软件工程第8章
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(软件工程理论、方法与实践)第8章分布式系统体系结构
代理具有自治性，可以独立于其他代理进行操作，并能够与其他代理进行协调。基于代理的设计方法强调动态性 和灵活性，适用于构建可扩展、可重构和自适应的分布式系统。
基于服务的架构设计方法
总结词
基于服务的架构设计方法是一种以服务为中心的设计方法，通过将系统功能封装为可复用的服务，实 现松耦合的分布式系统。
详细描述
01
02
分布式性
组件分布在不同的物理节点上，可以 位于不同的地理位置。
03
通信能力
组件之间通过通信进行协调和交互。
可靠性
分布式系统具有容错性和可恢复性， 能够保证系统的可靠运行。
05
04
并发性
多个组件可以并行执行，提高系统的 整体性能。
分布式系统的应用场景
云计算平台
如亚马逊AWS、谷歌云等，提供计算、存储、网络等 服务。
总结词
基于代理的分布式系统通过使用智能 代理来处理分布式任务，具有自治性、 智能性和协作性等特点。
详细描述
基于代理的分布式系统案例包括：1. 分布式 计算市场案例，如网格计算和云计算平台， 通过智能代理实现资源的共享和交易；2. 智 能家居案例，通过智能代理实现家庭设备的 互联和控制，提高生活便利性。
运维
分布式系统的运维需要关注系统的运行状态 和性能，以及服务的可用性和可靠性。这需
要使用一些监控工具和技术，如 Prometheus、Grafana等，以便及时发现 和处理系统中的问题。同时，还需要建立完 善的运维流程和规范，以确保系统的高可用
性和高可靠性。
05
分布式系统案例分析
基于代理的分布式系统案例
测试方法
对于分布式系统的测试，需要采用一些特定 的方法，如模拟测试、灰度测试、故障注入 测试等。这些方法可以帮助开发人员模拟各 种实际运行场景，以便更好地发现和修复系 统中的问题。
基于服务的架构设计方法
总结词
基于服务的架构设计方法是一种以服务为中心的设计方法，通过将系统功能封装为可复用的服务，实 现松耦合的分布式系统。
详细描述
01
02
分布式性
组件分布在不同的物理节点上，可以 位于不同的地理位置。
03
通信能力
组件之间通过通信进行协调和交互。
可靠性
分布式系统具有容错性和可恢复性， 能够保证系统的可靠运行。
05
04
并发性
多个组件可以并行执行，提高系统的 整体性能。
分布式系统的应用场景
云计算平台
如亚马逊AWS、谷歌云等，提供计算、存储、网络等 服务。
总结词
基于代理的分布式系统通过使用智能 代理来处理分布式任务，具有自治性、 智能性和协作性等特点。
详细描述
基于代理的分布式系统案例包括：1. 分布式 计算市场案例，如网格计算和云计算平台， 通过智能代理实现资源的共享和交易；2. 智 能家居案例，通过智能代理实现家庭设备的 互联和控制，提高生活便利性。
运维
分布式系统的运维需要关注系统的运行状态 和性能，以及服务的可用性和可靠性。这需
要使用一些监控工具和技术，如 Prometheus、Grafana等，以便及时发现 和处理系统中的问题。同时，还需要建立完 善的运维流程和规范，以确保系统的高可用
性和高可靠性。
05
分布式系统案例分析
基于代理的分布式系统案例
测试方法
对于分布式系统的测试，需要采用一些特定 的方法，如模拟测试、灰度测试、故障注入 测试等。这些方法可以帮助开发人员模拟各 种实际运行场景，以便更好地发现和修复系 统中的问题。
软件工程 第八章 面向对象的设计方法
第八章面向对象的设计方法本章采用基于UML的面向对象设计方法的将分析模型转换为设计模型。
如第五章所述，面向对象的分析模型主要由顶层架构图、用例与用例图、领域概念模型构成；设计模型则包含以包图表示的软件体系结构图、以交互图表示的用例实现图、完整精确的类图、针对复杂对象的状态图和用以描述流程化处理过程的活动图等。
为完成这一转换过程，设计人员必须处理以下任务：（1）针对分析模型中的用例，设计实现方案。
实现方案用UML交互图表示。
（2）设计技术支撑设施。
在大型软件项目中，往往需要一些技术支撑设施来帮助业务需求层面的类或子系统完成其功能。
这些设施本身并非业务需求的一部分，但却为多种业务需求的实现提供公共服务。
例如，数据的持久存储服务、安全控制服务和远程访问服务等。
在面向对象设计中，需要研究这些技术支撑设施的实现方式以及它们与业务需求层面的类及子系统之间的关系。
（3）设计用户界面。
（4）针对分析模型中的领域概念模型以及第（2）、（3）两个步骤引进的新类，完整、精确地确定每个类的属性和操作，并完整地标示类之间的关系。
此外，为了实现软件重用和强内聚、松耦合等软件设计原则，还可以对前面形成的类图进行各种微调，最终形成足以构成面向对象程序设计的基础和依据的详尽类图。
面向对象的软件设计过程如图8-1-1所示。
图8-1-1 面向对象的软件设计过程第一节设计用例实现方案UML 的交互图（顺序图、协作图）适于用例实现方案的表示。
因此，本节首先介绍交互图的语言机制，然后探讨用例实现方案的设计方法。
该设计方法包含如下3个步骤：（1）提取边界类、实体类和控制类；（2）构造交互图；（3）根据交互图精华类图。
一、顺序图顺序图用来描述对象之间动态的交互关系，着重表现对象间消息传递的时间顺序。
在顺序图中，参与交互的对象位于顶端的水平轴上，垂直轴表示时间，时间推移的方向是自上而下的。
顺序图中的对象一般以“对象名：类名”的方式标识，但也可以仅采用缩写形式“对象名”或者“：类名”。
软件工程课件之第8章维护第6版张海潘编著
(1) 必须描述如何使用这个系统，没有这种描述时即 使是最简单的系统也无法使用； (2) 必须描述怎样安装和管理这个系统； (3) 必须描述系统需求和设计； (4) 必须描述系统的实现和测试，以便使系统成为可 维护的。
用户文档
用户文档至少应该包括下述5方面的内容：
