软件需求规格说明中UML图的应用
2019-10-29宋勇强
宋勇强
(山西大众电子信息产业集团有限公司，山西 太原 030024)
UML是软件和系统开发的标准建模语言。任何大规模的系统设计都是相当困难的。从简单的桌面应用程序到完整的多层企业系统，任何系统都可以分解为成百上千乃至成千上万的软件和硬件组成。如何确定需要哪些组件？每个组件的职责及其如何满足客户的需求？再进一步，如何与同事共享设计，以确保各个部件能够无缝地协作？在开发复杂系统时，如何缺乏相应的帮助，容易曲解或遗忘的技术细节实在太多，而这正是UML出现的原因。软件需求规格说明是对分析和综合过程的结果描述，它包含了软件的功能、性能、接口、有效性等需求的描述信息。在软件需求规格说明中充分应用UML用例，有利于在各个环节间确立沟通的标准，便于系统文档的制定和项目的管理[1]。
1 概述
下面以某设备管理软件的需求规格说明分析为例描述UML在需求分析中的应用，以下简称上位机软件，本软件主要功能为接收显示四个上装设备(包括两个车载设备、两个便携式设备)的测量信息，能够查询和设置设备的参数，能够对设备进行控制，能够手动对设备进行自检以及设备开机自动上报自检结果，设备能够自动上报故障以及工作状态。软件和不同设备之间有共性功能，也有独立功能，软件对收到的测量结果分析处理后，需打包发送给上级测量软件，本软件需求见表1。
表1 软件需求表
2 软件接口分析
明确了软件功能以后，就要分析软件的外部接口，以便于接下来区分主执行者、辅助执行者以及区分用例。本软件外部接口主要是设备和上级。软件接口图如图1。
图1 软件外部接口图
软件接口的详细数据描述如表2。
表2 接口数据图
当软件的功能以及接口都确定以后，就可以根据功能以及接口详细划分用例，用例在UML建模中是最重要的一个因素。官方文档对用例的定义是：用例定义了一组用例实例，其中每个实例都是系统所执行的一系列操作，这些操作生成特定主角可以观测的值，这个如果不容易理解的话，我们可以换个说法，一个用例就是与参与者交互的，并且给参与者提供可观测意义的结果的一系列活动的组合。这个说话应当更清楚一些。所谓的用例就是一件事情，要完整这件事情，需要做一系列活动。而做一件事情可以有很多不同的方法和步骤，也可能会遇到各种各样的意外情况，因此这件事是由很多种不同情况的集合构成的。在UML中称之为用例场景，一个场景就是一个用例的实例[1]。
3 UML用例图和用例表
3.1 软件用例图
一般一个软件往往只画一个用例图，用例图用一个矩形框包含所有用例，左边为主执行者、右边为辅助执行者，空箭头表示包含，本软件的用例图如图2所示。
图2 软件用例图
3.2 查询光谱仪测量结果用例
查询光谱仪测量结果用例是指软件向光谱仪发送测量结果命令，光谱仪收到命令以后向软件上报测量结果，用例要从用户和软件自身角度去考虑问题，而不是用程序员的思维去考虑具体如何实现，对于此用例，明确参与者，即主执行者是操作员，操作员点击查询测量结果后，激发一系列的操作，其中光谱仪必定是辅助执行者，而完成的用例就是查询光谱仪测量结果，用用例表表示如表3。
表3 查询光谱仪测量结果用例表
3.3 发送自检命令用例
发送自检命令用例是指软件向设备发送自检命令，设备收到命令以后向软件上报自检结果，对于此用例，明确参与者，即主执行者是操作员，操作员点击软件自检命令后，激发一系列的操作，其中设备是辅助执行者，而完成的用例就是发送自检命令用例
3.4 设置设备参数用例
设置设备参数用例是指软件向设备发送设置参数命令，设置收到命令对参数进行设置，其中主执行者为操作员，辅助执行者为设备。
3.5 查询设备参数用例
查询设备参数用例是指软件向设备发送参数查询命令，设备收到命令以后向软件上报所查询的参数，软件收到参数进行显示，主执行者是操作员，辅助执行者为设备。
3.6 控制升气象用例
控制升气象用例是指软件向气象仪发送升气象控制命令，气象仪收到命令以后按照指令进行升气象操作，主执行者是操作员，辅助执行者为气象仪。
3.7 处理测量结果用例
处理测量结果用例是指软件接收处理设备发送的测量结果，这个用例比较特殊，主执行者是设备，而因为要向上级上报数据，所以上级为辅助执行者。
3.8 接收自检结果用例
接收自检结果用例是指设备开机向软件上报自检结果，软件显示自检结果。虽然都是完成自检功能，但是因为主执行者不同，所以要和命令自检用例进行区分。此用例主执行者为设备，无辅助执行者。
4 结束语
通过UML用例图来表示软件需求，不仅能够把软件的真正需求表达的更加清晰，而且能够从用户角度真正的表达用户到底想要什么，需要软件做什么，达到什么功能，一个好的需求设计文档有助于开发人员根据需求进行下一步的详细设计工作，更有利于测试人员直接按用例表编写测试用例，所以UML用例图在需求规格说明文档中的作用是必不可少的。
