UML用例圖：捕捉功能需求與使用者-系統互動

用例圖是統一模型語言（UML）中的行為圖統一模型語言（UML），提供系統預期功能的高階圖形視圖。它透過展示使用者（參與者）與他們所執行的功能（用例）之間的關係，來定義系統做什麼系統做什麼，透過展示使用者（參與者）與他們所執行的功能（用例）之間的關係。

此圖在需求收集與分析階段至關重要，因為它從商業角度確立了系統的邊界與範圍。

1. 用例圖的核心元素

用例圖僅使用幾個基本元素，使其成為最易閱讀與建立的UML圖表之一。

A. 系統邊界

系統邊界是一矩形，用以視覺化定義所考慮系統的範圍。方框內的一切都是系統的一部分；方框外的一切則為外部。

• 符號： 一個大型矩形。
• 目的： 清楚地區分系統的責任與與其互動的外部實體（參與者）的責任。

B. 參與者

參與者代表任何與系統互動以達成目標的外部實體。參與者不必必須是人類；它可以是另一個系統、硬體裝置，甚至是一個特定的時間事件。

• 符號： 一個標示角色名稱的棒狀人形圖。
• 定義：參與者是一個角色，而非特定個人。例如，“顧客”是參與者，而“珍·多”是該角色的一個實例。
• 參與者的類型：
  • 主要參與者：啟動互動以達成期望目標（例如，顧客啟動購買行為）。
  • 次要參與者： 為系統提供服務（例如，付款網關).
  • 被動參與者： 受用例影響但不主動啟動它（例如，倉儲系統 接收貨物到達通知）。

C. 用例

用例代表單一且完整的功能需求，或一組能為參與者帶來可衡量價值的動作。應以簡單的主動動詞和名詞來表述。

• 符號： 放置在系統邊界內的橢圓。
• 範例： 下訂單, 登入帳戶, 處理退款, 產生報表.
• 關鍵規則：用例必須始終由參與者啟動，並須為一個或多個參與者提供有價值的結果。

2. 用例圖中的關係

關係將參與者與用例連接，並將用例彼此連接，以定義複雜性與流程邏輯。

A. 通訊關聯

這是最簡單且最常見的關係，表示參與者參與某個用例。

• 符號： 一條實線連接參與者與用例的橢圓。
• 目的： 顯示哪些功能由哪些角色啟動或使用。

B. 包含關係（<<包含>>)

當一個特定的使用案例（延伸者）向另一個使用案例（基底者）添加可選或條件性的行為時，便使用包含關係。包含的使用案例是基底使用案例完成其功能所必需的。

• 符號： 一條虛線箭頭，從基底使用案例 指向包含的使用案例，標示為<<包含>>.
• 用法： 用於從多個使用案例中提取共通行為。
  • 範例： 下訂單 包含 驗證使用者.

C. 延伸關係（<<延伸>>)

當一個特定的使用案例（延伸者）向另一個使用案例（基底者）添加可選或條件性的行為時，便使用延伸關係。

• 符號： 一條虛線箭頭，從擴展用例至基本用例，標記為<<擴展>>.
• 用法：模擬替代、異常或特殊行為。只有在滿足特定條件時才會發生擴展。
  • 範例： 處理付款是基本用例，而應用忠誠度折扣 擴展 處理付款在以下條件下[若忠誠度為黃金級].

D. 一般化關係（繼承）

此關係表示某個參與者或某個用例是另一個的特殊版本。

• 符號表示：一條實線，搭配空心三角形箭頭，從特殊元素指向較一般化的元素。
• 用法：
  • 參與者： 系統管理員是……的泛化註冊使用者.
  • 用例： 以信用卡付款是……的泛化處理付款.

3. 分步範例：一個線上學習平台

想像一下，模擬一個線上學習平台的核心功能。

元素	類型	描述
學生	參與者	主要使用者角色。
講師	參與者	建立並管理內容。
修課	使用案例	學生的主要功能。
查看進度	使用案例	對學生而言非常有用的機能。
驗證使用者	使用案例	兩位參與者共通且必要的步驟。
建立課程	使用案例	講師的主要功能。
產生完成證明	使用案例	可選功能，可擴展修課.

流程建模

1. 系統邊界：繪製一個大框，涵蓋所有使用案例。
2. 生命線：放置學生和講師角色放在框外。
3. 通訊：連接學生至選課和查看進度。連接講師至建立課程.
4. 包含： 選課和建立課程兩者皆連接至使用者驗證使用案例，以<<包含>>箭頭，因為登入對雙方都是必要條件。
5. 延伸： 這生成完成證明 使用案例連接到修課 以一個<<延伸>> 箭頭，表示僅在以下條件下發生[課程完成100%後].

摘要

UML 使用案例圖是一種強大且簡單的建模工具，專注於功能需求 以及使用者的觀點。透過明確定義參與者、使用案例與系統邊界，您能確保所有利害關係人——從業務分析師到開發人員——對系統設計目的有共同且明確的理解什麼系統被設計來執行的功能。它作為更詳細行為模型（例如序列圖）的起點。

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