Полное руководство по моделированию вариантов использования

Что такое моделирование вариантов использования?

Это техника, используемая в разработке программного обеспечения и системной инженерии для описания функциональных требований системы. Она направлена на понимание и документирование того, как система должна работать с точки зрения конечных пользователей. По сути, она помогает ответить на вопрос: «Что должна делать система, чтобы удовлетворить потребности и цели своих пользователей?»

Ключевые концепции моделирования вариантов использования

Функциональные требования: Функциональные требования — это функции, действия и поведение, которые система должна иметь, чтобы выполнить свою целевую функцию. Моделирование вариантов использования в первую очередь направлено на определение и фиксацию этих требований в структурированной форме.

Точка зрения конечного пользователя: Моделирование вариантов использования начинается с рассмотрения системы с точки зрения людей или сущностей (называемых «актерами»), которые будут взаимодействовать с системой. Крайне важно понимать, как эти актеры будут использовать систему для достижения своих целей или выполнения своих задач.

Взаимодействия: Моделирование вариантов использования акцентирует внимание на фиксации взаимодействий между этими конечными пользователями (актерами) и системой. Речь идет не только о том, что делает система в изоляции, а о том, как она реагирует на действия или запросы пользователей.

Основы вариантов использования:

• Вариант использования — это описание того, как система взаимодействует с одним или несколькими внешними сущностями, называемыми актерами, для достижения конкретной цели.
• Вариант использования может быть записан в текстовой или диаграммной форме в зависимости от уровня детализации и сложности, необходимых для задачи.
• Вариант использования должен фиксировать существенные и релевантные аспекты взаимодействия, такие как предусловия, постусловия, основной поток, альтернативные потоки и исключения.

Что такое диаграмма вариантов использования?

Диаграмма вариантов использования — это графическое представление, используемое в моделировании вариантов использования для визуализации и передачи этих взаимодействий и отношений. На диаграмме вариантов использования актеры обычно изображаются в виде человечков, а варианты использования (конкретные функциональные возможности или особенности) — в виде овалов или прямоугольников. Линии и стрелки соединяют актеров с вариантами использования, показывая, как они взаимодействуют.

 

• • Актеры: Это сущности или пользователи за пределами системы, которые взаимодействуют с ней. Это могут быть люди, другие системы или даже внешние аппаратные устройства. Каждый актер имеет определенные роли или обязанности в системе.
  • Варианты использования: Варианты использования представляют собой конкретные функциональные возможности или процессы, которые система может выполнять для удовлетворения потребностей актеров. Каждый вариант использования обычно имеет название и описание, что помогает понять, что он выполняет.
  • Отношения: Линии и стрелки, соединяющие актеров и варианты использования на диаграмме, показывают, как актеры взаимодействуют с системой через эти варианты использования. Для описания характера этих взаимодействий можно использовать различные типы отношений, такие как ассоциации, отношения расширения и отношения включения.

Как проводить моделирование вариантов использования?

1. Чтобы понять вариант использования, необходимо определить актеров и варианты использования, участвующие в системе.
   Актер — это внешняя сущность, которая играет роль в взаимодействии с системой. Актером может быть человек, другая система или событие во времени.
2. Вариант использования — это набор сценариев, описывающих, как система и актер сотрудничают для достижения общей цели1. Сценарий — это последовательность шагов, описывающих, что происходит в конкретной ситуации1.
   Актеры в моделировании вариантов использования:
3. Актеры изображаются в виде человечков на диаграмме вариантов использования.
   Актеры могут иметь отношения обобщения, которые указывают на то, что один актер наследует характеристики и поведение другого актера. Например, актер «Студент» может быть обобщением актеров «Бакалавр» и «Магистрант».
4. Актеры также могут иметь отношения ассоциации, которые указывают на участие актера в варианте использования. Например, актер «Преподаватель» может быть связан с вариантом использования «Выставление оценок».

