UML Introducción al UML, modelando con UML, utilidad del ...
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1 www.dsic.upv.es/~uml
Desarrollo de Software Orientado a Objeto usando UML
Patricio Letelier [email protected]
Departamento Sistemas Informáticos y Computación (DSIC)Universidad Politécnica de Valencia (UPV) - España
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2 www.dsic.upv.es/~uml
ContenidoI. Introducción
– Modelado de Software– UML
II. Breve Tour por UMLIII. El Paradigma Orientado a Objeto usando UML
– Fundamentos del Modelado OO– Requisitos del software– Interacción entre objetos– Clases y relaciones entre clases– Comportamiento de objetos– Componentes– Distribución y despliegue de componentes– Object Constraint Language (OCL)
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UMLV. Conclusiones
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3 www.dsic.upv.es/~uml
IIntroducción
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4 www.dsic.upv.es/~uml
Introducción: Modelado de SW
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5 www.dsic.upv.es/~uml
Construcción de una casa para “fido”
Puede hacerlo una sola personaRequiere:
Modelado mínimoProceso simpleHerramientas simples
I. Introducción: Modelado de SW
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6 www.dsic.upv.es/~uml
Construcción de una casa
Construida eficientemente y en un tiempo razonable por un equipoRequiere:
ModeladoProceso bien definidoHerramientas más sofisticadas
I. Introducción: Modelado de SW
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7 www.dsic.upv.es/~uml
Construcción de un rascacielos
I. Introducción: Modelado de SW
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8 www.dsic.upv.es/~uml
Claves en Desarrollo de SI
Herramientas Proceso
Notación
I. Introducción: Modelado de SW
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9 www.dsic.upv.es/~uml
Sistema Computacional
Proceso de Negocios
Orden
Item
envío
“El modelado captura laspartes esenciales del sistema”
Abstracción - Modelado Visual (MV)
I. Introducción: Modelado de SW
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10 www.dsic.upv.es/~uml
II. Notación (Visual) - Beneficios
Interface de Usuario(Visual Basic,
Java, ..)Lógica del Negocio
(C++, Java, ..)
Servidor de BDs(C++ & SQL, ..)
Múltiples Sistemas
Componentes Reutilizados
Manejar la complejidad
“Modelar el sistema independientemente del lenguaje de implementación”
Promover la Reutilización
I. Introducción: Modelado de SW
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11 www.dsic.upv.es/~uml
Introducción: UML
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12 www.dsic.upv.es/~uml
¿Qué es UML?
UML = Unified Modeling Language Un lenguaje de propósito general para el modelado
orientado a objetos. Impulsado por el Object Management Group (OMG, www.omg.org)
Documento “OMG Unified Modeling Language Specification”
UML combina notaciones provenientes desde:• Modelado Orientado a Objetos • Modelado de Datos• Modelado de Componentes • Modelado de Flujos de Trabajo (Workflows)
I. Introducción: UML
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13 www.dsic.upv.es/~uml
Situación de Partida Diversos métodos y técnicas OO, con muchos
aspectos en común pero utilizando distintas notaciones
Inconvenientes para el aprendizaje, aplicación, construcción y uso de herramientas, etc.
Pugna entre distintos enfoques (y correspondientes gurús)
Establecer una notación estándar
I. Introducción: UML
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14 www.dsic.upv.es/~uml
Historia de UML
Comenzó como el “Método Unificado”, con la participación de Grady Booch y Jim Rumbaugh. Se presentó en el OOPSLA’95
El mismo año se unió Ivar Jacobson. Los “Tres Amigos” son socios en la compañía Rational Software. Herramienta CASE Rational Rose
I. Introducción: UML
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15 www.dsic.upv.es/~uml
Historia de UML
Nov ‘97 UML aprobado por el OMG
1998
1999
2000
UML 1.2
UML 1.3
UML 1.4
2005? UML 2.0
Revisiones menores
I. Introducción: UML
UML 1.52003
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16 www.dsic.upv.es/~uml
Participantes en UML 1.0 Rational Software
(Grady Booch, Jim Rumbaugh y Ivar Jacobson)
Digital Equipment Hewlett-Packard i-Logix (David Harel)
IBM ICON Computing
(Desmond D’Souza) Intellicorp and James
Martin & co. (James Odell)
MCI Systemhouse Microsoft ObjecTime Oracle Corp. Platinium
Technology Sterling Software Taskon Texas Instruments Unisys
I. Introducción: UML
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17 www.dsic.upv.es/~uml
UML “aglutina” enfoques OO
UML
Rumbaugh
Jacobson
Meyer
Harel
Wirfs-BrockFusion
Embly
Gamma et. al.
Shlaer-Mellor
Odell
Booch
Pre- and Post-conditions
State Charts
Responsabilities
Operation descriptions, message numbering
Singleton classes
Frameworks, patterns, notes
Object life cycles
I. Introducción: UML
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18 www.dsic.upv.es/~uml
Aspectos Novedosos
Definición semi-formal del Metamodelo de UML
Mecanismos de Extensión en UML: Stereotypes Constraints Tagged Values
Permiten adaptar los elementos de modelado,
asignándoles una semántica particular
I. Introducción: UML
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19 www.dsic.upv.es/~uml
Inconvenientes en UML
Definición del proceso de desarrollo usando UML. UML no es una metodología
No cubre todas las necesidades de especificación de un proyecto software. Por ejemplo, no define los documentos textuales
Ejemplos aislados
“Monopolio de conceptos, técnicas y métodos en torno a UML y el OMG”
I. Introducción: UML
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20 www.dsic.upv.es/~uml
Perspectivas de UML UML es el lenguaje de modelado orientado a objetos
estándar predominante ahora y en los próximos años Razones:
• Participación de metodólogos influyentes• Participación de importantes empresas• Estándar del OMG
Evidencias:• Herramientas que proveen la notación UML• “Edición” de libros (más de 300 en
www.amazon.com)• Congresos, cursos, “camisetas”, etc.
