本節(jié)和大家學(xué)習(xí)一下UML業(yè)務(wù)建模，UML是一種編制系統(tǒng)藍(lán)圖的標(biāo)準(zhǔn)化語言，可以對復(fù)雜的系統(tǒng)建立可視化的系統(tǒng)模型。對于大中型信息系統(tǒng)，很難直接進(jìn)行需求分析設(shè)計，需要借助模型來分析設(shè)計系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)調(diào)研數(shù)據(jù)，建立起目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型。

UML業(yè)務(wù)建模實(shí)例分析

對于大中型信息系統(tǒng)，很難直接進(jìn)行需求分析設(shè)計，需要借助模型來分析設(shè)計系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)調(diào)研數(shù)據(jù)，建立起目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型。

在軟件工程的歷史中，很長時間里人們一直認(rèn)為需求分析是整個軟件工程中最簡單的一個步驟，但在過去十年中越來越多的人認(rèn)識到它是整個過程中最為關(guān)鍵的一個過程。假如在需求分析時分析者們未能正確地認(rèn)識到客戶的需求的話，那么***的軟件實(shí)際上不可能達(dá)到客戶的要求，或者導(dǎo)致需求的頻繁變更，而軟件無法在規(guī)定的時間里完工。

在需求分析階段，要對經(jīng)過可行性分析所確定的系統(tǒng)目標(biāo)和功能作進(jìn)一步的詳細(xì)論述，確定系統(tǒng)“做什么？”的問題，最終建立起目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型。

首先是獲得當(dāng)前系統(tǒng)的物理模型。物理模型是對當(dāng)前系統(tǒng)的真實(shí)寫照，可能是一個由人工操作的過程，也可能是一個已有的但需要改進(jìn)的計算機(jī)系統(tǒng)。首先是要對現(xiàn)行系統(tǒng)進(jìn)行分析、理解，了解它的組織情況、數(shù)據(jù)流向、輸入輸出，資源利用情況等，在分析的基礎(chǔ)上畫出它的物理模型。然后抽象出當(dāng)前系統(tǒng)的邏輯模型。

邏輯模型是在物理模型基礎(chǔ)上，去掉一些次要的因素，建立起反映系統(tǒng)本質(zhì)的邏輯模型。接下來建立目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型。通過分析目標(biāo)系統(tǒng)與當(dāng)前系統(tǒng)在邏輯上的區(qū)別，建立符合用戶需求的目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型。***補(bǔ)充目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型。對目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充完善,將一些次要的因素補(bǔ)充進(jìn)去，例如出錯處理等。

UML（TheUnifiedModelingLanguage，即統(tǒng)一建模語言）是一種編制系統(tǒng)藍(lán)圖的標(biāo)準(zhǔn)化語言，可以對復(fù)雜的系統(tǒng)建立可視化的系統(tǒng)模型，目前已經(jīng)被工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化組織OMG（ObjectManagementGroup）接受，一經(jīng)推出便得到許多著名的計算機(jī)廠商如Microsoft、HP、IBM、Oracle等的支持，也在逐步開始應(yīng)用到需求分析過程中。
在使用UML建立當(dāng)前系統(tǒng)邏輯模型過程中，初學(xué)者通常會遇到一些問題：

1.什么時候真正需要業(yè)務(wù)模型？什么時候用例模型獨(dú)立存在？
2.在進(jìn)行精確的業(yè)務(wù)建模時能用哪些UML圖形？如何知道是否用順序圖或者交互圖？
3.業(yè)務(wù)模型如何涉及到其他模型（如領(lǐng)域模型，用例模型等等）呢？如何有機(jī)地組織這些模型？
本文將通過圖書館管理系統(tǒng)這個簡單而典型的實(shí)例來進(jìn)行一次UML需求分析實(shí)踐之旅。#p#

