軟件需求規(guī)格說(shuō)明中UML圖的應(yīng)用

宋勇強(qiáng)

(山西大眾電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030024)

UML是軟件和系統(tǒng)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言。任何大規(guī)模的系統(tǒng)設(shè)計(jì)都是相當(dāng)困難的。從簡(jiǎn)單的桌面應(yīng)用程序到完整的多層企業(yè)系統(tǒng)，任何系統(tǒng)都可以分解為成百上千乃至成千上萬(wàn)的軟件和硬件組成。如何確定需要哪些組件？每個(gè)組件的職責(zé)及其如何滿足客戶的需求？再進(jìn)一步，如何與同事共享設(shè)計(jì)，以確保各個(gè)部件能夠無(wú)縫地協(xié)作？在開發(fā)復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)，如何缺乏相應(yīng)的幫助，容易曲解或遺忘的技術(shù)細(xì)節(jié)實(shí)在太多，而這正是UML出現(xiàn)的原因。軟件需求規(guī)格說(shuō)明是對(duì)分析和綜合過(guò)程的結(jié)果描述，它包含了軟件的功能、性能、接口、有效性等需求的描述信息。在軟件需求規(guī)格說(shuō)明中充分應(yīng)用UML用例，有利于在各個(gè)環(huán)節(jié)間確立溝通的標(biāo)準(zhǔn)，便于系統(tǒng)文檔的制定和項(xiàng)目的管理[1]。

1 概述

下面以某設(shè)備管理軟件的需求規(guī)格說(shuō)明分析為例描述UML在需求分析中的應(yīng)用，以下簡(jiǎn)稱上位機(jī)軟件，本軟件主要功能為接收顯示四個(gè)上裝設(shè)備(包括兩個(gè)車載設(shè)備、兩個(gè)便攜式設(shè)備)的測(cè)量信息，能夠查詢和設(shè)置設(shè)備的參數(shù)，能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行控制，能夠手動(dòng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行自檢以及設(shè)備開機(jī)自動(dòng)上報(bào)自檢結(jié)果，設(shè)備能夠自動(dòng)上報(bào)故障以及工作狀態(tài)。軟件和不同設(shè)備之間有共性功能，也有獨(dú)立功能，軟件對(duì)收到的測(cè)量結(jié)果分析處理后，需打包發(fā)送給上級(jí)測(cè)量軟件，本軟件需求見表1。

表1 軟件需求表

2 軟件接口分析

明確了軟件功能以后，就要分析軟件的外部接口，以便于接下來(lái)區(qū)分主執(zhí)行者、輔助執(zhí)行者以及區(qū)分用例。本軟件外部接口主要是設(shè)備和上級(jí)。軟件接口圖如圖1。

圖1 軟件外部接口圖

軟件接口的詳細(xì)數(shù)據(jù)描述如表2。

表2 接口數(shù)據(jù)圖

當(dāng)軟件的功能以及接口都確定以后，就可以根據(jù)功能以及接口詳細(xì)劃分用例，用例在UML建模中是最重要的一個(gè)因素。官方文檔對(duì)用例的定義是：用例定義了一組用例實(shí)例，其中每個(gè)實(shí)例都是系統(tǒng)所執(zhí)行的一系列操作，這些操作生成特定主角可以觀測(cè)的值，這個(gè)如果不容易理解的話，我們可以換個(gè)說(shuō)法，一個(gè)用例就是與參與者交互的，并且給參與者提供可觀測(cè)意義的結(jié)果的一系列活動(dòng)的組合。這個(gè)說(shuō)話應(yīng)當(dāng)更清楚一些。所謂的用例就是一件事情，要完整這件事情，需要做一系列活動(dòng)。而做一件事情可以有很多不同的方法和步驟，也可能會(huì)遇到各種各樣的意外情況，因此這件事是由很多種不同情況的集合構(gòu)成的。在UML中稱之為用例場(chǎng)景，一個(gè)場(chǎng)景就是一個(gè)用例的實(shí)例[1]。