功能描述，说明系统能做什么； 安装文档，说明怎样安装这个系统以及怎样使系统
软件维护过程
维护报告
维护要求表或称软件问题报告表，由申请维 护的用户填写。
软件修改报告，由软件组织内部制定，指明：
满足某个维护要求表中提出的要求所需要的工 作量；
维护要求的性质； 这项要求的优先级； 与修改有关的事后数据；
维护的事件流
维护的事件流
尽管维护申请的类型不同，但都要进行同样 的技术工作：
系统文档
所谓系统文档指从问题定义、需求说明到验收 测试计划这样一系列和系统实现有关的文档。
描述系统设计、实现和测试的文档对于理解程 序和维护程序极端重要
从概貌到每个方面每个特点，从抽象到具体， 有逻辑地介绍系统
可维护性复审
在需求分析阶段的复审过程中，应该对将来要 改进的部分和可能会修改的部分加以注意并指 明；应该讨论软件的可移植性问题，并且考虑 可能影响软件维护的系统界面。
维护的问题
与软件维护有关的绝大多数问题，都可归 因于软件定义和软件开发的方法有缺点：
① 理解别人写的程序通常非常困难，而且困难程 度随着软件配置成分的减少而迅速增加。
② 需要维护的软件往往没有合格的文档，或者文 档资料显著不足。
③ 当要求对软件进行维护时，不能指望由开发人 员给我们仔细说明软件。
的。
软件维护工作量
各类维护工作量 所占比例
维护工作量在软件生 命周期所占比例
用户文档
用户文档至少应该包括下述5方面的内容：
功能描述，说明系统能做什么； 安装文档，说明怎样安装这个系统以及怎样使系统
软件维护过程
维护报告
维护要求表或称软件问题报告表，由申请维 护的用户填写。
软件修改报告，由软件组织内部制定，指明：
满足某个维护要求表中提出的要求所需要的工 作量；
维护要求的性质； 这项要求的优先级； 与修改有关的事后数据；
维护的事件流
维护的事件流
尽管维护申请的类型不同，但都要进行同样 的技术工作：
系统文档
所谓系统文档指从问题定义、需求说明到验收 测试计划这样一系列和系统实现有关的文档。
描述系统设计、实现和测试的文档对于理解程 序和维护程序极端重要
从概貌到每个方面每个特点，从抽象到具体， 有逻辑地介绍系统
可维护性复审
在需求分析阶段的复审过程中，应该对将来要 改进的部分和可能会修改的部分加以注意并指 明；应该讨论软件的可移植性问题，并且考虑 可能影响软件维护的系统界面。
维护的问题
与软件维护有关的绝大多数问题，都可归 因于软件定义和软件开发的方法有缺点：
① 理解别人写的程序通常非常困难，而且困难程 度随着软件配置成分的减少而迅速增加。
② 需要维护的软件往往没有合格的文档，或者文 档资料显著不足。
③ 当要求对软件进行维护时，不能指望由开发人 员给我们仔细说明软件。
的。
软件维护工作量
各类维护工作量 所占比例
维护工作量在软件生 命周期所占比例
第8章 软件维护
系统年龄： – 老系统随着不断的修改，结构越来越乱； – 维护人员经常更换，程序又变得越来越难于理解 – 许多老系统在当初并未按照软件工程的要求进行 开发，因而没有文档，或文档太少。 – 在长期的维护过程中文档在许多地方与程序实现 变得不一致，在维护时就会遇到很大困难。 数据库技术的应用：使用数据库，可以简单而有效 地管理和存储用户程序中的数据，还可以减少生成 用户报表应用软件的维护工作量。
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8.4
软件的可维护性
许多软件的维护十分困难，原因在于这些软件 的文档不全、质量差、开发过程不注意采用好 的方法，忽视程序设计风格等。 许多维护要求并不是因为程序中出错而提出的， 而是为适应环境变化或需求变化而提出的。 为了使得软件能够易于维护，必须考虑使软件 具有可维护性。 软件可维护性是指纠正软件系统出现的错误和
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1、维护机构 除了较大的软件开发公司外， 通常在软件维护工作方面，并 不保持一个正式的组织机构。 虽然不要求建立一个正式的维 护机构，但是在开发部门确立 一个非正式的维护机构则是非 常必要的。
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每个维护要求都通过维护管理员转交给相应的系 统管理员去评价（系统管理员是被指定去熟悉一 小部分产品程序的技术人员）。 系统管理员对维护任务做出评价之后，由变化授 权人决定应该进行的活动。 16
缺陷，以及为满足新的要求进行修改、扩充或 压缩的难易程度。
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8.4.1 决定软件可维护性的因素
1. 可理解性 2. 可测试性 3. 可修改性 4. 可移植性 5. 可重用性
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1. 可理解性 软件可理解性表现为外来读者理解软件的结构、 功能、接口和内部处理过程的难易程度。模块化 （模块结构良好，高内聚，松耦合）、详细的设 计文档、结构化设计、程序内部的文档和良好的 高级程序设计语言等等，都对提高软件的可理解 性有重要贡献。 2. 可测试性 诊断和测试的容易程度取决于软件容易理解的程 度。良好的文档对诊断和测试是至关重要的，此 外，软件结构、可用的测试工具和调试工具，以 及以前设计的测试过程也都是非常重要的。维护 人员应该能够得到在开发阶段用过的测试方案， 以便进行回归测试。在设计阶段应该尽力把软件 设计成容易测试和容易诊断的。 对于程序模块来说，可以用程序复杂度来度量它 的可测试性。模块的环形复杂度越大，可执行的 路径就越多，因此，全面测试它的难度就越高。
软件工程导论课件第8章
33