Связи между актерами и вариантами использования:

• Варианты использования могут иметьвключатьсвязи, которые указывают, что один вариант использования включает поведение другого варианта использования как часть своей нормальной работы. Например, вариант использования входа в систему может быть включен многими другими вариантами использования, которые требуют аутентификации.
  • Связь включения — это зависимость между двумя вариантами использования, при которой один вариант использования (базовый) включает поведение другого варианта использования (включаемого) как часть своей нормальной работы.
  • Связь включения изображается пунктирной стрелкой со стереотипом «включить» от базового варианта использования к включаемому.
  • Связь включения может использоваться для повторного использования общей функциональности, упрощения сложных вариантов использования или абстрагирования деталей низкого уровня

• Варианты использования также могут иметьрасширятьсвязи, которые указывают, что один вариант использования добавляет опциональное или исключительное поведение к другому варианту использования при определенных условиях. Например, вариант использования отмены бронирования может расширять вариант использования бронирования, если пользователь решит отменить свою бронь.
  • Связь расширения — это зависимость между двумя вариантами использования, при которой один вариант использования (расширение) добавляет некоторое опциональное или исключительное поведение к другому варианту использования (базовому) при определенных условиях.
  • Связь расширения изображается пунктирной стрелкой со стереотипом «расширить» от расширения к базовому варианту использования.
  • Связь расширения может иметь точку расширения, которая представляет собой место в базовом варианте использования, куда может быть вставлено расширение.
  • Точка расширения может быть помечена именем и условием

Создание эффективных вариантов использования:

• Определение границ системы:
  • Граница системы — это прямоугольник, охватывающий варианты использования и показывающий границы системы.
  • Граница системы помогает различать, что находится внутри системы (варианты использования), и что находится вне системы (актеры).
  • Граница системы должна быть четко обозначена названием системы и ее версией1.
• Определение целей и сценариев вариантов использования:
  • Цель варианта использования — это утверждение, которое кратко описывает, что достигается вариантом использования для актера.
  • Цель варианта использования должна быть конкретной, измеримой, достижимой, релевантной и проверяемой.
  • Сценарий варианта использования — это последовательность шагов, описывающих, как актер и система взаимодействуют для достижения цели.
  • Сценарий варианта использования должен быть полным, последовательным, реалистичным и отслеживаемым.
• Написание четких и кратких описаний вариантов использования:
  • Описание варианта использования — это текстовый документ, содержащий дополнительные сведения о варианте использования, такие как предусловия, постусловия, основной поток, альтернативные потоки и исключения.
  • Описание варианта использования должно быть ясным и кратким, использовать простой и точный язык, избегать жаргона и неоднозначности, а также соблюдать единый формат.
  • Описание варианта использования также должно быть логичным и всесторонним, охватывая все возможные сценарии, результаты и вариации, а также отвечая на все соответствующие требования.
• Шаблоны случаев использования и документация:
  • Шаблон случая использования — это стандартизированный формат, который помогает организовать и представить информацию о случае использования в последовательной и структурированной форме.
  • Шаблон случая использования может включать различные разделы, такие как имя случая использования, идентификатор, цель, участники, приоритет, предположения, предусловия, постусловия, основной поток, альтернативные потоки, исключения и т.д.
  • Документация по случаям использования — это совокупность случаев использования, описывающих функциональность системы с разных точек зрения.
  • Документация по случаям использования может использоваться для различных целей, таких как коммуникация, проверка, верификация, тестирование, сопровождение и т.д.

Лучшие практики моделирования случаев использования:

• Некоторые лучшие практики моделирования случаев использования:
  • Определите ключевых заинтересованных сторон и их цели, и вовлеките их в процесс разработки случаев использования
  • Используйте подход сверху вниз подход для выявления и приоритизации наиболее важных случаев использования
  • Используйте конвенцию именования которая является последовательной, значимой и описательной для случаев использования и участников
  • Используйте диаграммы и текстовые описания для взаимного дополнения и предоставления различных уровней детализации
  • Используйте связи такие как расширение, включение и обобщение, чтобы показать зависимости и общие черты между случаями использования
  • Проверьте и подтвердите случаи использования с заинтересованными сторонами и убедитесь, что они соответствуют требованиям системы

Моделирование случаев использования с использованием шаблона случаев использования

Описание проблемы: система университетской библиотеки

Система университетской библиотеки сталкивается с рядом операционных проблем, которые влияют на ее эффективность и качество обслуживания, предоставляемого студентам, преподавателям и персоналу. Эти проблемы включают:

