用例在需求分析中的使用

　　多年来，分析者总是利用情节或经历来描述用户和软件系统的交互方式，从而获取需求（McGraw and Harbison 1997）。Ivar Jacobson（1992）把这种看法系统地阐述成用例（用例）的方法进行需求获取和建模。虽然用例来源于面向对象的开发环境，但是它也能应用在具有许多开发方法的项目中，因为用户并不关心你是怎样开发你的软件。而最重要的，用例的观点和思维过程带给需求开发的改变比起是否画正式的用例图显得更为重要。注意用户要利用系统做什么远远强于询问用户希望系统为他们做什么这一传统方法。 用例的重要功能是用画用例图的功能来鉴别和划分系统功能。它把系统分成角色（actor）和用例（用例）。角色(actor)表示系统用户能扮演的角色（role）。这些用户可能是人，可能是其他的计算机一些硬件或者甚至是其它软件系统，唯一的标准是它们必须要在被划分进用例的系统部分以外。它们必须能刺激系统部分并接收返回。用例描述了当角色给系统特定的刺激时系统的活动。这些活动被文本描述。它描述了触发用例的刺激的本质，输入和输出到其他活动者，和转换输入到输出的活动。用例文本通常也描述每一个活动在特殊的活动线时可能的错误和系统应采取的补救措施。 这样说可能会非常复杂，其实一个用例描述了系统和一个角色（actor）的交互顺序。用例被定义成系统执行的一系列动作，动作执行的结果能被指定角色察觉到。用例可以:

　　用例捕获某些用户可见的需求，实现一个具体的用户目标。
　　用例由角色激活，并提供确切的值给角色。

　　用例可大可小，但它必须是对一个具体的用户目标实现的完整描述。在UML中，用例表示为一个椭圆。

　　角色是指用户在系统中所扮演的角色。其图形化的表示是一个小人。在某些组织中很可能有许多角色实例（例如有很多个销售员），但就该系统而言，他们均起着同一种作用，扮演着相同的角色，所以用一个角色表示。一个用户也可以扮演多种角色。例如，一个高级营销人员既可以是贸易经理，也可以是普通的营销人员；一个营销人员也可以是售货员。在处理角色时，应考虑其作用，而不是人或工作名称，这一点是很重要的。

　　我们使用不带箭头的线段将角色与用例连接到一起，表示两者之间交换信息，称之为通信联系。角色触发用例，并与用例进行信息交换。单个角色可与多个用例联系；反过来，一个用例可与多个角色联系。对同一个用例而言，不同角色有着不同的作用：他们可以从用例中取值，也可以参与到用例中。需要注意的是角色在用例图中是用类似人的图形来表示，尽管执行的，但角色未必是人。例如，角色也可以是一个外界系统，该外界系统可能需要从当前系统中获取信息，与当前系统有进行交互。

　　一个用例可能包括完成某项任务的许多逻辑相关任务和交互顺序。因此，一个用例是相关的用法说明的集合，并且一个说明（scenario）是用例的实例。这种关系就像是类和对象的关系。在用例中，一个说明被视为事件的普通过程(normal course)，也叫作主过程，基本过程，普通流，或“满意之路” (happy path)。在描述普通过程时列出执行者和系统之间相互交互或对话的顺序。当这种交互结束时，执行者也达到了预期的目的。

　　在用例中的其它说明可以描述为可选过程(alternative coruse)。可选过程也可促进成功地完成任务，但它们代表了任务的细节或用于完成任务的途径的变化部分。在交互序列中，普通过程可以在一些决策点上分解成可选过程，然后再重新汇成一个普通过程。

角色类和角色实例

　　软件产品最终是给一些用户来使用的，而用户之间的差异是非常大的。造成差异的原因包括了对计算机的认知程度的不同，使用习惯的不同，在软件目标组织中所处的地位不同，地理位置不同，业务熟练程度不同。

