Kompletny przewodnik po modelowaniu przypadków użycia

Co to jest modelowanie przypadków użycia?

Jest to technika stosowana w inżynierii oprogramowania i inżynierii systemów do opisywania wymagań funkcyjnych systemu. Skupia się na zrozumieniu i dokumentowaniu sposobu działania systemu z perspektywy końcowych użytkowników. W esencji pomaga odpowiedzieć na pytanie: „Co system powinien zrobić, aby spełnić potrzeby i cele swoich użytkowników?”

Kluczowe koncepcje modelowania przypadków użycia

Wymagania funkcyjne: Wymagania funkcyjne to cechy, działania i zachowania, które system musi posiadać, aby spełnić swoje zamierzone zadanie. Modelowanie przypadków użycia skupia się przede wszystkim na definiowaniu i zapisywaniu tych wymagań w sposób uporządkowany.

Perspektywa użytkownika końcowego: Modelowanie przypadków użycia zaczyna się od analizy systemu z perspektywy osób lub jednostek (nazywanych „aktorami”), które będą z nim interagowały. Kluczowe jest zrozumienie, jak te aktory będą używać systemu, aby osiągnąć swoje cele lub wykonywać swoje zadania.

Interakcje: Modelowanie przypadków użycia podkreśla zapisywanie interakcji między tymi użytkownikami końcowymi (aktorami) a systemem. Chodzi nie tylko o to, co system robi samodzielnie, ale o to, jak reaguje na działania lub żądania użytkownika.

Podstawy przypadków użycia:

• Przypadek użycia to opis interakcji systemu z jednym lub kilkoma zewnętrznymi jednostkami, nazywanymi aktorami, w celu osiągnięcia określonego celu.
• Przypadek użycia może być zapisany w formie tekstowej lub diagramowej, w zależności od poziomu szczegółowości i złożoności wymaganej.
• Przypadek użycia powinien uwzględniać istotne i istotne aspekty interakcji, takie jak warunki wstępne, warunki końcowe, główny przebieg, alternatywne przebiegi oraz wyjątki.

Co to jest diagram przypadków użycia?

Diagram przypadków użycia to graficzne przedstawienie stosowane w modelowaniu przypadków użycia w celu wizualizacji i komunikacji tych interakcji i relacji. W diagramie przypadków użycia aktorzy są zazwyczaj przedstawiani jako figury kreskowe, a przypadki użycia (konkretne funkcjonalności lub cechy) jako owoce lub prostokąty. Linie i strzałki łączą aktorów z przypadkami użycia, pokazując sposób ich interakcji.

 

• • Aktory: Są to jednostki lub użytkownicy poza systemem, którzy z nim interagują. Mogą to być ludzie, inne systemy lub nawet zewnętrzne urządzenia sprzętowe. Każdy aktor ma określone role lub odpowiedzialności w systemie.
  • Przypadki użycia: Przypadki użycia reprezentują konkretne funkcjonalności lub procesy, które system może wykonywać w celu spełnienia potrzeb aktorów. Każdy przypadek użycia zwykle ma nazwę i opis, które pomagają zrozumieć, co osiąga.
  • Relacje: Linie i strzałki łączące aktorów i przypadki użycia na diagramie przedstawiają sposób, w jaki aktorzy interagują z systemem poprzez te przypadki użycia. Różne typy relacji, takie jak relacje asociacyjne, rozszerzające i zawierające, mogą być używane do określenia natury tych interakcji.

Jak wykonywać modelowanie przypadków użycia?

1. Aby zrozumieć przypadek użycia, należy zidentyfikować aktorów i przypadki użycia związane z systemem.
   Aktorem jest jednostka zewnętrzna, która pełni rolę w interakcji z systemem. Aktorem może być osoba, inny system lub zdarzenie czasowe.
2. Przypadek użycia to zbiór scenariuszy opisujących sposób współpracy systemu i aktora w celu osiągnięcia wspólnego celu1. Scenariusz to sekwencja kroków opisujących, co dzieje się w określonej sytuacji1.
   Aktory w modelowaniu przypadków użycia:
3. Aktory są przedstawiane jako figury kreskowe na diagramie przypadków użycia.
   Aktory mogą mieć relacje uogólnienia, które wskazują, że jeden aktor dziedziczy cechy i zachowania innego aktora. Na przykład aktor Student może być uogólnieniem aktora Student studiów pierwszego stopnia i aktora Student studiów drugiego stopnia.
4. Aktory mogą również mieć relacje asociacyjne, które wskazują, że aktor uczestniczy w przypadku użycia. Na przykład aktor Nauczyciel może być powiązany z przypadkiem użycia Przypisanie ocen.

