1UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

UML - Diagramas de Casos de Utilização (Use Case

Diagrams)

2UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Objectivo Um diagrama de casos de utilização de um sistema mostra

actores (tipos de utilizadores), casos de utilização e relações entre eles• Fundamental acompanhar de descrições textuais de casos de

utilização

Permite:• mostrar para que serve o sistema (a utilidade do sistema),

ignorando a forma como está organizado internamente• especificar o contexto do sistema

- com quem interage (actores) e com que finalidade (casos de utilização)• capturar os requisitos funcionais do sistema

- casos de utilização são funcionalidades do sistema vistas pelos utilizadores

Pode referir-se a um sistema de software, um sistema de negócio ou organização, um equipamento, uma classe, etc.

É elaborado por analistas e especialista de domínio nos primeiros estágios do desenvolvimento

3UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

As três perspectivas de um sistema Casos de utilização

• para que serve o sistema (utilidade)

• num vídeo-gravador: reproduzir cassete, gravar cassete

• nem sempre evidente a partir da observação do interface!

• um caso de utilização engloba uma sequência de interacções com elementos da interface, para atingir resultado útil (produto ou serviço) para o utilizador!

Interface• sistema como caixa preta

• o que é visível na fronteira do sistema (estrutura e funcionamento)

• num vídeo-gravador: teclas, visor, abertura para cassete, tomadas

Implementação• sistema como caixa branca

• acrescenta o que está escondido (estrutura e funcionamento)

• num vídeo-gravador: motor, cabeças de gravação, sintonizador, ...

4UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Exemplo 1: Telemóvel (equipamento)

Usar a agenda

Receber chamadaUtilizador

Efectuar chamada

Rede

Telemóvel

nome do sistema

fronteira do sistema

actor

caso de utilização

associação de comunicação entre actor e caso de utilização

5UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Exemplo 2: Restaurante (negócio)

Cliente

Servir almoço

Fornecedor

Restaurante

Servir jantar

Comprar bens

casos de utilização primários - servem directamente clientes

caso de utilização secundário

- não serve directamente clientes

- envolve interacção com o exterior

- serve casos de utilização primários

- tem valor para o fornecedor

- utilizador ou utilizado?- o que importa é que interage com o

sistema!

6UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Exemplo 3: Aplicação de Gestão de Restaurantes (software)

Empregado de mesa

Registar pedido

Aplicação de Gestão de Restaurantes

Emitir factura

Cozinheiro

A mesma coisa para o sistema de informação do restaurante (hardware+software)!

7UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Actores Actor = papel (role)

• Um actor em relação a um sistema é um papel que alguém ou alguma coisa do ambiente envolvente desempenha quando interage com o sistema

Actor = classe• classes são frequentemente usadas para modelar papéis que objectos

individuais podem desempenhar

Actor = tipo de utilizador (em sentido lato)• pode ser uma pessoa ou outro sistema• pode utilizar ou ser utilizado, o que interessa é que interage com o sistema

Actor recurso do sistema • recursos são pessoas, máquinas, etc. que pertencem ao sistema e que são

usados para levar a cabo tarefas dentro do sistema

Actor indivíduo• o mesmo indivíduo pode interagir com o sistema em vários papéis (como

cliente, como fornecedor, etc.)

Cliente

ou «actor»Cliente

8UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Casos de utilização Definição: Um caso de utilização é uma descrição de um

conjunto de sequências de acções(1), incluindo variantes(2), que um sistema realiza(3) para produzir um resultado observável com valor para um actor(4,5)

(1) a definição dá ênfase à sequência (modo) de funcionamento, mas este detalhe só surge numa 2ª iteração, depois de se ter alguma ideia do interface do sistema

(2) a sequência concreta de acções pode variar de instância para instância do caso de utilização

(3) interessam-nos mais as acções do sistema, pois são essas que temos de implementar, mas também interessa descrever as acções do actor

(5) é esta utilidade ou objectivo que importa descrever numa 1ª iteração

(6) o resultado pode ser um produto, um serviço, etc.

Mais simplesmente, um caso de utilização é :• uma funcionalidade do sistema vista pelos utilizadores

• um tipo de interacção (de alto nível) entre actores e o sistema

Servir almoço

ouServir almoço

9UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Descoberta dos casos de utilização

Pensar em cada actor e nas interacções que tem com o sistema

Um caso de utilização agrupa interacções elementares de actores com elementos da interface do sistema, mas qual deve ser o nível de agrupamento?

