1、 软件需求工程与UML和Rational ROSE
　　1.1 软件需求工程的基本概念[6]
　　需求工程是指应用已证实有效的技术、方法进行需求分析,确定客户需求,帮助分析人员理解问题并定义目标系统的所有外部特征的一门学科.需求工程通过合适的工具和记号系统地描述待开发系统及其行为特征和相关约束,形成需求文档,并对用户不断变化的需求演进给予支持.
　　需求工程可以分为系统需求工程(针对由软硬件共同组成系统)和软件需求工程(针对纯软件部分).软件需求工程是一门分析并记录软件需求的学科.它把系统需求分解成一些主要的子系统和任务,把这些子系统或任务分配给软件,并通过系列重复分析、设计、比较研究、原型开发过程把这些系统需求转换成软件的需求描述和一些性能参数.
　　1.2 需求工程方法
　　根据模型的不同,需求分析的方法主要有面向过程、面向控制、面向数据和面向对象等4种.下面主要介绍面向对象的方法.
　　面向对象方法把分析建立在系统对象以及对象间交互的基础之上,使得我们能以3个基本的方法框架--对象及其属性、分类结构和集合结构来定义需求.面向对象的分析模型从3个侧面进行描述,即对象模型(对象的静态结构)、动态模型(对象交互作用的顺序)和功能模型(数据变换及功能依存关系).
　　面向对象方法在分析阶段主要产生系统的开发文档,即需求说明书.需求说明书主要用于系统分析员与客户及设计人员之间的交流.这些文档必须具备通俗易懂的特点,应尽量做到无二义性,且具有良好的可理解性,这样使得系统的所有参与者可以方便地理解.
　　1.3 需求工程工具[7,8]
　　随着需求工程方法的不断成熟,需求工程工具也在不断地发展.比如,典型的基于知识的需求工程工具主要有RA (Requirement Apprentice)、PROMIS(Prototyping MIS)等;而面向对象的需求工程工具主要指支持UML语言的工具.
　　1.3.1 UML简介
　　统一建模语言UML提供了开发软件的所必须的一组标记和语法.UML只是一种可视化的语言,它不能提供任何建模方法.当然,方法论的某些方面由组成UML模型的要素所暗含.UML包括9种相互关联的图,在系统开发的需求阶段、分析和设计阶段以及实施阶段,用于在不同的场景中描述系统对象的静态属性和动态行为及其相互关系,从而全景式、可视化地再现整个系统.其中,主要有用况图、类图、顺序图、交互图、协作图、状态图、设计类图、组件图和包图等.UML充分地回答了系统做什么的问题.在面向对象分析和设计阶段如果采用UML来实现系统,将会极大提高软件文档的可理解性和易维护性.
　　1.3.2 Rational ROSE简介
　　Rational Rose是美国Rational公司开发的面向对象的CASE产品,是目前最流行的先进的可视化分析、设计建模工具之一.Rose作为一个集成开发环境,包括系统建模、模型集成、源代码生成、系统测试、文档生成、往返工程、团队开发管理,以及INTERNET WEB发布工具等.该软件支持统一建模语言(UML).
　　2、 UML在施工监理管理系统需求分析中的应用
　　如上所述,公路工程施工监理管理系统是一个多目标的复杂系统.它应包括招投标管理、进度监理、质量监理、费用监理、合同监管、信息管理等诸多子系统.其开发应基于INTERNET技术,采用Browser、Web Server (ASP Server)和DBMS(SQL Server)三层C/S结构.限于篇幅,本文仅以费用管理系统为例,给出采用UML的需求分析.
　　2.1 费用管理系统功能简介
　　费用管理系统是施工监理管理系统的一个子系统,负责监理过程中的所有费用的管理.经过实地调研和对监理规范的了解,本文总结出费用管理系统应具有以下几个方面的功能;(1)负责工程量清单的管理;(2)负责工程量的计量、费用的计量工作;(3)负责对工程变更的管理;(4)负责费用支付的管理.
　　2.2 费用管理系统需求分析
　　在需求分析中,每一个用况都是一个活动者与系统在交互中执行的有关事务序列,应当根据系统需求,找出全部的用况,并从活动者的角度给出事件流,还需找出当用况发生时系统应提供给活动者的服务.对一个用况应说明的基本内容是:用况怎样开始和结束、正常的事件流、变通的事件流、意外情况的事件流等.
　　2.2.1 用户及其特点
　　费用管理系统的最终用户是监理工程师、承包商和业主.
　　(1)监理工程师(supervision engineer):指工程合同中授权负责监理工作的个人或者群体监理工程师利用该系统对工程量清单、工程计量、工程变更、工程支付进行管理,并查询施工过程中所有费用的情况和进行数据的修改、增加和删除等.
　　(2)承包商(contractor):代写硕士论文承包商利用该系统辅助监理工程师进行工程量清单、工程计量、工程变更、工程支付的管理,并查询施工过程中所有费用的情况.
　　(3)业主(proprietor):业主利用该系统进行工程支付活动,利用该系统辅助监理工程师进行工程量清单、工程计量、工程变更、工程支付的管理,并查询施工过程中所有费用的情况.
　　2.2.2 顶层用况
　　费用管理系统可以分为4个顶层用况:"工程量清单管理"、"工程计量"、"工程变更"和"工程支付".
　　2.2.3 3个登录用况
　　分别验证监理工程师、业主和承包商的身份.各类用户须经身份验证无误,才能进行施工监理的相关管理.
