摘  要： 針對(duì)目前常用的需求分析方法存在的弊端,，提出了一種基于UML的信息系統(tǒng)需求分析模型,，該模型提供了一個(gè)基于UML信息系統(tǒng)需求分析框架及其應(yīng)用過(guò)程。實(shí)踐表明,，該模型對(duì)信息系統(tǒng)開發(fā)具有較好的適應(yīng)性,。
關(guān)鍵詞： 需求分析； 統(tǒng)一建模語(yǔ)言,； 管理信息系統(tǒng),； 用例圖

    需求分析是軟件開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需求分析結(jié)果的好壞直接決定軟件開發(fā)的成敗[1],，如何選擇一種高效的需求分析方法,，直接影響待開發(fā)軟件的質(zhì)量。本文在簡(jiǎn)要介紹UML的基礎(chǔ)上,，針對(duì)常用需求分析算法存在的不足,，提出了一種基于UML的信息系統(tǒng)需求分析模型，實(shí)踐表明,，該模型能有效提高軟件開發(fā)的效率和待開發(fā)軟件的質(zhì)量,。
1 UML概述
    UML是一種編制系統(tǒng)藍(lán)圖的標(biāo)準(zhǔn)化語(yǔ)言，可以實(shí)現(xiàn)大型復(fù)雜系統(tǒng)各種成分描述的可視化,，說(shuō)明并構(gòu)造系統(tǒng)模型并建立各種所需的文檔,，是一種定義良好、易于表達(dá),、功能強(qiáng)大且普遍適用的建模語(yǔ)言[2],。
    UML對(duì)軟件工程的發(fā)展做出了杰出的貢獻(xiàn)[3],。UML支持從需求分析開始的軟件開發(fā)的全過(guò)程,。UML通過(guò)三類圖形建立系統(tǒng)模型：用例(Use Case)圖,、靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖(對(duì)象類圖、對(duì)象圖,、組件圖,、配置圖)和動(dòng)態(tài)行為圖(順序圖、協(xié)同圖,、狀態(tài)圖,、活動(dòng)圖)，這些圖可以從不同的抽象角度實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可視化[4],?！?br />     UML采用一整套成熟的建模技術(shù)，廣泛地適用于各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域,。它的各個(gè)模型可以幫助開發(fā)人員更好地理解業(yè)務(wù)流程,，建立更可靠、更完善的系統(tǒng)模型,。從而使用戶和開發(fā)人員對(duì)問(wèn)題的描述達(dá)到相同的理解,，以減少語(yǔ)義差異，保障分析的正確性,。
2 常用需求分析方法及其不足
    信息系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是實(shí)際業(yè)務(wù)系統(tǒng)的一種計(jì)算機(jī)模型,，因此，信息系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)質(zhì)上就是要建立業(yè)務(wù)模型與計(jì)算機(jī)模型系統(tǒng)之間的映射關(guān)系[5],。一個(gè)綜合性的信息系統(tǒng)要支持組織內(nèi)各級(jí)多個(gè)部門的管理,，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模龐大,。因此,，要想開發(fā)出一套高效的系統(tǒng)，首先要進(jìn)行系統(tǒng)的需求分析,，根據(jù)需求過(guò)程中工作性質(zhì)的不同,，信息系統(tǒng)需求分析可分為問(wèn)題識(shí)別、分析與綜合,、編制需求分析文檔,、需求評(píng)審四個(gè)階段。     
    但是,，在實(shí)際需求分析過(guò)程中,，由于信息系統(tǒng)所涉及的信息量非常龐大，以致在需求定義中常常忽略某個(gè)環(huán)節(jié)或環(huán)節(jié)間的必要聯(lián)系,，從而出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量低下,、開發(fā)周期漫長(zhǎng)或遺漏關(guān)鍵功能等問(wèn)題[6]。
    目前比較常用的需求分析方法主要有數(shù)據(jù)流分析法,、原型分析法和基于用例的分析法三種,。
    (1)數(shù)據(jù)流分析法(DFA)
    數(shù)據(jù)流分析是建立系統(tǒng)模型的一種主要需求分析方法,，它采用分解的策略，將軟件系統(tǒng)抽象為一系列的邏輯加工單元,，單元接收輸入數(shù)據(jù)流,，加工后使之變換成輸出數(shù)據(jù)流，從而表示出軟件系統(tǒng)的處理內(nèi)容和任務(wù),。但是隨著信息技術(shù)的發(fā)展和企業(yè)業(yè)務(wù)過(guò)程的日益龐大復(fù)雜,，信息系統(tǒng)復(fù)雜多變，易出錯(cuò),，難維護(hù),。
    (2)原型分析法
    原型法是指在系統(tǒng)尚不完善時(shí)就呈現(xiàn)給用戶，不斷修改改善,，在完善過(guò)程中逐漸了解需求,，但原型法也存在如下缺陷[7]：①原型的設(shè)計(jì)和修改工作量大,增加了系統(tǒng)的開發(fā)成本；②由于用戶不關(guān)心或不理解原型的概念和實(shí)現(xiàn),，而且存在較大期望,，使得與實(shí)際系統(tǒng)差別較大的原型增加了需求分析人員與用戶交流的難度[3]。
    (3)基于用例(Use Case)的需求分析法
    用例本質(zhì)上是用戶與系統(tǒng)之間為達(dá)到某個(gè)目的而進(jìn)行的某種形式的交互的描述,。但是,，以用例為中心，從用例開始的需求分析存在如下缺陷：①對(duì)于劃分Use Case的粒度大小,、Use Case的分類,、Use Case的提取還沒(méi)有一個(gè)特定的標(biāo)準(zhǔn)和較好的方法，完全由需求分析人員憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)掌握,，這樣很容易造成系統(tǒng)分析的失誤,；②對(duì)于大規(guī)模信息系統(tǒng)，Use Case的定義,、分析,、審查需要花費(fèi)大量成本，而且不恰當(dāng)?shù)剡x擇Use Case往往給識(shí)別系統(tǒng)中的對(duì)象帶來(lái)困難,，導(dǎo)致系統(tǒng)的對(duì)象結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,，影響系統(tǒng)功能。
3 基于UML的信息系統(tǒng)需求分析模型
    針對(duì)上述常用需求分析方法存在的不足,，UML作為一種強(qiáng)大的圖形化建模語(yǔ)言,，是理想的需求描述和建模分析工具，它對(duì)信息系統(tǒng)的大規(guī)模,、復(fù)雜,、不斷變化的用戶需求有很強(qiáng)的控制力，為解決人員交流和通信障礙提供了有力的工具[8]。
    基于UML的信息系統(tǒng)需求分析模型,，不從用例開始進(jìn)行需求分析,，而從業(yè)務(wù)流程分析開始，從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)的需求建模,，該模型如圖1所示。