Caso de utilização simples: utilização de funcionalidade de grão mais fino possível que, uma vez implementada, acrescenta valor (do ponto de vista dos utilizadores) ao sistema que está a ser desenvolvido

• Exemplo no multibanco:- "introduzir cartão" não é um caso de utilização porque não tem valor isoladamente- "levantar dinheiro" é um caso de utilização porque tem valor para o detentor do cartão

• O caso de utilização inclui todas as acções a montante (de preparação) e a jusante (de finalização) necessárias (numa relação de um para um) à produção do resultado

- Levantamento no multibanco, vai desde a introdução do cartão até à recolha do cartão, do talão e do dinheiro

Caso de utilização composto: combinação de casos de utilização mais simples

• modelar apenas quando importa automatizar

10UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Descrição dos casos de utilização 3 níveis de detalhe, de acordo com as 3 perspectivas de um sistema

1º) essência / utilidade• descrição breve independente da interface que o sistema apresenta• descrever o objectivo ou resultado a produzir • opcionalmente, indicar lista de features e limitações (nível de requisitos)

2º) interface• descrição de sequências de funcionamento normais e excepcionais, em

termos de interacções dos actores com elementos da interface• opcionalmente, acompanhar de desenhos da interface para o utilizador e de

diagramas dinâmicos• indicar quando é que o caso de utilização começa e acaba, quando ocorrem

interacções com os actores, que objectos são trocados, quem faz o quê (o sistema ou um actor)

• pode ser aproveitado para o no manual do utilizador

3º) implementação• realização do caso de utilização por uma colaboração de objectos internos

ao sistema• sequências de funcionamento detalhadas com (inter)acções internas ao sistema• já não compete ao analista, mais sim ao projectista/implementador• já não faz parte do modelo de casos de utilização, mas sim do modelo de design

11UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Exemplo: descrição do caso de utilização "servir almoço" Objectivo:

• servir uma refeição rápido a um cliente que se dirige ao restaurante ao almoço

Features e limitações:• há dois pratos do dia pré-confeccionados, um de carne e outro de peixe, e uma lista fixa de

pratos de preparação rápida• não se fazem reservas

Sequência normal de funcionamento:• o cliente chega ao restaurante e senta-se numa mesa vaga• o empregado entrega ao cliente uma folha com o menu do dia• o cliente indica ao empregado o prato e bebida pretendidos• o empregado transmite o pedido do prato à cozinha• o empregado entrega a bebida ao cliente• assim que está pronto, o empregado entrega o prato pedido ao cliente• o cliente pede a conta • o empregado faz a conta e entrega-a ao cliente• o cliente paga a conta à saída

Sequência de funcionamento excepcional:• Quando o restaurante está cheio, os clientes que chegam ao restaurante formam fila à entrada e

o empregado vai chamando os clientes para as mesas há medida que vão vagando

12UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Casos de utilização e o processo de desenvolvimento Casos de utilização guiam o planeamento

• Cada iteração do processo de desenvolvimento deve analisar detalhadamente e implementar um conjunto de casos de utilização ou variantes de casos de utilização

• Cada iteração resultará num incremento ao produto com utilidade para o cliente• Começar pelos casos de utilização ou variantes mais prioritários ou com mais risco

Casos de utilização guiam a captura e especificação de requisitos• Casos de utilização definem implicitamente requisitos funcionais• Alguns requisitos não funcionais podem também ser alocados a casos de utilização• Em sistemas simples, dispensam definição prévia de uma lista de requisitos

Casos de utilização guiam o desenho do sistema • Arquitectura (forma) do sistema (divisão em módulos e definição dos seus interfaces

e dependências) é condicionada pelos casos de utilização (função) e requisitos adicionais

• A implementação de cada caso de utilização sobre essa arquitectura é modelada por uma colaboração de objectos, combinando estrutura e comportamento

Casos de utilização guiam o teste do sistema • Casos de teste de "caixa preta" desenhados a partir dos casos de utilização

13UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Aplicação a sistemas de negócio Actores modelam clientes, fornecedores, parceiros, etc.

Casos de utilização modelam processos de negócio• processos de negócio primários: servem directamente clientes• processos de negócio secundários: não servem directamente clientes,

mas envolvem interacção com o exterior e servem processos de negócio primários

Nem todas as actividades de um sistema de negócio se podem englobar em processos de negócio, numa definição estrita

• caso das actividades que não estão relacionadas, mesmo que indirectamente, com um actor individual

• essas actividades são englobadas em processos de suporte internos• processos de gestão de recursos, planeamento, controlo, etc.