I. Introducción: UML
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21 www.dsic.upv.es/~uml
IIBreve Tour por UML
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22 www.dsic.upv.es/~uml
Modelos y Diagramas Un modelo captura una vista de un sistema del mundo
real. Es una abstracción de dicho sistema, considerando
un cierto propósito. Así, el modelo describe completa-
mente aquellos aspectos del sistema que son relevantes
al propósito del modelo, y a un apropiado nivel de
detalle.
Diagrama: una representación gráfica de una colección
de elementos de modelado, a menudo dibujada como un
grafo con vértices conectados por arcos
OMG UML 1.4 Specification
II. Breve Tour por UML
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23 www.dsic.upv.es/~uml
Un proceso de desarrollo de software debe ofrecer un conjunto de modelos que permitan expresar el producto desde cada una de las perspectivas de interés
El código fuente del sistema es el modelo más detallado del sistema (y además es ejecutable). Sin embargo, se requieren otros modelos ...
Cada modelo es completo desde su punto de vista del sistema, sin embargo, existen relaciones de trazabilidad entre los diferentes modelos
... Modelos y Diagramas
II. Breve Tour por UML
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24 www.dsic.upv.es/~uml
Diagramas de UML 1.5
Diagrama de Casos de Uso Diagrama de Clases Diagrama de Objetos Diagramas de Comportamiento
Diagrama de Estados Diagrama de Actividad Diagramas de Interacción
Diagrama de Secuencia Diagrama de Colaboración
Diagramas de implementación Diagrama de Componentes Diagrama de Despliegue
II. Breve Tour por UML
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25 www.dsic.upv.es/~uml
... Diagramas de UML
Use CaseDiagramsUse Case
DiagramsDiagramas de Casos de Uso
ScenarioDiagramsScenario
DiagramsDiagramas deColaboración
StateDiagramsState
DiagramsDiagramas deComponentes
ComponentDiagramsComponent
DiagramsDiagramas deDistribución
StateDiagramsState
DiagramsDiagramas de Objetos
ScenarioDiagramsScenario
DiagramsDiagramas deEstados
Use CaseDiagramsUse Case
DiagramsDiagramas deSecuencia
StateDiagramsState
DiagramsDiagramas deClases
Diagramas deActividad
Modelos
II. Breve Tour por UML
Los diagramas expresan gráficamente partes de un modelo
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26 www.dsic.upv.es/~uml
4+1 vistas de Kruchten (1995)
Vista Lógica
Vista de Procesos
Vista de Distribución
Vista de Realización
Vista de los Casos de Uso
Organización de Modelos
Este enfoque sigue el browser de Rational Rose
II. Breve Tour por UML
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27 www.dsic.upv.es/~uml
... Organización de Modelos
Propuesta de Rational Unified Process (RUP)
M. de Casos de Uso del Negocio (Business Use-Case Model) M. de Objetos del Negocio (Business Object Model) M. de Casos de Uso (Use-Case Model) M. de Análisis (Analysis Model) M. de Diseño (Design Model) M. de Despliegue (Deployment Model) M. de Datos (Data Model) M. de Implementación (Implementation Model) M. de Pruebas (Test Model)
II. Breve Tour por UML
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28 www.dsic.upv.es/~uml
Paquetes en UML
Los paquetes ofrecen un mecanismo general para la organización de los modelos/subsistemas agrupando elementos de modelado
Se representan gráficamente como:
Nombre de paquete
II. Breve Tour por UML
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29 www.dsic.upv.es/~uml
… Paquetes en UML
Cada paquete corresponde a un submodelo (subsistema) del modelo (sistema)
Un paquete puede contener otros paquetes, sin límite de anidamiento pero cada elemento pertenece a (está definido en) sólo un paquete
Una clase de un paquete puede aparecer en otro paquete por la importación a través de una relación de dependencia entre paquetes
II. Breve Tour por UML
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30 www.dsic.upv.es/~uml
… Paquetes en UML
Todos los elementos no son necesariamente visibles desde el exterior del paquete, es decir, un paquete encapsula a la vez que agrupa
El operador “::” permite designar una clase definida en un contexto distinto del actual
II. Breve Tour por UML
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31 www.dsic.upv.es/~uml
...Paquetes en Rational Rose
II. Breve Tour por UML
CheckingAccount
Customers
Banking
Customers
Banking
<<access>>CheckingAccount
(f rom Banking)
Otra Clase
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32 www.dsic.upv.es/~uml
… Paquetes en UML
II. Breve Tour por UML
Práctica 1
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33 www.dsic.upv.es/~uml
Diagrama de Casos de Uso
Casos de Uso es una técnica para capturar información respecto de los servicios que un sistema proporciona a su entorno
No pertenece estrictamente al enfoque orientado a objeto, es una técnica para captura y especificación de requisitos
II. Breve Tour por UML
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34 www.dsic.upv.es/~uml
… Ejemplos
Ejemplo:
II. Breve Tour por UML
Práctica 2
Retirar dinero
Consultar ExtractoCliente
Realizar transferencia
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35 www.dsic.upv.es/~uml
Diagrama de Secuencia
II. Breve Tour por UML
: Encargado:WInPréstamos :Socio :Video :Préstamo
prestar(video, socio)
verificar situación socio
verificar situación video
registrar préstamo
entregar recibo
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36 www.dsic.upv.es/~uml
Diagrama de Colaboración
Práctica 3
II. Breve Tour por UML
: Encargado
:WInPréstamos
:Socio
:Video
:Préstamo
