黃金晶 李文駿

(1.蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系 江蘇蘇州 215104 2.蘇州大學(xué) 江蘇蘇州 215006)

利用UML的面向?qū)ο蠓治鼋?/p>

黃金晶1李文駿2

(1.蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系 江蘇蘇州 215104 2.蘇州大學(xué) 江蘇蘇州 215006)

介紹了利用UML統(tǒng)一建模語(yǔ)言進(jìn)行面向?qū)ο蠓治鼋５姆椒?，并以一個(gè)呼叫中心系統(tǒng)的開發(fā)為背景，采用UML建模語(yǔ)言，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行用例建模、類與對(duì)象建模以及動(dòng)態(tài)建模，展示了UML在需求分析建模中的優(yōu)勢(shì)。

UML;結(jié)構(gòu)化分析;面向?qū)ο蠓治?用例建模

0 引言

隨著面向?qū)ο蠹夹g(shù)的發(fā)展，人們對(duì)面向?qū)ο蠓椒ǖ恼J(rèn)識(shí)也從面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言逐漸過渡到對(duì)面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)方法的認(rèn)識(shí)，出現(xiàn)了多種面向?qū)ο蟮慕７椒?，比如Booch、OMT、OOSE方法。然而，面對(duì)眾多的建模方法，用戶難以選擇，并且沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。因而，在Booch、Rumbaugh和Jacobson三人的共同努力下，推出了UML統(tǒng)一建模語(yǔ)言［1］。經(jīng)過多年的發(fā)展，UML已被OMG(Object Management Group)定為信息技術(shù)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。本文主要探討UML在面向?qū)ο蠓治龇椒ㄖ械膽?yīng)用。

1UML語(yǔ)言概述

UML(unified modeling language，統(tǒng)一建模語(yǔ)言)是一種形式化的建模語(yǔ)言，可以對(duì)具有靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為的系統(tǒng)進(jìn)行建模［2］。UML由視圖、圖、模型元素、通用機(jī)制等幾個(gè)部分組成，它與具體的程序設(shè)計(jì)的語(yǔ)言無關(guān)，可以適用于不同程序語(yǔ)言要求的項(xiàng)目。進(jìn)行系統(tǒng)建模，只需要定義一定數(shù)量的視圖，每個(gè)視圖由一組圖構(gòu)成，可以表示系統(tǒng)的一個(gè)方面。UML的視圖［3］包括用例視圖、邏輯視圖、構(gòu)件視圖、并發(fā)視圖、部署視圖。

用例視圖從功能角度出發(fā)，是系統(tǒng)的外部用戶觀察到系統(tǒng)功能的模型圖，一般以用例圖來表示。與用例視圖相比，邏輯視圖主要關(guān)注系統(tǒng)的內(nèi)部，它主要從系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為角度顯示如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，靜態(tài)結(jié)構(gòu)可以用類圖和對(duì)象圖描述，動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)用順序圖、協(xié)作圖、狀態(tài)圖等進(jìn)行描述。構(gòu)件視圖主要顯示代碼組件的組織結(jié)構(gòu)，由構(gòu)件圖構(gòu)成。并發(fā)視圖顯示系統(tǒng)的并發(fā)性，可以采用狀態(tài)圖、順序圖、協(xié)作圖、活動(dòng)圖等進(jìn)行描述。部署視圖用來顯示系統(tǒng)的物理部署。

2 需求分析建模

制作一個(gè)軟件需要經(jīng)歷計(jì)劃、分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試、維護(hù)等幾個(gè)階段。而準(zhǔn)確收集用戶的需求，并進(jìn)行合理的分析、整理，建立完整的需求分析模型是開發(fā)一個(gè)項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵。倘若錯(cuò)誤地理解了用戶的需求，并按此需求進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)，必將造成客戶需求與實(shí)際項(xiàng)目不符，這是開發(fā)者和客戶都不希望發(fā)生的。因而，需求分析是軟件生命周期中一個(gè)重要的階段，采用合適的需求分析技術(shù)可以減少或者避免需求的錯(cuò)誤。當(dāng)前占主導(dǎo)地位的需求分析建模方法有傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化分析方法(Structured Analysis)和面向?qū)ο蟮姆治龇椒?Object-oriented Analysis)。