許多讀者對圖書館圖書管理工作比較熟悉，主要是圍繞讀者、圖書和工作人員的借還書展開工作。我們先看看圖書館工作人員和部分讀者的需求。
讀者來圖書館借書，可能先查詢書庫的圖書記錄。查詢可以按書名、作者、圖書編號、關(guān)鍵字查詢。查詢有兩種結(jié)果，如果查到則記下書號，交給工作人員，然后等候辦理借書手續(xù)。如果該書已經(jīng)被全部借出，則可做借書登記，等待有書時被通知。如果圖書館沒有該書的記錄，則做缺書登記。
辦理借書手續(xù)時先要出示圖書證，沒有圖書證則去申請圖書證。如果借書數(shù)量超出規(guī)定，則提示“借書數(shù)量超限，不能繼續(xù)借閱”。工作人員登記借閱人信息、借閱的圖書信息、借出時間和應(yīng)還書時間。系統(tǒng)自動修改書庫的圖書記錄、讀者庫信息。

◆當(dāng)一位讀者還書時，工作人員根據(jù)圖書證編號，找到讀者的借書信息，查看是否超期，如果已經(jīng)超期，則進(jìn)行超期處罰。
◆如果圖書有破損、丟失，則進(jìn)行破損處罰。清除借閱記錄，同時系統(tǒng)自動查看是否有等待借閱登記，如果有則發(fā)出通知，修改書庫記錄，該書設(shè)置為已預(yù)訂狀態(tài)，否則設(shè)置為可借狀態(tài)。
◆圖書采購人員進(jìn)行圖書采購時，要參考各類圖書的庫存數(shù)和借閱率，注意合理采購。如果有缺書登記則隨時進(jìn)行采購。正在采購的圖書組成一個采購中書庫。
◆采購到貨后，進(jìn)行驗收，編號，同時加入圖書庫，修改采購中書庫，并且查看訂閱庫，發(fā)出到書通知，并且已經(jīng)修改書庫的圖書記錄為已預(yù)訂狀態(tài)。
◆借書登記是當(dāng)欲借的書被借空后，讀者自愿選擇的一種操作，它應(yīng)該記錄讀者名和聯(lián)系方式，一旦有這本書后可通知讀者。
◆到書通知，當(dāng)讀者預(yù)訂的書來到之后，按照讀者給出的聯(lián)系方式發(fā)出通知。
◆缺書登記是當(dāng)讀者需要的書庫內(nèi)查詢沒有記錄時，將此信息轉(zhuǎn)入缺貨庫，通知采購員采購。
◆圖書注銷，如果圖書丟失或舊書淘汰，則將該書從書庫中清除。
根據(jù)需求描述整理一張需求表：

 
需求分析時首先要識別出系統(tǒng)的參與者，在簡單的圖書館管理系統(tǒng)中，可以劃分出兩種參與者：讀者和管理員。當(dāng)然，根據(jù)業(yè)務(wù)的復(fù)雜程度，參與者也可以進(jìn)行細(xì)分，比如讀者可以再分為學(xué)生讀者、教師讀者、校外讀者，管理員根據(jù)業(yè)務(wù)和權(quán)限的不同可以再細(xì)分為庫房管理員、借還書操作員、系統(tǒng)維護(hù)人員、圖書館管理人員等不同角色。在這里，為了簡化處理，我們只列出了讀者和管理員。對參與者描述如下：

（1）讀者

描述：讀者可以借閱、預(yù)定、歸還物理書刊，可以對書籍和個人信息進(jìn)行查詢，可以取消預(yù)定，可以提出辦卡申請。
示例：持有借閱卡的任何人和組織。

（2）管理員

描述：圖書管理員對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，包括讀者信息的創(chuàng)建、修改、刪除，書刊信息的維護(hù)，條目信息的維護(hù)，還有系統(tǒng)信息的維護(hù)。
示例：圖書管理員。

通過識別的參與者，對需求進(jìn)一步分析，將業(yè)務(wù)需求進(jìn)行分解，獲得每個參與者的使用用例。在本例中，我們可以得到以下用例：
1.書籍借出：提供借閱物理書刊的功能。
2.書籍歸還：提供歸還物理書刊的功能。
3.讀者辦卡：提供為讀者辦理借閱卡的功能。
4.預(yù)定書刊：提供對某一個種類的書刊的預(yù)約功能。
5.取消預(yù)定：提供對預(yù)定進(jìn)行取消的功能。

