Что такое диаграмма вариантов использования?

Диаграммы вариантов использования UML являются основной формой требований к системе/программному обеспечению для новых разрабатываемых программ. Цель диаграммы прецедентов — визуализировать, что система должна делать (что); на данном этапе не рассматривает, как (как) это сделать.

Как только вариант использования определен, его можно представить в текстовом и визуальном представлении (т. е. в виде диаграммы вариантов). Ключевой концепцией моделирования вариантов использования является то, что оно помогает нам проектировать систему с точки зрения конечного пользователя. Это эффективный способ сообщить о поведении системы с точки зрения пользователя, указав все внешне видимые варианты поведения системы.

Другими словами, использование системы необходимо рассматривать извне, то есть систему следует рассматривать не изнутри, а с более высокого уровня, чтобы определить функциональность, которую система должна предоставлять внешним акторам.

Назначение диаграмм вариантов использования

Диаграммы вариантов использования обычно разрабатываются на ранних стадиях разработки, и люди часто используют моделирование вариантов использования для следующих целей.
- Укажите контекст системы
- Зафиксируйте требования системы
- Проверить архитектуру системы
- Управляйте внедрением и создавайте тестовые примеры
- Совместная разработка аналитиками, экспертами в предметной области и целевыми конечными пользователями
Стандартная форма диаграммы прецедентов определена в унифицированном языке моделирования, как показано в примере диаграммы прецедентов ниже.

ИЗМЕНИТЬ ЭТОТ ПРИМЕР ДИАГРАММЫ ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Элементы диаграммы вариантов использования

Актеры

Каждый вариант использования будет иметь как минимум одного действующего лица, под которым можно понимать как минимум одного участника (роль), который не обязательно является человеком, но может быть другой системой или устройством. Актер может взаимодействовать с более чем одним вариантом использования, а вариант использования может взаимодействовать с более чем одним актером.

Действующие лица не обязательно являются людьми, т.е. пользователями, но на самом деле они могут быть и не людьми, т.е. системами или временем.

Чаще всего пользователями являются люди, вовлеченные в диаграмму вариантов использования, такие как клиенты, сотрудники, руководители и т. д.

Люди против нечеловеческих актеров

Время от времени на систему воздействуют различные события для выполнения определенных функций в той или иной ситуации. Например, при прохождении аудита система заранее отправляет письмо, чтобы уведомить людей; так отправка письма осуществляется системой автоматически? Этот вариант использования на самом деле запускается по времени, тогда действующим лицом является Таймер; например, этот вариант использования можно рассматривать как «автоматически отправлять письмо в 5:00 каждый день», тогда актор, который запускает это событие — отправку письма — не система, а на самом деле актор-таймер

Первичные и второстепенные актеры

A primary actor is an actor that uses the system to achieve a goal. Use cases document the interactions between the system and actors to achieve the goals of the primary actor. Secondary actors are the actors that the system needs to assist in order to achieve the goals of the primary actor.
- Actors may be primary or secondary. Primary actors initiate interactions with the system.
- Secondary actors are typically called upon by the system for help and a secondary actor never initiates the use case.
Note that: The symbol for an actor does not differentiate between a primary actor and a secondary actor; the difference must be inferred from the use case descriptions (also called use case narratives).

For Example:

A bank loan officer wants to review a customer’s loan application, and part of the process involves a real-time credit rating check.

ИЗМЕНИТЬ ЭТОТ ПРИМЕР ДИАГРАММЫ ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
- Используйте имя дела. Рассмотреть заявку на кредит
- Главный актер. Кредитный специалист
- Второстепенный актер. Система кредитного рейтинга
Как определить актеров?

