用例图详解：SysML支持的系统设计工具

SysML精粹中的用例图章节深入探讨了系统工程师在设计过程中如何利用这一工具来指定和理解系统的行为。用例图作为一种分析工具，其核心目的是为了清晰地表达系统对外部世界提供的服务，以及这些服务与系统外部执行者（如用户或另一个系统）之间的交互关系。它的主要作用在于帮助团队理解系统的行为契约，即系统如何响应外部请求并满足相关方的需求。 5.1 目的与创建时机 用例图通常在系统生命周期的早期阶段创建，比如在系统概念和操作(ConOps)的开发阶段。分析师首先通过枚举和定义功能性的需求来识别可能的用例，这些用例描述了系统如何响应外部事件或操作。例如，发送命令、验证输入等。系统架构师随后会在架构设计阶段，基于这些用例分析系统结构，并分解成更具体的子系统和组件层次的用例。 5.2 用例的定义 用例被定义为一系列的动作，由系统或其组件通过与外部对象交互来完成，旨在提供某种价值给利益相关者。权威定义如James Rumbaugh、Ivar Jacobson和Grady Booch在《统一建模语言参考手册》中指出，用例既包括正常流程（如请求处理），也包含异常情况（如错误处理）。Alistair Cockburn在《编写有效用例》中强调，用例反映了系统与利益相关者之间关于行为的约定，描述了在特定条件下系统如何响应主执行者的请求，这个执行者可能是人或另一个系统，与系统有明确的接口互动。 5.3 关键要点 - 用例是对系统服务行为的表述，命名通常采用动词短语（如“发送订单”）。 - 不是所有系统行为都构成用例，只有那些外部执行者可以直接触发或参与的部分才属于用例范畴。 - 执行者与系统间的交互是用例图的核心，它们之间存在明确的接口，这有助于确定责任边界和交互细节。 SysML用例图是设计阶段不可或缺的工具，它帮助团队明确系统的服务交付方式，确保系统设计满足用户或业务需求，同时提供了系统行为的黑盒视角，便于在不同阶段进行深入分析和决策。