Use-Case-Diagramme sind ein entscheidender Bestandteil der Unified Modeling Language (UML) und bieten eine visuelle Darstellung der Interaktionen zwischen Benutzern (Aktoren) und einem System. Dieser Leitfaden behandelt die wichtigsten Konzepte, Komponenten und Anwendungsbereiche von Use-Case-Diagrammen und hilft Ihnen, diese effektiv im Systemmodellieren zu nutzen.
Zweck von Use-Case-Diagrammen
Use-Case-Diagramme werden verwendet, um das Verhalten eines Systems, einer Untergruppe oder einer Klasse zu modellieren und zeigen die nach außen hin sichtbaren Dienstleistungen, die das System im Kontext seiner Umgebung bereitstellt. Sie erfassen die funktionalen Anforderungen eines Systems und helfen dabei, zu verstehen, wie Benutzer mit einem System interagieren und was sie davon erwarten. Use-Case-Diagramme stellen die Funktionalität eines Objekts (z. B. eines Systems) dar, wie sie von außen stehenden Agenten, sogenannten Akteuren, wahrgenommen wird, die mit dem Objekt von einer bestimmten Perspektive aus interagieren.
Use Cases
Definition und Eigenschaften
Ein Use Case stellt eine Einheit der Funktionalität oder ein Ziel dar, das ein Benutzer (Aktor) mit dem System erreichen möchte. Er beschreibt eine Folge von Aktionen, die ein System ausführt, um ein für den Akteur sichtbares Ergebnis von Wert zu erzeugen. Zu den wichtigsten Eigenschaften gehören:
- Zielorientiert: Jeder Use Case stellt ein Ziel oder eine Absicht dar, das ein Benutzer erreichen möchte, wobei das System dabei unterstützen soll.
- Operation: Ein Use Case kann als eine Operation betrachtet werden, die von einem externen Benutzer aufgerufen wird.
- Verhaltensmodell: Use Cases sind Teil des Verhaltensmodells des Systems und werden oft als Operationen am System betrachtet.
- Szenarien: Ein Use Case kann eine Beschreibung einer Reihe von Abläufen sein, wobei jeder Ablauf einen möglichen Pfad durch alle Variationen darstellt. Jeder Ablauf wird als Szenario bezeichnet.
- Klassifikator: Ein Use Case ist ein Klassifikator, sodass er Attribute und Operationen besitzen kann, ähnlich wie Klassen.
Beispiel
In einem E-Commerce-System könnte ein Use Case „Bestellung aufgeben“ sein, das die Abfolge von Aktionen beschreibt, die ein Kunde ausführt, um eine Bestellung aufzugeben, einschließlich Hinzufügen von Artikeln zum Warenkorb, Eingeben von Zahlungsinformationen und Bestätigen der Bestellung.
Akteure
Definition und Eigenschaften
Ein Akteur stellt einen Benutzer oder eine externe Entität (z. B. ein anderes System) dar, die mit dem System interagiert. Akteure initiieren Use Cases. Zu den wichtigsten Eigenschaften gehören:
- Externe Entitäten: Akteure sind selbst nicht Teil des Systems.
- Rollen: Akteure stellen Rollen dar, keine konkreten Personen oder beruflichen Titel.
- Generalisierung: Akteure können generalisiert oder spezialisiert sein. Wenn ein Akteur spezialisiert ist, können alle spezialisierten Akteure an denselben Use Cases wie der allgemeine Akteur teilnehmen.
- Typen: Akteure können Menschen, andere Computersysteme oder Prozesse sein.
Beispiel
In einem Bibliotheksverwaltungssystem könnten die Akteure „Bibliothekar“, „Mitglied“ und „Externes System“ (z. B. ein Buchlieferant) sein.
Subjekt
Ein Subjekt ist ein Klassifizierer, der den Akteuren Use Cases anbietet. Es ist meist das System oder ein Subsystem. Ein Use Case kann mehrere Subjekte haben. Ein Subjekt wird als Rechteck mit dem Namen und optionaler Stereotyp im oberen linken Bereich dargestellt.
