Отношение расширения

Отношение расширения определяет взаимосвязь экземпляров отдельного варианта использования с более общим вариантом, свойства которого определяются на основе способа совместного объединения данных экземпляров. В метамодели отношение расширения является направленным и указывает, что применительно к отдельным примерам некоторого варианта использования должны быть выполнены конкретные условия, определенные для расширения данного варианта использования. Так, если имеет место отношение расширения от варианта использования А к варианту использования В, то это означает, что свойства экземпляра варианта использования В могут быть дополнены благодаря наличию свойств у расширенного варианта использования А.

Отношение расширения между вариантами использования обозначается пунктирной линией со стрелкой (вариант отношения зависимости), направленной от того варианта использования, который является расширением для исходного варианта использования. Данная линия со стрелкой помечается ключевым словом «extend» (расширяет).

Отношение расширения отмечает тот факт, что один из вариантов использования может присоединять к своему поведению некоторое дополнительное поведение, определенное для другого варианта использования. Данное отношение включает в себя некоторое условие и ссылки на точки расширения в базовом варианте использования. Чтобы расширение имело место, должно быть выполнено определенное условие данного отношения. Ссылки на точки расширения определяют те места в базовом варианте использования, в которые должно быть помещено соответствующее расширение при выполнении условия.

Один вариант использования может быть расширением для нескольких базовых вариантов, а также иметь в качестве собственных расширений несколько других вариантов. Базовый вариант использования может дополнительно никак не зависеть от своих расширений.

Семантика отношения расширения определяется следующим образом. Если экземпляр варианта использования выполняет некоторую последовательность действий, которая определяет его поведение, и при этом имеется точка расширения на экземпляр другого варианта использования, которая является первой из всех точек расширения исходного варианта, то проверяется условие данного отношения. Если условие выполняется, исходная последовательность действий расширяется посредством включения действий экземпляра другого варианта использования. Следует заметить, что условие отношения расширения проверяется лишь один раз при первой ссылке на точку расширения, и если оно выполняется, то все расширяющие варианты использования вставляются в базовый вариант.

Отношение обобщения

Отношение обобщения служит для указания того факта, что некоторый вариант использования А может быть обобщен до варианта использования В. В этом случае вариант А будет являться специализацией варианта В. При этом, В называется предком или родителем по отношению А, а вариант А - потомком по отношению к варианту использования В. Потомок наследует все свойства и поведение своего родителя, а также может быть дополнен новыми свойствами и особенностями поведения. Графически данное отношение обозначается сплошной линией со стрелкой в форме незакрашенного треугольника, которая указывает на родительский вариант использования.

Отношение обобщения между вариантами использования применяется в том случае, когда необходимо отметить, что дочерние варианты использования обладают всеми атрибутами и особенностями поведения родительских вариантов. При этом, дочерние варианты использования участвуют во всех отношениях родительских вариантов. В свою очередь, дочерние варианты могут наделяться новыми свойствами поведения, которые отсутствуют у родительских вариантов использования, а также уточнять или модифицировать наследуемые от них свойства поведения.

Применительно к данному отношению, один вариант использования может иметь несколько родительских вариантов. В этом случае реализуется множественное наследование свойств и поведения отношения предков. С другой стороны, один вариант использования может быть предком для нескольких дочерних вариантов, что соответствует таксономическому характеру отношения обобщения.

Между отдельными актерами также может существовать отношение обобщения. Данное отношение является направленным и указывает на факт специализации одних актеров относительно других. Например, отношение обобщения от актера А к актеру В отмечает тот факт, что каждый экземпляр актера А является одновременно экземпляром актера В и обладает всеми его свойствами. В этом случае актер В является родителем по отношению к актеру А, а актер А потомком актера В. При этом актер А обладает способностью играть такое же множество ролей, что и актер В. Графически данное отношение также обозначается стрелкой обобщения.

Отношение включения

Отношение включения между двумя вариантами использования указывает, что некоторое заданное поведение для одного варианта использования включается в качестве составного компонента в последовательность поведения другого варианта использования.

Семантика этого отношения определяется следующим образом. Когда экземпляр первого варианта использования в процессе своего выполнения достигает точки включения в последовательность поведения экземпляра второго варианта использования, экземпляр первого варианта использования выполняет последовательность действий, определяющую поведение экземпляра второго варианта использования, после чего продолжает выполнение действий своего поведения. При этом предполагается, что даже если экземпляр первого варианта использования может иметь несколько включаемых в себя экземпляров других вариантов, выполняемые ими действия должны закончиться к некоторому моменту, после которого должно быть продолжено выполнение прерванных действий экземпляра первого варианта использования в соответствии с заданным для него поведением.