1: prestar(video, socio)
2: verificar situación socio
3: verificar situación video
4: registrar préstamo5: entregar recibo
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37 www.dsic.upv.es/~uml
Diagrama de Clases
El Diagrama de Clases es el diagrama principal para el análisis y diseño del sistema
Un diagrama de clases presenta las clases del sistema con sus relaciones estructurales y de herencia
La definición de clase incluye definiciones para atributos y operaciones
El modelo de casos de uso debería aportar información para establecer las clases, objetos, atributos y operaciones
II. Breve Tour por UML
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38 www.dsic.upv.es/~uml
Ejemplos (Clase y Visibilidad)
Alumno
DNI : char[10]número_exp : intnombre : char[50]
alta()poner_nota(asignatura : char *, año : int, nota : float)matricular(cursos : asignatura, año : int)listar_expediente()
II. Breve Tour por UML
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39 www.dsic.upv.es/~uml
… Ejemplos (Asociación)
ProfesorDepartamento
10..1
director
1
dirige
0..1
II. Breve Tour por UML
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40 www.dsic.upv.es/~uml
… Ejemplos (Clase Asociación)
II. Breve Tour por UML
Empresa Empleado
1..** 1..**
trabajadoresempleador
Cargo
nombresueldo 0..1
1..*
superior
subordinado 1..*
0..1
![Page 41: 1 uml Desarrollo de Software Orientado a Objeto usando UML Patricio Letelier Torres letelier@dsic.upv.es Departamento Sistemas Informáticos.](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051819/54c6b4a949795990548b4a5f/html5/thumbnails/41.jpg)
41 www.dsic.upv.es/~uml
… Ejemplos (Generalización)
II. Breve Tour por UML
Trabajador
Directivo Administrativo Obrero
{ disjunta, completa }
![Page 42: 1 uml Desarrollo de Software Orientado a Objeto usando UML Patricio Letelier Torres letelier@dsic.upv.es Departamento Sistemas Informáticos.](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051819/54c6b4a949795990548b4a5f/html5/thumbnails/42.jpg)
42 www.dsic.upv.es/~uml
… Ejemplos
Prácticas 4
II. Breve Tour por UML
Avión militar Avión comercial
Avión de carga Avión de pasajeros
Motor Vendedor de billetes
Avión
1..4
1
1..4
1
Piloto
Reserva
n
1
n
1
Línea aérea
Vuelon1 n1
1..2
n
1..2
nn1 n1
1
n
1
n{ disjunta, completa }
{ disjunta, completa }
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43 www.dsic.upv.es/~uml
Diagrama de Estados
con préstamos
sin préstamos
alta baja
prestar devolver[ número_préstamos = 1 ]
prestar
devolver[ número_préstamos > 1 ]
número_préstamos = 0
número_préstamos > 0
II. Breve Tour por UML
Socio
número : intnombre : char[50]número_prestamos : int = 0
alta()baja()prestar(código_libro : int, fecha : date)devolver(código_libro : int, fecha : date)
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44 www.dsic.upv.es/~uml
Diagrama de Actividad
II. Breve Tour por UML
Buscar Bebida [ no hay café ]
Poner café en filtro
Añadir agua al depósito
Coger taza
Poner filtro en máquina
Encender máquina
Café en preparación
/ cafetera.On
Servir café Beber
Coger zumo
[ hay café ]
indicador de fin
[ hay zumo ]
[ no zumo ]
Práctica 5
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45 www.dsic.upv.es/~uml
Diagrama Componentes
II. Breve Tour por UML
Interfaz de Terminal
Gestión de Cuentas Rutinas de conexión Acceso a BD
Control y Análisis
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46 www.dsic.upv.es/~uml
Diagrama de Despliegue
Punto de Venta
Servidor Central
Terminal de Consulta
Gestión de Cuentas
Comment
Interfaz de Terminal
Comment
Rutinas de Coneccion
Comment
Rutinas de Coneccion
Comment
Interfaz de Terminal
Comment
Rutinas de Coneccion
Comment
Acceso a BD
Comment
Control y Análisis
Comment
II. Breve Tour por UML
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47 www.dsic.upv.es/~uml
Diagrama de Despliegue en Rational
Práctica 6
II. Breve Tour por UML
Servidor Central
Punto de Venta
Terminal de Consulta
Acceso a BD
Rutinas de conexión
Control y Análisis
Rutinas de conexión
Gestión de Cuentas Interfaz de Terminal
Rutinas de conexión Interfaz de Terminal
Servidor Central
Punto de Venta
Component Diagram: Components / Servidor Central
Component Diagram: Components / Punto de Venta
Terminal de Consulta
Component Diagram: Components / Terminal de Consulta
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48 www.dsic.upv.es/~uml
Resumen
UML define una notación que se expresa como diagramas sirven para representar modelos/subsistemas o partes de ellos
El 80 por ciento de la mayoría de los problemas pueden modelarse usando alrededor del 20 por ciento de UML-- Grady Booch
II. Breve Tour por UML
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49 www.dsic.upv.es/~uml
IIIEl Paradigma
Orientado a Objeto
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50 www.dsic.upv.es/~uml
¿Por qué la Orientación a Objetos?
Proximidad de los conceptos de modelado respecto de las entidades del mundo real
• Mejora captura y validación de requisitos• Acerca el “espacio del problema” y el “espacio de
la solución”
Modelado integrado de propiedades estáticas y dinámicas del ámbito del problema
• Facilita construcción, mantenimiento y reutilización
III. El Paradigma OO
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51 www.dsic.upv.es/~uml
¿Por qué la Orientación a Objetos?
Conceptos comunes de modelado durante el análisis, diseño e implementación
• Facilita la transición entre distintas fases• Favorece el desarrollo iterativo del sistema• Disipa la barrera entre el “qué” y el “cómo”
Sin embargo, existen problemas ...