5. 数据重构 对数据体系结构差的程序很难进行适应性和 完善性维护，因此，数据体系结构比源代码对程序 的长期生存力有更大影响。 数据重构是一种全范围的再工程活动。由于 数据重构对程序体系结构及程序中的算法有很大影 响，对数据的修改必然会导致程序体系结构或代码 层的改变。
3
2.适应性维护 为适应变化了的环境界面而修改软件的活动， 称为适应性维护。包括： （1）因硬件或支撑软件改变引起的变化； （2）将软件移植到新的机种上运行； （3）因数据环境的变化而做的变更。 这类维护大约占软件维护总工作量的25％。
4
3.完善性维护 为了满足用户要求，就得对软件进行修改和 扩充，我们称这种维护为完善性维护。完善性维护 主要包括： （1）提高处理效率； （2）提高性能。 在整个维护工作中， 完善性维护大约占50％ 左右，区居第一位。
3. 逆向工程 软件的逆向工程是，分析程序以便在比源代码 更高的抽象层次上创建出程序的某种描述的过程， 也就是说，逆向工程是一个恢复设计结果的过程。 4. 代码重构 某些老程序的体系结构比较合理，但是，一些 模块的编码方式却是难于理解、测试和维护的。在 这种情况下，可以重构这些模块的代码。 通常，代码重构并不修改程序的体系结构，它 只关注个体模块的设计细节以及在模块中定义的局 部数据结构。如果重构扩展到模块边界以外并涉及 软件体系结构，则重构变成了正向工程。
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（四）软件维护过程 维护过程的实质是对软件定义和开发过程的修 改和压缩。维护过程的主要任务是：建立维护机构， 填写维护报告和评价，为每个维护要求规定一种规 范化的处理序列，建立对维护活动的登记制度及规 定评价复审的标准。 1.维护组织 机构中有一名维护管理员总负责，每项维护要 求都通过维护管理员转交给相应的系统管理员去评 价。系统管理员对维护任务做出评价之后，由变化 授权人决定应该进行的活动，最后由系统管理员去 执行维护任务。
5. 数据重构 对数据体系结构差的程序很难进行适应性和 完善性维护，因此，数据体系结构比源代码对程序 的长期生存力有更大影响。 数据重构是一种全范围的再工程活动。由于 数据重构对程序体系结构及程序中的算法有很大影 响，对数据的修改必然会导致程序体系结构或代码 层的改变。
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2.适应性维护 为适应变化了的环境界面而修改软件的活动， 称为适应性维护。包括： （1）因硬件或支撑软件改变引起的变化； （2）将软件移植到新的机种上运行； （3）因数据环境的变化而做的变更。 这类维护大约占软件维护总工作量的25％。
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3.完善性维护 为了满足用户要求，就得对软件进行修改和 扩充，我们称这种维护为完善性维护。完善性维护 主要包括： （1）提高处理效率； （2）提高性能。 在整个维护工作中， 完善性维护大约占50％ 左右，区居第一位。
3. 逆向工程 软件的逆向工程是，分析程序以便在比源代码 更高的抽象层次上创建出程序的某种描述的过程， 也就是说，逆向工程是一个恢复设计结果的过程。 4. 代码重构 某些老程序的体系结构比较合理，但是，一些 模块的编码方式却是难于理解、测试和维护的。在 这种情况下，可以重构这些模块的代码。 通常，代码重构并不修改程序的体系结构，它 只关注个体模块的设计细节以及在模块中定义的局 部数据结构。如果重构扩展到模块边界以外并涉及 软件体系结构，则重构变成了正向工程。
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（四）软件维护过程 维护过程的实质是对软件定义和开发过程的修 改和压缩。维护过程的主要任务是：建立维护机构， 填写维护报告和评价，为每个维护要求规定一种规 范化的处理序列，建立对维护活动的登记制度及规 定评价复审的标准。 1.维护组织 机构中有一名维护管理员总负责，每项维护要 求都通过维护管理员转交给相应的系统管理员去评 价。系统管理员对维护任务做出评价之后，由变化 授权人决定应该进行的活动，最后由系统管理员去 执行维护任务。
软件工程 第8章 软件维护
8.4.2 软件可维护性的度量
3. 可测试性 4. 可修改性 5. 可移植性 6. 效率 7. 可使用性 8. 间接度量可维护性的方法
8.4.2 软件可维护性的度量
8. 间接度量可维护性的方法
(1) 了解问题的时间； (2) 行政管理拖延的时间； (3) 收集维护工具的时间； (4) 分析问题的时间； (5) 改变规格说明的时间； (6) 具体的改错或修改的时间； (7) 局部测试时间； (8) 整体测试时间； (9) 维护重审时间； (10) 总体恢复时间。
8.4 软件的可维护性
8.4.1 影响可维护性的因素 软件的可维护性可以简单定义为：纠正软件系统出现 的错误和缺陷,以满足新的要求, 能够被理解、被校正、 被修改或被改善的难易程度。可维护性不但与采用的 分析设计方法和开发人员的技术熟练程度有关，更重 要的是与软件项目的管理技术关系密切。软件的可维 护性成为软件开发阶段各个时期的关键目标。
8.1 软件维护的种类
完善性维护 50％
预防性维护5％
改正性维护 20％
适应性维护 25％
图11.1 各类维护的比重
8.2 软件维护的特点
8.2.1 软件维护面临的困难 统计资料表明，有代表性的软件开发组织用于校正性 维护、适应性维护、完善性维护及预防性维护的费用 占其开发总金额的70％至80％。 很多软件机构被束缚在维护工作上，这是软件维护所 带来的无形支出。
8.2.3 非结构化维护
无说明或者文档资料太少由于没有采用定义良好的软 件项目管理过程来开发软件，软件项目管理的缺陷导 致的叫“非结构化维护”,这会使软件维护付出较高的 代价.