Один вариант использования может быть включен в несколько других вариантов, а также включать в себя другие варианты. Включаемый вариант использования может быть независимым от базового варианта в том смысле, что он предоставляет ему некоторое инкапсулированное поведение, детали реализации которого скрыты и могут быть перераспределены между несколькими включаемыми вариантами использования. Более того, базовый вариант может зависеть только от результатов выполнения включаемого в него поведения, но не от структуры включаемых в него вариантов.

Отношение включения, направленное от варианта использования А к варианту использования В, указывает, что каждый экземпляр варианта А включает в себя функциональные свойства, заданные для варианта В. Эти свойства специализируют поведение соответствующего варианта А на данной диаграмме. Графически данное отношение обозначается пунктирной линией со стрелкой, которая помечается ключевым словом «include» (включает).

Типичные примеры применения

Диаграммы прецедентов, или использования, применяют для моделирования статического вида системы с точки зрения прецедентов. Этот вид охватывает главным образом поведение системы, то есть видимые извне сервисы, предоставляемые системой в контексте ее окружения.

При моделировании статического вида системы с точки зрения прецедентов диаграммы использования обычно применяются два способа:

1. для моделирования контекста системы. Моделирование контекста подразумевает, что мы обводим систему воображаемой линией и выявим актеров, которые находятся за этой линией и взаимодействуют с системой. Диаграммы прецедентов нужны на этом этапе для идентификации актеров и семантики их ролей;

2. для моделирования требований к системе. Моделирование требований к системе предполагает указание на то, что система должна делать (с точки зрения внешнего наблюдателя), независимо от того, как она должна это делать. Диаграммы прецедентов необходимы здесь для специфицирования желаемого поведения системы. Они позволяют рассматривать всю систему как "черный ящик": вы видите все, что находится вне ее, наблюдаете за ее реакцией на события, но ничего не знаете о ее внутреннем устройстве.

Контекст системы

Любая система содержит внутри себя какие-либо сущности, в то время как другие сущности остаются за ее пределами. Например, в системе проверки кредитных карточек имеются счета, транзакции и механизмы проверки подлинности. В то же время обладатели кредитных карточек и торговые предприятия находятся вне системы. Сущности внутри системы отвечают за реализацию поведения, которого ожидают сущности, находящиеся снаружи. Сущности, находящиеся вне системы и взаимодействующие с ней, составляют ее контекст. Таким образом, контекстом называется окружение системы.

UML позволяет моделировать контекст с помощью диаграмм прецедентов, в которых внимание акцентируется на окружающих систему актерах. Важно правильно определить актеров, поскольку это позволяет описать класс сущностей, взаимодействующих с системой. Еще важнее определить, что не является актером, так как при этом ограничивается окружение системы: в нем остаются только те элементы, которые участвуют в ее работе.

Моделирование контекста системы состоит из следующих шагов:

1. Идентифицируйте окружающих систему актеров. Для этого нужно найти группы, которым требуется участие системы для выполнения их задач; группы, которые необходимы для осуществления системой своих функций; группы, взаимодействующие с внешними программными и аппаратными средствами, а также группы, выполняющие вспомогательные функции администрирования и поддержки;

2. Организуйте похожих актеров с помощью отношений обобщения/специализации;

3. Введите стереотипы для каждого актера, если это облегчает понимание;

4. Поместите актеров на диаграмму прецедентов и определите способы их связи с прецедентами системы.

Например, на рис.2 показан контекст системы, работающей с кредитными карточками, где основное внимание уделяется окружающим ее актерам. В первую очередь это Клиенты двух типов (Индивидуальный клиент и Корпоративный клиент), соответствующие ролям, которые играют люди при взаимодействии с системой. В этом контексте показаны и актеры, представляющие другие организации, такие как Торговые предприятия (с ними покупатели совершают карточные транзакции, приобретая вещи или услуги) и Субсидирующие финансовые институты (выполняющие роль клиринговой палаты для карточных счетов). В реальном мире последние два актера, скорее всего, сами будут программными системами.

Рисунок 6 – Моделирование контекста системы

Тот же метод позволяет моделировать и контекст подсистемы. Вообще, элемент, который на одном уровне абстракции выглядит как система, часто становится подсистемой на другом, более высоком уровне абстракции. Моделирование контекста подсистемы может пригодиться при построении системы из нескольких взаимосвязанных частей.

Требования к системе

Требование (requirement) – это особенность проекта, свойство или поведение системы. Приступая к сбору требований, описываются условия контракта, заключаемого между системой и сущностями вне ее, в котором декларируется, что система должна делать. При этом, как правило, пользователя заботит не то, как именно система будет выполнять поставленные задачи, а только то, что она будет делать. Хорошо спроектированная система должна полностью выполнять все требования, причем делать это предсказуемо и надежно. Ее создание начинается с соглашения о том, каково ее назначение, хотя в ходе разработки понимание требований будет постепенно изменяться. Аналогично при работе с готовой системой понимание того, как она себя ведет, имеет принципиальное значение для ее правильного использования.

