师有关的用例
选择课程--选择所教的课程,并获得学生名册;
登记成绩--在学期结束时,提交学生的课程成绩。
* 与学生有关的用例
注册课程--在学期开始进行选课注册,允许在一段时间内更改或删除,课程目录系统提供当前学期的所有可选课程列表;
查看成绩单--学生可以查看以前学期的电子成绩单。
* 与注册管理员有关的用例
维护课程信息--在系统中增加、修改和删除课程信息;
维护学生信息--在系统中增加、修改和删除学生信息;
维护教师信息--在系统中增加、修改和删除教师信息。
关闭注册--删除少于3人的课程,并由付费系统通知学生缴费。
* 与安全性要求有关的用例
登录--使用此系统的人员需要进行登录,以验证其身份和权限。
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