Verstehen von Use-Case-Diagrammen: Konzepte, Beispiele und Beziehungen

Use-Case-Diagramme sind ein grundlegender Bestandteil des Unified Modeling Language (UML), die eine visuelle Darstellung der funktionalen Anforderungen eines Systems aus der Perspektive des Benutzers bereitstellt. Dieser Artikel geht auf die wichtigsten Konzepte von Use-Case-Diagrammen ein, veranschaulicht ihre Komponenten anhand eines Beispiels und erläutert, wie Basis-Use-Cases, Erweiterungs- und Einbeziehung-Use-Cases mit Use-Case-Vorlagen und Sequenzdiagrammen zusammenhängen.

Wichtige Konzepte von Use-Case-Diagrammen

Aktoren

Aktoren stellen Benutzer oder externe Systeme dar, die mit dem System interagieren. Sie können menschliche Benutzer, andere Systeme oder Hardwaregeräte sein. Aktoren werden als Strichmännchen oder beschriftete Kästen außerhalb der Systemgrenze dargestellt.

Use-Cases

Use-Cases stellen die Funktionalitäten oder Dienstleistungen dar, die das System bereitstellt. Sie beschreiben die Interaktionen zwischen Aktoren und dem System, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen. Use-Cases werden als Ovale innerhalb der Systemgrenze dargestellt.

Beziehungen

Beziehungen zeigen die Interaktionen zwischen Aktoren und Use-Cases sowie die Abhängigkeiten zwischen Use-Cases. Die wichtigsten Beziehungen in Use-Case-Diagrammen sind:

  • Assoziation: Eine Linie, die einen Aktor mit einem Use-Case verbindet, was anzeigt, dass der Aktor am Use-Case teilnimmt.
  • Einbeziehung: Ein gestrichelter Pfeil, der von einem Basis-Use-Case zu einem eingeschlossenen Use-Case zeigt, was anzeigt, dass der eingeschlossene Use-Case ein obligatorischer Bestandteil des Basis-Use-Cases ist.
  • Erweiterung: Ein gestrichelter Pfeil, der von einem erweiternden Use-Case zu einem Basis-Use-Case zeigt, was anzeigt, dass der erweiternde Use-Case unter bestimmten Bedingungen optionales Verhalten zum Basis-Use-Case hinzufügt.

Beispiel: Geldautomatensystem

Betrachten wir ein ATM-System (Automatisierter Geldautomat), um die Konzepte von Use-Case-Diagrammen und ihre Beziehungen zu Use-Case-Vorlagen und Sequenzdiagrammen zu veranschaulichen.

Use-Case-Diagramm

Das Use-Case-Diagramm für das ATM-System ist unten dargestellt:

Use Case Diagram notations guide - Visual Paradigm

Aktoren:

  • Benutzer

Use-Cases:

  • Anmeldung
  • Geld abheben
  • Kontostand prüfen
  • Spenden Sie Geld für Wohltätigkeitsorganisationen
  • Überweisen Sie Geld
  • Rechnungen bezahlen

Beziehungen:

  • Der „Anmeldung“-Anwendungsfall ist ein Basisanwendungsfall, der andere Anwendungsfälle wie „Geld abheben“, „Kontostand prüfen“, „Spenden Sie Geld für Wohltätigkeitsorganisationen“, „Überweisen Sie Geld“ und „Rechnungen bezahlen“ enthält.
  • Der „Anmeldung“-Anwendungsfall verfügt über Erweiterungspunkte zur Behandlung ungültiger Passwörter und Sitzungsabläufe.

Anwendungsfall-Vorlagen

Anwendungsfall-Vorlagen bieten detaillierte Dokumentation jedes Anwendungsfalls, einschließlich seiner Beschreibung, Akteure, Voraussetzungen, Nachbedingungen und Ablauf der Ereignisse.

Beispiel: Anwendungsfall-Vorlage für „Anmeldung“

  • Anwendungsfall-Name: Anmeldung
  • Akteure: Benutzer
  • Voraussetzungen: Der Benutzer befindet sich am Geldautomaten.
  • Nachbedingungen: Der Benutzer ist angemeldet oder es wird eine Fehlermeldung angezeigt.
  • Ablauf der Ereignisse:
    1. Der Benutzer steckt die ATM-Karte ein.
    2. Das System fordert ein Passwort an.
    3. Der Benutzer gibt das Passwort ein.
    4. Das System überprüft das Passwort.
    5. Wenn das Passwort korrekt ist, meldet das System den Benutzer an.
    6. Wenn das Passwort falsch ist, behandelt das System das ungültige Passwort (erweitern).
    7. Wenn die Sitzung abläuft, behandelt das System den Sitzungsablauf (erweitern).