1. Ручные процессы выдачи и возврата книг: Библиотека полагается на бумажные процессы для выдачи книг, их возврата и отслеживания дат возврата. Этот ручной подход подвержен ошибкам, что приводит к расхождениям в ведении учета и периодическим спорам между персоналом библиотеки и пользователями.
2. Управление инвентарем: Текущая система управления обширной коллекцией книг и материалов устарела. Отсутствие эффективной системы управления инвентарем затрудняет поиск конкретных предметов, что вызывает раздражение у посетителей библиотеки и необоснованные задержки.
3. Отслеживание пени за просроченные книги: Отслеживание и сбор пеней за просроченные книги — сложные задачи. Персонал библиотеки не имеет автоматизированной системы для контроля дат возврата и точного начисления штрафов. Это приводит к потере доходов и неудобствам для пользователей.
4. Управление учетными записями пользователей: Учетные записи пользователей, включая выдачу и управление библиотечными картами, основаны на ручных процессах. Это приводит к задержкам в предоставлении доступа к библиотечным ресурсам для новых студентов и сложностям в обновлении информации о пользователях для действующих членов.
5. Ограниченная доступность: Текущая система библиотеки не предоставляет онлайн-доступ для пользователей, чтобы искать книги, делать резервации или продлевать сроки пользования выданными книгами удаленно. Это ограничение мешает удобству и доступности, которые ожидают современные студенты и преподаватели.
6. Неэффективное распределение ресурсов: Персонал библиотеки часто сталкивается с трудностями при оптимизации распределения ресурсов, таких как книги, журналы и учебные места. Отсутствие данных в реальном времени и аналитики затрудняет принятие обоснованных решений о распределении ресурсов.
7. Пробелы в коммуникации: Между персоналом библиотеки и пользователями существует разрыв в коммуникации. Пользователи часто не осведомлены о правилах библиотеки, новых поступлениях или изменениях в режиме работы, что приводит к недопониманию и раздражению.
8. Проблемы безопасности: Система библиотеки не имеет достаточных мер безопасности для защиты персональных данных пользователей и предотвращения кражи или несанкционированного доступа к библиотечным ресурсам.

Эти проблемы в совокупности приводят к неоптимальному опыту использования библиотеки как для персонала библиотеки, так и для пользователей. Устранение этих проблем и модернизация системы университетской библиотеки является необходимым условием для предоставления эффективных услуг, повышения удовлетворенности пользователей и улучшения общего академического опыта в академическом сообществе.

Шаблон случая использования:

Вот шаблон случая использования и пример взятия книги из университетской библиотеки в табличной форме:

Название случая использования	Взять книгу
Идентификатор случая использования	UC001
Основной актер	Студент
Второстепенные актеры	Библиотекарь, система учета книг
Предусловия	– У студента есть действующая библиотечная карта.
	– Книга доступна в библиотечном фонде.
Постусловия	– Книга помечена как выданная в системе.
	– У студента есть книга в наличии.
Основной поток	1. Описание: Студент хочет взять
	книгу из университетской библиотеки.
	2. Действия актера:
	– Студент представляет свою библиотечную карту
	библиотекарю.
	– Библиотекарь сканирует библиотечную карточку, чтобы
	проверить ее действительность.
	– Студент предоставляет название или ISBN книги,
	которую он хочет взять напрокат.
	– Библиотекарь ищет книгу в библиотечном каталоге
	для этой книги.
	– Библиотекарь подтверждает наличие книги.
	– Библиотекарь выдает книгу студенту
	студенту.
	– Студент берет книгу и уходит из
	библиотеки.
	3. Действия системы:
	– Система проверяет действительность библиотечной карточки.
	– Система обновляет статус книги на
	«выдана».
	– Система фиксирует дату возврата книги
	по выдаче.
	– Система выдает квитанцию за
	операцию.
	4. Альтернативные сценарии:
	– Если библиотечная карточка студента недействительна, библиотекарь информирует студента, и сценарий завершается.
	библиотекарь информирует студента, и сценарий завершается.
	сценарий завершается.
	– Если запрашиваемая книга недоступна, библиотекарь информирует студента, и сценарий завершается.
	библиотекарь информирует студента, и сценарий завершается.
	сценарий завершается.
Расширения	– Если у студента есть просроченные книги, появляется уведомление
	отправляется студенту.
	– Если студент хочет продлить книгу, он может
	запросить продление через веб-сайт библиотеки.
Специальные требования	– Система должна иметь защищенную базу данных
	владельцев библиотечных карт.
	– Сроки возврата и пени за просрочку должны рассчитываться и
	внедряться системой.

