Для чего используются диаграммы прецедентов вариантов использования
Технология разработки ПО
Диаграмма вариантов использования (диаграмма прецедентов)
Вариантом использования (use case) или прецедентом называют некоторый сценарий действий системы, который обеспечивает ощутимый и значимый для ее пользователей результат. На практике в виде одного варианта использования оформляется сценарий действий системы, который будет, скорее всего, неоднократно возникать во время ее работы и имеет достаточно четко определенные условия начала выполнения и завершения. На диаграмме прецедент показывается в виде овала.
Основное назначение диаграммы — описание функциональности и поведения, позволяющее заказчику, конечному пользователю и разработчику совместно обсуждать проектируемую или существующую систему.
При моделировании системы с помощью диаграммы прецедентов системный аналитик стремится:
Работа над диаграммой может начаться с текстового описания, полученного при работе с заказчиком. При этом нефункциональные требования (например, конкретный язык или система программирования) при составлении модели прецедентов опускаются (для них составляется другой документ)
Для отражения модели прецедентов на диаграмме используются:
Для чего используются диаграммы прецедентов вариантов использования
Диаграммы использования описывают функциональность ИС, которая будет видна пользователям системы. «Каждая функциональность» изображается в виде «прецедентов использования» (use case) или просто прецедентов. Прецедент — это типичное взаимодействие пользователя с системой, которое при этом:
Прецедент обозначается на диаграмме овалом, связанным с пользователями, которых принято называть действующими лицами (актеры, actors). Действующие лица используют систему (или используются системой) в данном прецеденте. Действующее лицо выполняет некоторую роль в данном прецеденте. На диаграмме изображается только одно действующее лицо, однако реальных пользователей, выступающих в данной роли по отношению к ИС, может быть много. Список всех прецедентов фактически определяет функциональные требования к ИС, которые лежат в основе разработки технического задания на создание системы.
На диаграммах прецедентов, кроме связей между действующими лицами и прецедентами, возможно использование еще двух видов связей между прецедентами: «использование» и «расширение» (рис. 1). Связь типа «расширение» применяется, когда один прецедент подобен другому, но несет несколько большую функциональную нагрузку. Её следует применять при описании изменений в нормальном поведении системы. Связь типа «использование» (включение) позволяет выделить некий фрагмент поведения системы и включать его в различные прецеденты без повторного описания.
На рис.1 показано, что при исполнении прецедента «формирование заказа» возможно использование информации из предыдущего заказа, что позволит не вводить все необходимые данные. А при исполнении прецедентов «оценить риск сделки» и «согласовать цену» необходимо выполнить одно и то же действие — рассчитать стоимость заказа.
Диаграммы прецедентов
Диаграммы прецедентов используются для моделирования динамических аспектов ИС. Диаграммы этого типа позволяют достаточно четко описать и визуализировать поведение системы или ее части с точки зрения способа их использования. В результате, с одной стороны, пользователи системы понимают, как использовать некоторые элементы, а разработчики — как их реализовать. Диаграммы данного типа облегчают понимание системы и ее частей, представляя взгляд извне на то, как данные элементы могут быть использованы в соответствующем контексте. При этом достигается высокий уровень понимания функционирования всей системы в целом. Кроме того, такие диаграммы важны для организации эффективного тестирования систем в процессе прямого проектирования и для понимания их внутреннего устройства при обратном проектировании, когда создается модель уже работающей системы. Поэтому диаграммы прецедентов являются наиболее важным инструментом описания поведения.
На диаграмме прецедентов показывается совокупность прецедентов (use cases), актеров (actors) и отношений между этими элементами. Отношения могут следующих типов: зависимость, обобщение, ассоциация. Диаграмма прецедентов может быть также использована для описания функциональности любого классификатора (classifier).
Актер (actor) — согласованная совокупность ролей, которые играет пользователь системы при взаимодействии с ней. Актером может быть как одушевленный предмет (человек-оператор), так и не одушевленный (другие ИС). Актер обычно представляется как стилизованным человечком:
Актеры позволяют четко определить:
— кто пользуется системой;
— кто отвечает за сопровождение системы;
— внешнее аппаратное обеспечение, которое используется системой;
— другие системы, которые должны взаимодействовать с данной системой.
Можно указать два основных варианта использования диаграмм прецедентов:
1. моделирование контекста системы, в ходе которого формируется воображаемая граница системы и выявляются актеры, взаимодействующие с системой; диаграмма прецедентов позволяет в данном случае определить актеров и суть их ролей;
2. моделирование требований к системе, позволяющее точно определить функции системы и ее реакции на внешние события независимо от того, как эти функции реализуются, т.е. по принципу «черного ящика»; это описание системы с точки зрения внешнего наблюдателя.
Пример описания процесса выполнения заказа клиента с помощью диаграммы прецедентов:
Здесь два актера — «Менеджер по продажам» и «Менеджер по закупкам» — вовлечены в два прецедента — «Выполнить заказ клиента» и «Заключить договор с клиентом». Отношения между актерами и прецедентами носят характер однонаправленной ассоциации и показаны поименованной стрелкой.
Один актер может участвовать в нескольких прецедентах, а с одним прецедентом может быть связано несколько актеров.
Несколько прецедентов могут иметь общую часть, выделяемую в самостоятельный прецедент, с которым устанавливается отношение включения с помощью стереотипа «include». Например, если прецеденты «Выполнить заказ клиента» и «Заключить договор с клиентом» содержат общую часть, выражающуюся в проверке данных о клиенте, то это можно выразить так:
Содержание прецедента с точки зрения действий, из которых он состоит, может быть раскрыто с помощью диаграмм активности или состояний, присоединенных к прецеденту.
Диаграммы классов
Диаграмма классов — это граф, узлами которого являются элементы статической структуры проекта системы (классы, интерфейсы и т.п.), а дугами — отношения между узлами (ассоциации, наследование, зависимости).
Диаграмма классов основана на распространенной модели «сущность-связь» (Entity Relationship Diagram, ERD), но обычно обладает большими возможностями по спецификации свойств сущностей и их отношений. Диаграммы классов являются основным средством моделирования статического вида системы.
Обычно диаграммы классов используют в следующих целях:
1. моделирование словаря предметной области, в ходе которого определяется состав и назначение абстракций, являющихся частью системы;
2. моделирование коопераций, позволяющее визуализировать и специфицировать отношения между элементами, входящими в кооперацию;
3. моделирование логической схемы базы данных (реляционной или объектно-ориентированной).
На диаграмме классов обычно изображаются следующие элементы:
— объект (object) — экземпляр класса;
— параметризованный класс (parameterized class), или шаблон, — семейство классов, отличающихся значением некоторых формальных параметров (пример из языков программирования — шаблоны (templates) в C++);
Среди перечисленных элементов ранее не давалось развернутое описание отношения типа «ассоциация»
Ассоциация(association) — структурное отношение, показывающее, что объекты одного типа некоторым образом связаны с объектами другого типа. Ассоциация может связывать любые классификаторы, но главным образом используется для описания отношений между классами.
Ассоциация, связывающая два класса, называется бинарной. Такая ассоциация используется чаще всего, и именно она рассматривается далее. Можно создавать ассоциации, связывающие более двух классов, они называются n-арными. Реально использование такого отношения редко бывает необходимым. Можно также указывать ассоциацию класса самим с собой, что означает структурную связь между объектами одного класса.
Бинарная ассоциация изображается сплошной линией и может иметь дополнительные визуальные атрибуты, конкретизирующие свойства ассоциации.
Четыре основные характеристики ассоциации:
— наименование — символьная строка, описывающая смысл отношения; имя обычно не указывается, но является полезным, например, в случае существования нескольких ассоциаций между одними и теми же классами;
— роль — описание того значения, которое имеет некоторый класс в контексте данной ассоциации; роль описывает значение одного класса относительно другого класса, связанного ассоциацией;
— кратность — описание числа объектов (экземпляров класса), которые могут быть связаны одним экземпляром ассоциации; указание кратности на одном конце ассоциации специфицирует, сколько именно объектов должно соответствовать каждому объекту на противоположном конце; кратность может указываться конкретным числом или диапазоном, например: единица — «1», несколько — «0..*», положительное количество — «1..*» и т.п.;
— агрегирование — знак того, что ассоциация имеет характер отношения «часть-целое», когда один класс в той или иной форме является частью другого; факт агрегирования показывается с помощью незакрашенного ромба со стороны класса более высокого ранга («целого»); базовая форма агрегирования является чисто концептуальной и показывает, что объект одного класса может агрегироваться объектом другого класса или даже несколькими объектами, что, например, не задает каких-либо зависимостей по времени жизни между объектами.
Пример изображения того, что класс «Студент», играющий роль ученика, ассоциирован с классом «Преподаватель», играющим роль учителя:
При этом считается, что одному объекту «Преподаватель» может соответствовать произвольное количество объектов «Студент». Имя ассоциации составлено со стороны класса «Студент».
Пример использования агрегирования:
Теперь, возвращаясь к примеру о выполнении заказа клиента, можно представить возможную диаграмму классов, использующихся для реализации данного прецедента, следующим образом:
Из диаграммы видно, что для некоторых классов определены операции, перечисляемые в нижней части прямоугольника класса. Для атрибутов определен тип.
Для атрибутов и классов может быть указана видимость:
Закрытые (protected) атрибуты и операции помечаются знаком «-» (минус), защищенные (protected) — знаком «#» (диез), открытые — знаком «+» (плюс).