6.書籍查詢：為讀者提供網(wǎng)上的書籍查詢功能。
7.信息查詢：為讀者提供信息查詢的功能。
8.讀者信息維護(hù)：提供讀者信息的錄入、修改、查詢、刪除的功能。
9.書刊信息維護(hù)：提供物理書刊的錄入、修改、查詢、刪除的功能。
10.條目信息維護(hù)：提供書刊條目的錄入、修改、查詢、刪除的功能。
11.系統(tǒng)信息維護(hù)：提供對系統(tǒng)的參數(shù)的設(shè)置。
12.登錄：管理員需要先登錄才能進(jìn)入系統(tǒng)。#p#

并且，可以畫出如下系統(tǒng)用例圖：

通過用例圖，可以對系統(tǒng)功能有一個大概的了解，對于復(fù)雜系統(tǒng)，我們可以結(jié)合IDEF方法，通過分層分解，逐步細(xì)化的方法來描述系統(tǒng)的功能。對于用例圖，建議不要畫的過于復(fù)雜，特別是用例之間的關(guān)系，因為復(fù)雜的用例圖不僅不能讓需求分析人員與客戶之間更好的溝通，反而是制造了一種溝通障礙。
下一步就是編制每一個用例的詳細(xì)說明，對用例說明的主要信息包括有：用例名稱、編號、用例的簡短描述、用例的參與者、與其他用例的管理、用例啟動的前提條件、用例結(jié)束后的事后條件、用例的輸入、輸出、用例的執(zhí)行事件流等。在實(shí)際項目中，我們并不一定要面面俱到，而是根據(jù)實(shí)際情況對用例描述進(jìn)行裁減。其中有幾點(diǎn)重要信息是不能裁減的：用例名稱、描述、輸入、輸出、執(zhí)行事件流、參與者。另外，如果實(shí)際情況需要，還可以使用MSVisio等工具畫出界面的示意圖來。

如上例所述，我們對每一個用例都進(jìn)行詳細(xì)的描述，建立當(dāng)前系統(tǒng)的功能用例模型。需求溝通與分析是一個迭代的過程，通過與用戶的不斷溝通，最終達(dá)成對目標(biāo)系統(tǒng)的一致理解。如果用戶確認(rèn)了需求分析的成果，一般是需求規(guī)格說明書之后，項目開始進(jìn)入系統(tǒng)分析設(shè)計階段，也就是開始構(gòu)造目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型。
為了讓系統(tǒng)設(shè)計能夠以結(jié)構(gòu)、組織方式和代碼重用的形式表現(xiàn)出來，要對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計規(guī)劃，設(shè)計階段應(yīng)該與分析階段交迭。需求是不斷地發(fā)展，而設(shè)計本身也會推動需求的發(fā)展(反之亦然)。在圖書館管理系統(tǒng)的建模設(shè)計中，以下3個方面的問題是要關(guān)注的：業(yè)務(wù)對象的表示、業(yè)務(wù)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)、用戶界面的組織。

業(yè)務(wù)對象的表示

在圖書館管理系統(tǒng)系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)對象主要是數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)實(shí)體類的表示方式。建模時，可以構(gòu)造出系統(tǒng)的靜態(tài)模型，也就是系統(tǒng)類圖來表示。如下圖則描述了借書這一用例的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖。為了體現(xiàn)類之間的關(guān)系，在下圖中沒有顯示出每一個類的屬性和基本操作。

業(yè)務(wù)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)

業(yè)務(wù)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)需要完成的功能是各種業(yè)務(wù)規(guī)則和邏輯的實(shí)現(xiàn),如借書處理的業(yè)務(wù)邏輯。每個模塊的信息錄入、修改、刪除、查詢等。業(yè)務(wù)規(guī)則和邏輯的實(shí)現(xiàn)基本相似，沒有太多的規(guī)律可循。采用UML來進(jìn)行業(yè)務(wù)服務(wù)的建模，可以使用UML的序列圖、狀態(tài)圖、活動圖。這個部分的工作,通常通過一系列的類之間的交互來完成。為了在更動態(tài)的層面上描述系統(tǒng)，UML提供了許多其他類型的圖。
對于B/S系統(tǒng)設(shè)計而言，情節(jié)圖(ScenarioDiagram)特別有用。情節(jié)圖分成兩種：協(xié)作圖(CollaborationDiagram)，序列圖(SequenceDiagram)。UML建模工具RationalRose能夠從協(xié)作圖生成序列圖也可以從序列圖生成協(xié)作圖。