8.2.4 结构化维护
存在完整的软件系列文档，那么维护任务就从分析设 计文件开始，确定软件的重要结构特性、功能特性和 接口特性，确定所要求的修改或校正可能产生的影响， 并且计划采用何种维护处理方法，修改设计并进行复 审，编制出新的源程序，利用文档中的信息进行回归 测试，然后重新交付软件。这种维护过程就叫做“结 构化维护”
软件工程第8章详细设计
stop
WHILE Q
F
G N
例2:以下是两个程序流程图，试用PAD图表示。
开始 在工资档案中读一条记录
是文件结束位置吗?Y
N 计 算 工 资 档 案 各 项 基 本 数 据 之 和 并 存 入 pay
num ＝ 当 前 职 工 号
在 奖 金 发 放 表 中 查 找 职 工 号 与 num 相 同 的 记 录
五种基本控制结构：
示例
程序流程图的规定符号
1）顺序型结构 顺序结构由带箭头的控制线依次连接几个处理方框构成。
处理1 处理2 处理n
…
例题
2） 选择型结构 选择型结构是流程图中最为常用的结构，其结构构造有两种，一种是条件选择结构又称为IF-
THEN-ELSE结构，使用菱形表现逻辑判定条件，条件结果决定选择两个处理方框中的一个。
种条件组合相对应的动作。
所有条件
条件组合矩阵
所有可能的 动作列表
与每种条件组合 所对应的动作表
国内乘客 头等舱 残疾乘客 行李≤30kg
免费 (W-30)*2 (W-30)*3 (W-30)*4 (W-30)*6 (W-30)*8 (W-30)*12
TTTTFFFF
TFTFTFTF
FFTTFFTT
TF F F F F F F F
找到了吗?
N
显示错误
Y 计 算 各 项 奖 金 总 和 并 存 入 bonus
应 发 工 资 ＝ pay＋ bonus
读下一条记录
结束
在工资档案中读一条记录
是文件结束位置吗?
计 算 工 资 各 项 基 本 数 据 之 和 并 存 入 pay
num ＝ 当 前 职 工 号
在 奖 金 表 中 查 职 工 号 与 num 相 同 的 记 录
WHILE Q
F
G N
例2:以下是两个程序流程图，试用PAD图表示。
开始 在工资档案中读一条记录
是文件结束位置吗?Y
N 计 算 工 资 档 案 各 项 基 本 数 据 之 和 并 存 入 pay
num ＝ 当 前 职 工 号
在 奖 金 发 放 表 中 查 找 职 工 号 与 num 相 同 的 记 录
五种基本控制结构：
示例
程序流程图的规定符号
1）顺序型结构 顺序结构由带箭头的控制线依次连接几个处理方框构成。
处理1 处理2 处理n
…
例题
2） 选择型结构 选择型结构是流程图中最为常用的结构，其结构构造有两种，一种是条件选择结构又称为IF-
THEN-ELSE结构，使用菱形表现逻辑判定条件，条件结果决定选择两个处理方框中的一个。
种条件组合相对应的动作。
所有条件
条件组合矩阵
所有可能的 动作列表
与每种条件组合 所对应的动作表
国内乘客 头等舱 残疾乘客 行李≤30kg
免费 (W-30)*2 (W-30)*3 (W-30)*4 (W-30)*6 (W-30)*8 (W-30)*12
TTTTFFFF
TFTFTFTF
FFTTFFTT
TF F F F F F F F
找到了吗?
N
显示错误
Y 计 算 各 项 奖 金 总 和 并 存 入 bonus
应 发 工 资 ＝ pay＋ bonus
读下一条记录
结束
在工资档案中读一条记录
是文件结束位置吗?