Processos de negócio e de suporte são relacionados e detalhados através de diagramas de actividades, até chegar a actividades que podem ser atribuídas a trabalhadores ou equipas individuais

14UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Estruturação dos diagramas de casos de utilização

15UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Formas de estruturar Relação “extend” entre casos de utilização

Relação “include” entre casos de utilização

Relação de generalização entre casos de utilização

Relação de generalização entre actores

Agrupamento de casos de utilização em pacotes de casos de utilização

16UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Relação “extend” entre casos de utilização (1)

Para simplificar a descrição dos casos de utilização, podem-se organizar os casos de utilização em casos básicos (casos de utilização de acordo com a definição) e extensões aos casos básicos, que traduzem partes ou modalidades acrescentadas condicionalmente (opções)

Significado: • uma instância do caso de utilização A pode incluir (sujeito a condições

especificadas na extensão) o comportamento especificado por B • o caso básico deve fazer sentido sozinho• os actores interagem com o caso básico (A)

Em software, corresponde normalmente a seguir um botão ou um link num formulário que desencadeia uma acção ou dá acesso a outro formulário ou relatório

A B«extend»

extensãocaso básico

17UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Relação “extend” entre casos de utilização (2)

Exemplo:

Podem-se indicar explicitamente os pontos em que um caso de utilização básico pode ser estendido (pontos de extensão)

Na descrição textual do caso básico: .... (sobremesa). ...

Servir uma sobremesaServir jantar

Extension pointssobremesa

«extend»(sobremesa)

Servir uma entrada

Servir jantar

Servir uma sobremesa

Servir à luz de velas

«extend»«extend»

«extend»

18UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Relação “extend” entre casos de utilização (3)

Modificar Disciplina

Visualizar Lista de Disciplinas

Adicionar Disciplina

Eliminar Disciplina

«extend»

«extend»

«extend»

Visualizar Ficha de Disciplina

«extend»

Manutenção da Lista de Disciplinas:

«extend»

19UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Relação “include” entre casos de utilização (1)

Quando vários casos de utilização têm uma sub-sequência de funcionamento comum, é conveniente separar essa parte comum para um novo caso de utilização que é incluído pelos primeiros

Notação:

Significado• uma instância do caso de utilização A inclui obrigatoriamente o

comportamento especificado por B• os actores interagem com A• na descrição textual de A: include(B)

A B

(parte comum a outros casos de utilização além de A)

«include»

20UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Relação “include” entre casos de utilização (2)

Exemplo:

Servir almoço

Servir jantar

Pagar refeição

«include»

«include»

21UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Relação de generalização entre casos de utilização

Relação de generalização: entre uma coisa mais genérica e uma coisa mais especializada

Significa que o caso de utilização "filho" (mais especializado) herda o comportamento, significado e actores do caso de utilização "pai" (mais genérico)

• O filho pode adicionar ou substituir comportamento do pai

• O filho pode aparecer em qualquer contexto em que o pai pode aparecer

Notação: mesmo que generalização entre classes

Exemplo:

Servir uma refeição

Servir almoço

Servirjantar

22UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Relação de generalização entre actores

Exemplo:

• Um cliente empresarial é um (is a) cliente• O cliente empresarial herda as associações (de

comunicação com casos de utilização) do cliente genérico

• Permite simplificar e estruturar os diagramas

Cliente

Cliente Empresarial

23UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Pacotes de casos de utilização Num sistema complexo, podem existir demasiados

casos de utilização para visualizar com clareza num único diagrama!

Uma solução: um diagrama de casos de utilização inicial, com pacotes de casos de utilização, e um diagrama de casos de utilização relativo a cada pacote

Critérios de agrupamento de casos de utilização em pacotes:

- por actores- por sub-sistemas

Pacotes de casos de utilização correspondem normalmente a menus em sistemas de software

24UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Exemplo: Restaurante

«extend»

«extend»

«extend»

Servir almoço

Pagar refeição

«include»

Cliente

Fornecedor

Restaurante

Servir uma refeição

Servir jantar

Servir à luz de velas

Servir uma sobremesa

Servir uma entrada

Comprar bens

25UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Exemplo: Sistema de Gestão de Restaurantes

Sist. de Gestão de Restaurantes (SGR)

Empregado de mesa

Relação com Fornecedores

Relação com Clientes

Empregado de caixa

Cozinheiro

26UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Exemplo: SGR (2)SGR – Relação com Clientes

Cozinheiro

Elaborar menu do dia

Tirar a conta

Pagar a conta

Empregado de mesa

Registar pedido

Empregado da caixa

27UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Exemplo: SGR (3)SGR – Relação com Fornecedores

Cozinheiro Registar compra

Preparar encomenda

28UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Caso de Estudo: Sistema de Informação de uma Biblioteca

29UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Objectivo

Pretende-se projectar o Sistema de Informação de uma Biblioteca (SIB), para apoiar as seguintes actividades:

• gestão de aquisições de publicações- registar a aquisição

• gestão de consultas e fotocópias de publicações dentro da biblioteca

- interessa contar o nº de vezes que cada publicação foi consultada

• consulta da base de dados de publicações (público e empregados)

• gestão de sócios- inscrição, renovação, cancelamento

• gestão de requisições- só os sócios podem requisitar publicações- requisição com levantamento, devolução

30UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Metodologia Captura e especificação de requisitos:

• listar requisitos candidatos

• construir um modelo de casos de utilização da biblioteca

• detalhar casos de utilização da biblioteca através de diagramas de actividades, identificando as actividades automatizadas com recurso ao SIB e os trabalhadores envolvidos

• construir um modelo de domínio

• construir um glossário de conceitos de domínio

• construir um modelo de casos de utilização do SIB (sistema de software)

• detalhar alguns casos de utilização da SIB através de diagramas de sequência

- sistema representado por um único objecto

31UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Diagrama de casos de utilização da biblioteca

Biblioteca

Consultar publicação

Obter fotocópia de publicação

Fornecedor Adquirir publicação

Sócio

Devolver publicação

Levantar publicação

Requisitar publicação <<include>>

<<include>>

Em UML 1.3, devia ser uma seta de dependência

Consultar base de dados de publicações

Leitor

Ícone para actor em relação ao negócio

Ícone para caso de utilização do negócio

32UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Actores em relação à biblioteca Leitor

• Pessoa que se dirige à biblioteca para consultar publicações, sendo ou não sócio da biblioteca.

Sócio• Leitor que está inscrito como sócio da biblioteca.

Fornecedor• Empresa a quem a biblioteca adquire publicações.

33UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Casos de utilização da biblioteca Consultar base de dados de publicações

• Consultar a base de dados com a lista de publicações existentes na biblioteca, incluindo informação sobre o estado das publicações.

Consultar publicação• O leitor consulta a publicação dentro das instalações da biblioteca.• Para fins de gestão, é mantido um contador do número de vezes que cada

publicação é consultada dentro da biblioteca.

Obter cópia de publicação • O leitor pode tirar fotocópias de partes de publicações numa fotocopiadora da

biblioteca.

Requisitar publicação• A biblioteca empresta uma publicação a um sócio para consulta no exterior da

biblioteca mediante uma requisição.• Envolve dois contactos com a biblioteca, para o levantamento e a devolução da

publicação.

Adquirir publicação• A biblioteca adquire livros a fornecedores.

34UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Diagrama de casos de utilização do SIB

Sistema de Informação da Biblioteca (SIB)

Obter estatísticas de utilização

Registar publicação

Leitor

(f rom Modelo de Casos de Utilização da Biblioteca)

Registar consulta de publicação

Registar levantamento de publicação

Registar devolução de publicação

Registar sócio

Funcionário

Gestor

Consultar base de dados de publicações

(f rom Modelo de Casos de Utilização da Biblioteca)

Ícone para trabalhador do negócio

35UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Actores em relação ao SIB Leitor

• Pessoa que se dirige à biblioteca para consultar publicações, sendo ou não sócio da biblioteca.

Funcionário• Empregado da biblioteca que atende os leitores e sócios.

Gestor• Empregado da biblioteca que trata das aquisições de

publicações e consulta estatísticas de utilização.

36UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Casos de utilização do SIB (1) Consultar base de dados de publicações

• Consultar a base de dados com a lista de publicações existentes na biblioteca, incluindo informação sobre o estado das publicações.

Registar sócio• Inscrever leitor como sócio da biblioteca.

Registar levantamento de publicação• Registar o levantamento de uma publicação por um sócio

(empréstimo da publicação ao sócio).

Registar devolução de publicação• Registar a devolução à biblioteca de uma publicação que

estava emprestada por um sócio.

37UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Casos de utilização do SIB (2) Registar consulta de publicação

• Registar que uma publicação foi consultada por um leitor dentro da biblioteca. Não é necessário identificar o leitor.

Registar publicação• Registar publicação já existente (na instalação do sistema) ou

adquirida.

Obter estatísticas de utilização• Obter estatísticas sobre a taxa de utilização das várias

publicações, úteis para a aquisição de novas publicações.

38UML – Diagramas de casos de utilização, v. 1.0, João Pascoal Faria, 2001

Exercícios Estender o caso de estudo (biblioteca)

Elaborar diagramas de casos de utilização relativamente aos seguintes sistemas:

• Terminal Multibanco