III. El Paradigma OO
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52 www.dsic.upv.es/~uml
“...Los conceptos básicos de la OO se conocen desde hace dos décadas, pero su aceptación todavía no está tan extendida como los beneficios que esta tecnología puede sugerir”
“...La mayoría de los usuarios de la OO no utilizan los conceptos de la OO de forma purista, como inicialmente se pretendía. Esta práctica ha sido promovida por muchas herramientas y lenguajes que intentan utilizar los conceptos en diversos grados” --Wolfgang
Strigel
Problemas en OO
III. El Paradigma OO
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53 www.dsic.upv.es/~uml
Un objeto contiene datos y operaciones que operan sobre los datos, pero ...
Podemos distinguir dos tipos de objetos degenerados:• Un objeto sin datos (que sería lo mismo que una biblioteca
de funciones)• Un objeto sin “operaciones”, con sólo operaciones del tipo
crear, recuperar, actualizar y borrar (que se correspondería con las estructuras de datos tradicionales)
Un sistema construido con objetos degenerados no es un sistema verdaderamente orientado a objetos
“Las aplicaciones de gestión están constituidas mayoritariamente por objetos degenerados”
… Problemas en OO
III. El Paradigma OO
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54 www.dsic.upv.es/~uml
Fundamentos de Modelado OO
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55 www.dsic.upv.es/~uml
Objetos
Objeto = unidad atómica que encapsula estado y comportamiento
La encapsulación en un objeto permite una alta cohesión y un bajo acoplamiento
Un objeto puede caracterizar una entidad física (coche) o abstracta (ecuación matemática)
III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado OO
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56 www.dsic.upv.es/~uml
… Objetos En UML, un objeto se representa por un
rectángulo con un nombre subrayado
Un objeto
Otro objeto más
Otro objeto
III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado OO
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57 www.dsic.upv.es/~uml
… Objetos Ejemplo de varios objetos relacionados:
Felipe
Juan
Cuenta Corriente 101
Cuenta Corriente 114
Banco de Valencia
III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado OO
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58 www.dsic.upv.es/~uml
… Objetos Objeto = Identidad + Estado +
Comportamiento El estado está representado por los valores de
los atributos Un atributo toma un valor en un dominio
concreto Un coche
Azul 979 Kg 70 CV
...
III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado OO
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59 www.dsic.upv.es/~uml
Clases y Objetos
III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado OO
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60 www.dsic.upv.es/~uml
Comportamiento
Ejemplo de interacción:
Un Objeto
Otro Objeto
Operación 1
Operación 21: Un mensaje
III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado OO
![Page 61: 1 uml Desarrollo de Software Orientado a Objeto usando UML Patricio Letelier Torres letelier@dsic.upv.es Departamento Sistemas Informáticos.](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051819/54c6b4a949795990548b4a5f/html5/thumbnails/61.jpg)
61 www.dsic.upv.es/~uml
… Comportamiento
Los mensajes navegan por los enlaces, a priori en ambas direcciones
Estado y comportamiento están relacionados
Ejemplo: no es posible aterrizar un avión si no está volando. Está volando como consecuencia de haber despegado del suelo
III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado OO
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62 www.dsic.upv.es/~uml
Persistencia La persistencia de los objetos designa la
capacidad de un objeto trascender en el espacio/tiempo
Podremos después reconstruirlo, es decir, cogerlo de memoria secundaria para utilizarlo en la ejecución (materialización del objeto)
Los lenguajes OO no proponen soporte adecuado para la persistencia, la cual debería ser transparente, un objeto existe desde su creación hasta que se destruya
III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado OO
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63 www.dsic.upv.es/~uml
Comunicación
Un sistema informático puede verse como un conjunto de objetos autónomos y concurrentes que trabajan de manera coordinada en la consecución de un fin específico
El comportamiento global se basa pues en la comunicación entre los objetos que la componen
III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado OO
![Page 64: 1 uml Desarrollo de Software Orientado a Objeto usando UML Patricio Letelier Torres letelier@dsic.upv.es Departamento Sistemas Informáticos.](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051819/54c6b4a949795990548b4a5f/html5/thumbnails/64.jpg)
64 www.dsic.upv.es/~uml
… Comunicación Categorías de objetos:
• Activos - Pasivos• Cliente – Servidores, Agentes
Objeto Activo: posee un hilo de ejecución (thread) propio y puede iniciar una actividad
Objeto Pasivo: no puede iniciar una actividad pero puede enviar estímulos una vez que se le solicita un servicio
Cliente es el objeto que solicita un servicio. Servidor es el objeto que provee el servicio solicitado
III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado OO
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65 www.dsic.upv.es/~uml
… Comunicación
Los agentes reúnen las características de clientes y servidores
Son la base del mecanismo de delegación
Introducen indirección: un cliente puede comunicarse con un servidor que no conoce directamente
III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado OO
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66 www.dsic.upv.es/~uml
… Comunicación Ejemplo con objeto agente:
Un cliente
Un agente
Servidor 1
Servidor 2
1:
2:
3:
III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado OO
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67 www.dsic.upv.es/~uml
El Concepto de Mensaje
La unidad de comunicación entre objetos se llama mensaje
III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado OO
Objeto 1 Objeto 2
Objeto 3 Objeto 4
1: Mensaje A
2: Mensaje C
3: Mensaje D
4: Mensaje E
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68 www.dsic.upv.es/~uml
Mensaje y Estímulo Un estímulo causará la invocación de una
operación, la creación o destrucción de un objeto o la aparición de una señal
Un mensaje es la especificación de un estímulo
Tipos de flujo de control:• Llamada a procedimiento o flujo de control anidado• Flujo de control plano• Retorno de una llamada a procedimiento• Otras variaciones