Związki między aktorami a przypadkami użycia:

• Przypadki użycia mogą mieć włączeniezwiązki, które wskazują, że jeden przypadek użycia zawiera zachowanie innego przypadku użycia jako część jego normalnego wykonania. Na przykład przypadek użycia Logowanie może być włączany przez wiele innych przypadków użycia wymagających uwierzytelnienia.
  • Związek włączenia to zależność między dwoma przypadkami użycia, w której jeden przypadek użycia (podstawowy) zawiera zachowanie innego przypadku użycia (włączanego) jako część jego normalnego wykonania.
  • Związek włączenia jest przedstawiany za pomocą przerywanej strzałki z oznaczeniem «włączenie» od przypadku podstawowego do przypadku włączanego.
  • Związek włączenia może być wykorzystywany do ponownego wykorzystania wspólnych funkcjonalności, uproszczenia złożonych przypadków użycia lub abstrakcyjnego przedstawienia szczegółów niskiego poziomu

• Przypadki użycia mogą również mieć rozszerzeniezwiązki, które wskazują, że jeden przypadek użycia dodaje opcjonalne lub wyjątkowe zachowanie do innego przypadku użycia w określonych warunkach. Na przykład przypadek użycia Anulowanie rezerwacji może rozszerzać przypadek użycia Rezerwacja, jeśli użytkownik zdecyduje się anulować swoją rezerwację.
  • Związek rozszerzenia to zależność między dwoma przypadkami użycia, w której jeden przypadek użycia (rozszerzenie) dodaje pewne opcjonalne lub wyjątkowe zachowanie do innego przypadku użycia (podstawowego) w określonych warunkach.
  • Związek rozszerzenia jest przedstawiany za pomocą przerywanej strzałki z oznaczeniem «rozszerzenie» od przypadku rozszerzenia do przypadku podstawowego.
  • Związek rozszerzenia może mieć punkt rozszerzenia, czyli miejsce w przypadku podstawowym, w którym może zostać wstawione rozszerzenie.
  • Punkt rozszerzenia może być oznaczony nazwą i warunkiem

Tworzenie skutecznych przypadków użycia:

• Określanie granic systemu:
  • Granica systemu to prostokąt otaczający przypadki użycia i pokazujący zakres systemu.
  • Granica systemu pomaga odróżnić, co znajduje się wewnątrz systemu (przypadki użycia) i co znajduje się poza systemem (aktorzy).
  • Granica systemu powinna być jasno oznaczona nazwą systemu i jego wersją1.
• Określanie celów i scenariuszy przypadków użycia:
  • Cel przypadku użycia to stwierdzenie podsumowujące, co przypadek użycia osiąga dla aktora.
  • Cel przypadku użycia powinien być konkretny, mierzalny, osiągalny, istotny i sprawdzalny.
  • Scenariusz przypadku użycia to sekwencja kroków opisujących sposób, w jaki aktor i system współdziałają w celu osiągnięcia celu.
  • Scenariusz przypadku użycia powinien być kompletny, spójny, realistyczny i śledzony.
• Pisanie jasnych i zwięzłych opisów przypadków użycia:
  • Opis przypadku użycia to dokument tekstowy zawierający więcej szczegółów dotyczących przypadku użycia, takich jak warunki wstępne, warunki końcowe, główny przebieg, alternatywne przebiegi i wyjątki.
  • Opis przypadku użycia powinien być jasny i zwięzły, używać prostego i precyzyjnego języka, unikać żargonu i niejasności oraz stosować spójny format.
  • Opis przypadku użycia powinien również być spójny i kompletny, obejmować wszystkie możliwe scenariusze, wyniki i warianty oraz uwzględniać wszystkie istotne wymagania.
• Szablony przypadków użycia i dokumentacja:
  • Szablon przypadku użycia to standardowy format pomagający uporządkować i przedstawić informacje o przypadku użycia w spójny i strukturalny sposób.
  • Szablon przypadku użycia może zawierać różne sekcje, takie jak nazwa przypadku użycia, identyfikator, cel, aktorzy, priorytet, założenia, warunki wstępne, warunki końcowe, główny przebieg, alternatywne przebiegi, wyjątki itp.
  • Dokumentacja przypadków użycia to zbiór przypadków użycia opisujących funkcjonalność systemu z różnych perspektyw.
  • Dokumentacja przypadków użycia może być wykorzystywana do różnych celów, takich jak komunikacja, weryfikacja, walidacja, testowanie, utrzymanie itp.