借閱書刊過程主要包括：管理員選擇“借閱書刊”菜單，彈出對話框，管理員輸入書刊信息和用戶信息，系統(tǒng)查找數(shù)據(jù)庫，是否存在該種物理書刊，如果不存在，顯示提示信息，用例結(jié)束;是否存在借閱者信息，如果不存在，顯示提示信息，用例結(jié)束;否則，管理員單擊確認(rèn)按鈕后，該圖書借閱給該借閱者，系統(tǒng)存儲借閱信息到數(shù)據(jù)庫。#p#

用戶界面的組織

用戶界面布局圖能夠幫助組織系統(tǒng)頁面、文件、服務(wù)的布局結(jié)構(gòu)。在UML中，對于頁面和文件的組織，可以使用構(gòu)件圖(ComponentDiagram)或類圖(ClassDiagram)建模型。本系統(tǒng)中使用類圖對界面組織建模，頁面結(jié)構(gòu)以及各種業(yè)務(wù)服務(wù)被捆綁到不同的區(qū)域。

在UML中，系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)使用部署圖(DeploymentDiagram)來完成。應(yīng)用部署的規(guī)劃對于規(guī)劃整個B/S系統(tǒng)是很有用的。它確定了一種有效的應(yīng)用部署的規(guī)劃組織方式,還可以作為一個模式在多個類似B/S系統(tǒng)上應(yīng)用。
在建模完成后，開發(fā)人員利用一些UMLCase工具如RationalROSE生成程序代碼框架，并對代碼框架進(jìn)行修改和補(bǔ)充，形成完整代碼;而且，還可根據(jù)代碼逆向生成UML模型。這就較好地保證了模型與代碼的一致性。

 圖2：用況活動圖                  圖3：借書部分的類結(jié)構(gòu)圖

測試必須在整個項目周期中進(jìn)行，對每個階段都要用所建立的模型進(jìn)行測試，這樣才能保證開發(fā)的質(zhì)量，減少開發(fā)的風(fēng)險。
統(tǒng)一建模語言UML是國際軟件工程領(lǐng)域具有劃時代意義的重要成果，適用于以面向?qū)ο蠹夹g(shù)來描述任何類型的系統(tǒng)，而且適用于系統(tǒng)開發(fā)的不同階段，從需求規(guī)格描述直至系統(tǒng)完成后的測試和維護(hù)。軟件系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，復(fù)雜度不斷提高，RUP迭代式增量開發(fā)方式可以降低風(fēng)險，同時可以適應(yīng)需求變化的需要。

在本次UML實(shí)踐之旅中，我們通過對圖書館管理系統(tǒng)的需求進(jìn)行分析，將UML應(yīng)用于系統(tǒng)開發(fā)的各個階段，建立了系統(tǒng)的需求模型、靜態(tài)模型和動態(tài)模型，同時遵循Rationl統(tǒng)一過程(RUP)的核心思想和基本原則，采用以用例為驅(qū)動、以體系構(gòu)架為核心的迭代化面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計過程。

UML行為圖

用況圖（usecasediagram）描述了一組用況和參與者（一種特殊的類）以及它們之間的關(guān)系。
交互圖（interactiondiagram）是順序圖和協(xié)作圖的統(tǒng)稱。
順序圖(sequencediagram)是強(qiáng)調(diào)消息的時間次序的交互圖。
協(xié)作圖(collaborationdiagram)是強(qiáng)調(diào)收發(fā)消息的對象的結(jié)構(gòu)組織的交互圖。
狀態(tài)圖顯示了一個由狀態(tài)，轉(zhuǎn)換，事件和活動組成的狀態(tài)機(jī)。
活動圖顯示了系統(tǒng)中從活動到活動的流。

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