Диаграмма вариантов использования в унифицированном языке моделирования

Диаграмма вариантов использования — это поведенческая диаграмма на унифицированном языке моделирования (UML), которая используется для изображения объектно-ориентированных систем программирования, а также бизнес-процессов. UML — это не язык программирования, а язык моделирования. Это стандартизированный метод описания планируемой или создаваемой системы. В этом методе используются диаграммы, в которых все задействованные объекты структурированы и расположены по отношению друг к другу.

Поскольку изобразить все объекты, отношения и процессы в одной диаграмме было бы слишком сложно и запутанно, в UML используется 14 различных типов диаграмм. Их можно разделить на категории: структурные диаграммы, поведенческие диаграммы и диаграммы взаимодействия, причем диаграммы взаимодействия являются подмножеством поведенческих диаграмм.

Структурные диаграммы сосредоточены на изображении всех элементов системы и их отношений друг с другом. Общим примером этого является диаграмма классов, которая может использоваться для группировки элементов и визуализации иерархий. В отличие от них, поведенческие диаграммы не фокусируются на статических структурах. Вместо этого они показывают запланированное или фактическое течение процессов, которые можно ожидать при использовании программы или программного обеспечения. Это динамические диаграммы.

Диаграмма сценария использования является особым случаем в этой группе, поскольку она показывает, какое поведение ожидается от системы или программы в конкретном сценарии использования. По сравнению с другими поведенческими диаграммами в UML, диаграмма сценария использования довольно статична, поскольку она может использоваться только для описания действия и цели, но не точной последовательности различных рабочих процессов и действий. Для этих целей используются другие типы диаграмм UML, такие как диаграммы деятельности, используемые для хронологического изображения рабочих процессов, и диаграммы последовательности, используемые для отображения обмена сообщениями между различными элементами системы.

Диаграмма вариантов использования используется для изображения функций системы с точки зрения пользователя (в UML он называется «действующее лицо»). Действующим лицом не обязательно должен быть пользователь. Эта роль также может быть отведена внешней системе, которая обращается к другой системе. Диаграмма вариантов использования изображает связь между действующим лицом и его требованиями или ожиданиями от системы без описания происходящих действий или их расположения в логическом порядке.

На практике эта структура полезна для четкого изображения наиболее важных функций и/или целей системы. Поэтому при разработке программного обеспечения или планировании нового бизнес-процесса одним из первых шагов часто является создание диаграммы вариантов использования. Эта диаграмма обеспечивает простую и четкую визуализацию того, какие варианты использования должны быть рассмотрены в ходе разработки, чтобы действующие лица (и, в более общем смысле, пользователи и клиенты) достигли своей цели — изначально это рассматривается без учета технической осуществимости.

Для того чтобы каждый мог сразу понять диаграмму вариантов использования, для иллюстрации используются стандартизированные строительные блоки. Для этого существует три основных элемента:

• Актор: Действующие лица, как люди, так и системы, изображаются в виде палочек.
• Система: Система, на которую направлена диаграмма вариантов использования, изображается в виде прямоугольника.
• Вариант использования: Вариант использования изображается в виде овала, который обычно содержит короткую фразу, описывающую процесс.

Отношения между этими элементами описываются с помощью линий, связывающих их. Они называются ассоциациями. Сплошная линия между действующим лицом и вариантом использования указывает на то, что действующее лицо и вариант использования, описанный в овале, связаны. Пунктирные линии используются для связей между различными вариантами использования. Поскольку между вариантами использования могут существовать два различных типа ассоциаций, линии расширяются с помощью ключевого слова, называемого в UML стереотипом, который заключен в двойные шевроны. Стрелка также используется для обозначения зависимости между двумя вариантами использования. Существует два различных стереотипа:

• Включать ассоциации: Этот тип ассоциации означает, что базовый вариант использования включает в себя второй вариант использования. Это обозначается пунктирной линией, соединяющей два варианта использования, со стрелкой, указывающей на второй вариант использования.
• Расширяющие ассоциации: Этот тип ассоциации имеет пунктирную линию со стрелкой, направленной в противоположную сторону от базового варианта использования. Это означает, что второй вариант использования расширяет базовый вариант использования при определенных условиях, но это происходит не всегда.

Таким образом, хотя ассоциации требуют выполнения обоих вариантов использования, второй вариант использования в ассоциации extend выполняется только при определенных условиях. Эти условия указываются на диаграмме вариантов использования UML в виде точек расширения. Это иллюстрируется двумя способами:

• Расширение овала варианта использования: Под названием варианта использования называются и кратко описываются возможные точки расширения.
• Добавление примечания: расширенный стереотип соединяется пунктирной линией со стилизованным примечанием (т.е. прямоугольником с загнутым углом), которое помечено «условием» и «точкой расширения». Рядом с «условием», заключенным в фигурные скобки, находится условие, которое должно быть выполнено для выполнения второго варианта использования. Рядом с «точкой расширения» находится овальное название варианта использования, чтобы можно было четко определить расширение.

Теперь у вас есть все строительные блоки, необходимые для создания собственной диаграммы вариантов использования.

До этого момента мы представили много теоретической информации. Чтобы помочь вам лучше понять практическую реализацию диаграммы вариантов использования, мы рассмотрим, как ее создать на примере клиента банка, который хочет снять деньги в банкомате.

В данном примере банкомат является системой, а клиент банка — действующим лицом, намеревающимся выполнить вариант использования «снять деньги». Этот вариант использования связан через зависимости с двумя другими дополнительными вариантами использования: «аутентификация» и «проверка PIN-кода и счета». Если аутентификация не прошла успешно, запрос клиента не может быть выполнен. Чтобы предотвратить бесконечное число попыток, карта должна блокироваться после того, как PIN-код был неправильно введен три раза. Поэтому к сценарию использования «аутентификация» добавляется точка расширения с условием «неверный ввод PIN-кода три раза». Если это условие выполняется, выполняется сценарий использования «блокировка карты», который связан с сценарием использования «аутентификация» через отношение расширения. Вот как выглядит диаграмма вариантов использования для этого примера: