Случай использования: история и применение в инженерии программного обеспечения.

Введение

В программном обеспечении и системной инженерии фраза "use case" – это полисемия с двумя значениями: сценарий использования программного обеспечения; часто употребляется во множественном числе для обозначения ситуаций, в которых программное обеспечение может быть полезно. Потенциальный сценарий, в котором система получает внешний запрос (например, ввод пользователя) и реагирует на него. Данная статья посвящена второму значению. (Более подробную информацию о первом значении можно найти, например, в статье о персоне пользователя). "Use case" – это перечень действий или шагов, обычно описывающих взаимодействие между действующим лицом (известным в языке унифицированного моделирования (UML) как актор) и системой для достижения определенной цели. Действующим лицом может быть человек или другая внешняя система. В системной инженерии "use case" используются на более высоком уровне, чем в разработке программного обеспечения, часто представляя собой миссии или цели заинтересованных сторон. Детальные требования затем могут быть зафиксированы в языке моделирования систем (SysML) или оформлены в виде договорных обязательств.

История

В 1987 году Ивар Якобсон представил первую статью о вариантах использования на конференции OOPSLA'87. Он описал, как эта техника использовалась в Ericsson для сбора и спецификации требований к системе с использованием текстовых, структурных и визуальных методов моделирования для проведения объектно-ориентированного анализа и проектирования. Первоначально он использовал термины сценарии использования и вариант использования – последний является прямым переводом его шведского термина användningsfall – но обнаружил, что ни один из этих терминов не звучал естественно на английском языке, и в конечном итоге он остановился на варианте использования. В 1992 году он стал соавтором книги «Объектно-ориентированная инженерия программного обеспечения: подход, основанный на вариантах использования», которая заложила основу метода инженерии систем OOSE и помогла популяризировать варианты использования для сбора функциональных требований, особенно в разработке программного обеспечения. В 1994 году он опубликовал книгу о вариантах использования и объектно-ориентированных методах, применяемых к бизнес-моделям и реинжинирингу бизнес-процессов. В то же время, Грейди Буч и Джеймс Рэмбо работали над объединением своих методов объектно-ориентированного анализа и проектирования, метода Буча и Метода моделирования объектов (OMT) соответственно. В 1995 году к ним присоединился Ивар Якобсон, и вместе они создали Унифицированный язык моделирования (UML), который включает моделирование вариантов использования. UML был стандартизирован Объектной управляющей группой (OMG) в 1997 году. Якобсон, Буч и Рэмбо также работали над усовершенствованием процесса разработки программного обеспечения Objectory. В результате в 1999 году был опубликован Унифицированный процесс, который продвигал подход, основанный на вариантах использования. С тех пор многие авторы внесли свой вклад в развитие техники, в частности: Ларри Константин разработал в 1995 году, в контексте проектирования, ориентированного на пользователя, так называемые «существенные варианты использования», которые направлены на описание намерений пользователя, а не последовательности действий или сценариев, которые могут ограничивать или искажать дизайн пользовательского интерфейса; Алистер Кокберн опубликовал в 2000 году практику, ориентированную на цели, в использовании вариантов использования, основанную на текстовых описаниях и табличных спецификациях; Курт Биттнер и Ян Спенс разработали в 2002 году передовые методы анализа функциональных требований с использованием вариантов использования; Дин Леффингвелл и Дон Видриг предложили применить варианты использования к управлению изменениями и коммуникационной деятельности заинтересованных сторон; Гуннар Овергаард предложил в 2004 году расширить принципы шаблонов проектирования для вариантов использования. В 2011 году Якобсон опубликовал вместе с Яном Спенсом и Куртом Биттнером электронную книгу Use Case 2.0, чтобы адаптировать технику к гибкой методологии, обогатив ее инкрементальными «срезами» вариантов использования и продвигая ее использование на протяжении всего жизненного цикла разработки после представления обновленного подхода на ежегодной конференции IIBA.

In 1987, Ivar Jacobson presented the first article on use cases at the OOPSLA'87 conference. He described how this technique was used at Ericsson to capture and specify requirements of a system using textual, structural, and visual modeling techniques to drive object oriented analysis and design. Originally he had used the terms usage scenarios and usage case – the latter a direct translation of his Swedish term användningsfall – but found that neither of these terms sounded natural in English, and eventually he settled on use case. In 1992 he co authored the book Object Oriented Software Engineering A Use Case Driven Approach, which laid the foundation of the OOSE system engineering method and helped to popularize use cases for capturing functional requirements, especially in software development. In 1994 he published a book about use cases and object oriented techniques applied to business models and business process reengineering. At the same time, Grady Booch and James Rumbaugh worked at unifying their object oriented analysis and design methods, the Booch method and Object Modeling Technique (OMT) respectively. In 1995 Ivar Jacobson joined them and together they created the Unified Modelling Language (UML), which includes use case modeling. UML was standardized by the Object Management Group (OMG) in 1997. Jacobson, Booch and Rumbaugh also worked on a refinement of the Objectory software development process. The resulting Unified Process was published in 1999 and promoted a use case driven approach. Since then, many authors have contributed to the development of the technique, notably: Larry Constantine developed in 1995, in the context of usage centered design, so called "essential use cases" that aim to describe user intents rather than sequences of actions or scenarios which might constrain or bias the design of user interface; Alistair Cockburn published in 2000 a goal oriented use case practice based on text narratives and tabular specifications; Kurt Bittner and Ian Spence developed in 2002 advanced practices for analyzing functional requirements with use cases; Dean Leffingwell and Don Widrig proposed to apply use cases to change management and stakeholder communication activities; Gunnar Overgaard proposed in 2004 to extend the principles of design patterns to use cases. In 2011, Jacobson published with Ian Spence and Kurt Bittner the ebook Use Case 2.0 to adapt the technique to an agile context, enriching it with incremental use case "slices", and promoting its use across the full development lifecycle after having presented the renewed approach at the annual IIBA conference.

Шаблоны

Существует множество способов описания сценария использования в тексте – от краткого описания, неформального изложения, структуры до полностью детализированного и т.д. – и используются различные шаблоны. Распространенной практикой в индустрии является написание сценариев использования на основе шаблонов, разработанных различными поставщиками или экспертами, для получения качественных функциональных требований к системе.

Стиль Кокберна

Шаблон, предложенный Алистером Кокберном в его книге «Написание эффективных сценариев использования», стал одним из самых распространенных стилей оформления сценариев использования.

Неформальная

Кокберн признает, что проектам не всегда нужны детальные "полноценные" варианты использования. Он описывает упрощенный вариант использования со следующими полями: Он описывает "распространенный стиль использования" следующим образом:

Мартин Фаулер утверждал: Акторы всегда являются заинтересованными лицами, но не все заинтересованные лица – акторы, поскольку они могут "никогда не взаимодействовать напрямую с системой, даже если они имеют право интересоваться ее поведением". Заинтересованное лицо может играть как активную, так и пассивную роль: например, потребитель является одновременно "покупателем на массовом рынке" (не взаимодействующим с системой) и пользователем (актором, активно взаимодействующим с приобретенным продуктом). В свою очередь, пользователь является одновременно "обычным оператором" (актором, использующим систему по назначению) и "функциональным выгодоприобретателем" (заинтересованным лицом, получающим выгоду от использования системы).

Визуальное моделирование

Примеры использования – это не только тексты, но и диаграммы, если это необходимо. В Унифицированном языке моделирования (UML) отношения между примерами использования и акторами отображаются на диаграммах вариантов использования, изначально основанных на объектной нотации Ивара Якобсона. SysML использует ту же нотацию на уровне системных блоков. Кроме того, для визуализации примеров использования могут быть использованы и другие поведенческие диаграммы UML, такие как диаграммы деятельности, диаграммы последовательностей, диаграммы взаимодействий и диаграммы состояний. В частности, диаграмма последовательностей системы (SSD) – это диаграмма последовательностей, часто используемая для отображения взаимодействий между внешними акторами и проектируемой системой (SuD), обычно для визуализации конкретного сценария примера использования. Анализ примеров использования обычно начинается с построения диаграмм вариантов использования. Для гибкой разработки модель требований, состоящая из множества диаграмм UML, отображающих примеры использования, а также некоторых текстовых описаний, заметок или кратких описаний примеров использования, будет достаточно лёгкой и подходящей для небольших или простых проектов. В качестве хорошего дополнения к текстовым описаниям примеров использования, визуальные диаграммы также являются эффективными средствами, способствующими лучшему пониманию, коммуникации и проектированию сложных поведенческих требований системы.