Simplificación de diagramas de casos de uso grandes con relaciones de inclusión

Introducción

En ingeniería de software, los diagramas de casos de uso ayudan a visualizar las interacciones entre los usuarios (actores) y un sistema para capturar sus requisitos funcionales. A medida que los sistemas crecen, los diagramas de casos de uso pueden volverse difíciles de manejar, llenos de comportamientos repetitivos o complejos que ocultan la funcionalidad principal del sistema. La relación de inclusiónen UML aborda este desafío al permitir extraer comportamientos comunes en casos de uso reutilizables y modulares. Este artículo explora cómo las relaciones de inclusión simplifican los diagramas de casos de uso, sus principales beneficios y ejemplos prácticos para demostrar su utilidad.

¿Qué es una relación de inclusión?

Una relación de inclusiónen UML especifica que un caso de uso base incorpora el comportamiento de otro caso de uso, llamado caso de uso incluido. El caso de uso incluido representa una secuencia de acciones que se siempre se ejecutacomo parte del flujo del caso de uso base. Visualmente, esta relación se representa como una flecha punteada con punta abiertaque apunta desde el caso de uso base al caso de uso incluido, etiquetada con el estereotipo «include».

La relación de inclusión es análoga a una llamada a subrutina en programación: el caso de uso base «llama» al caso de uso incluido para realizar una tarea específica, promoviendo un modelado estructurado y jerárquico. Al extraer comportamientos comunes o complejos en casos de uso separados, las relaciones de inclusión reducen la duplicación, mejoran la claridad y facilitan la mantenibilidad.

Beneficios de las relaciones de inclusión

Las relaciones de inclusión ofrecen varias ventajas al modelar sistemas grandes y complejos:

1. Reutilización de comportamiento común: La funcionalidad compartida entre múltiples casos de uso puede encapsularse en un solo caso de uso incluido, eliminando la redundancia.

2. Simplificación de casos de uso complejos: Los casos de uso grandes pueden dividirse en módulos más pequeños y manejables, haciendo que el diagrama sea menos caótico.

3. Ejecución obligatoria: El caso de uso incluido se ejecuta siempre como parte del caso de uso base, garantizando la completitud sin sobrecargar el flujo principal con detalles.

4. Mejora de la claridad y mantenibilidad: Al separar las responsabilidades, el caso de uso base se centra en su comportamiento único, mientras que los casos de uso incluidos gestionan secuencias reutilizables, simplificando las actualizaciones.

5. Modelado estructurado: Las relaciones de inclusión apoyan un diseño jerárquico, similar a las subrutinas, haciendo que el sistema sea más fácil de entender y ampliar.

Ejemplos de relaciones de inclusión

Para ilustrar el poder de las relaciones de inclusión, exploremos varios ejemplos prácticos en diferentes dominios.

Ejemplo 1: Sistema de compras en línea

Considere una plataforma de compras en línea donde los usuarios pueden navegar por productos, agregar artículos al carrito y finalizar la compra. Muchos casos de uso, como «Comprar producto», «Reservar artículo» y «Regalar artículo», requieren que el usuario se autentique antes de continuar.

• Casos de uso base: “Comprar producto”, “Reservar artículo”, “Regalar artículo”

• Caso de uso incluido: “Autenticar usuario”

En lugar de duplicar los pasos de autenticación en cada caso de uso, los extraemos en un único caso de uso “Autenticar usuario”. Este caso de uso incluido maneja tareas como solicitar credenciales de inicio de sesión y verificarlas. El diagrama de casos de uso mostraría:

• Una flecha punteada desde “Comprar producto” hasta “Autenticar usuario” con «include».

• Flechas similares desde “Reservar artículo” y “Regalar artículo” hasta “Autenticar usuario”.

Este enfoque reduce la redundancia, ya que la lógica de autenticación se define una vez y se reutiliza en múltiples casos de uso, manteniendo el diagrama limpio y mantenible.