3 UML用例圖和用例表

3.1 軟件用例圖

一般一個(gè)軟件往往只畫一個(gè)用例圖，用例圖用一個(gè)矩形框包含所有用例，左邊為主執(zhí)行者、右邊為輔助執(zhí)行者，空箭頭表示包含，本軟件的用例圖如圖2所示。

圖2 軟件用例圖

3.2 查詢光譜儀測(cè)量結(jié)果用例

查詢光譜儀測(cè)量結(jié)果用例是指軟件向光譜儀發(fā)送測(cè)量結(jié)果命令，光譜儀收到命令以后向軟件上報(bào)測(cè)量結(jié)果，用例要從用戶和軟件自身角度去考慮問(wèn)題，而不是用程序員的思維去考慮具體如何實(shí)現(xiàn)，對(duì)于此用例，明確參與者，即主執(zhí)行者是操作員，操作員點(diǎn)擊查詢測(cè)量結(jié)果后，激發(fā)一系列的操作，其中光譜儀必定是輔助執(zhí)行者，而完成的用例就是查詢光譜儀測(cè)量結(jié)果，用用例表表示如表3。

表3 查詢光譜儀測(cè)量結(jié)果用例表

3.3 發(fā)送自檢命令用例

發(fā)送自檢命令用例是指軟件向設(shè)備發(fā)送自檢命令，設(shè)備收到命令以后向軟件上報(bào)自檢結(jié)果，對(duì)于此用例，明確參與者，即主執(zhí)行者是操作員，操作員點(diǎn)擊軟件自檢命令后，激發(fā)一系列的操作，其中設(shè)備是輔助執(zhí)行者，而完成的用例就是發(fā)送自檢命令用例

3.4 設(shè)置設(shè)備參數(shù)用例

設(shè)置設(shè)備參數(shù)用例是指軟件向設(shè)備發(fā)送設(shè)置參數(shù)命令，設(shè)置收到命令對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，其中主執(zhí)行者為操作員，輔助執(zhí)行者為設(shè)備。

3.5 查詢?cè)O(shè)備參數(shù)用例

查詢?cè)O(shè)備參數(shù)用例是指軟件向設(shè)備發(fā)送參數(shù)查詢命令，設(shè)備收到命令以后向軟件上報(bào)所查詢的參數(shù)，軟件收到參數(shù)進(jìn)行顯示，主執(zhí)行者是操作員，輔助執(zhí)行者為設(shè)備。

3.6 控制升氣象用例

控制升氣象用例是指軟件向氣象儀發(fā)送升氣象控制命令，氣象儀收到命令以后按照指令進(jìn)行升氣象操作，主執(zhí)行者是操作員，輔助執(zhí)行者為氣象儀。

3.7 處理測(cè)量結(jié)果用例

處理測(cè)量結(jié)果用例是指軟件接收處理設(shè)備發(fā)送的測(cè)量結(jié)果，這個(gè)用例比較特殊，主執(zhí)行者是設(shè)備，而因?yàn)橐蛏霞?jí)上報(bào)數(shù)據(jù)，所以上級(jí)為輔助執(zhí)行者。

3.8 接收自檢結(jié)果用例

接收自檢結(jié)果用例是指設(shè)備開機(jī)向軟件上報(bào)自檢結(jié)果，軟件顯示自檢結(jié)果。雖然都是完成自檢功能，但是因?yàn)橹鲌?zhí)行者不同，所以要和命令自檢用例進(jìn)行區(qū)分。此用例主執(zhí)行者為設(shè)備，無(wú)輔助執(zhí)行者。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)UML用例圖來(lái)表示軟件需求，不僅能夠把軟件的真正需求表達(dá)的更加清晰，而且能夠從用戶角度真正的表達(dá)用戶到底想要什么，需要軟件做什么，達(dá)到什么功能，一個(gè)好的需求設(shè)計(jì)文檔有助于開發(fā)人員根據(jù)需求進(jìn)行下一步的詳細(xì)設(shè)計(jì)工作，更有利于測(cè)試人員直接按用例表編寫測(cè)試用例，所以UML用例圖在需求規(guī)格說(shuō)明文檔中的作用是必不可少的。