• Esperado (balking)• Cronometrado (time-out)
III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado OO
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69 www.dsic.upv.es/~uml
Requisitos del software
III. El Paradigma OO: Requisitos
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70 www.dsic.upv.es/~uml
Casos de Uso Los Casos de Uso (Ivar Jacobson) describen bajo la
forma de acciones y reacciones el comportamiento de un sistema desde el p.d.v. del usuario
Permiten definir los límites del sistema y las relaciones entre el sistema y el entorno
Los Casos de Uso son descripciones de la funcionalidad del sistema independientes de la implementación
Comparación con respecto a los Diagramas de Flujo de Datos del Enfoque Estructurado
III. El Paradigma OO: Requisitos
![Page 71: 1 uml Desarrollo de Software Orientado a Objeto usando UML Patricio Letelier Torres letelier@dsic.upv.es Departamento Sistemas Informáticos.](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051819/54c6b4a949795990548b4a5f/html5/thumbnails/71.jpg)
71 www.dsic.upv.es/~uml
… Casos de Uso Los Casos de Uso cubren la carencia
existente en métodos previos (OMT, Booch) en cuanto a la determinación de requisitos
Los Casos de Uso particionan el conjunto de necesidades atendiendo a la categoría de usuarios que participan en el mismo
El usuario debería poder entenderlos para realizar su validación
III. El Paradigma OO: Requisitos
![Page 72: 1 uml Desarrollo de Software Orientado a Objeto usando UML Patricio Letelier Torres letelier@dsic.upv.es Departamento Sistemas Informáticos.](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051819/54c6b4a949795990548b4a5f/html5/thumbnails/72.jpg)
72 www.dsic.upv.es/~uml
… Casos de Uso
Ejemplo:
Actor ACaso de Uso A
Actor BCaso de Uso B
III. El Paradigma OO: Requisitos
![Page 73: 1 uml Desarrollo de Software Orientado a Objeto usando UML Patricio Letelier Torres letelier@dsic.upv.es Departamento Sistemas Informáticos.](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051819/54c6b4a949795990548b4a5f/html5/thumbnails/73.jpg)
73 www.dsic.upv.es/~uml
… Casos de UsoActores:
• Principales: personas que usan el sistema• Secundarios: personas que mantienen o administran el
sistema• Material externo: dispositivos materiales imprescindibles
que forman parte del ámbito de la aplicación y deben ser utilizados
• Otros sistemas: sistemas con los que el sistema interactúa
La misma persona física puede interpretar varios papeles como actores distintos
El nombre del actor describe el papel desempeñado
III. El Paradigma OO: Requisitos
![Page 74: 1 uml Desarrollo de Software Orientado a Objeto usando UML Patricio Letelier Torres letelier@dsic.upv.es Departamento Sistemas Informáticos.](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051819/54c6b4a949795990548b4a5f/html5/thumbnails/74.jpg)
74 www.dsic.upv.es/~uml
… Casos de Uso Los Casos de Uso se determinan observando y
precisando, actor por actor, las secuencias de interacción, los escenarios, desde el punto de vista del usuario
Un escenario es una instancia de un caso de uso
Los casos de uso intervienen durante todo el ciclo de vida. El proceso de desarrollo estará dirigido por los casos de uso
III. El Paradigma OO: Requisitos
![Page 75: 1 uml Desarrollo de Software Orientado a Objeto usando UML Patricio Letelier Torres letelier@dsic.upv.es Departamento Sistemas Informáticos.](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051819/54c6b4a949795990548b4a5f/html5/thumbnails/75.jpg)
75 www.dsic.upv.es/~uml
Casos de Uso: Relaciones UML define cuatro tipos de relación en los
Diagramas de Casos de Uso:
• Comunicación
ActorCaso de Uso
III. El Paradigma OO: Requisitos
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76 www.dsic.upv.es/~uml
… Casos de Uso: Relaciones
• Inclusión : una instancia del Caso de Uso origen incluye también el comportamiento descrito por el Caso de Uso destino
<<include>> reemplazó al denominado <<uses>>
Caso de Uso Origen Caso de Uso Destino
<<include>>
III. El Paradigma OO: Requisitos
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77 www.dsic.upv.es/~uml
Verificar Operación
Reintegro Cuenta Corriente
Cliente
Reintegro Cuenta de Crédito
<<include>>
<<include>>
… Casos de Uso: Relaciones
Ejemplo <<include>>:
III. El Paradigma OO: Requisitos
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78 www.dsic.upv.es/~uml
… Casos de Uso: Relaciones
• Extensión : el Caso de Uso origen extiende el comportamiento del Caso de Uso destino
Caso de Uso Origen Caso de Uso Destino
<<extend>>
III. El Paradigma OO: Requisitos
![Page 79: 1 uml Desarrollo de Software Orientado a Objeto usando UML Patricio Letelier Torres letelier@dsic.upv.es Departamento Sistemas Informáticos.](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051819/54c6b4a949795990548b4a5f/html5/thumbnails/79.jpg)
79 www.dsic.upv.es/~uml
Solicitar Nueva Tarjeta
ClienteSolicitar Préstamo
<<extend>>
[Tarjeta Caducada]
… Casos de Uso: Relaciones
Ejemplo <<extend>>:
III. El Paradigma OO: Requisitos
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80 www.dsic.upv.es/~uml
… Casos de Uso: Relaciones Ejemplo <<include>> y <<extend>>:
Identificación
Transferencia en Internet
ClienteTransferencia
<<include>>
<<extend>>
III. El Paradigma OO: Requisitos
![Page 81: 1 uml Desarrollo de Software Orientado a Objeto usando UML Patricio Letelier Torres letelier@dsic.upv.es Departamento Sistemas Informáticos.](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022051819/54c6b4a949795990548b4a5f/html5/thumbnails/81.jpg)
81 www.dsic.upv.es/~uml
… Casos de Uso: Relaciones
Otro ejemplo <<include>> y <<extend>>:
Place OrderSalesperson
*1 *1
Supply Customer Data
<<include>>
Order Product
<<include>>
Arrange Payment
<<include>>
Request Catalog
<<extend>>
the salesperson asks for the catalog
III. El Paradigma OO: Requisitos
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82 www.dsic.upv.es/~uml
… Casos de Uso: Relaciones
• Herencia : el Caso de Uso origen hereda la especificación del Caso de Uso destino y posiblemente la modifica y/o amplía
Caso de Uso Hijo Caso de Uso Padre
III. El Paradigma OO: Requisitos
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83 www.dsic.upv.es/~uml
Casos de Uso: Construcción Un caso de uso debe ser simple, inteligible, claro
y conciso Generalmente hay pocos actores asociados a
cada Caso de Uso Preguntas clave:
• ¿cuáles son las tareas del actor?• ¿qué información crea, guarda, modifica,
destruye o lee el actor?• ¿debe el actor notificar al sistema los cambios
externos?• ¿debe el sistema informar al actor de los
cambios internos?
