第1回：ユースケース図

オブジェクト指向をベースとするシステムの開発において、分析・設計段階ではシステムの構造をソースコードよりも抽象化した形でモデリングする必要があります。UMLは、このモデルを記述するための表記法です。この連載では要求分析・システム分析・システム設計・実装でどのようにUMLが利用されるかを、UML図の中でも特に使用頻度の高いユースケース図、クラス図、シーケンス図を取り上げて解説します。題材として試験会場の予約システムを取り上げ、その開発過程をなぞりながら解説します。最終的にはJavaのプログラムへマッピングしたいと思います。今回は要求分析で用いるユースケース図について解説します。

峰村崇
株式会社アイティーブースト
2005/2/7

【目次】

1.UMLとは

2.ユースケース図

2.1.ユースケース

2.2.アクター

2.3.システム境界

2.4.関連

2.5.汎化

2.6.包含

2.7.拡張

2.8.ユースケース記述

3.最後に

1.UMLとは

　オブジェクト指向をベースとするシステムの開発において、分析・設計段階ではシステムの構造をソースコードよりも抽象化した形でモデリングする必要があります。モデリングとは「対象をある目的または観点から眺め、整理し表現すること」であり、その結果作成されるのが「モデル」です。モデルを用いることで、エンジニアの間でより正確にオブジェクトに関する情報を交換することができるようになります。

　しかし、モデルを正確に読み書きするためには、モデルの描き方のルールが決まっている必要があります。数年前までは、オブジェクト指向における表記方法は実に50種類以上も存在していました。同じものを表現するのにも、あるプロジェクトでは表記法Aを、別のプロジェクトでは表記法Bを使っていたため、いくつもの表記法を覚える必要がありました。また、エンジニアの間で情報交換をしようと思ったら、表記法が違っていたためモデルが理解できず、情報交換がうまくできなかったという問題もありました。
　そこに登場したのがUML(Unified Modeling Language：統一モデリング言語）です。UMLは乱立する表記法を統一するために作られました。Unified（統一）という言葉の由来はここからきています。UMLは様々な表記法からよいところを集めて作られた表記法であり、その標準化がOMG（Object Management Group:オブジェクト指向技術の標準化団体）によって行なわれています。UMLは近年のシステム開発のためのドキュメント作成のデファクトスタンダードとして使われています。システムをUMLによってモデリングすることによって、以下のようなメリットがあります。

「つくるものが何か」が明確になる。
顧客に「これをつくります」ということを示すことができる。
開発者同士で「何をつくるのか」ということを共有することができる。
分析と実装を同じ表記法で統一することで、どの部分が対応するのかが分かりやすくなる。
事前にシステムを分析／明確にすることにより、適切な設計／工数見積もりを行うことができる。

　UML2.0では、次に示すようないくつかの図を規定しています。それぞれ、システムの「ある側面」を捉えた図になります。例えばクラス図はクラスの静的な関係を表現するための図ですし、シーケンス図はオブジェクト同士の相互作用を時系列に見るための図である、といった具合です。

構造図

クラス図
パッケージ図1)
オブジェクト図1)
コンポーネント図
複合構造図2)
複合構造図

振る舞い図

ユースケース図

インタラクション図

シーケンス図

コミュニケーション図3)

インタラクションオーバービュー図2)

タイミング図2)

インタラクションテーブル2)

アクティビティ図

ステートマシン図4)

　1) UML1.xでは正式な図ではありませんでした。
　2) UML2.0で新規に追加されました。
　3) UML1.xのコラボレーション図から名称が変更されました。
　4) UML1.xのステートチャート図から名称が変更されました。

　UML図がシステム開発のどの段階において使用されるのかを次に示します。クラス図やシーケンス図は、JavaやC++のプログラムへマッピングすることも可能ですから、実装フェーズで使用しているとも言えます。

要求フェーズ	ユーザがシステムに要求する機能を把握するための「ユースケース図」
分析・設計フェーズ	システムの構造を定義するための「クラス図」システムの振る舞いを定義するための「インタラクション図」
実装フェーズ	プログラムやリソースファイルの構成を表す「コンポーネント図」ハードウェア構成などのシステムの物理的な側面を表す「配備図」

　この連載では要求分析・システム分析・システム設計・実装でどのようにUMLが利用されるかを、UML図の中でも特に使用頻度の高いユースケース図、クラス図、シーケンス図を取り上げて解説します。題材として試験会場の予約システムを取り上げ、その開発過程をなぞりながら解説します。最終的にはJavaのプログラムへマッピングしたいと思います。

　今回は要求分析で用いるユースケース図について解説します。

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