计 算 工 资 各 项 基 本 数 据 之 和 并 存 入 pay
num ＝ 当 前 职 工 号
在 奖 金 表 中 查 职 工 号 与 num 相 同 的 记 录
第8章软件维护
软件维护步骤
4、修改程序的副作用
副作用是指因修改软件而造成的错误或其它不希望发生的情况。 1）编码副作用：在使用程序设计语言修改源代码时可能引起的错误， 如删除或修改一个标号、标识符、一个子程序，改变程序代码的时序关系， 改变逻辑运算符，改进程序的执行效率，改变程序占用存储的大小等，都 很容易引入错误，应特别小心。 2）数据副作用：在修改数据结构时，有可能造成软件设计和数据结构 的不一致，而导致软件错误。数据副作用是修改软件信息结构引起的，如 重新定义全局或局部常量，重新初始化控制标志或指针等，都容易产生设 计与数据不相容的错误，可通过详细设计文档对数据副作用加以控制。 3）文档副作用：对数据流、软件结构、逻辑模块等进行修改时，必须 对相关技术文档进行修改，否则会导致 文档与程序功能不匹配，使文档不 能反映软件当前的状态。
软件维护步骤
5、重新验证程序：
1）静态确认； 2）计算机确认； 3）维护后的验收。
软件维护步骤
第三步：维护文档整理
记录一些与维护工作有关的数据信息，这些信息 可作为估计软件维护的有效程度，确定软件产品的 质量，确定维护的实际开销等工作的原始数据。
软件维护步骤
第四步：维护活动评价
具体的评价工作可从以下几个方面考虑： （1）每次程序运行时的平均出错次数； （2）花费在每类维护活动上的总的“人时”数； （3）每个程序、每种语言、每种维护类型程序的平均修改次数； （4）维护工作中增加或删除每个源程序语句所花费的平均“人 时”数； （5）用于每种语言的平均“人时”数； （6）维护申请报告的平均处理时间； （7）各类维护申请的百分比。 一方面，可判定此次维护活动开展是否顺利、成功；另一方面， 为今面的维护工作积累经验。
2、结构化维护：进行维护 活动时，首先从评价需求开始，搞清楚 功能、性能上的改变，然后对设计说明文档进行评价、修改和复查； 根据设计的修改，再进行程序的变动；然后根据测试文档中的测试 用例进行回归测试；最后将修改后的软件再次交付使用。
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若通过，系统执行用况“查看学分”的其余
部分；
方案三：
使用扩展，设计系统登录。
《extend》 选课
登录
扩展点： 选课：选择选课 查看学分：选择查看学分 《extend》 查看学分
研究生
如下为对用况“登录”的描述
研究生启动系统； 系统提示研究生输入研究生证号和密码； 研究生输入研究生证号和密码； 系统进行验证，给出验证信息； 若通过，若该生选择选课 系统在扩展点”选课”处执行用况“选课”； 若通过，若该生选择查看学分 系统在扩展点”查看学分”处执行用况“查看学分” ；
《include》 选课 登录
研究生
《include》
查看学分
如下为对用况“登录”的描述： 研究生启动系统； 系统提示研究生输入研究生证号和密码； 研究生输入研究生证号和密码； 系统进行验证，给出验证信息； 若通过，若该生选择选课 系统执行用况“选课”； 若通过，若该生选择查看学分 系统执行用况“查看学分”； 该方法的缺点是，必须要了解 系统的所有其它模块，才能描述 清楚“登录”用况。向系统增加 新用况时，也要修改登录用况。 此外，从维护的角度看，有时会 忘记对“登录”用况进行修改。
用况图
电话订购 核对 身份
售票员
设置 订单
《include》 《include》
《extend》
《include》
请求 目录
提供 客户数据
客户
产生 订单
安排 支付
现金 支付 供应 订单
信用卡 支付
送货员
建立 信用
主管r
电话订购系统用况图
一. 定义系统 用况图中的矩形框代表系统，系统的用况画在 矩形框内，代表系统之外的执行者画在矩形 框外
例题
很多软件系统在一开始都需要登录，若用户登 录成功，则可进入系统。 如下以一个研究生学籍管理系统为例，描述四 种登录方法。
为了简化起见，假设此处仅描述登录、选课和查 看学分这3项功能。
方案一：
由于选课和查看学分都需要登录，故专门设立一个“登录” 用况。若登录成功，则可以进行选课，也可以进行查看学分。
执行者还可分为主动执行者和被动执行者： 主动执行者开始一个用况 被动执行者从不开始用况，只是参与一 个或多个用况
三. 确定用况 1. 用况的特征
用况总是被执行者启动的（initiated），执行者必须 直接或间接地指示系统去执行用况
• •用况向执行者提供值，这些值必须是可识别的
•用况是完整的，一个用况必须是一个完整的描述
•
•
•
•
•
另外还有一些不是目前的执行者回答的问题： 系统需要哪些输入 / 输出？谁从系统获取信息？ 谁为系统提供信息？ 与当前系统（可能是人工系统而不是自动化系 统）的实现有关的主要问题是什么？ 对同一个项目，不同的开发者选取的用况数 是不一样的。例如一个10个人年规模的项目， 有人选取了20个用况，而在一个类似的项目中， 有人选用了100个用况 似乎20个太少，而100个太多，希望在项目规 模和用况数之间保持均衡
用况建模步骤
创建用况模型的步骤包括： 1．定义系统 2．确定执行者 3．确定用况 4．描述用况 5．定义用况间的关系 6．确认模型