III. El Paradigma OO: Requisitos
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84 www.dsic.upv.es/~uml
… Casos de Uso: Construcción La descripción del Caso de Uso comprende:
• el inicio: cuándo y qué actor lo produce?• el fin: cuándo se produce y qué valor devuelve?• la interacción actor-caso de uso: qué mensajes
intercambian ambos?• objetivo del caso de uso: ¿qué lleva a cabo o
intenta?• cronología y origen de las interacciones• repeticiones de comportamiento: ¿qué
operaciones son iteradas?• situaciones opcionales: ¿qué ejecuciones
alternativas se presentan en el caso de uso?
III. El Paradigma OO: Requisitos
Práctica 7
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85 www.dsic.upv.es/~uml
Identificador CU-<id-requisito>
Nombre <nombre del requisito funcional>
Descripción El sistema deberá comportarse tal como se describe en el siguiente caso de uso { concreto cuando <evento de activación> , abstracto durante la realización de los casos de uso <lista de casos de uso>}
Precondición <precondición del caso de uso>
SecuenciaNormal
Paso Acción
1 {El <actor> , El sistema} <acción realizada por el actor o sistema>, se realiza el caso de uso < caso de uso CU-x>
2 Si <condición>, {el <actor> , el sistema} <acción realizada por el actor o sistema>>, se realiza el caso de uso < caso de uso CU-x>
… …
Postcondición <postcondición del caso de uso>
Excepciones Paso Acción
1 Si <condición de excepción>,{el <actor> , el sistema} }<acción realizada por el actor o sistema>>, se realiza el caso de uso < caso de uso CU-x>, a continuación este caso de uso {continua, aborta}
… …
Rendimiento Paso Cota de tiempo
1 n segundos
… …
Frecuencia esperada <nº de veces> veces / <unidad de tiempo>
Importancia {sin importancia, importante, vital}
Urgencia {puede esperar, hay presión, inmediatamente}
Comentarios <comentarios adicionales>
III. El Paradigma OO: Requisitos
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86 www.dsic.upv.es/~uml
Comentarios En métodos OO que carecen de una técnica de captura
de requisitos se comienza inmediatamente con la construcción del modelo de análisis/diseño
Los Casos de Uso son una idea maravillosa que ha sido generalmente complicada. El verdadero truco para los Casos de Uso es mantenerlos simples. Recordad, mañana van a cambiar. Rober C. Martin
Los requisitos NO funcionales también son importantes. Desempeño, cumplimiento de estándares o leyes, atributos de calidad (confiabilidad, disponibilidad, seguridad, mantenibilidad, portabilidad), etc.
III. El Paradigma OO: Requisitos
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87 www.dsic.upv.es/~uml
Interacción entre objetos
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88 www.dsic.upv.es/~uml
Interacción Los objetos interactúan para realizar
colectivamente los servicios ofrecidos por las aplicaciones. Los diagramas de interacción muestran cómo se comunican los objetos en una interacción
Existen dos tipos de diagramas de interacción: el Diagrama de Colaboración y el Diagrama de Secuencia
III. El Paradigma OO: Interacción entre objetos
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89 www.dsic.upv.es/~uml
Mensajes
Sintaxis para mensajes:
predecesor / guarda secuencia: retorno := msg(args)
III. El Paradigma OO: Interacción entre objetos
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90 www.dsic.upv.es/~uml
Diagramas de interacción El Diagrama de Secuencia es más
adecuados para observar la perspectiva cronológica de las interacciones
El Diagrama de Colaboración ofrece una mejor visión espacial mostrando los enlaces de comunicación entre objetos
El D. de Colaboración puede obtenerse automáticamente a partir del correspondiente D. de Secuencia (o viceversa)
III. El Paradigma OO: Interacción entre objetos
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91 www.dsic.upv.es/~uml
Diagrama de Secuencia Muestra la secuencia de mensajes entre
objetos durante un escenario concreto
Cada objeto viene dado por una barra vertical
El tiempo transcurre de arriba abajo
Cuando existe demora entre el envío y la atención se puede indicar usando una línea oblicua
III. El Paradigma OO: Interacción entre objetos
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… Diagrama de Secuencia
III. El Paradigma OO: Interacción entre objetos
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93 www.dsic.upv.es/~uml
Caller Exchange Receiver
a: lift receiver
b: dial tone
c: dial digit
. . .