Najlepsze praktyki modelowania przypadków użycia:

• Niektóre najlepsze praktyki modelowania przypadków użycia to:
  • Zidentyfikuj kluczowych uczestników i ich cele, oraz zaangażuj ich w proces tworzenia przypadków użycia
  • Użyj metody od góry do dołu metody, aby zidentyfikować i ustalić priorytet najważniejszych przypadków użycia
  • Użyj zgodnej zasadę nazewnictwa która jest spójna, znacząca i opisowa dla przypadków użycia i aktorów
  • Użyj wykresów i opisów tekstowych w celu uzupełnienia się wzajemnie i zapewnienia różnych poziomów szczegółowości
  • Użyj relacji takich jak rozszerzanie, zawieranie i uogólnianie, aby pokazać zależności i podobieństwa między przypadkami użycia
  • Przejrzyj i waliduj przypadki użycia z uczestnikami i upewnij się, że są zgodne z wymaganiami systemu

Modelowanie przypadków użycia przy użyciu szablonu przypadku użycia

Opis problemu: System biblioteki uczelnianej

System Biblioteki Uniwersyteckiej napotyka na szereg wyzwań operacyjnych, które wpływają na jego wydajność oraz jakość usługi oferowanej studentom, pracownikom akademickim i personelowi. Do tych wyzwań należy:

1. Ręczne procesy wypożyczania i zwracania: Biblioteka opiera się na procesach papierowych w zakresie wypożyczania książek, ich zwracania oraz śledzenia terminów zwrotu. Ten podejście ręczne jest podatne na błędy, co prowadzi do niezgodności w prowadzeniu ksiąg i czasem do sporów między personellem biblioteki a użytkownikami.
2. Zarządzanie inwentarzem: Obecny system zarządzania obszerną kolekcją książek i materiałów bibliotecznych jest przestarzały. Brak skutecznego systemu zarządzania inwentarzem utrudnia znalezienie konkretnych przedmiotów, co prowadzi do frustracji użytkowników biblioteki i niepotrzebnych opóźnień.
3. Śledzenie opłat za opóźnienie: Śledzenie i zbieranie opłat za opóźnienie w przypadku książek zwróconych po terminie to trudne zadania. Personel biblioteki nie posiada systemu automatycznego do monitorowania terminów zwrotu i precyzyjnego wyliczania kar. Wynika z tego utrata przychodów oraz utrudnienia dla użytkowników.
4. Zarządzanie kontami użytkowników: Konta użytkowników, w tym wydawanie i zarządzanie kartami bibliotecznymi, opierają się na procesach ręcznych. Powoduje to opóźnienia w udzielaniu dostępu do zasobów biblioteki dla nowych studentów oraz trudności w aktualizowaniu informacji użytkowników dla istniejących członków.
5. Ograniczona dostępność: Obecny system biblioteki nie oferuje dostępu online dla użytkowników w celu wyszukiwania książek, umawiania zarezerwowanych pozycji lub przedłużania wypożyczonych pozycji zdalnie. Ta ograniczona dostępność utrudnia komfort i dostępność, jakich oczekują nowoczesni studenci i pracownicy akademicki.
6. Nieefektywne alokowanie zasobów: Personel biblioteki często napotyka trudności w optymalizacji alokacji zasobów, takich jak książki, czasopisma i przestrzenie do nauki. Brak danych w czasie rzeczywistym i analiz utrudnia podejmowanie świadomych decyzji dotyczących dystrybucji zasobów.
7. Luki komunikacyjne: Istnieją luki komunikacyjne między personellem biblioteki a użytkownikami. Użytkownicy często nie są świadomi polityki biblioteki, nowych pozycji czy zmian w godzinach otwarcia, co prowadzi do nieporozumień i frustracji.
8. Kwestie bezpieczeństwa: System biblioteki nie posiada odpowiednich środków bezpieczeństwa w celu ochrony danych użytkowników oraz zapobiegania kradzieży lub nieuprawnionemu dostępowi do zasobów biblioteki.

Te wyzwania wspólnie przyczyniają się do suboptymalnego doświadczenia bibliotecznego zarówno dla personelu biblioteki, jak i użytkowników. Rozwiązanie tych problemów i modernizacja Systemu Biblioteki Uniwersyteckiej jest kluczowa, aby zapewnić efektywne usługi, zwiększyć satysfakcję użytkowników i poprawić ogólne doświadczenie akademickie w społeczności uniwersyteckiej.