2.1 結(jié)構(gòu)化的分析建模

結(jié)構(gòu)化分析方法是強(qiáng)調(diào)開發(fā)方法的結(jié)構(gòu)合理性以及所開發(fā)軟件的結(jié)構(gòu)合理性的軟件開發(fā)方法［4］。它主要利用圖形表達(dá)用戶需求，比如通過數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言、判定表以及判定樹等對(duì)系統(tǒng)加以描述。

在需求分析階段繪制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖(DFD)，并輔以數(shù)據(jù)字典加以說明，對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)采用實(shí)體關(guān)系(E-R)圖來描述。然而結(jié)構(gòu)化方法無法適應(yīng)不停變化的需求，難以擴(kuò)充新的功能接口，當(dāng)用戶需求發(fā)生變化時(shí)，開發(fā)方往往需要花費(fèi)較大的代價(jià)來支持這個(gè)變化。面向?qū)ο蠓治鰟t由于對(duì)對(duì)象的封裝使得它能彈性地適應(yīng)需求的變化，因而面向?qū)ο蟮姆治龇椒ㄊ艿皆絹碓蕉嗳说那嗖A。

2.2 面向?qū)ο蟮姆治鼋?/h3>

面向?qū)ο蟮姆治龇椒ㄓ泻芏?，本文主要討論利用UML統(tǒng)一建模語(yǔ)言進(jìn)行分析建模。需求分析就是要獲取用戶的需求，建立用例模型是需求獲取的一種較好方法。面向?qū)ο蠓治龇椒ㄒ杂美Ｐ蜑楹诵?，配以類圖、對(duì)象圖、狀態(tài)圖、時(shí)序圖、構(gòu)件圖等圖形模型。下文結(jié)合一個(gè)呼叫中心系統(tǒng)利用UML進(jìn)行面向?qū)ο蠓治鼋！?/p>

2.2.1 用例建模

用例建模［5］描述系統(tǒng)具備的基本功能，不考慮具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，用例建模由用例圖組成，基本組成部分是系統(tǒng)、參與者和用例。一個(gè)系統(tǒng)往往包含若干用例，每個(gè)用例代表一個(gè)功能，參與者是與系統(tǒng)交互的外部實(shí)體。

對(duì)呼叫中心系統(tǒng)進(jìn)行面向?qū)ο蠼?，首先需確定系統(tǒng)的參與者。一般呼叫中心系統(tǒng)的參與者至少有接線員、客戶、管理員三類人員。其次，確定系統(tǒng)的用例。不同的呼叫中心具體的功能不相同，大體上包括呼叫控制、錄放音、質(zhì)檢功能、呼叫重定向等基本功能。圖1顯示了該呼叫中心系統(tǒng)的用例圖。

圖1 用例圖

用例間還存在泛化、包含、擴(kuò)展等關(guān)系。父子用例之間即構(gòu)成泛化關(guān)系。若一個(gè)用例包含其他用例，那么就構(gòu)成包含關(guān)系。比如呼叫控制包括應(yīng)答、呼出、釋放、靜音等功能，如圖2所示。

圖2 包含關(guān)系的用例圖

用例圖只是簡(jiǎn)單地用圖描述系統(tǒng)，但為了使用戶對(duì)該系統(tǒng)有更加詳細(xì)的了解，需要寫出用例描述。下面以呼叫控制為例說明用例描述。

用例名稱:呼叫控制

標(biāo)示號(hào):1

前置條件:用例啟動(dòng)前接線員已經(jīng)簽入。

基本流:①接線員應(yīng)答用戶來電;

②接線員接聽完電話后釋放話機(jī);

③接線員在通話中進(jìn)行靜音等操作;

④接線員對(duì)外呼出。

備選流:①接線員忙碌，來電進(jìn)入等待隊(duì)列;

②VIP用戶的特殊處理;