Beispiel
In einem Bankensystem könnte das Subjekt „Bankensystem“ sein, das Use Cases wie „Geld abheben“, „Geld einzahlen“ und „Gelder überweisen“ an Akteure wie „Kunde“ und „Bankangestellter“ anbietet.
Beziehungen
Use Cases und Akteure sind durch Beziehungen verbunden, darunter:
Assoziationen
Assoziationen zeigen Kommunikationspfade zwischen Akteuren und Use Cases. Eine Assoziation zwischen einem Akteur und einem Use Case zeigt an, dass sie miteinander kommunizieren.
Generalisierung
Die Generalisierung zeigt eine Beziehung zwischen einem allgemeinen Use Case und einem spezifischeren Use Case. Sie wird als durchgezogene Linie mit einem dreieckigen Pfeilkopf gezeichnet, ähnlich der Klassengeneralisierung.
Einbeziehung
Einbeziehung wird verwendet, um gemeinsame Verhaltensweisen, die zwischen mehreren Use Cases geteilt werden, in einen separaten Use Case auszulagern. Eine Einbeziehung wird durch einen gestrichelten Pfeil mit dem Schlüsselwort «include» dargestellt. Der Pfeil zeigt vom Basis-Use Case zum eingeschlossenen Use Case.
Erweiterung
Erweiterung wird verwendet, um optionales oder bedingtes Verhalten zu einem Basis-Use Case hinzuzufügen. Die Erweiterungsbeziehung wird durch einen gestrichelten Pfeil mit dem Schlüsselwort «extend» dargestellt, der vom Erweiterungs-Use Case zum Basis-Use Case zeigt.
Beispiel
In einem Online-Shopping-System könnte der Use Case „Kasse“ den Use Case „Zahlung überprüfen“ enthalten, und der Use Case „Zum Warenkorb hinzufügen“ könnte den Use Case „Produkte durchsuchen“ erweitern.
Notation
Use Cases
Ein Use Case wird als Ellipse mit seinem Namen innerhalb oder darunter dargestellt.
Akteure
Akteure werden als Stabfiguren oder als stereotypisierte Klassenboxen dargestellt.
Subjekt
Ein Subjekt wird gewöhnlich als Rechteck dargestellt.
Beispiel
Diagrammkopf
Der Diagrammkopftyp ist gewöhnlich „pkg“, aber auch andere Namensraumcontainer wie „class“ und „component“ sind möglich.
Vereinfachung von Use Cases
Techniken wie Generalisierung, Einbeziehung und Erweiterung können verwendet werden, um komplexe Use Cases zu vereinfachen.
Benennungskonventionen
- Verbphrasen: Use-Case-Namen sollten Verbphrasen in der Gegenwart sein und das Ziel des Akteurs anzeigen.
- Vermeide Nomen: Vermeide die Verwendung von Nomen oder Partizipformen und vermeide abgeschlossene Verhaltensweisen.
- Akteursterminologie: Verwende die Terminologie der Akteure und vermeide Fachjargon oder Implementierungskonzepte.
- Einfache Begriffe: Verwende einfache, eindeutige Begriffe, die jeder verstehen kann.
- Zielangabe: Ein nützlicher Trick besteht darin, das Ziel mit den Worten „O System, bitte hilf mir, …“ einzuleiten.
Beispiel
In einem Projektmanagement-System könnte ein Use-Case beispielsweise „Aufgabe erstellen“ statt „Aufgaben-Erstellung“ genannt werden.
Use-Case-Vorlage
Obwohl in den Quellen keine formelle „Use-Case-Vorlage“ angegeben ist, werden für einen Use-Case häufig die folgenden Elemente dokumentiert:
- Name: Eine Verbphrase, die das Ziel beschreibt, das der Akteur erreichen möchte.
- Akteure: Die Benutzer oder externen Entitäten, die mit dem Use-Case interagieren.