　　不同的用户都有自己一系列的功能需求和非功能需求。对电脑熟练程度不同的人可能就会有不同的要求，熟练程度低的用户可能希望有一个友好的界面，熟练程度高的用户可能更希望有快捷键或宏的操作以提高工作效率。考虑到用户的差异性，将用户分类并研究用户类的行为特征是非常有必要的。所以在做具体的需求之前，先将用户分局行为和特点进行分类，对于研究、收集用户的需求是非常有帮助的。

　　可以利用一个简单的表格列出一些原始的分类，然后不断的完善这个表格。确认你的分类之间没有交集。并充分描述用户分类的行为，目的，要求等。在企业分析中，比较常见的分类可能包括，供应商，客户，部门等。

　　就像C++中的类和对象一样，我们把分析出的用户分类称为“角色类”，把实际的用户称为“角色实例”。在得到用户分类之后，最重要的就是要选出用户代表，用户代表不仅仅是在需求阶段中参与项目，还必须对项目的全过程负责。用户代表能够代表用户分类的需求。抓住用户代表的需求就大致把握住了用户类的需求。当然，需求分析还是需要在用户中做大规模的调查的，只是要把重点放在用户代表上。

　　确保和用户直接进行沟通！大家有没有玩过传话的游戏，可能看过。一群人排成一列，一句话从排头挨个向后传，到最后，那句话已经是面目全非了。所以，一定要保证项目组能够直接和用户接触。 对于和用户直接沟通这一点，一般的针对特定企业的应用系统当然是不成问题，可是如果是开发行业软件，和用户直接沟通就成为一件几乎是不可能的事情。在这种情况下，一般有几种解决的办法：

　　做大规模的市场调查，针对你的目标市场做市场调查，并根据统计学的理论建立你的数学模型。这部分的工作效果最好，其性质有些象一些游戏公司会发布一些Demo版的游戏。可是对于一般的企业来说，这项工作费时费力，高昂的成本往往使大家知难而退。我的意见是，方法是非常好的，但是可以采用折衷的办法，例如选取有代表性的企业，为特定企业制作一个较小的版本并收集反馈意见等。这涉及到很多市场营销的内容，并不是我的专业所长，这里就不多弄斧了。 聘请行业专家，一个行业专家往往可以在项目需求方面发挥极为重要的作用。一个行业专家往往都有大量的行业经验和行业的人际关系网络。在产品的设计方面，这个行业专家提供很多宝贵的意见。在目前很多的软件的开发过程中都采用了这种方式。行业专家有两种：一种是在这个行业中有很深的资历，但是对软件技术并不熟悉；第二种是开发过同类软件的软件专家，这种人在开发同类软件过程中已经积累了大量的项目经验，并且具有软件开发的知识。这种方式是获取需求的最好的方式。 分析对比同类软件，微软在开发Office、Visual Studio的时候，也是参照了Lotus和Borland的成熟产品。这种方式的特点在于成本很低，比较适合和其他的方式配合使用。但是，要注意自己有没有触犯专利法。

需求的冲突

　　有的时候，虽然已经将用户分类并选出了用户代表。但是需求的来源众多，往往会发生需求之间自相矛盾的事情。需求从四面八方收集来后，人们难以解决冲突，澄清模糊之处以及协调不一致之处。某些人还要对不可避免要发生的范围问题单独作出决定。在项目的早期阶段，你必须决定谁是需求问题的决策者。如果不清楚谁有权并且有责任来作出决策，或者授权的个人不愿意或不能作出决策，那么决策者的角色将自然而然地落在开发者身上。这是一个非常糟糕的选择，因为开发者通常没有足够多的信息和观点来作出业务上的决策。

　　在软件项目中，谁将对需求作出决策的问题并没有统一的正确答案。分析员有时听从呼声高的或来自最高层人物的最大的需求。即便使用用户代表这一手段，必须解决来自不同用户类的相冲突的需求。通常，应尽可能由处于公司底层的人作出决策，因为他们与问题密切相关，并能得到关于这些问题的广泛信息。