7) Диаграмма вариантов использования UML
Что такое диаграмма вариантов использования?
Диаграмма вариантов использования отражает функциональные возможности и требования системы с использованием действующих лиц и вариантов использования. Варианты использования моделируют службы, задачи, функции, которые должна выполнять система. Варианты использования представляют функциональные возможности высокого уровня и то, как пользователь будет обращаться с системой. Варианты использования являются основными концепциями моделирования языка Unified Modeling.
В этом уроке UML Diagram вы узнаете больше о:
Зачем нужна схема использования?
Вариант использования состоит из вариантов использования, лиц или различных вещей, которые вызывают функции, называемые актерами, и элементов, отвечающих за реализацию вариантов использования. Диаграммы прецедентов отражают динамическое поведение работающей системы. Он моделирует, как внешняя сущность взаимодействует с системой, чтобы заставить ее работать. Диаграммы прецедентов отвечают за визуализацию внешних вещей, которые взаимодействуют с частью системы.
Обозначения диаграмм вариантов использования
Ниже приведены общие обозначения, используемые в диаграмме прецедентов:
Использование регистра:
Варианты использования используются для представления функций высокого уровня и того, как пользователь будет обращаться с системой. Вариант использования представляет отдельную функциональность системы, компонента, пакета или класса. Он обозначен овальной формой с названием варианта использования, написанным внутри овальной формы. Обозначение варианта использования в UML приведено ниже:
UML UseCase Нотация
Актер:
Он используется внутри диаграмм вариантов использования. Актер — это сущность, которая взаимодействует с системой. Пользователь — лучший пример актера. Актер — это сущность, которая инициирует вариант использования вне области использования. Это может быть любой элемент, который может инициировать взаимодействие со случаем использования. Один субъект может быть связан с несколькими вариантами использования в системе. Обозначение актера в UML приведено ниже.
Как нарисовать диаграмму вариантов использования?
Чтобы нарисовать диаграмму вариантов использования в UML, сначала необходимо тщательно проанализировать всю систему. Вы должны выяснить каждую функцию, предоставляемую системой. После того, как все функциональные возможности системы обнаружены, эти функциональные возможности преобразуются в различные варианты использования, которые будут использоваться в диаграмме вариантов использования.
Вариант использования — это не что иное, как основная функциональность любой работающей системы. После организации сценариев использования мы должны привлечь различных участников или вещи, которые будут взаимодействовать с системой. Эти субъекты несут ответственность за использование функциональности системы. Актеры могут быть человеком или вещью. Это также может быть частное лицо системы. Эти субъекты должны соответствовать функциональности или системе, с которой они взаимодействуют.
После того, как актеры и варианты использования зачислены, вам необходимо изучить связь конкретного актера с вариантом использования или системой. Нужно определить общее количество способов взаимодействия актера с системой. Один субъект может взаимодействовать с несколькими вариантами использования одновременно или одновременно с несколькими вариантами использования.
Следующие правила должны соблюдаться при рисовании сценария использования для любой системы:
Советы по составлению схемы использования
Пример диаграммы варианта использования
Следующая схема использования представляет работу системы управления студентами:
UML UseCase Diagram
На приведенной выше диаграмме сценариев использования есть два актера: ученик и учитель. Всего существует пять вариантов использования, которые представляют специфическую функциональность системы управления студентами. Каждый актер взаимодействует с конкретным вариантом использования. Студент-актер может проверить посещаемость, расписание, а также тестовые отметки в приложении или системе. Этот субъект может выполнять только эти взаимодействия с системой, даже если в системе остаются другие варианты использования.
Не обязательно, чтобы каждый актер взаимодействовал со всеми вариантами использования, но это может произойти.
Второй актер по имени учитель может взаимодействовать со всеми функциями или вариантами использования системы. Этот актер также может обновлять посещаемость ученика и оценки ученика. Эти взаимодействия как студента, так и актера-учителя вместе подводят итог всего приложения управления студентами.
Когда использовать диаграмму прецедентов?
Вариант использования — это уникальная функциональность системы, которую выполняет пользователь. Цель диаграммы вариантов использования состоит в том, чтобы охватить основные функциональные возможности системы и визуализировать взаимодействия различных вещей, называемых субъектами варианта использования. Это общее использование диаграммы вариантов использования.
Диаграммы прецедентов представляют основные части системы и рабочий процесс между ними. В случае использования детали реализации скрыты от внешнего использования, только поток событий представлен.
С помощью диаграмм вариантов использования мы можем выяснить предварительные и последующие условия после взаимодействия с актером. Эти условия могут быть определены с использованием различных тестовых случаев.
В общем случае сценарии использования используются для:
Варианты использования предназначены для передачи желаемой функциональности, поэтому точная область применения может варьироваться в зависимости от системы и цели создания модели UML.