基于UML的需求建模研究

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1、郑州大学学士学位论文基于UML的需求建模研究姓名:郭庆伟专业:软件工程2011-4-16摘要软件需求工程是随着计算机的发展而发展起来的，在计算机发展的初期，软件规模不是很大的情况下，需求分析很少受到重视，随着软件系统的规模日益增大，需求分析与定义在整个软件开发过程中越发显出它的重要性，它贯穿于整个软件开发生命周期中。以软件需求工程为基础，基于UML的系统需求建模研究成为时下热门的研究方向。UML（UnifiedModelingLanguage）是建立系统模型和分析业务处理流程强有力的工具，从不同角度描述系统，帮

2、助分析人员弄清楚“做什么，谁去做，何时做，以什么顺序做”。本文首先介绍面向对象建模以及统一建模语言UML的相关知识，接着总结面向对象需求建模的过程和具体步骤以及基于UML的系统需求工程方法。关键词：统一建模语言，需求工程，面向对象1面向对象建模及UML概述1.1面向对象建模面向对象方法学也称为面向对象的开发方法，它属于软件工程的范畴。面向对象方法学的出发点和基本原则是尽可能模拟人类习惯的思维方式，使开发软件的方法与过程接近人类认识世界解决问题的方法与过程。也就是说，面向对象方法是一种崭新的思维方法，它是把程序看

3、作是相互协作而又彼此独立的对象的集合。由于对象的独立封装，模块的可构造性、可扩充性、可重用性也大大加强，从而面向对象的软件工程能够胜任当今大规模复杂、易变软件系统开发应用的要求。 　面向对象的软件工程要求首先对系统建立模型是对现实的简化，它提供了系统的蓝图。一个好的模型只需抓住影响事物发展的主要矛盾，而忽略那些次要矛盾。每个系统可以从不同方面用不同的模型来描述。因而每个模型都是在语义上闭合的系统抽象。通过建模可以按照实际情况对系统进行可视化模型详细地说明了系统结构或行为，指导我们构造系统模板 。模型是现实系统的

4、简化，它是抓住现实系统的重要方面（主要方面）而忽略次要方面的一种抽象。因此，模型既反映现实系统，又不等同于该现实系统。模型是理解、分析、开发或改造现实系统的一种常用手段。图1-1描述了模型和现实系统之间的关系。图1-1模型和现实系统之间的关系由于人们对复杂性的认识能力有限，因此系统的设计者在系统设计之初往往无法全面理解整个系统。此时，人们就需要对系统进行建模。例如，建造大楼前通常应先设计大楼的建筑设计图，以便在大楼动工前就能使人们对未来的大楼有一清晰的感性认识。软件设计和建筑设计相似。建模可以使设计者从全局上把

5、握系统及其内部的联系，而不致陷入每个模块的细节之中。模型可使具有复杂关系的信息简单易懂，使人们容易洞察复杂堆砌而成的原始数据背后的规律，并能有效地让人们将系统需求映射到软件结构上。具体而言，模型主要有如下作用：（1）模型可以促进项目有关人员对系统的理解和交流。模型对于问题的理解、项目有关人员（客户、领域专家、分析人员和设计人员等）之间的交流、文档的准备以及程序和数据库的设计等都非常有益。模型可使得人们直接研究一个大型的复杂软件系统。建模能促进人们对需求的理解，从而可得到更清晰的设计，进而得到更易于维护的系统。（

6、2）模型有助于挑选出代价较小的解决方案。在研究一个大型软件系统的模型时，人们可以提出多个实际方案并对它们进行相互比较，然后挑选出一个最好的方案。（3）模型可以缩短系统的开发周期。模型实质上是通过过滤掉一些不必要的细节而刻画复杂问题或者结构的必要特性的抽象，它使得问题更容易理解。在有了模型之后，软件系统的开发过程就会变得较快，同时也就降低了系统的开发成本。为了建立复杂的系统，开发人员必须首先抽象出系统的不同视图，并用精确的表示法来建立模型，最后在模型转换为实现的过程中逐渐添加进相关细节。如图1-2所示，表示法、过

7、程和工具是成功建模的三要素，三者缺一不可。如果建模人员了解表示法的含义，但不知道如何使用这些表示法（过程），那么最终有可能会失败；如果建模人员知道建模的过程，但不知道各表示法的含义，那么最终也可能会失败；如果建模人员不能借助工具记录下建模过程中所得的各制品，那么最后还是有可能会失败。1.2UML建模语言概述UML是一种定义良好的、易于表达的、功能较强的且普遍适用的建模语言。它吸收了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。UML的应用领域相当广泛，它不仅可用于建立软件系统的模型，同样也可用于描述非软件领域内的系统模

8、型以及处理复杂数据的信息相同、具有实时要求的工业系统或工业过程等。作为一种通用的建模语言，UML适用于系统开发过程中从需求规约描述到系统完成后测试的不同阶段。目前，UML已经成为建模语言事实上的工业标准。在UML问世之前，已经有不少人试图将各种建模方法中不同的概念进行统一。其中Coleman和他的同事们曾努力统一OMT、Booch、CRC方法中的概念，但由于这些方法的原作者没有参与这项