　　如果不同的用户类有不一致的需求，那么必须决策出满足哪一类用户的需求更为重要。了解可能使用产品的客户种类的信息和他们的用法与产品的业务目标的关系如何，将有助于你决定哪一个用户类所占份额最大。

　　当开发者想象中的产品与客户需求冲突时，通常应该由客户作出决策。然而，不要陷到“客户总是对的”的陷阱中去，对他们百依百顺。现实中，客户并不总是对的。客户总是持有自己的观点，开发者必须理解并尊重这一观点。

用例

　　在具体的需求过程中，有大的用例（业务用例），也有小的用例。主要是由于用例的范围决定的。用例像是一个黑盒，它没有包括任何和实现有关或是内部的一些信息。它很容易就被用户（也包括开发者）所理解（简单的谓词短语）。如果用例不足以表达足够的信息来支持系统的开发，就有必要把用例黑盒打开，审视其内部的结构，找出黑盒内部的Actor和用例。就这样通过不断的打开黑盒，分析黑盒，再打开新的黑盒。直到整个系统可以被清晰的了解为止。

　　为什么要采用这种分析方法呢？计算机系统除了在与外界系统、人员有一系列的交互，在系统内部也往往存在着复杂的交互。因此，在系统建模时，除了描述系统与外界的交互，同时还要描述系统内部的交互。传统的MIS系统中，系统与外界的交互较多。典型的，如ATM取款机：存在着大量的用户与ATM，ATM与其它系统的交互。而电信领域的系统，与外界的交互较少。例如，系统的输入可能仅仅是从交换机上采集信息，然后由系统进行处理。系统的复杂逻辑包含在系统内部处理的流程上，而非与外部系统的交互。建模主要任务是表达系统内部的交互。

　　用例图适于表达交互，之所以上面使用了电信系统，是因为用例最早来自于Ericsson的交换机系统。当时，还是Ericsson雇员的Jacobson初步建立了用例图的概念，并于1994年提出了OOSE方法，其最大特点是面向用例（Use-Case），并在用例的描述中引入了外部角色的概念。用例的概念是精确描述需求的重要武器，比较适合支持商业工程和需求分析。随着用例的发展，用例被大量的 用于对功能进行描述。每个用例代表了系统与外部ACTOR的交互。可以采取顺序图来表达用例的具体操作程序。ACTOR用于确定系统的边界。

　　ACTOR、用例可以从不同的层次来描述信息。采用该原则的原因有：

　　1. 需求并不是在项目一开始就很明确，往往是随着项目的推进，逐渐细化。

　　2. 人的认知往往具有层次的特性。从粗到细、从一般到特殊。采用不同的层次来描述，适于认知的过程。 使用用例开发系统的一般过程

　　在开发过程的初始阶段，可以根据具体的项目特点，制订开发各个视图之间的关联原则，指导规范。在开发的过程中，视图的组织原则应不断进行维护、更新。

　　识别ACTOR来识别系统与外界交互的实体。ACTOR具有特定领域的特征，例如：交换机（采集系统）、97信息系统等。在系统层次的ACTOR确定了系统的边界。

　　识别用例。同ACTOR一样，用例具有不同层次。对较为概括的USECASE，需要细化。注：系统开发需要一定的规则来确定，如何来分解用例；可能基于原有系统的经验，或是参考现有资料。

　　当用例细化到可以被理解的层次。需要基于用例进行下一步的开发。如前面提到的，用例主要用来描述交互。因此，存在交互的实体和交互的细节。交互的实体采用类图来描述；而交互的细节，采用顺序图来描述。

　　当系统复杂到一定层次时，类图和顺序图可能不能足以描述其复杂程度。在该情况下，需要使用状态图来辅助阐述。状态图和顺序图之间使用事件联结在一起。它们之间的一致性问题，目前UML和ROSE没有提供解决方案。相对折衷的方法是使用事件的命名规范强制一致性。