Требования можно выразить по-разному, от неструктурированного текста до выражений на формальном языке (или, например, с помощью примечаний). Большая часть функциональных требований к системе или даже все они могут быть выражены в виде прецедентов использования, в чем помогают диаграммы прецедентов UML.

Моделирование требований к системе производится следующим образом:

1. Установите контекст системы, идентифицировав окружающих ее актеров;

2. Для каждого актера рассмотрите поведение, которого он ожидает или требует от системы;

3. Поименуйте эти общие варианты поведения как прецеденты;

4. Выделите общее поведение в новые прецеденты, которые будут использоваться другими; выделите вариации поведения в новые прецеденты, расширяющие основные потоки событий;

5. Смоделируйте этих прецедентов, актеров и отношения между ними на диаграмме прецедентов;

6. Дополните прецеденты примечаниями, описывающими нефункциональные требования; некоторые из таких примечаний можно присоединить к системе в целом.

Рисунок 7 расширяет предыдущую диаграмму. Хотя отношения между актерами и прецедентами на ней опущены, но присутствуют дополнительные прецеденты, которые описывают важные, пусть и невидимые для обычного пользователя, элементы поведения системы. Эта диаграмма удобна, поскольку дает возможность пользователям, экспертам и разработчикам совместно визуализировать, специфицировать, конструировать и документировать свои решения относительно функциональных требований к системе. Например, прецедент Обнаружение фальшивых карточек описывает поведение, важное как для Торговых предприятий, так и для Субсидирующих финансовых институтов. Другой прецедент - Отчет о состоянии счета - также описывает поведение, требуемое от системы различными организациями в своих контекстах.

Рисунок 7 – Моделирование требований к системе

Создавая диаграммы прецедентов в UML, помните, что каждая из них является всего лишь графическим представлением статического вида системы с точки зрения прецедентов. Это означает, что ни одна диаграмма прецедентов, взятая в отдельности, не может, да и не должна охватывать весь этот вид целиком. В совокупности диаграммы прецедентов дают полное представление о виде системы с точки зрения прецедентов, а каждая из них в отдельности - только об одном из его аспектов.

Ход работы Создание диаграммы прецедентов в Visual Paradigm

Для построения диаграммы прецедентов выполните следующие шаги:

• нажмите на UML на панели инструментов и выберите диаграммы прецедентов из выпадающего меню;

• Щелкните правой кнопкой мыши на диаграмму прецедентов в пункте «Навигатор диаграмм» и выберите новая диаграмма прецедентов во всплывающем меню;

• Выберите File New Diagram UML Diagrams Use Case Diagram из главного меню.

Рисунок 8 – Создание новой диаграммы прецедентов

В левом верхнем углу, в текстовом поле всплывающего окна, ведите имя для только что созданной диаграммы прецедентов.

Рисунок 9 – Поле для ввода названия диаграммы

Обозначение системы

Для создания системы, выберите на панели инструментов Система, а затем щелкните в области построения диаграммы. Затем, дайте имя созданной системе.

Рисунок 10 – Создание системы

Обозначение актёра

Чтобы обозначить актера, выберите Актер на панели инструментов диаграммы, а затем щелкните в области построения диаграммы. Затем, задайте имя актёру.

Рисунок 11 – Создание актёра

Обозначение варианта использования

Помимо создания прецедента через панель инструментов диаграммы, также можно создавать его через значок ресурсов.

Наведите указатель мыши на фигуру и нажмите на значок ресурса, который может создать прецедент. Перетащите его, а затем отпустите кнопку мыши. Исходная фигура и вновь созданный прецедент станут связанными. Затем задайте имя только что созданному прецеденту.

Рисунок 12 – Добавление прецедента с помощью иконки «ресурсы»

Обозначение отношения «расширение»

Чтобы создать отношение «расширение», переместите указатель мыши на прецеденте и нажмите его значок ресурса Extend Use Case. Перетащите его в нужное место, а затем отпустите кнопку мыши. Прецедент расширение и вновь созданный прецедент станут связаны. После того как будет назван новый прецедент, появится всплывающее диалоговое окно, которое спросит, хотите ли вы чтобы в новом прецеденте, отображалось имя прецедента расширения. Нажмите кнопку Да, если вы хотите, чтобы имя отображалось, нажмите НЕТ, если вы хотите ввести другое имя.

Рисунок 13 – Создание отношения расширения

Обозначение отношения «включает»

Чтобы создать отношение включения, наведите курсор на прецедента и нажмите его значок ресурса Include Use Case. Перетащите его в нужное место, а затем отпустите кнопку мыши. Новый вариант использования вместе с отношением включения успешно создан. Далее, назовите созданный прецедент.