用况模型由用况图组成，用况图展示了执行 者、用况以及它们之间的关系。用况通常用正文 形式来描述 一个用况模型可由若干幅用况图组成。一幅 用况图包含的模型元素有系统、执行者、用况， 以及表示它们间的不同关系，如关联、扩展、包 含、泛化等
若一个参与者是另一个参与者的一部分，或扮演了 类似的角色，考虑在它们之间使用泛化关系；
用况 每个用况都至少和一个参与者相关； 若两个用况有相同或相似的序列，可能需要合 并它们，或抽取出一个新用况，在它们之间使 用包含、扩展或泛化关系。
若用况过于复杂，为了易于理解，考虑进行分 解；若一个用况中有完全不同的事件流，最好 把它分解成不同的用况
5. 客户输入信用卡支付信息 6. 客户选择提交 7. 系统检验输入的信息，把该订单作为未完成的交易 保存，同时向记账系统转发支付信息。如果客户 提交的信息不正确，系统将提示客户修改。 8. 当支付确认后，订单就被标记上已经确认，同时 返回给客户一个订单ID，用况也就结束了。如果支 付没有被确认，系统将提示客户改正支付信息或 者取消。如果客户选择修改信息，就回到第5步； 如果选择取消，用况结束。 后臵条件：如果订单没有被取消，它将保存在系统中， 并做上标记
只通过有限的接口与 外部交互
把内外交互情况描 述清楚，就确切地 定义了系统的需求
执行者是指那些可能使用这些用况的人或外部系统， 执行者与用况的连接表示该执行者使用了那个用况 用况图给出了用户所感受到的系统行为，但不描述 系统如何实现该功能 用况通常用普通正文描述，也可以用活动图来描述
收款
售货员
四. 用况的描述 用况通常用正文（text）来描述,也可用活动图来描述 用况的正文描述应包括以下内容： 用况的目的：用况的最终目的是什么？它试图达到什 么？ 用况是如何启动（initiate）的：哪个执行者在什么情 况下启动用况的执行？ 执行者和用况之间的消息流：用况与执行者之间交换 什么消息或事件来通知对方改变或恢复信息？描述系 统与执行者之间的主消息流是什么？以及系统中哪些 实体被使用或修改？
方案二：
让所有的相关用况都包含登录用况。
选课 《nclude》
如下为对用况“选课”的描述：
这个方法中的“登录” 研究生启动系统，调用用况“登录” 用况仅描述有关登录的 若通过，系统执行用况“选课”的其余部分 信息，研究生执行系统 ； 的每项功能都要先登录。 如下为对用况“查看学分”的描述： 其缺点为，对研究生要 研究生启动系统，调用用况“登录” 进行多次验证。
该方法与方法一相比， 对“登录”用况的描 述要清楚一些。在增 加新用况时，仅在登 录用况中添加扩展点 即可。
方案四：
登录用况完全独立于其它用况
登录
选课
研究生 查看学分
如订购货物用况的基本路径： 事件流： 基本路径 1. 当客户选择订购货物时，用况开始 2. 客户输入他的姓名和地址 3. 当客户输入产品代码时 a. 系统给出产品描述和价格 b. 系统往客户订单中添加该物品的价格 循环结束 4. 客户输入信用卡支付信息 5. 客户选择提交 6. 系统检验输入的信息，把该订单作为未完成的交易保存， 同时向记账系统转发支付信息 7. 当支付确认后，订单就被标记上已经确认，同时返回给客 户一个订单ID，用况结束
五. 确定用况之间的关系
关系 关联 扩展 说明 执行者与他所参与的一个用况之 间的通信路径 扩展的用况到基本用况的一种关 系，它指出扩展的用况所定义的 行为如何插入到基本用况所定义 的行为中。扩展的用况通过模块 化方式增量地修改基本用况 记号
《extend》
关系 包含
用况泛 化
说明 从基本用况到另一个用况（称 为包含用况，inclusion use case）的一种关系，它指出包 含用况定义的行为被包含在基 本用况所定义的行为中。基本 用况能看到包含用况，并依赖 于执行包含用况后的结果，但 两者相互间不能访问其他属性 一个一般用况与一个更特殊的 用况之间的关系，特殊用况可 继承一般用况的特征
其他需求
在用况中还可描述一些特殊的需求，这些需 求常常是非功能性需求，如可用性、安全性、可 维护性、负载、性能、自动防故障、数据需求等。 如订购货物用况的其他需求： 前臵条件：（略） 事件流： （略） 特殊需求： 系统必须在一秒内响应客户的输入 后臵条件： （略）
事件流可分为两部分： 基本路径 基本路径是运转正常时的路径，是一系列没 有分支和选择的简单陈述句 可选路径 可选路径是指不同于基本路径而允许不同的 事件序列的路径。 对于明显有可能随时发生的事情来说，可选 路径非常有效。
用况的详细描述 前臵条件和后臵条件 前臵条件和后臵条件表示用况开始和结束的条件 事件流（flow of events） 事件流是一系列陈述句，它是从执行者的角度看， 列出用况的各个步骤 用况描述中可以包含条件、分支和循环 例如：订购货物用况的描述如下
用况名称：订购货物 参与的执行者：客户、客户代表 前臵条件：一个合法的客户已经登录到这个系统 事件流： 1. 当客户选择订购货物时，用况开始 2. 客户输入他的姓名和地址 3. 如果客户只输入邮编，系统将给出州和城市名 4. 当客户输入产品代码 a. 系统给出产品描述和价格 b. 系统往客户订单中添加该物品的价格 循环结束
检查
任何一个涉及到系统功能活动的人都会用到用 况模型 客户：用况模型指明了系统的功能，描述了系统 能如何使用。用况建模时客户的积极参与是十分 重要的 开发者：用况模型帮助他们理解系统要做什么， 同时为以后的其他模型建模、结构设计、实现等 提供依据 集成测试和系统测试人员：根据用况来测试系统， 以验证系统是否完成了用况指定的功能