Поскольку действующее лицо не обязательно является человеком, а может быть внешней системой, устройством или таймером, мы находим более конкретное действующее лицо, задавая следующие вопросы.
- Кто будет использовать систему после ее разработки?
- От кого или от каких других систем система должна будет получать данные?
- Для кого или для каких других систем система будет предоставлять данные?
- С какими другими системами будет связана система?
- Кто будет поддерживать и администрировать систему?
Эти вопросы помогают нам абстрагироваться от действующих лиц системы. Используя банкоматы в качестве примера, ответы на эти вопросы позволяют нам найти больше действующих лиц, т.е.
- Оператор несет ответственность за техническое обслуживание и управление системой банкоматов.
- Банкоматы также должны взаимодействовать с внутренними серверами для получения информации об учетных записях пользователей.
Вариант использования

Вариант использования представляет собой функциональность (обычно требование), которая, как ожидается, будет реализована системой. Детали варианта использования, кроме его уникального имени, визуально не представлены на диаграмме; эти детали приведены в описательной части (текстовом описании) варианта использования.

Вариант использования — это список действий или шагов события, которые обычно определяют взаимодействие между ролями действующих лиц и системой для достижения цели. Сценарии использования — полезный метод для выявления, уточнения и организации системных требований. Вариант использования состоит из набора последовательностей возможных взаимодействий между системой и пользователем, которые определяют функциональные возможности, которые должны быть достигнуты, и решения для любых ошибок, которые могут возникнуть.

Как определить варианты использования?

Как только мы найдем акторов, мы можем определить варианты использования системы на основе акторов, в основном глядя на то, какие услуги нужны каждому актору от системы или как акторы используют систему. Идентификацию вариантов использования можно начать со следующих вопросов (для каждого участника).
- Почему актеры используют систему?
- Создает ли участник, изменяет, удаляет, получает доступ и хранит данные в системе? Если да, то как актор выполняет эти операции?
- Уведомляет ли актор систему об определенных внешних событиях?
- Уведомляет ли система актора об определенных внутренних событиях?
Собрав все вышесказанное, диаграмму вариантов использования системы банкоматов можно представить следующим образом.

Вариант использования представлен многоточием чего-то статического или динамического, задачи или системы.

Системная граница

Границы системы описывают систему, группируя варианты использования в прямоугольные границы, а границы системы в Visual Paradigm обеспечивают поведение ограничения вариантов использования.

Актеры — это роли (актеры-люди или актеры, не являющиеся людьми), которые взаимодействуют с разрабатываемой системой. Следовательно, акторы должны быть размещены за пределами системных границ и взаимодействовать с вариантами использования, размещенными внутри системных границ.

Обратите внимание, что:

Актер определяется границами системы. Если граница системы, которую мы хотим определить, ограничена самим банкоматом, то внутренний сервер является внешней системой и может быть абстрагирован как действующее лицо.

Если граница системы, которую мы хотим определить, распространяется на всю банковскую систему, где и банкоматы, и внутренние серверы являются частью всей банковской системы, то внутренний сервер больше не абстрагируется как действующее лицо.

Отношение

Узнав об этих трех ключевых символах, продолжайте изучать отношения и рисовать диаграммы вариантов использования. Рисуется прямая связь между участником и пользовательским вариантом, и эта связь используется в виде линии без стрелок, указывающей на двустороннюю связь, называемую линией связи.

Вариант использования можно разбить на несколько вариантов использования, которые связаны отношениями <<включить>>, <<расширить>> или <<обобщить>> (описано далее в этом посте).

Связь канала связи

Это представляет собой двустороннюю связь между действующим лицом и вариантом использования и, следовательно, является бинарным отношением.

ИЗМЕНИТЬ ЭТОТ ПРИМЕР ДИАГРАММЫ ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

<<Включить>> Связь

Отношение включения означает, что вариант использования будет включать в себя другие варианты использования. Цель Include Relationship состоит в том, чтобы использовать Include Relationship, чтобы уменьшить повторение повторного описания одного и того же варианта использования. Если во многих прецедентах используется одна и та же функция части, то функция может быть выделена, а другие прецеденты могут быть включены в прецедент.

Например, библиотекарю необходимо прочитать код для записи одолженной книги, когда книга выдается, а также необходимо прочитать код для записи возвращенной книги, когда книга возвращается, поскольку чтение кода является повторяющейся частью действия. , его можно сделать отдельным вариантом использования, и пусть заимствованная книга и возвращенная книга включают этот вариант.