Ejemplo 2: Sistema bancario

En un sistema bancario, los clientes pueden realizar acciones como “Retirar efectivo”, “Depositar dinero” y “Transferir fondos”. Cada uno de estos casos de uso requiere validar la cuenta del cliente antes de proceder.

• Casos de uso base: “Retirar efectivo”, “Depositar dinero”, “Transferir fondos”

• Caso de uso incluido: “Validar cuenta”

El caso de uso “Validar cuenta” verifica el estado de la cuenta, el saldo y los permisos. Al incluir este caso de uso en cada uno de los casos de uso base, el diagrama evita repetir la lógica de validación. La representación visual incluye flechas punteadas etiquetadas con «include» desde cada caso de uso base hasta “Validar cuenta”. Esta modularización simplifica el diagrama y garantiza que la validación de cuentas se aplique de forma consistente.

Ejemplo 3: Sistema de gestión de bibliotecas

En un sistema de biblioteca, los usuarios pueden “Pedir libro”, “Devolver libro” o “Reservar libro”. Cada una de estas acciones requiere verificar la disponibilidad del libro.

• Casos de uso base: “Pedir libro”, “Devolver libro”, “Reservar libro”

• Caso de uso incluido: “Verificar disponibilidad del libro”

El caso de uso “Verificar disponibilidad del libro” verifica si el libro está en stock y no está reservado. Al incluir este caso de uso en los casos de uso base, el diagrama permanece despejado, y los cambios en la lógica de verificación de disponibilidad (por ejemplo, integrar un nuevo sistema de inventario) solo necesitan realizarse en un solo lugar.

Ejemplo 4: Sistema de gestión hospitalaria

En un sistema de gestión hospitalaria, los pacientes pueden “Programar cita”, “Cancelar cita” o “Reprogramar cita”. Cada uno de estos casos de uso requiere verificar la identidad del paciente.

• Casos de uso base: “Programar cita”, “Cancelar cita”, “Reprogramar cita”

• Caso de uso incluido: “Verificar identidad del paciente”

El caso de uso “Verificar identidad del paciente” maneja tareas como verificar el número de identificación del paciente o los detalles de seguro. Incluir este caso de uso en los casos de uso base garantiza que la verificación de identidad se realice de forma consistente sin duplicar pasos en el diagrama. Las flechas punteadas «include» conectan cada caso de uso base con “Verificar identidad del paciente”, mejorando la claridad.

Ejemplo 5: Plataforma de aprendizaje en línea

En una plataforma de e-learning, los estudiantes pueden “Realizar cuestionario”, “Enviar tarea” o “Ver calificaciones”. Cada una de estas acciones requiere que el estudiante inicie sesión en el sistema.

• Casos de uso base: “Realizar cuestionario”, “Enviar tarea”, “Ver calificaciones”

• Caso de uso incluido: “Iniciar sesión”

El caso de uso “Iniciar sesión” encapsula los pasos para la autenticación del usuario. Al incluirlo en los casos de uso base, el diagrama evita repetir los pasos de inicio de sesión, lo que facilita su comprensión y mantenimiento. La representación visual muestra flechas punteadas etiquetadas con «include» que van desde cada caso de uso base hasta “Iniciar sesión”.

Representación visual en UML

En los diagramas de casos de uso de UML, la relación include se representa de la siguiente manera:

• Una flecha punteada con una punta de flecha abiertaapunta desde el caso de uso base al caso de uso incluido.

• La flecha está etiquetada con el estereotipo«include».

Por ejemplo, en el ejemplo de compras en línea:

• Comprar producto → «include» → Autenticar usuario

• El diagrama muestra claramente que “Autenticar usuario” es una parte obligatoria del flujo de “Comprar producto”.

Esta convención visual garantiza que los interesados puedan comprender rápidamente las relaciones entre los casos de uso y sus dependencias.