如果在订购货物用况中，客户可以在提交订单前 随时取消订单，其可选路径如下： 可选路径： 在选择提交前的任何时候，客户都可以选择 cancel。这次订购没有被保存，用况结束。 在基本路径第6步，如果有任何不正确的信息，系 统提示客户去修改这些信息。 在基本路径第7步，如果支付没有被确认，系统将 提示客户改正支付信息或者取消。如果客户选择 修改信息，就回到基本路径第4步；如果选择取消， 用况结束。
软件工程
第8章 面向对象建模
内容摘要
用况建模 静态建模 动态建模 物理体系结构建模
内容摘要
用况建模 静态建模 动态建模 物理体系结构建模
用况建模
用况建模是用于描述一个系统应该做什么的 建模技术，用况建模不仅用于新系统的需求获取， 还可用于已有系统的升级。用况模型用用况图来 描述 用况图展示了各类外部执行者与系统所提供 的用况之间的连接。一个用况是系统所提供的一 个功能（也可以说是系统提供的某一特定用法） 的描述 用况图：主要用于对系统(子系统)的功能行为 进行建模。
部分；
方案三：
使用扩展，设计系统登录。
《extend》 选课
登录
扩展点： 选课：选择选课 查看学分：选择查看学分 《extend》 查看学分
研究生
如下为对用况“登录”的描述
研究生启动系统； 系统提示研究生输入研究生证号和密码； 研究生输入研究生证号和密码； 系统进行验证，给出验证信息； 若通过，若该生选择选课 系统在扩展点”选课”处执行用况“选课”； 若通过，若该生选择查看学分 系统在扩展点”查看学分”处执行用况“查看学分” ；
《include》 选课 登录
研究生
《include》
查看学分
如下为对用况“登录”的描述： 研究生启动系统； 系统提示研究生输入研究生证号和密码； 研究生输入研究生证号和密码； 系统进行验证，给出验证信息； 若通过，若该生选择选课 系统执行用况“选课”； 若通过，若该生选择查看学分 系统执行用况“查看学分”； 该方法的缺点是，必须要了解 系统的所有其它模块，才能描述 清楚“登录”用况。向系统增加 新用况时，也要修改登录用况。 此外，从维护的角度看，有时会 忘记对“登录”用况进行修改。
用况图
电话订购 核对 身份
售票员
设置 订单
《include》 《include》
《extend》
《include》
请求 目录
提供 客户数据
客户
产生 订单
安排 支付
现金 支付 供应 订单
信用卡 支付
送货员
建立 信用
主管r
电话订购系统用况图
一. 定义系统 用况图中的矩形框代表系统，系统的用况画在 矩形框内，代表系统之外的执行者画在矩形 框外
例题
很多软件系统在一开始都需要登录，若用户登 录成功，则可进入系统。 如下以一个研究生学籍管理系统为例，描述四 种登录方法。
为了简化起见，假设此处仅描述登录、选课和查 看学分这3项功能。
方案一：
由于选课和查看学分都需要登录，故专门设立一个“登录” 用况。若登录成功，则可以进行选课，也可以进行查看学分。
执行者还可分为主动执行者和被动执行者： 主动执行者开始一个用况 被动执行者从不开始用况，只是参与一 个或多个用况
三. 确定用况 1. 用况的特征
用况总是被执行者启动的（initiated），执行者必须 直接或间接地指示系统去执行用况
• •用况向执行者提供值，这些值必须是可识别的
•用况是完整的，一个用况必须是一个完整的描述
•
•
•
•
•
另外还有一些不是目前的执行者回答的问题： 系统需要哪些输入 / 输出？谁从系统获取信息？ 谁为系统提供信息？ 与当前系统（可能是人工系统而不是自动化系 统）的实现有关的主要问题是什么？ 对同一个项目，不同的开发者选取的用况数 是不一样的。例如一个10个人年规模的项目， 有人选取了20个用况，而在一个类似的项目中， 有人选用了100个用况 似乎20个太少，而100个太多，希望在项目规 模和用况数之间保持均衡
用况建模步骤
创建用况模型的步骤包括： 1．定义系统 2．确定执行者 3．确定用况 4．描述用况 5．定义用况间的关系 6．确认模型
用况模型由用况图组成，用况图展示了执行 者、用况以及它们之间的关系。用况通常用正文 形式来描述 一个用况模型可由若干幅用况图组成。一幅 用况图包含的模型元素有系统、执行者、用况， 以及表示它们间的不同关系，如关联、扩展、包 含、泛化等
若一个参与者是另一个参与者的一部分，或扮演了 类似的角色，考虑在它们之间使用泛化关系；
用况 每个用况都至少和一个参与者相关； 若两个用况有相同或相似的序列，可能需要合 并它们，或抽取出一个新用况，在它们之间使 用包含、扩展或泛化关系。
若用况过于复杂，为了易于理解，考虑进行分 解；若一个用况中有完全不同的事件流，最好 把它分解成不同的用况
5. 客户输入信用卡支付信息 6. 客户选择提交 7. 系统检验输入的信息，把该订单作为未完成的交易 保存，同时向记账系统转发支付信息。如果客户 提交的信息不正确，系统将提示客户修改。 8. 当支付确认后，订单就被标记上已经确认，同时 返回给客户一个订单ID，用况也就结束了。如果支 付没有被确认，系统将提示客户改正支付信息或 者取消。如果客户选择修改信息，就回到第5步； 如果选择取消，用况结束。 后臵条件：如果订单没有被取消，它将保存在系统中， 并做上标记