ИЗМЕНИТЬ ЭТОТ ПРИМЕР ДИАГРАММЫ ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Если вариант использования A включает в себя другой вариант использования B, то реализация A требует реализации B для выполнения своей задачи. Однако B не зависит от самого себя. То есть B не нужно ничего знать об A. B также может быть включен в любой другой вариант использования.

<<Расширить>> отношения

Если вариант использования B расширяет другой вариант использования A, то реализация A может условно включать реализацию B для выполнения своей задачи. То есть в некоторых случаях А может выполнить свою задачу без В. Однако в зависимости от описанных условий А может потребовать В. В этом случае В зависит от В. Однако в зависимости от описанных условий А может потребовать В В этом случае В зависит от А и не может существовать отдельно. По этой причине B нельзя распространить более чем на один вариант использования. Описание варианта использования A будет включать этапы выполнения, требуемые от B; эта точка называется точкой расширения.

ИЗМЕНИТЬ ЭТОТ ПРИМЕР ДИАГРАММЫ ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Давайте рассмотрим еще один пример, когда система автоматически заказывает товары при отсутствии запасов, чтобы менеджеру не приходилось выполнять заказ напрямую. См. диаграмму вариантов использования ниже:

ИЗМЕНИТЬ ЭТОТ ПРИМЕР ДИАГРАММЫ ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Отношение обобщения

Обобщенное отношение похоже на обобщенное отношение объектно-ориентированного языка на диаграммах классов и может применяться к обобщению ролей (акторов) и вариантов использования.

Например, в системе бронирования есть два типа методов бронирования: «забронировать билет по телефону» и «забронировать билет через Интернет», а также базовый вариант использования «забронировать билет», поэтому вы можете использовать обобщение для формирования случая, и добавьте <<essential>> к родительскому варианту использования (бронирование), чтобы указать обобщенную связь.

ИЗМЕНИТЬ ЭТОТ ПРИМЕР ДИАГРАММЫ ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Обсудите отношения в диаграмме вариантов использования
- На общей диаграмме вариантов использования мы представляем только отношения между действующими лицами и вариантами использования, т. е. коммуникационные связи между ними.
- Кроме того, мы также можем описать обобщение между участниками и действующими лицами, а также отношения включения, расширения и обобщения между вариантами использования.
- Мы используем эти отношения для адаптации существующей модели вариантов использования и извлечения некоторой общей информации для повторного использования, что упрощает поддержку модели вариантов использования.
- Однако мы должны быть осторожны при выборе этих отношений в приложении. Как правило, эти отношения увеличивают количество вариантов использования и отношений, тем самым увеличивая сложность модели вариантов использования.
- Кроме того, модель вариантов использования обычно корректируется после ее завершения, поэтому нет необходимости спешить с абстрагированием отношений между вариантами использования на ранней стадии моделирования вариантов использования.
Вариант использования — поток событий

Диаграмма вариантов использования дает нам общее представление о функциональности системы, мы можем знать, какие участники будут взаимодействовать с системой и какие услуги каждый участник должен получить от системы.

Вариант использования описывает диалог между субъектами и системой, но детали этого диалога не представлены на диаграмме вариантов использования, поэтому для каждого варианта использования мы можем описать детали этого диалога в терминах потока событий.

Сценарии использования и поток событий – снятие денег через банкомат

Например, кейс «Снятие денег» в банкомате можно представить потоком событий следующим образом:

Обычный сценарий – вывод средств – основной ход событий:
1. Пользователь вставляет кредитную карту
2. Введите PIN-код
3. Введите сумму вывода
4. Снимает наличные
5. Выйдите из системы и получите кредитную карту
Но это описывает только обычный сценарий использования вывода средств. Как реальная система банкоматов, мы также должны учитывать различные другие сценарии, которые могут возникнуть, такие как:
- недействительные кредитные карты,
- неправильные пароли,
- недостаточный остаток денежных средств на счету пользователя и т. д.
Все эти возможные ситуации (как нормальные, так и нештатные) называются сценариями варианта использования, а сценарии также называются экземплярами варианта использования. Сценарии также называют экземплярами вариантов использования. Среди различных сценариев варианта использования наиболее распространенный сценарий описывается базовым процессом, тогда как другие сценарии описываются альтернативными процессами.