Comparación con relaciones extend

Vale la pena señalar la diferencia entreinclude y extendrelaciones para evitar confusiones:

• Include: El caso de uso incluido essiempre ejecutado como parte del caso de uso base (obligatorio).

• Extender: El caso de uso extendido esopcional y solo se ejecuta bajo condiciones específicas.

Por ejemplo, en el sistema de compras en línea, “Autenticar usuario” se incluye porque es obligatorio, pero un caso de uso como “Aplicar código de descuento” podría ser una relación de extensión, ya que es opcional y depende de si el usuario tiene un código válido.

Mejores prácticas para usar relaciones de inclusión

Para maximizar los beneficios de las relaciones de inclusión, considere lo siguiente:

1. Identifique comportamientos comunes: Busque secuencias de acciones repetidas en múltiples casos de uso, como autenticación, validación o registro.

2. Mantenga los casos de uso incluidos enfocados: Asegúrese de que los casos de uso incluidos encapsulen comportamientos específicos y reutilizables, en lugar de procesos completos.

3. Equilibre modularidad y simplicidad: Evite fragmentar excesivamente los casos de uso, ya que demasiados casos de uso incluidos pueden dificultar la comprensión del diagrama.

4. Use convenciones de nombres claras: Nombre los casos de uso incluidos para reflejar su propósito (por ejemplo, “Autenticar usuario” en lugar de “Proceso de inicio de sesión”) para una mejor legibilidad.

5. Valide la ejecución obligatoria: Confirme que el caso de uso incluido siempre es necesario; de lo contrario, considere una relación de extensión.

Resumen de beneficios

La siguiente tabla resume los principales beneficios de las relaciones de inclusión:

Conclusión

Las relaciones de inclusión son una piedra angular del modelado efectivo de casos de uso en UML, permitiendo la reutilización y modularización de comportamientos comunes y obligatorios. Al extraer la funcionalidad compartida en casos de uso incluidos, los desarrolladores pueden crear diagramas más limpios y fáciles de mantener, que son más fáciles de entender y actualizar. Los ejemplos proporcionados—que van desde compras en línea hasta gestión hospitalaria—demuestran la versatilidad de las relaciones de inclusión en diversos dominios. Al aprovechar este mecanismo, los equipos pueden modelar sistemas complejos con mayor claridad y eficiencia, mejorando finalmente la calidad de sus diseños de software.

Referencia

• Documentar los detalles del caso de uso en Visual Paradigm
  Guía sobre cómo editar y ver los detalles del caso de uso dentro de Visual Paradigm.
• ¿Cómo dibujar un diagrama de casos de uso? – Visual Paradigm
  Instrucciones paso a paso para crear diagramas de casos de uso UML usando Visual Paradigm.
• ¿Qué es un diagrama de casos de uso? – Visual Paradigm
  Visión general de los diagramas de casos de uso y su papel en el modelado del comportamiento del sistema.
• Diagrama de casos de uso en Visual Paradigm
  Explicación detallada de los elementos del diagrama de casos de uso y cómo documentar los eventos del caso de uso.
• Guía de notaciones de diagramas de casos de uso – Visual Paradigm
  Guía completa sobre las notaciones de diagramas de casos de uso UML compatibles con Visual Paradigm.
• Guía completa para crear diagramas de casos de uso con Visual Paradigm
  Un tutorial detallado sobre cómo identificar actores, definir casos de uso y modelar relaciones en Visual Paradigm.
• Descripción de casos de uso en Visual Paradigm para UML – Angelfire
  Explica la descripción de casos de uso, programación, elaboración y generación de documentación en Visual Paradigm.
• Desmitificando los modelos de casos de uso: uniendo detalle textual e insight visual
  Discute cómo combinar los detalles textuales de los casos de uso con diagramas visuales en Visual Paradigm.
• Diagrama de casos de uso – Herramienta de modelado UML – Visual Paradigm
  La página oficial de Visual Paradigm que muestra las características y el soporte de notación para diagramas de casos de uso.