只通过有限的接口与 外部交互
把内外交互情况描 述清楚，就确切地 定义了系统的需求
执行者是指那些可能使用这些用况的人或外部系统， 执行者与用况的连接表示该执行者使用了那个用况 用况图给出了用户所感受到的系统行为，但不描述 系统如何实现该功能 用况通常用普通正文描述，也可以用活动图来描述
收款
售货员
四. 用况的描述 用况通常用正文（text）来描述,也可用活动图来描述 用况的正文描述应包括以下内容： 用况的目的：用况的最终目的是什么？它试图达到什 么？ 用况是如何启动（initiate）的：哪个执行者在什么情 况下启动用况的执行？ 执行者和用况之间的消息流：用况与执行者之间交换 什么消息或事件来通知对方改变或恢复信息？描述系 统与执行者之间的主消息流是什么？以及系统中哪些 实体被使用或修改？
方案二：
让所有的相关用况都包含登录用况。
选课 《nclude》
如下为对用况“选课”的描述：
这个方法中的“登录” 研究生启动系统，调用用况“登录” 用况仅描述有关登录的 若通过，系统执行用况“选课”的其余部分 信息，研究生执行系统 ； 的每项功能都要先登录。 如下为对用况“查看学分”的描述： 其缺点为，对研究生要 研究生启动系统，调用用况“登录” 进行多次验证。
该方法与方法一相比， 对“登录”用况的描 述要清楚一些。在增 加新用况时，仅在登 录用况中添加扩展点 即可。
方案四：
登录用况完全独立于其它用况
登录
选课
研究生 查看学分
如订购货物用况的基本路径： 事件流： 基本路径 1. 当客户选择订购货物时，用况开始 2. 客户输入他的姓名和地址 3. 当客户输入产品代码时 a. 系统给出产品描述和价格 b. 系统往客户订单中添加该物品的价格 循环结束 4. 客户输入信用卡支付信息 5. 客户选择提交 6. 系统检验输入的信息，把该订单作为未完成的交易保存， 同时向记账系统转发支付信息 7. 当支付确认后，订单就被标记上已经确认，同时返回给客 户一个订单ID，用况结束
五. 确定用况之间的关系
关系 关联 扩展 说明 执行者与他所参与的一个用况之 间的通信路径 扩展的用况到基本用况的一种关 系，它指出扩展的用况所定义的 行为如何插入到基本用况所定义 的行为中。扩展的用况通过模块 化方式增量地修改基本用况 记号
《extend》
关系 包含
用况泛 化
说明 从基本用况到另一个用况（称 为包含用况，inclusion use case）的一种关系，它指出包 含用况定义的行为被包含在基 本用况所定义的行为中。基本 用况能看到包含用况，并依赖 于执行包含用况后的结果，但 两者相互间不能访问其他属性 一个一般用况与一个更特殊的 用况之间的关系，特殊用况可 继承一般用况的特征
其他需求
在用况中还可描述一些特殊的需求，这些需 求常常是非功能性需求，如可用性、安全性、可 维护性、负载、性能、自动防故障、数据需求等。 如订购货物用况的其他需求： 前臵条件：（略） 事件流： （略） 特殊需求： 系统必须在一秒内响应客户的输入 后臵条件： （略）
事件流可分为两部分： 基本路径 基本路径是运转正常时的路径，是一系列没 有分支和选择的简单陈述句 可选路径 可选路径是指不同于基本路径而允许不同的 事件序列的路径。 对于明显有可能随时发生的事情来说，可选 路径非常有效。
用况的详细描述 前臵条件和后臵条件 前臵条件和后臵条件表示用况开始和结束的条件 事件流（flow of events） 事件流是一系列陈述句，它是从执行者的角度看， 列出用况的各个步骤 用况描述中可以包含条件、分支和循环 例如：订购货物用况的描述如下
用况名称：订购货物 参与的执行者：客户、客户代表 前臵条件：一个合法的客户已经登录到这个系统 事件流： 1. 当客户选择订购货物时，用况开始 2. 客户输入他的姓名和地址 3. 如果客户只输入邮编，系统将给出州和城市名 4. 当客户输入产品代码 a. 系统给出产品描述和价格 b. 系统往客户订单中添加该物品的价格 循环结束
检查
任何一个涉及到系统功能活动的人都会用到用 况模型 客户：用况模型指明了系统的功能，描述了系统 能如何使用。用况建模时客户的积极参与是十分 重要的 开发者：用况模型帮助他们理解系统要做什么， 同时为以后的其他模型建模、结构设计、实现等 提供依据 集成测试和系统测试人员：根据用况来测试系统， 以验证系统是否完成了用况指定的功能
如果在订购货物用况中，客户可以在提交订单前 随时取消订单，其可选路径如下： 可选路径： 在选择提交前的任何时候，客户都可以选择 cancel。这次订购没有被保存，用况结束。 在基本路径第6步，如果有任何不正确的信息，系 统提示客户去修改这些信息。 在基本路径第7步，如果支付没有被确认，系统将 提示客户改正支付信息或者取消。如果客户选择 修改信息，就回到基本路径第4步；如果选择取消， 用况结束。
软件工程
第8章 面向对象建模
内容摘要
用况建模 静态建模 动态建模 物理体系结构建模
内容摘要
用况建模 静态建模 动态建模 物理体系结构建模
用况建模
用况建模是用于描述一个系统应该做什么的 建模技术，用况建模不仅用于新系统的需求获取， 还可用于已有系统的升级。用况模型用用况图来 描述 用况图展示了各类外部执行者与系统所提供 的用况之间的连接。一个用况是系统所提供的一 个功能（也可以说是系统提供的某一特定用法） 的描述 用况图：主要用于对系统(子系统)的功能行为 进行建模。