　　2.2.4 4个用况组
　　4个用况组包括工程量清单管理、工程计量、工程变更和工程支付.限于篇幅,本文以工程量清单管理为例给出其需求分析及用况图.
　　(1)工程量清单反映出每一个项目的主要内容和预算数量,并且以个体工程为对象,按分部的分项工程列出工程数量.
　　(2)清单的管理是最优先级的用况,进行费用管理的初始要进行工程量清单的管理.在工程量清单管理方面应提供的服务功能如下.
　　①编辑工程量清单:监理工程师负责编辑业主所提供的工程量清单表、包括有分项清单表、计日工明细表(包括计日工劳务单价表、计日工材料单价表、计日工施工机械单价表及计日工汇总表).
　　②暂定价确定:监理工程师在工程量清单表中根据已知单价和数量按照一定的计算关系来计算暂定金额.
　　③工程量修编申报:承包商在当工程量清单按照一定的分项规则和工程量计算方法编制完之后,需要申报监理工程师.
　　④工程量修编批复:监理工程师按照合同对工程量清单进行核对后,对此申报进行批复.
　　⑤合同工程清单查询:监理工程师、承包商与业主可以查询工程量清单表,获得有关工程量清单的详细信息.
　　(3)进行工程量清单的管理时,用户要处理以下一些用况:"编辑工程量清单"、"暂定价确定"、"工程量修编申报"、"工程量修编批复"、"合同工程清单查询".
　　注意:以下对每个用况进行的阐述,都需要系统首先检查用户的ID和口令,验证用户的合法身份,然后用户才可以对该功能进行操作.
　　①用况"编辑工程量清单":用户系统管理员在编辑工程量清单时,用况"编辑工程量清单"开始运行.监理工程师根据业主提供的合同文件编辑工程量清单表,并签字认可.
　　②用况"暂定价确定":用户监理工程师进行工程量清单中暂定价计算的时候,用况"暂定价确定"开始运行.监理工程师根据单价和数量按照一定关系来计算总的金额,并签字认可.
　　③用况"工程量修编申报":用户承包商进行工程量修编申报的时候,用况"工程量修编申报"开始运行.承包商在工程量清单修编完成后,签字认可,并向监理工程师进行申报.
　　④用况"工程量修编批复":用户监理工程师进行工程量修编批复的时候,用况"工程量修编批复"开始运行.监理工程师按照合同对工程量清单进行核对后,对此申报进行批复,并签字认可.
　　⑤用况"合同工程清单查询":用户监理工程师、承包商、业主查询合同工程清单信息时,用况"合同工程清单查询"开始运行.根据输入的查询要求(查询主题或关键词),显示有关工程量清单的详细信息.
　　(4)在工程量清单管理中:用户严格按照其所在用况图中角色的权限进行操作,当用户进行超出其权限之外的操作,系统需要提示相关信息;当用户输入的数据不符合所规定的格式,系统提示相关信息.
　　2.3 顺序图
　　在对以上的所有用况进行细化分析的基础上,建立了用况事件流的文档后,还需要建立每个用况的顺序图.但限于篇幅,在这里仅以"工程支付"用况为例来说明顺序图的建立.
　　为了绘制顺序图,首先要编写工程支付用况的交互活动剧本,然后确定活动者和对象,再确定交互事件.用况"支付申报"是活动者"承包商"和接口对象"注册表单"、"支付申报表单"之间发生的交互.
　　2.4 协同图
　　协同图用于描述系统的行为是如何由系统的成员实现的.协同图是对系统顺序图的另一种形式的表达,它们都表示同样的系统交互活动,只是各自的侧重点不同而已.
　　对于一个协同图,首先应确定参与协同的对象角色.关联角色和消息,然后才能绘制协同图.对于用况"工程支付"的协同图,首先应确定接口对象"注册表单"和"支付申报表单"、对象"支付申报表单".它们的协同工作,实现支付的申报功能.
　　在协同图4中,活动者"监理工程师"发送消息"登录"给"注册表单"接口对象,"注册表单"接口对象发送消息"新支付申报表单"给"支付申报表单"接口对象,"支付申报表单"接口对象发送消息"批复/不批复支付申报表单"给"支付申报单"对象.
　　2.5 状态图
　　状态图表现一个对象(类)的生命史.对于一些实现重要行为动作的对象应当绘制状态图.绘制状态图之前需要确定一个对象的生命周期可能出现的全部状态,哪些时间将引起状态的转移,将会发生哪些动作.
　　3 结论与建议
　　本文仅是采用UML和Rose对费用管理系统进行了初步的需求分析,在结合工程实际方面还有待进一步加强和完善.通过对费用管理系统的需求分析,本文得出以下结论:
　　UML和Rose能明晰、全面、可视化地描述系统的需求,适合于对复杂的大型软件系统进行需求分析和概要设计;本文通过对施工监理系统进行需求分析,表明了采用UML和Rose进行此类复杂软件系统的需求分析是可行的.
　　我国每年的公路建设项目投资巨大,而与之形成鲜明对照的是施工监理管理手段却相对较落后.建议有关部门能从"百年大计"的长远角度考虑,尽早组织具有较强实力的人力物力,依照交通部颁发的《公路工程施工监理规范》(JTJ077-95)开发出一套通用性较强的、较完整的公路工程施工监理管理系统.我们有理由相信,如果业主、承包商和监理单位三方严格按照交通部统一的规范来进行公路工程项目建设,不久的将来,我国的公路工程监理事业就会更快地朝着规范化、制度化、标准化的目标迈进,随之而来的将是巨大的经济效益和社会效益.
　　参考文献:
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