    (1)相關(guān)人員培訓(xùn)：該模型涉及三類人員：領(lǐng)域?qū)＜?、用戶代表,、需求分析員。通常情況下,，領(lǐng)域?qū)＜液陀脩舸砣鄙儆?jì)算機(jī)方面的知識(shí),，不精通需求分析及建模技術(shù)；需求分析員又缺少用戶的業(yè)務(wù)知識(shí),，不熟悉其業(yè)務(wù)流程,，因此，在需求分析前,，對(duì)領(lǐng)域?qū)＜液陀脩舸磉M(jìn)行UML知識(shí)的培訓(xùn),，使其了解各種視圖的含義；對(duì)需求分析員進(jìn)行業(yè)務(wù)知識(shí)的培訓(xùn),，使其對(duì)該領(lǐng)域中的一些基本知識(shí)和常用術(shù)語(yǔ)等有所了解[9],。
    (2)初始需求的捕獲：通過(guò)調(diào)研和建立聯(lián)合分析小組等方式，了解用戶的業(yè)務(wù)流程,，進(jìn)而獲取用戶對(duì)系統(tǒng)的最初需求,，并用UML活動(dòng)圖對(duì)以用戶業(yè)務(wù)流程為核心的初始用戶需求進(jìn)行描述[10]。
    (3)用例模型的創(chuàng)建：分析步驟(2)所得活動(dòng)圖中每個(gè)活動(dòng)的參與者,，找出該活動(dòng)中與之相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作,，二者形成一個(gè)用例。通過(guò)確定系統(tǒng)邊界和分析活動(dòng)的轉(zhuǎn)移,，刪除多余的用例,，合并相同的用例，填補(bǔ)遺漏的用例,；采用活動(dòng)圖的泳道技術(shù)對(duì)用例進(jìn)行集成,，形成一個(gè)完整的用例模型。
    (4)動(dòng)態(tài)模型,、靜態(tài)模型的創(chuàng)建：分析步驟(2)所得活動(dòng)圖中每個(gè)活動(dòng)所涉及到的對(duì)象及對(duì)象之間的關(guān)系,，根據(jù)活動(dòng)的改變而引起對(duì)象狀態(tài)的變化和對(duì)象的交互，創(chuàng)建相應(yīng)的對(duì)象圖,、狀態(tài)圖和交互圖(順序圖,、協(xié)作圖)；應(yīng)用順序圖對(duì)步驟(2)所得活動(dòng)圖中的每個(gè)活動(dòng)進(jìn)行分析,，發(fā)掘新的需求,，完善描述初始用戶需求的活動(dòng)圖,；通過(guò)順序圖對(duì)步驟(3)所得用例模型中的每個(gè)用例進(jìn)行處理，創(chuàng)建相應(yīng)的類圖,。
4 基于UML的信息系統(tǒng)需求分析模型的應(yīng)用
    基于UML的信息系統(tǒng)需求分析模型對(duì)MIS系統(tǒng)的開發(fā)具有較好的適應(yīng)性,，結(jié)合具體實(shí)踐，本節(jié)以運(yùn)動(dòng)會(huì)信息管理系統(tǒng)的開發(fā)為例,，說(shuō)明該模型在MIS系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用[11],。
    (1)捕獲初始需求：通過(guò)大量調(diào)研，給出該系統(tǒng)的初始需求描述：運(yùn)動(dòng)會(huì)信息管理系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員報(bào)名,、各類人數(shù)統(tǒng)計(jì),、競(jìng)賽日程設(shè)定、初秩序冊(cè)生成,、檢錄和成績(jī)處理,、新秩序冊(cè)生成、團(tuán)體分統(tǒng)計(jì),、破紀(jì)錄人數(shù)統(tǒng)計(jì)等功能,。該系統(tǒng)的活動(dòng)圖模型如圖2所示。