Альтернативные сценарии

Для варианта использования «Снятие средств» в системе банкомата мы можем получить несколько альтернативных процессов следующим образом.

Снятие – альтернативные процессы событий.
1. Альтернативный сценарий I: Пользователь может отказаться на любом шаге основного процесса и перейти к шагу 5 основного процесса.
2. Альтернативный процесс II: на шаге 1 основного процесса пользователь вставляет недействительную кредитную карту, система отображает ошибку и закрывает кредитную карту, и вариант использования заканчивается.
3. Альтернативный процесс III: на шаге 2 основного процесса пользователь вводит неверный пароль, система отображает ошибку и предлагает пользователю повторно ввести пароль и вернуться к шагу 2 основного процесса; после трех неправильных вводов пароля кредитная карта конфискуется системой, и вариант использования заканчивается.
4. …
Комбинируя базовый сценарий и альтернативные сценарии, можно четко описать все различные ситуации, которые могут возникнуть в прецеденте. При описании потока событий варианта использования мы хотим максимально подробно описать все возможные сценарии, чтобы обеспечить полноту требований.

Модель вариантов использования и диаграммы вариантов использования

Важно избежать неправильного представления о том, что диаграмма вариантов использования, состоящая из действующих лиц и вариантов использования, является моделью вариантов использования, потому что диаграмма вариантов использования — это просто визуальное представление услуг, которые может предоставить система, дающая нам общее представление о функциональность системы.

Модель вариантов использования состоит из диаграммы вариантов использования и подробного описания каждого варианта использования, спецификации варианта использования, которая предоставляется в виде шаблона в RUP.

Краткое описание
Краткое описание роли и цели варианта использования.

Поток событий
Поток событий должен представлять все сценарии, включая основные и альтернативные сценарии.

Сценарии вариантов использования
Включают сценарии успеха и сценарии отказа, а сценарии в основном представляют собой комбинацию основных и альтернативных потоков.

Специальные требования
Опишите нефункциональные требования (включая производительность, надежность, доступность, масштабируемость и т. д.) и проектные ограничения (операционная система, средства разработки и т. д.), связанные с вариантом использования.

Предварительное условие
Состояние, в котором должна находиться система перед выполнением варианта использования.

Постусловия
Набор состояний, в которых может находиться система после выполнения варианта использования.

Спецификация варианта использования — это, по сути, текстовое представление с возможностью использования диаграмм состояний, диаграмм действий или диаграмм последовательности, чтобы помочь более четко описать поток событий. Любое графическое представление пользовательских интерфейсов и процессов или другая графика, например каркасы, могут быть присоединены к варианту использования, если они помогают улучшить ясность представления.

Например:
- диаграммы деятельности полезны для описания сложных процессов принятия решений,
- диаграммы перехода состояний полезны для описания поведения системы, связанного с состоянием, и
- диаграммы последовательности подходят для описания обмена сообщениями на основе времени.
Используйте инструменты кейса

Онлайн-версия

Бесплатная версия бесплатного инструмента для рисования Visual Paradigm Online (VP Online) поддерживает UML, ERD и организационные диаграммы. Вы можете быстро нарисовать диаграммы вариантов использования с помощью интуитивно понятного редактора чертежей UML. В этом бесплатном инструменте UML нет рекламы, нет ограниченного периода доступа и нет ограничений, таких как количество диаграмм, количество фигур и т. д. Рисуйте UML свободно. Рисуйте UML свободно. вам принадлежат диаграммы, которые вы создаете для личных и некоммерческих целей.

Настольная версия

Версия Visual Paradigm Community Edition , доступная с 2004 года, предоставляет бесплатное программное обеспечение UML только для некоммерческих целей, поддерживая пользователей, которые делают первые шаги в моделировании UML, а также тех, кому требуется бесплатное кроссплатформенное программное обеспечение для моделирования UML для личное использование, например применение UML в студенческих проектах.

использованная литература
UML-ресурсы