③客戶忙碌主叫等待。

后置條件:用例成功，在系統(tǒng)中建立并存儲(chǔ)通話記錄。

2.2.2 類與對(duì)象建模

類與對(duì)象是面向?qū)ο蠹夹g(shù)的基本元素。類是對(duì)本質(zhì)相同一類事物的抽象。在UML中，類與對(duì)象模型用類圖和對(duì)象圖來表示，屬于靜態(tài)建模的范疇。在UML中，類圖用一個(gè)長(zhǎng)方形表示，垂直地分為三個(gè)區(qū)域，從上到下分別表示類的名字、類的屬性、類的操作。在簡(jiǎn)略的類圖中，下面的兩個(gè)區(qū)域可以省略，只保留類名。正如對(duì)象是類的實(shí)例，對(duì)象圖也是類圖的實(shí)例。

圖3表示的是呼叫中心系統(tǒng)中接線員與坐席兩個(gè)基本類以及它們之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。接線員通過簽入的方法與坐席發(fā)生關(guān)聯(lián)，1個(gè)接線員對(duì)應(yīng)與1個(gè)坐席。

圖3 接線員與坐席的類圖

2.2.3 動(dòng)態(tài)建模

動(dòng)態(tài)建模描述系統(tǒng)中的對(duì)象在執(zhí)行期間是如何進(jìn)行動(dòng)態(tài)交互的，可以用時(shí)序圖、狀態(tài)圖、協(xié)作圖等來描述。

順序圖通過描述對(duì)象之間發(fā)送消息的時(shí)間順序顯示對(duì)象之間的動(dòng)態(tài)協(xié)作，重點(diǎn)是對(duì)象間消息傳遞的時(shí)間順序。順序圖有兩個(gè)坐標(biāo)軸，橫坐標(biāo)軸顯示對(duì)象，縱坐標(biāo)軸顯示時(shí)間。呼出是呼叫中心中非常重要的一個(gè)用例，圖4表示的是該用例的順序圖。

狀態(tài)圖是描述一個(gè)實(shí)體可能的狀態(tài)以及引起狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件。因而，狀態(tài)圖是由若干狀態(tài)以及引起狀態(tài)間轉(zhuǎn)換的事件構(gòu)成。通過狀態(tài)圖可以了解一個(gè)實(shí)體在整個(gè)生命周期的運(yùn)動(dòng)軌跡。圖5是呼出實(shí)例的狀態(tài)圖。

3 結(jié)束語(yǔ)

圖4 呼出用例順序圖

圖5 呼出用例狀態(tài)圖

本文探討了利用UML進(jìn)行需求分析建模的過程，并將其運(yùn)用于一個(gè)呼叫中心系統(tǒng)。利用UML統(tǒng)一建模語(yǔ)言進(jìn)行需求分析建模，一方面可以幫助項(xiàng)目組成員更好地了解用戶需要，防止開發(fā)組成員由于草率的開發(fā)項(xiàng)目而帶來的不必要的損失;另一方面，由于UML是一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因而采用UML進(jìn)行需求分析將更加規(guī)范化，并大大提高工作效率。

［1］王長(zhǎng)元，趙莉，王淑蓉.軟件工程與建模［M］.西安:西安交通大學(xué)出版社，2010:217-218.

［2］劉嘉，童格明，李明，等.基于本體的UML類圖的語(yǔ)義推理［J］.計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2011，28(4):212-214.

［3］翟亞紅，楊艷霞.UML建模技術(shù)的研究與應(yīng)用［J］.科技創(chuàng)業(yè)，2010(4):156-157.

［4］白桂梅.結(jié)構(gòu)化與面向?qū)ο蠓治龇椒ㄖg關(guān)系的研究［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2009(20):137-139.

［5］方義秋，冉華鋒，葛君偉.基于用例的面向方面需求建模［J］.計(jì)算機(jī)工程，2009(35):4.

Object-oriented Analysis Modeling Based on UML

HUANG Jin-jing1LI Wen-jun2
(1.Information Engineering Department，Suzhou Institute of Industrial Technology，Suzhou 215104 2.Soochow University，Suzhou 215006，China)

This paper introduces the method of object-oriented modeling based on UML.Then under the background of a call center，this paper conducts use case modeling，class and object modeling，dynamic modeling about the system，which shows the advantages of doing requirement analysis by UML.

UML;structured analysis;object-oriented analysis;use case modeling

TP 311.52

A

1672-2434(2011)05-0013-03

2011-05-31

黃金晶(1984-)，女，助教，碩士，從事研究方向:數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)挖掘