Szablon przypadku użycia:

Oto szablon przypadku użycia i przykład wypozyczenia książki z biblioteki uniwersyteckiej w formie tabelarycznej:

Nazwa przypadku użycia	Wypożycz książkę
Identyfikator przypadku użycia	UC001
Główny aktor	Student
Dodatkowi aktorzy	Bibliotekarz, system inwentaryzacji książek
Wstępne warunki	– Student posiada ważną kartę biblioteczną.
	– Książka jest dostępna w inwentarzu biblioteki.
Warunki końcowe	– Książka została oznaczona jako wypożyczona w systemie.
	– Student ma książkę w swoim posiadaniu.
Główny przebieg	1. Opis: Student chce wypożyczyć
	książkę z biblioteki uniwersyteckiej.
	2. Działania aktora:
	– Student przedstawia swoją kartę biblioteczną
	bibliotekarzowi.
	– Bibliotekarz skanuje kartę biblioteczną, aby
	zweryfikować jej ważność.
	– Student podaje tytuł lub numer ISBN książki,
	którą chce wypożyczyć.
	– Bibliotekarz wyszukuje książkę w katalogu biblioteki
	w celu znalezienia książki.
	– Bibliotekarz potwierdza dostępność książki.
	– Bibliotekarz wypożycza książkę studentowi.
	studentowi.
	– Student zabiera książkę i opuszcza bibliotekę.
	bibliotekę.
	3. Działania systemu:
	– System weryfikuje kartę biblioteczną.
	– System aktualizuje status książki na
	„wypożyczona”.
	– System zapisuje datę zwrotu wypożyczonej książki
	wypożyczenia.
	– System generuje paragon za transakcję.
	transakcję.
	4. Alternatywne przebiegi:
	– Jeśli karta bibliotecznego studenta jest nieprawidłowa, bibliotekarz informuje studenta, a przypadki użycia kończą się.
	bibliotekarz informuje studenta, a przypadki użycia kończą się.
	przypadki użycia kończą się.
	– Jeśli żądana książka nie jest dostępna, bibliotekarz informuje studenta, a przypadki użycia kończą się.
	bibliotekarz informuje studenta, a przypadki użycia kończą się.
	przypadki użycia kończą się.
Rozszerzenia	– Jeśli student ma opóźnione książki, system wysyła powiadomienie.
	jest wysyłany do ucznia.
	– Jeśli student chce przedłużyć wypożyczenie książki, może
	złożyć prośbę o przedłużenie przez stronę biblioteki.
Specjalne wymagania	– System powinien mieć bezpieczną bazę danych
	użytkowników kart bibliotecznych.
	– Terminy zwrotu i opłaty za opóźnienie powinny być obliczane i
	wymuszane przez system.

Przykład przypadku użycia: Wypożyczenie książki z biblioteki uniwersytetu

Nazwa przypadku użycia	Wypożycz książkę
Identyfikator przypadku użycia	UC001
Główny aktor	Uczeń
Dodatkowi aktorzy	Bibliotekarz, system inwentaryzacji książek
Wstępne warunki	– Uczeń posiada ważną kartę biblioteczną.
	– Książka jest dostępna w inwentarzu biblioteki.
Warunki końcowe	– Książka jest oznaczona jako wypożyczona w systemie.
	– Uczeń ma książkę w swoim posiadaniu.
Główny przebieg	1. Opis: Uczeń chce wypożyczyć
	książkę z biblioteki uniwersytetu.
	2. Działania aktora:
	– Uczeń przedstawia swoją kartę biblioteczną
	bibliotekarzowi.
	– Bibliotekarz skanuje kartę biblioteczną, aby
	zweryfikować jej ważność.
	– Uczeń podaje tytuł lub ISBN książki,
	którą chce wypożyczyć.
	– Bibliotekarz wyszukuje w katalogu biblioteki
	książkę.
	– Bibliotekarz potwierdza dostępność książki.
	– Bibliotekarz wypożycza książkę uczniowi.
	studentowi.
	– Uczeń bierze książkę i opuszcza bibliotekę.
	bibliotekę.
	3. Działania systemu:
	– System weryfikuje kartę biblioteczną.
	– System aktualizuje status książki na
	„wypożyczona.”
	– System zapisuje datę zwrotu wypożyczonej książki
	wypożyczenia.
	– System generuje potwierdzenie transakcji
	transakcji.
	4. Alternatywne przebiegi:
	– Jeśli karta bibliotecznego ucznia jest nieprawidłowa, bibliotekarz informuje ucznia, a przypadki użycia kończą się.
	bibliotekarz informuje ucznia, a przypadki użycia kończą się.
	przypadki użycia kończą się.
	– Jeśli żądana książka nie jest dostępna, bibliotekarz informuje ucznia, a przypadki użycia kończą się.
	bibliotekarz informuje ucznia, a przypadki użycia kończą się.
	przypadki użycia kończą się.
Rozszerzenia	– Jeśli student ma zwrócone książki, wysyłana jest powiadomienie
	do studenta.
	– Jeśli student chce przedłużyć wypożyczenie książki, może
	złożyć wniosek o przedłużenie przez stronę biblioteki.
Specjalne wymagania	– System powinien mieć bezpieczną bazę danych
	posiadaczy kart bibliotecznych.
	– Terminy zwrotu i opłaty za opóźnienie powinny być obliczane i
	wymuszane przez system.