Erweiterungspunkte:

  • Ungültiges Passwort:
    • Bedingung: Das eingegebene Passwort ist falsch.
    • Fluss:
      1. Das System zeigt eine Fehlermeldung an.
      2. Das System fordert erneut das Passwort an.
  • Sitzungsablauf:
    • Bedingung: Der Benutzer ist für eine bestimmte Zeit inaktiv.
    • Fluss:
      1. Das System meldet den Benutzer ab.
      2. Das System zeigt eine Ablaufmeldung an.

Sequenzdiagramme

Sequenzdiagramme modellieren das dynamische Verhalten eines Systems, indem sie zeigen, wie Objekte im Laufe der Zeit miteinander interagieren. Sie konzentrieren sich auf die Reihenfolge der zwischen Objekten ausgetauschten Nachrichten.

Beispiel: Sequenzdiagramm für „Anmeldung“

Das Sequenzdiagramm für den Anwendungsfall „Anmeldung“ ist unten dargestellt:

Objekte:

  • Benutzer
  • Geldautomat
  • Bankensystem

Nachrichten:

  1. Der Benutzer steckt die ATM-Karte ein.
  2. Der Geldautomat sendet eine Anfrage an das Bankensystem, um die Karte zu überprüfen.
  3. Das Bankensystem überprüft die Karte und sendet eine Antwort an den Geldautomaten.
  4. Der Geldautomat fordert ein Passwort an.
  5. Der Benutzer gibt das Passwort ein.
  6. Der ATM sendet eine Anfrage an das Bankensystem, um das Passwort zu überprüfen.
  7. Das Bankensystem überprüft das Passwort und sendet eine Antwort an den ATM.
  8. Wenn das Passwort korrekt ist, meldet der ATM den Benutzer an.
  9. Wenn das Passwort falsch ist, behandelt der ATM das ungültige Passwort (erweitern).
  10. Wenn die Sitzung abläuft, behandelt der ATM das Sitzungs-Ablauf (erweitern).

Beziehungen zwischen Diagrammen

Basisisierung und Einbeziehung

Der „Anmelden“-Use-Case ist ein Basisisierung, der andere Use-Cases wie „Geld abheben“, „Kontostand prüfen“, „Geld für Wohltätigkeitsorganisationen spenden“, „Geld überweisen“ und „Rechnungen bezahlen“ enthält. Das bedeutet, dass der Benutzer sich anmelden muss, bevor er eine dieser Aktionen ausführt. Die Einbeziehung wird als gestrichelte Pfeil dargestellt, der vom Basisisierung zum eingeschlossenen Use-Case zeigt.

Erweitern

Der „Anmelden“-Use-Case verfügt über Erweiterungspunkte zur Behandlung ungültiger Passwörter und Sitzungsabläufe. Die Erweiterungsbeziehung wird als gestrichelter Pfeil dargestellt, der vom erweiternden Use-Case zum Basisisierung zeigt. Die erweiternden Use-Cases fügen dem Basisisierung unter bestimmten Bedingungen optionales Verhalten hinzu.

Use-Case-Vorlagen und Sequenzdiagramme

Use-Case-Vorlagen bieten eine detaillierte Beschreibung des Use-Cases, einschließlich des Ablaufs der Ereignisse. Sequenzdiagramme visualisieren das dynamische Verhalten des Use-Cases, indem sie die Interaktionen zwischen Objekten über die Zeit zeigen. Der Ablauf der Ereignisse in der Use-Case-Vorlage entspricht der Reihenfolge der Nachrichten im Sequenzdiagramm.

Fazit

Use-Case-Diagramme sind unerlässlich, um die funktionalen Anforderungen eines Systems aus der Sicht des Benutzers zu erfassen. Durch das Verständnis der zentralen Konzepte von Akteuren, Use-Cases und Beziehungen sowie durch die Integration von Use-Case-Diagrammen mit Use-Case-Vorlagen und Sequenzdiagrammen können Sie das Verhalten eines Systems effektiv modellieren. Das ATM-System-Beispiel zeigt, wie Basisisierungen, Erweiterungen und Einbeziehungen mit Use-Case-Vorlagen und Sequenzdiagrammen zusammenhängen und ein umfassendes Bild der Anforderungen und des Verhaltens des Systems bieten.