d: route
ringing tone
stop tone
{b.receiveTime - a.sendTime < 1 sec.}
{c.receiveTime -b.sendTime < 10 sec.}
{d.receiveTime -d.sendTime < 5 sec.}
The call is routed through the network
At this point the parties can talk
phone rings
answer phone
stop ringing - - - - - < 1 sec
- - - - -
… Diagrama de Secuencia
III. El Paradigma OO: Interacción entre objetos
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94 www.dsic.upv.es/~uml
Diagrama de Secuenciamostrando foco de control, condiciones, recursividadcreación y destrucción de objetos
III. El Paradigma OO: Interacción entre objetos
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ob1 : C1
ob3 : C3
ob2 : C2
ob4 : C4
[x>0] fool(x)
[x<0] bar(x)doit(z)
doit(w)
more( )
op( )
III. El Paradigma OO: Interacción entre objetos
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96 www.dsic.upv.es/~uml
… Diagrama de Secuencia
ob1 : C1
Diagram 1
[x<0] bar(x)
Sequence Diagram: Diagrams / Diagram 2
ob3 : C3 ob4 : C4
Diagram 2
bar(x)doit(w)
Sequence Diagram: Diagrams / Diagram 1
III. El Paradigma OO: Interacción entre objetos
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97 www.dsic.upv.es/~uml
Diagrama de Colaboración Son útiles en la fase exploratoria para
identificar objetos
La distribución de los objetos en el diagrama permite observar adecuadamente la interacción de un objeto con respecto de los demás
La estructura estática viene dada por los enlaces; la dinámica por el envío de mensajes por los enlaces
III. El Paradigma OO: Interacción entre objetos
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Mensajes Un mensaje desencadena una acción en el
objeto destinatario
Un mensaje se envía si han sido enviados los mensajes de una lista (sincronización):
A
BA.1, B.3 / 1:Mensaje
III. El Paradigma OO: Interacción entre objetos
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… Mensajes Un mensaje se envía de manera
condicionada:
A
B
[x>y] 1: Mensaje
III. El Paradigma OO: Interacción entre objetos
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100 www.dsic.upv.es/~uml
… Mensajes Un mensaje que devuelve un resultado:
A
B1: distancia:= mover(x,y)
Práctica 8
III. El Paradigma OO: Interacción entre objetos
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Clases y relaciones entre clases
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102 www.dsic.upv.es/~uml
Clasificación El mundo real puede ser visto desde abstracciones
diferentes (subjetividad)
Mecanismos de abstracción:
• Clasificación / Instanciación• Composición / Descomposición• Agrupación / Individualización• Especialización / Generalización
La clasificación es uno de los mecanismos de abstracción más utilizados
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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103 www.dsic.upv.es/~uml
Clases
La clase define el ámbito de definición de un conjunto de objetos
Cada objeto pertenece a una clase
Los objetos se crean por instanciación de las clases
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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104 www.dsic.upv.es/~uml
Clases: Notación Gráfica
Cada clase se representa en un rectángulo con tres compartimientos:
• nombre de la clase• atributos de la clase• operaciones de la clase
Motocicleta
colorcilindradavelocidad máxima
arrancar()acelerar()frenar()
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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105 www.dsic.upv.es/~uml
Clases: Notación Gráfica
Otros ejemplos:
lista
primero()ultimo()añadir()quitar()cardinalidad()
pila
apilar()desapilar()cardinalidad()
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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106 www.dsic.upv.es/~uml
Clases: Encapsulación La encapsulación presenta dos ventajas
básicas:• Se protegen los datos de accesos indebidos• El acoplamiento entre las clases se
disminuye• Favorece la modularidad y el mantenimiento
Los atributos de una clase no deberían ser manipulables directamente por el resto de objetos
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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107 www.dsic.upv.es/~uml
… Clases: Encapsulación Los niveles de encapsulación están heredados
de los niveles de C++:
• (-) Privado : es el más fuerte. Esta parte es totalmente invisible (excepto para clases friends en terminología C++)
• (#) Los atributos/operaciones protegidos están visibles para las clases friends y para las clases derivadas de la original
• (+) Los atributos/operaciones públicos son visibles a otras clases (cuando se trata de atributos se está transgrediendo el principio de encapsulación)
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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108 www.dsic.upv.es/~uml
… Clases: Encapsulación
Ejemplo:
Reglas de visibilidad
Atributo público : IntegerAtributo protegido : IntegerAtributo privado : Integer
"Operación pública"()"Operación protegida"()"Operación privada"()
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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109 www.dsic.upv.es/~uml
Relaciones entre Clases Los enlaces entre de objetos pueden
representarse entre las respectivas clases
Formas de relación entre clases:
• Asociación y Agregación (vista como un caso particular de asociación)
• Generalización/Especialización
Las relaciones de Agregación y Generalización forman jerarquías de clases
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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110 www.dsic.upv.es/~uml
Asociación La asociación expresa una conexión
bidireccional entre objetos Una asociación es una abstracción de la
relación existente en los enlaces entre los objetos
Universidad Estudiante
Una asociación
Univ. de Murcia : Universidad Antonio : EstudianteUn enlace
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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111 www.dsic.upv.es/~uml
Ejemplo:
… Asociación
Compañía
nombredirección
Persona
nombres.s.
0..1
*
jefe 0..1
Administra
empleado
*
0..1
0..1mujer
0..1
casado-con
marido
0..1
*
* trabaja-para
*emplea-a
*
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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112 www.dsic.upv.es/~uml
Especificación de multiplicidad (mínima...máxima)
1 Uno y sólo uno0..1 Cero o unoM..N Desde M hasta N (enteros naturales)* Cero o muchos0..* Cero o muchos1..* Uno o muchos (al menos uno)
La multiplicidad mínima >= 1 establece una restricción de existencia
… Asociación
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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113 www.dsic.upv.es/~uml
Asociación Cualificada
Reduce la multiplicidad del rol opuesto al considerar el valor
del cualificador
Aerolínea Viajero0..1
nro_billete* 0..1*
nro_billete
Tablero Ajedrez
Cuadro1fila
columna
1filacolumna
11
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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114 www.dsic.upv.es/~uml
La agregación representa una relación parte_de entre objetos
En UML se proporciona una escasa caracterización de la agregación
Puede ser caracterizada con precisión determinando las relaciones de comportamiento y estructura que existen entre el objeto agregado y cada uno de sus objetos componentes
Agregación
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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115 www.dsic.upv.es/~uml
EjemplosWindow
scrollbar[2] : Slidertitle : Headerbody : Panel
Slider Header
Window
1
2
1
2scrollbar
1
1
1
1title
Panel
1
1
1
1body
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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... EjemplosPerson Committee** ** Member-of
1 *1 *Chair-of
{ subset }
{Person.employer = Person.boss.employer}
Represents an incorporated entity.