    (2)創(chuàng)建用例模型：通過(guò)對(duì)圖2中每個(gè)活動(dòng)的參與者的分析,，所獲得運(yùn)動(dòng)會(huì)信息管理系統(tǒng)的完整用例模型如圖3所示,。

    (3)創(chuàng)建動(dòng)態(tài)模型、靜態(tài)模型：通過(guò)對(duì)圖2中“比賽成績(jī)處理”活動(dòng)所涉及到的對(duì)象,、對(duì)象之間的關(guān)系分析,，獲取的比賽成績(jī)處理順序圖如圖4所示，其他活動(dòng)順序圖的獲取與此類似,。

    基于UML的需求分析模型以簡(jiǎn)單的圖形建模語(yǔ)言UML為基礎(chǔ),，為人員交流提供了統(tǒng)一的平臺(tái)，消除了語(yǔ)言理解分歧,；該模型涵蓋了領(lǐng)域知識(shí)學(xué)習(xí),、建模方法培訓(xùn)、系統(tǒng)需求分析構(gòu)造等環(huán)節(jié),，并從實(shí)施的角度考慮了角色構(gòu)成及其職責(zé)分配,，使各類人員能夠更好地交流與合作，為得到完善的需求分析打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),。通過(guò)MIS的開發(fā)實(shí)踐表明,，該模型不但能縮短軟件開發(fā)的周期，而且減少了軟件開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn),，有效提高了開發(fā)軟件的質(zhì)量,。
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