Literaturverzeichnis

  1. Sequenzdiagramm – Visual Paradigm

    • Dieser Artikel erklärt, dass ein Sequenzdiagramm ein Interaktionsdiagramm ist, das die zeitliche Reihenfolge der Nachrichten betont. Er erläutert, wie Sequenzdiagramme die beteiligten Objekte und Klassen in einer Situation darstellen und die Reihenfolge der zwischen ihnen ausgetauschten Nachrichten zeigen.
    • Sequenzdiagramm – Visual Paradigm 11

  2. Was ist ein Sequenzdiagramm?

    • Diese Anleitung bietet einen Überblick über Sequenzdiagramme und erklärt, dass es sich um Interaktionsdiagramme handelt, die detailliert darstellen, wie Operationen ausgeführt werden, einschließlich der gesendeten Nachrichten und deren Zeitpunkt. Außerdem wird erläutert, wie Sequenzdiagramme nach Zeit geordnet sind.
    • Was ist ein Sequenzdiagramm? 12

  3. Wie zeichnet man ein Sequenzdiagramm?

    • Diese Schritt-für-Schritt-Anleitung zeigt, wie man ein UML-Sequenzdiagramm mit Visual Paradigm erstellt. Sie enthält Anweisungen zum Einsatz des Editors zum Aufbau von Sequenzdiagrammen mit Lebenslinien und Nachrichten.
    • Wie zeichnet man ein Sequenzdiagramm? 13

  4. Wie zeichnet man ein UML-Sequenzdiagramm?

    • Dieser Tutorial bietet eine detaillierte Anleitung zum Zeichnen eines UML-Sequenzdiagramms, beginnend mit einem einfachen Klassendiagramm und der Modellierung dynamischer Methodenaufrufe im Zusammenhang mit einer Controller-Klasse.
    • Wie man ein UML-Sequenzdiagramm zeichnet? 14

  5. Sequenzdiagramm-Tutorial – Visual Paradigm

    • Dieses Tutorial erklärt, was ein Sequenzdiagramm ist, und bietet schrittweise Anleitungen zum Zeichnen eines solchen Diagramms. Es ermutigt außerdem die Benutzer, ihre eigenen Sequenzdiagramme mit Visual Paradigm Online zu erstellen.
    • Sequenzdiagramm-Tutorial – Visual Paradigm 15

  6. Sequenzdiagramm in Visual Paradigm

    • Dieses Kapitel konzentriert sich auf Sequenzdiagramme in Visual Paradigm, erläutert, wie man sie zeichnet, und ihre primäre Verwendung zur Darstellung der Interaktionen zwischen Objekten in einer zeitlichen Reihenfolge.
    • Sequenzdiagramm in Visual Paradigm 16

  7. Sequenzdiagramm – UML-Diagramme – Visual Paradigm

    • Dieser Artikel diskutiert, wie Sequenzdiagramme die Zusammenarbeit von Objekten basierend auf einer zeitlichen Abfolge modellieren und zeigen, wie Objekte in einem bestimmten Szenario eines Anwendungsfalls interagieren.
    • Sequenzdiagramm – UML-Diagramme – Visual Paradigm 17

  8. Sequenzdiagramm-Beispiel – Visual Paradigm Community Circle

    • Dieses Beispiel veranschaulicht ein Sequenzdiagramm, das zeigt, wie Operationen ausgeführt werden, einschließlich der gesendeten Nachrichten und deren Zeitpunkt. Es erläutert außerdem, wie Sequenzdiagramme nach Zeit abgestimmt organisiert sind.
    • Sequenzdiagramm-Beispiel – Visual Paradigm Community Circle 18

  9. Referenzen verwenden – Visual Paradigm Community Circle

    • Dieses Beispiel zeigt ein Sequenzdiagramm, das auf andere Sequenzdiagramme verweist, wie beispielsweise „Kontostand abfragen“ und „Guthaben abziehen“. Es erläutert, wie die Sequenz beginnt und sich durch verschiedene Interaktionen entwickelt.
    • Referenzen verwenden – Visual Paradigm Community Circle 19

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