Powyższe tabele przedstawiają szablon przypadku użycia i przykład w sposób strukturalny i uporządkowany, ułatwiając odczytanie i zrozumienie kluczowych elementów przypadku użycia.

Zespolenie przypadków użycia

Definicja zgrubienia przypadku użycia: Zespolenie przypadku użycia odnosi się do stopnia szczegółowości i organizacji w specyfikacjach przypadków użycia. Zasadniczo opisuje, jak dokładnie dzielisz funkcjonalność systemu podczas dokumentowania przypadków użycia. Innymi słowy, chodzi o to, jak dużo lub jak mało rozkładasz przypadek użycia na mniejsze części lub kroki.

Znaczenie zgrubienia przypadku użycia:

1. Poprawa komunikacji: Zespolenie przypadku użycia odgrywa kluczową rolę w poprawie komunikacji między różnymi stakeholderami uczestniczącymi w projekcie oprogramowania, takimi jak analitycy biznesowi, programiści, testerzy i użytkownicy końcowi. Gdy przypadki użycia są dobrze zdefiniowane i odpowiednio zgrubione, wszyscy lepiej rozumieją funkcjonalność i wymagania systemu.
2. Planowanie projektu: Poziom zgrubienia przypadków użycia wpływa na planowanie projektu. Mniejsze, bardziej zgrubione przypadki użycia ułatwiają oszacowanie czasu i wysiłku potrzebnego do zadań programistycznych. Pomaga to menedżerom projektów tworzyć bardziej dokładne harmonogramy projektów i alokację zasobów.
3. Jasność i precyzja: Osiąganie odpowiedniego poziomu zgrubienia zapewnia, że przypadki użycia są jasne i precyzyjne. Jeśli przypadki użycia są zbyt ogólnikowe i abstrakcyjne, mogą brakować im niezbędnych szczegółów do skutecznego rozwoju. Z drugiej strony, nadmiernie szczegółowe przypadki użycia mogą stać się trudne w zarządzaniu i niepraktyczne.

Przykład: Pokażmy zgrubienie przypadku użycia na przykładzie funkcjonalności „Rejestracja użytkownika” w aplikacji e-commerce:

• Wysokie zgrubienie: Jeden przypadek użycia o nazwie „Rejestracja użytkownika” obejmuje cały proces rejestracji od początku do końca. Zawiera każdy krok, takie jak wprowadzanie informacji osobistych, tworzenie hasła, potwierdzenie hasła i przesłanie formularza rejestracyjnego.
• Średnie zgrubienie: Przypadki użycia są dzielone na mniejsze, bardziej skupione części. Na przykład „Wprowadź informacje osobiste”, „Utwórz hasło” i „Zgłoś rejestrację” mogą być osobnymi przypadkami użycia. Każdy z nich skupia się na konkretnym aspekcie rejestracji użytkownika.
• Niskie zgrubienie: Najniższy poziom zgrubienia może obejmować rozkładanie działań w ramach jednego kroku. Na przykład „Wprowadź informacje osobiste” może zostać dalej rozłożone na „Wprowadź imię”, „Wprowadź nazwisko”, „Wprowadź adres e-mail” itd.

Odpowiedni poziom szczegółowości zależy od wymagań projektu oraz konkretnych potrzeb stakeholderów. Znalezienie odpowiedniego poziomu równowagi jest kluczowe, aby upewnić się, że przypadki użycia są zrozumiałe, łatwe w zarządzaniu i skuteczne w przekazywaniu funkcjonalności systemu wszystkim zaangażowanym stroną.

W swojej książce ‘Writing Effective Use Cases’ Alastair Cockburn przedstawia prostą analogię, która pomaga nam wizualizować różne poziomy osiągania celów. Zaleca myślenie o tych poziomach za pomocą analogii morza

Zródła:

1. Co to jest diagram przypadków użycia? (visual-paradigm.com)
2. Co to jest specyfikacja przypadków użycia?