Пример использования: получение книги из университетской библиотеки

Название использования	Взять книгу
Идентификатор использования	UC001
Основной участник	Студент
Второстепенные участники	Библиотекарь, система учета книг
Предварительные условия	– У студента есть действующая библиотечная карта.
	– Книга доступна в библиотечном фонде.
Постусловия	– Книга помечена как выданная в системе.
	– У студента есть книга в наличии.
Основной поток	1. Описание: Студент хочет взять в аренду
	книгу из университетской библиотеки.
	2. Действия участника:
	– Студент показывает свою библиотечную карточку
	библиотекарю.
	– Библиотекарь сканирует библиотечную карточку, чтобы
	проверить ее действительность.
	– Студент предоставляет название или ISBN книги,
	которую он хочет взять напрокат.
	– Библиотекарь ищет книгу в каталоге библиотеки
	для этой книги.
	– Библиотекарь подтверждает наличие книги.
	– Библиотекарь выдает книгу студенту
	студенту.
	– Студент берет книгу и уходит из
	библиотеки.
	3. Действия системы:
	– Система проверяет действительность библиотечной карточки.
	– Система обновляет статус книги на
	«выдана».
	– Система фиксирует дату возврата книги
	по займу.
	– Система выдает квитанцию за
	операцию.
	4. Альтернативные сценарии:
	– Если библиотечная карточка студента недействительна, библиотекарь информирует студента, и сценарий завершается.
	библиотекарь информирует студента, и сценарий завершается.
	сценарий завершается.
	– Если запрашиваемая книга недоступна, библиотекарь информирует студента, и сценарий завершается.
	библиотекарь информирует студента, и сценарий завершается.
	сценарий завершается.
Расширения	– Если у студента есть просроченные книги, отправляется уведомление
	студенту.
	– Если студент хочет продлить книгу, он может
	запросить продление через веб-сайт библиотеки.
Специальные требования	– Система должна иметь защищенную базу данных
	владельцев библиотечных карт.
	– Сроки возврата и пени за просрочку должны рассчитываться и
	внедряться системой.

Приведенные выше таблицы представляют шаблон и пример использования в структурированной и организованной форме, что облегчает чтение и понимание ключевых элементов использования.

Гранулярность использования

Определение гранулярности использования: Гранулярность использования относится к степени детализации и структурированности в спецификациях использования. По сути, она описывает, насколько тонко вы разбиваете функциональность системы при документировании использования. Проще говоря, речь идет о том, насколько сильно или слабо вы разбиваете использование на более мелкие части или шаги.

Значение гранулярности использования:

1. Улучшение коммуникации: Гранулярность использования играет ключевую роль в улучшении коммуникации между различными заинтересованными сторонами, участвующими в проекте программного обеспечения, такими как бизнес-аналитики, разработчики, тестировщики и конечные пользователи. Когда использование четко определено и соответствующим образом гранулировано, все могут лучше понять функциональность и требования системы.
2. Планирование проекта: Уровень гранулярности использования влияет на планирование проекта. Меньшие, более детализированные случаи использования облегчают оценку времени и усилий, необходимых для выполнения задач разработки. Это помогает менеджерам проектов создавать более точные графики проектов и распределение ресурсов.
3. Ясность и точность: Достижение правильного уровня гранулярности гарантирует, что случаи использования ясны и точны. Если случаи использования слишком высокого уровня и абстрактны, они могут не содержать необходимых деталей для эффективной разработки. Напротив, чрезмерно детализированные случаи использования могут стать неподвластными контролю и трудными в управлении.

Пример: Давайте проиллюстрируем гранулярность использования на примере функциональности «Регистрация пользователя» в приложении электронной коммерции:

• Высокая гранулярность: Единственный случай использования под названием «Регистрация пользователя» охватывает весь процесс регистрации с начала до конца. Он включает каждый шаг, например, ввод личной информации, создание пароля, подтверждение пароля и отправку формы регистрации.
• Средняя гранулярность: Случаи использования делятся на более мелкие и более узконаправленные части. Например, «Ввести личную информацию», «Создать пароль» и «Отправить регистрацию» могут быть отдельными случаями использования. Каждый из них фокусируется на конкретном аспекте регистрации пользователя.
• Низкая гранулярность: Наименьший уровень гранулярности может включать разбиение действий внутри одного шага. Например, «Ввести личную информацию» может быть дополнительно разбито на «Ввести имя», «Ввести фамилию», «Ввести адрес электронной почты» и так далее.

Соответствующий уровень детализации зависит от требований проекта и конкретных потребностей заинтересованных сторон. Нахождение правильного баланса является важным условием для обеспечения того, чтобы сценарии использования были понятными, управляемыми и эффективными в передаче функциональности системы всем заинтересованным сторонам.

В своей книге «Письмо эффективных сценариев использования» Аластер Кокберн предлагает простую аналогию, чтобы помочь нам визуализировать различные уровни достижения целей. Он предлагает рассматривать эти уровни с помощью аналогии моря

Ссылки:

1. Что такое диаграмма сценариев использования? (visual-paradigm.com)
2. Что такое спецификация сценария использования?