需求分析的目的是建立可理解的现实世界模型，基本任务是准确地回答“系统必须做什么”的问题，是软件生命周期中最重要的一个阶段。本文使用标准建模语言UML（Unified Modeling Language）对设备大小修文件包系统需求分析阶段建模，可以准确、透彻地理解系统要完成的功能。

　1 需求分析的重要性

在软件工程的历史中，很长一段时间人们一直认为需求分析是整个软件工程中最简单的一个步骤，但在过去十年中，越来越多的人认识到它的重要性。

由于人们过去对需求分析缺乏重视，以下情况可能出现：需求结果不能准确反映用户实际要求，遗漏系统关键功能，直接影响后面各个阶段设计的合理和实用性；软件尚未交付，需求已经变更；项目组不断返工，交付推迟。由于需求分析不当，可能会导致开发周期延长，费用增加，产品质量下降，信誉受损等后果。

国外著名公司，如IBM和HP等公司，曾对公司内部的软件开发进行研究发现，如果把编码阶段发现和修复一个错误所需要的努力用1个成本单元来表示的话，那么需求阶段的错误修复成本是它的5-10倍，在维护阶段修正由于需求阶段产生的错误所花费的成本将是200倍。

2 UML需求建模

随着人们对需求分析越来越重视，需求分析所遇到的问题也越来越清晰化。目前，需求分析阶段遇到的两个主要问题是：用户刚开始提出的需要不完全，考虑欠妥，太乐观；使用复杂的工具和不同的技术进行需求分析会打消获得一个完整的和细致的结果的希望。采用UML进行需求分析，可以充分解决以上两大问题。

UML是为了解决由于纷繁芜杂的建模工具的出现，给软件开发人员技术交流造成很大困扰的问题，由美国rational软件公司G Booch、J Rumbaugh和I Jacobson三位面向对象大师在1996年共同提出。经过短短几年的发展，已成为在软件工程中占有支配地位的建模语言。它可运用于信息系统、控制系统、实时系统、分布式系统等不同类型的多个领域中，最近几年还被应用于软件再生工程、质量管理、过程管理、配置管理等方面，已成了业界事实上的统一建模语言。

UML在需求分析阶段建模基本步骤如下：

（1）获取用户需求

由系统分析员和客户或客户指定的具有业务知识的人面谈，捕获业务目标，熟悉业务活动，识别协作系统，了解系统领域专业词汇，建立相应的记录文档或系统活动图。

（2）建立用例图（use case）

在获取用户需求后，定义系统的角色，划分用例，建立用例图。角色是指与系统打交道的参与者，可以是人或其他系统。用例指系统内部功能单元。用例图是由角色、用例及二者之间的关系组成，用例和用例之间存在扩展、包括和使用关系。在系统分析时，可能对有些用例还可以进行细分。

（3）编写用例说明

除建立用例图外，对每个用例还应进行描述，编写用例说明文档。对每一个用例应说明的基本内容是：用例怎样开始和结束、正常的事件流、变通的事件流、意外情况的事件流等。

（4）建立用例行为图

对重要用例可建立用例活动图或顺序图，详细阐述业务流程。

完成上述步骤后，由系统分析员再与用户反复协商，不断修改完善，最终对需求达成共识可见。可见需求产物是系统分析员与用户反复讨论的产物，这也正体现了UML建模过程反复迭代的特点。需求分析的基本步骤如下图1所示。
　
　图1：需求分析步骤

3 利用UML进行需求分析

3.1 获取用户需求

文件包管理子系统实现文件包的建库和管理。包括文件包的精心编制，主管部门的校对、审批，最终生成有效文件投入使用；文件包的修编更新，补充完善。

大小修过程管理子系统实现检修工程进度和质量的监控及信息记录管理。根据文件包指定的工序要求，设定质量控制点，通过实行相关责任人的签点机制，比较监督数据，进行工程结果评估。

Q4w CAMM Stock管理系统为厂内已有的系统，负责提供设备的基本信息，被确认为协作系统。下面以文件包管理子系统为例进行分析。

3.2 建立用例图

　图2：文件包生命周期管理用例图

根据用户需求，确定6个角色：技术人员、专工、主管领导、总工、系统管理员、Q4w。技术人员负责文件包的编辑和修订工作；专工负责文件包的校对工作；主管领导负责文件包的审核工作；总工负责文件包的批准工作；系统管理员验证用户权限；Q4w系统提供设备的编号、名称、位置等基本信息。

文件包管理系统可划分为9个用例：新建文件包、校对文件包、审核文件包、批准文件包、修编文件包、续编文件包、版本更新、文件包查询、权限验证。新建文件包是对于尚未建立文件包的大小修设备进行文件包的建设；修编文件包是在执行文件包的基础上，根据实际的检修要求，对文件包内容进行增删、修改；续编文件包是对正在编辑、尚未提交核对的文件包继续编辑。

采用Rational Rose工具，建立用例图如图2所示。用例和用例之间存在使用关系。

3.3 用例说明

对每个用例，进行简要的文字说明。

(1)新建文件包：技术人员按文件包基本信息、安全措施、备品备件、工具准备、人员准备、工业安全卫生及环保事项、个人保护准备、参考资料、准备工作、检修步骤、质量控制点录入、清理现场、结束工作等新建步骤，依次为检修设备录入文件包内容；

(2)校对文件包：专工对编辑人员所提交的文件包进行内容校对，校对通过则进行文件包审批，否则返回给编辑人员重新编辑；

(3)审批文件包：主管领导审批通过后，文件包即转入执行状态；否则返回给专工，重新进行校对；

(4) 续编文件包：由技术人员对正在编辑、尚未提交校对的文件包继续编辑；

(5) 修编文件包：在执行文件包的基础上，技术人员根据实际的检修要求，增删、修改文件包内容，经修编的文件包需要重新校对、审批，才能被置为执行状态；

(6) 版本更新：文件包根据实际情况，保存在草案文件包库、现行文件包库或旧版文件包库中。对于某设备，若现行库中不存在文件包，将草案库中的文件包直接导入到现行库；若现行库中存在文件包，先将现行库中的文件包导入到旧版库，再将草案库中的文件包导入到现行库；

(7) 文件包查询：文件包可通过关键词或设备树进行浏览查询。

以用例“新建文件包”为例，建立详细的说明文档。如表1所示。

2、验证用户权限，根据权限不同显示有关信息；

3、从Q4w数据库管理系统提取设备的基本信息，将设备名称以树形形式显示在界面上；

4、技术人员选择某设备，屏幕上出现设备所对应的文件包新建步骤，按新建步骤的提示，依次录入文件包内容；

5、文件包内容编辑完后，可保存或提交所新建的文件包。

事后条件

　若保存文件包，将续编此文件包；若提交文件包，将校对此文件包。

4 结论

本文从设备大小修文件包系统的实际需要出发，利用UML及ROSE工具进行了需求分析阶段的建模。文中重点进行了用例分析，建立了用例图及顺序图。在此分析建模的基础上，系统已初步实现，为后续开发过程奠定了良好的基础。

　限于篇幅，本文仅以文件包管理子系统为例介绍了UML的需求分析建模过程。UML较适用于大型软、硬件系统的开发设计，利用Rational Rose工具，不仅使软件开发人员可方便的实现可视化的面向对象分析与设计，而且可根据实际需要，生成程序代码，提高了软件开发的效率。

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