　　可以说，之前说的所有的东西都是为了能够导出用例在需求中的作用。用例是从用户的角度看待系统，而不是基于程序员的角度。这样的话，用例驱动的系统能够真正做到以用户为中心，用户的任何需求都能够在系统开发链中完整的体现。用户和程序员间通过用例沟通，避免了牛头马嘴的尴尬局面。 从前，系统开发者总是通过情节来获取需求，是问用户希望系统为他做什么。在Jacobson发明了用例的概念之后，需求获取就变成问用户要利用系统做什么。这是立场不同导致的结果。用户通常并不关心系统是如何实现的（也有少数可爱的技术狂是例外）。对他们来说，更重要的是要达到他的目的。相反的，大部分的程序员的工作习惯就是考虑计算机应该如何实现用户的要求。所幸的是，用例方法能够调和双方的矛盾，因为虽然用例是来源于用户，服务于用户，但是它同样可以用于开发的流程。当系统的开发过程都是基于用例的，用用例获取需求，用用例设计，用用例编码，用用例测试的时候。这个开发过程就是用例驱动的。 用例和用例文档

　　《软件需求》一书中提到了几种方法来确定用例：

　　首先明确执行者和他们的角色，然后确定业务过程，在这一过程中每一个参与者都在为确定用例而努力。

　　确定系统所能反映的外部事件，然后把这些事件与参与的执行者和特定的用例联系起来。

　　以特定的说明形式表达业务过程或日常行为，从这些说明中获得用例，并确定参与到用例中的执行者，有可能从现在的功能需求说明中获得用例。如果有些需求与用例不一致，就应考虑是否真的需要它们。

　　用例代表了用户的需求，在你的系统中，应该直接从不同用户类的代表或至少应从代理那里收集需求。用例为表达用户需求提供了一种方法，而这一方法必须与系统的业务需求相一致。分析者和用户必须检查每一个用例，在把它们纳入需求之前决定其是否在项目所定义的范围内。基于“用例”方法进行需求获取的目的在于：描述用户需要使用系统完成的所有任务。在理论上，用例的结果集将包括所有合理的系统功能。在现实中，你不可能获得完全包容，但是比起我所知道的其它获取方法，基于用例的方法可以为你带来更好的效果。 当使用用例进行需求获取时，应避免受不成熟的细节的影响。在对切合的客户任务取得共识之前，用户能很容易地在一个报表或对话框中列出每一项的精确设计。如果这些细节都作为需求记录下来，他们会给随后的设计过程带来不必要的限制。你可能要周期性地检查需求获取，以确保用户参与者将注意力集中在与今天所讨论的话题适合的抽象层上。向他们保证在开发过程中，将会详尽阐述他们的需求。在一个逐次详细描述过程中，重复地详述需求，以确定用户目标和任务，并作为用例。然后，把任务描述成功能需求，这些功能需求可以使用户完成其任务，也可以把它们描述成非功能需求，这些非功能需求描述了系统的限制和用户对质量的期望。虽然最初的屏幕构思有助于描述你对需求的理解，但是你必须细化用户界面设计。 建立用例文档。在每一次的需求获取之后，都会生成很多未整理的需求，你必须将它们组织成用例文档。使用诸如模板的技术能够提高你的速度和需求的复用性。一个用例文档可以使用表格来组织，主要的要素包括了用例标识号、用例名称、父用例标志号、创建者、创建时间、审核者、修订记录、角色、说明、先决条件、请求结果、优先级、普通过程、可选过程、例外、非功能需求、假设、注释和问题。 虽然列举出了这么多的属性，但是实际中使用的属性这要看你的团体而定，看项目的大小而定。把大量的时间花在用例的描述上是没有意义的。用户需要的是一个软件系统，并不是一大堆的用例说明。