- Gegenstand: Das System oder Subsystem, das die Funktionalität bereitstellt.
- Beschreibung: Eine textuelle Beschreibung des Use-Cases.
- Ablauf der Ereignisse: Die Schritte, wie und wann der Use-Case beginnt und endet, was der Use-Case tut, wie er mit Akteuren interagiert und welche Informationen ausgetauscht werden.
- Szenarien: Spezifische Instanzen oder Variationen des Use-Cases.
- Beziehungen: Wie der Use-Case mit anderen Use-Cases verbunden ist (einschließen, erweitern, Verallgemeinerung).
- Vorbedingungen und Nachbedingungen: Definieren Sie den Zustand vor und nach der Ausführung eines Use Cases.
- Erweiterungspunkte: Spezifische Punkte im Basis-Use Case, an denen eine Erweiterung erfolgen kann.
Beispiel
Use Case: Bestellung aufgeben
| Feld | Beschreibung |
|---|---|
| Name | Bestellung aufgeben |
| Akteure | Kunde |
| Gegenstand | E-Commerce-System |
| Beschreibung | Der Kunde stellt eine Bestellung durch Hinzufügen von Artikeln zum Warenkorb, Eingabe von Zahlungsinformationen und Bestätigung der Bestellung her. |
| Ablauf der Ereignisse | 1. Der Kunde durchsucht die Produkte. 2. Der Kunde fügt Artikel zum Warenkorb hinzu. 3. Der Kunde gibt Zahlungsinformationen ein. 4. Der Kunde bestätigt die Bestellung. 5. Das System verarbeitet die Zahlung und bestätigt die Bestellung. |
| Szenarien | – Erfolgreiche Bestellabwicklung. – Zahlungsfehler. – Ausverkaufte Artikel. |
| Beziehungen | Enthält „Zahlung überprüfen“, erweitert „Produkte durchsuchen“. |
| Voraussetzungen | Der Kunde muss angemeldet sein. |
| Nachbedingungen | Die Bestellung ist bestätigt, und die Zahlung wird bearbeitet. |
Use-Case-Instanzen
Eine Use-Case-Instanz ist eine Ausführung eines Use Cases, die durch eine Nachricht von einer Instanz eines Akteurs ausgelöst wird. Eine Use-Case-Instanz kann andere Use Cases verfolgen, die über Erweiterungs- oder Einbeziehungszusammenhänge verbunden sind. Eine Use-Case-Instanz kann Attribute und Operationen besitzen, um den Fortschritt der Ausführung und die Auswirkungen auf das System darzustellen.
Verwendung des Diagramms
Use-Case-Diagramme werden typischerweise in der Analysephase verwendet, um die funktionalen Anforderungen eines Systems zu erfassen. Sie können verwendet werden, um den Kontext eines Systems zu modellieren oder die Anforderungen des Systems darzustellen.
Beziehung zu anderen Diagrammen
Use Cases können durch andere UML-Diagramme wie Sequenzdiagramme, Zustandsautomatendiagramme oder Kommunikationsdiagramme detailliert werden. Sequenzdiagramme, Zusammenarbeitsschaltungen und Aktivitätsdiagramme können verwendet werden, um das Verhalten der Use Cases und die Interaktionen des Systems mit Akteuren darzustellen.
Vorwärts- und Rückwärtsingenieurwesen
Obwohl Use-Case-Diagramme die Implementierung eines Systems nicht spezifizieren und nicht direkt vorwärts- oder rückwärtsingenieurtechnisch umgesetzt werden können, können sie zum Testen verwendet werden, indem Testskripte auf Basis ihrer Ereignisabläufe generiert werden.
Pakete
Use Cases werden oft in Pakete organisiert. Es wird empfohlen, use-case-orientierte Pakete zu erstellen, bei denen für jeden Akteur ein Paket erstellt wird und die zugehörigen Use Cases und Klassen innerhalb jedes Pakets platziert werden. Pakete können auch nach Schichten basierend auf der Systemarchitektur organisiert werden.
Beispiel
In einem Gesundheitssystem könnten Pakete beispielsweise „Patientenverwaltung“, „Terminplanung“ und „Abrechnung“ umfassen, wobei jedes Paket relevante Use Cases und Klassen enthält.
Fazit
Use-Case-Diagramme sind ein wertvolles Werkzeug zur Modellierung und zum Verständnis des Systemverhaltens aus der Sicht des Benutzers. Durch die Verwendung dieser Elemente und Konzepte können umfassende und effektive Use-Case-Diagramme erstellt werden, die als Grundlage für die Systemgestaltung und -entwicklung dienen. Unabhängig davon, ob Sie ein neues System entwerfen, ein bestehendes dokumentieren oder Designideen mit Stakeholdern kommunizieren, bieten Use-Case-Diagramme die Klarheit und Detailgenauigkeit, die für erfolgreiche Ergebnisse erforderlich ist.
Referenzen
- Was ist ein Use-Case-Diagramm?
- Dieser Artikel bietet eine Einführung in Use-Case-Diagramme, erläutert deren Zweck und wesentliche Bestandteile. Er enthält Beispiele, um die besprochenen Konzepte zu veranschaulichen20.
- Use-Case-Diagramm-Tutorial
- Ein umfassendes Tutorial, das die Grundlagen von Use-Case-Diagrammen abdeckt, einschließlich der Erstellung und der Anwendung. Es enthält auch Beispiele und Tipps für eine effektive Erstellung von Use-Case-Diagrammen21.
- Use-Case-Diagramm-Vorlagen
- Diese Ressource bietet kostenlose Online-Vorlagen für Use-Case-Diagramme und Beispiele. Sie ermöglicht es Benutzern, professionelle Use-Case-Diagramme mit einer benutzerfreundlichen Online-Software für Diagramme zu erstellen22.
- Online-Tool für Use-Case-Diagramme
- Visual Paradigm Online bietet einen benutzerfreundlichen Online-UML-Diagrammersteller mit einer umfangreichen Auswahl an anpassbaren Use-Case-Diagramm-Beispielen, um Benutzer schnell zum Start zu bringen23.
- SysML: Benutzeranforderungen mit Use-Case-Diagrammen identifizieren
- Diese Anleitung erklärt, wie SysML-Use-Case-Diagramme verwendet werden, um Benutzeranforderungen zu identifizieren und zu dokumentieren. Sie enthält Beispiele, um die besprochenen Konzepte zu veranschaulichen24.
- Kostenloses Use-Case-Diagramm-Tool
- Ein kostenloses Online-Tool für Use-Case-Diagramme, das UML, ERD und Organigramme unterstützt. Es ermöglicht Benutzern, Use-Case-Diagramme schnell über einen intuitiven UML-Zeichen-Editor zu erstellen25.
- Umfassender Leitfaden zu Use-Case-Diagrammen – Cybermedian
- Dieser Leitfaden bietet eine detaillierte Anleitung zum Erstellen und Verstehen von Use-Case-Diagrammen, wobei das Fahrradverleihsystem Wheels als Beispiel dient26.
- Use-Case-Diagramm, UML-Diagramm-Beispiel: Beispiel für ein Geschäfts-Use-Case-Diagramm – Visual Paradigm Community Circle
- Dieser Artikel bietet ein Beispiel für ein Geschäfts-Use-Case-Diagramm und erläutert, wie Geschäfts-Use-Case-Diagramme verwendet werden, um die Funktionalität zu repräsentieren, die eine Organisation insgesamt bereitstellt27.
- Use Case – Lernen durch Beispiele – Cybermedian
- Diese Ressource bietet Beispiele für Use-Case-Diagramme und erläutert, wie die Beziehungen zwischen Use Cases definiert werden und welcher Entscheidungsprozess bei der Softwareanalyse beteiligt ist28.
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