CompanyPerson
*
0..1
worker
*
boss
0..1
0..1*
employer
0..1
employee
*
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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117 www.dsic.upv.es/~uml
… Ejemplos
Asociación excluyente
Clase de asociación
Agregación
Persona
Cuenta
*
*
*
*
Empresa
1
*1
*
or
Polígono Punto1
3..*1
3..*{ordenado}
contiene
EstaciónUsuario
** **
Autorización
prioridadprivilegios
camb_privil()
está-autorizado-en
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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118 www.dsic.upv.es/~uml
Clases y Objetos
Diagrama de Clases y Diagramas de Objetos pertenecen a dos vistas complementarias del modelo
Un Diagrama de Clases muestra la abstracción de una parte del dominio
Un Diagrama de Objetos representa una situación concreta del dominio
Las clases abstractas no son instanciadas
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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119 www.dsic.upv.es/~uml
Generalización
Permite gestionar la complejidad mediante un ordenamiento taxonómico de clases
Se obtiene usando los mecanismos de abstracción de Generalización y/o Especialización
La Generalización consiste en factorizar las propiedades comunes de un conjunto de clases en una clase más general
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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120 www.dsic.upv.es/~uml
Nombres usados: clase padre - clase hija. Otros nombres: superclase - subclase, clase base - clase derivada
Las subclases heredan propiedades de sus clases padre, es decir, atributos y operaciones (y asociaciones) de la clase padre están disponibles en sus clases hijas
... Generalización
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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121 www.dsic.upv.es/~uml
... Generalización
Vehículo
Veihículo Terrestre Vehículo Aéreo
Coche Camión Avión Helicóptero
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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122 www.dsic.upv.es/~uml
La especialización es una técnica muy eficaz para la extensión y reutilización
Restricciones predefinidas en UML: • disjunta - no disjunta• total (completa) - parcial (incompleta)
... Generalización
Funcionando Estropeado
Coche
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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123 www.dsic.upv.es/~uml
La noción de clase está próxima a la de conjunto
Dada una clase, podemos ver el conjunto relativo a las instancias que posee o bien relativo a las propiedades de la clase
Generalización y especialización expresan relaciones de inclusión entre conjuntos
... Generalización
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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124 www.dsic.upv.es/~uml
Particionamiento del espacio de objetos => Clasificación Estática
Particionamiento del espacio de estados de los objetos => Clasificación Dinámica
En ambos casos se recomienda considerar generalizaciones/especializaciones disjuntas
... Generalización
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125 www.dsic.upv.es/~uml
Un ejemplo de Clasificación Estática:
... Generalización
Vehículo Aéreo
Avión Helicóptero
{ estática }
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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126 www.dsic.upv.es/~uml
Un ejemplo de Clasificación Dinámica:
... Generalización
Funcionando Estropeado
Coche
{ dinámica }
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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127 www.dsic.upv.es/~uml
Extensión: Posibles instancias de una clase
Intensión: Propiedades definidas en una clase
int(A) int(B)
ext(B) ext(A)
... Generalización
A
B
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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128 www.dsic.upv.es/~uml
Clasificación Estática
ext(C0) = ext(Ci)
completa
ext(Ci) ext(Cj) =
disjunta
... Generalización
C0
C1 Cn
{ static }
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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129 www.dsic.upv.es/~uml
Clasificación Dinámica
ext(C0) = ext(Ci) completa
extt(Ci) extt(Cj) = disjunta en t
extt1(Ci) extt2(Cj)
posiblemente no disjunta en diferentes instantes
... Generalización
C0
C1 Cn
{ dinámica }
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130 www.dsic.upv.es/~uml
Ejemplo: varias especializaciones a partir de la misma clase padre, usando discriminadores:
... Generalización
Vehículo Aéreo
Avión Helicóptero
Comercial Militar
estructura
uso
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131 www.dsic.upv.es/~uml
Clasificación Múltiple (herencia múltiple)
Se presenta cuando una subclase tiene más de una superclase
La herencia múltiple debe manejarse con precaución. Algunos problemas son el conflicto de nombre y el conflicto de precedencia
Se recomienda un uso restringido y disciplinado de la herencia. Java y Ada 95 simplemente no ofrecen herencia múltiple
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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132 www.dsic.upv.es/~uml
… Herencia Múltiple Uso disciplinado de la herencia múltiple:
clasificaciones disjuntas con clases padre en hojas de jerarquías alternativas
Animal
Bípedo Cuadrúpedo
Con Pelos
Con Plumas
Con Escamas
Herbívoro
Carnívoro
cubertura
cobertura
cobertura
comida
nro patas nro patas
comida
Conejo
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133 www.dsic.upv.es/~uml
Principio de Sustitución
El Principio de Sustitución de Liskow afirma que:
“Debe ser posible utilizar cualquier objeto instancia de una subclase en el lugar de cualquier objeto instancia de su superclase sin que la semántica del programa escrito en los términos de la superclase se vea afectado.”
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134 www.dsic.upv.es/~uml
… Principio de Sustitución Dado que los programadores pueden
introducir código en las subclases redefiniendo las operaciones, es posible introducir involuntaria-mente incoherencias que violen el principio de sustitución
El polimorfismo que veremos a continuación no debería implementarse sin este principio
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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135 www.dsic.upv.es/~uml
Polimorfismo El término polimorfismo se refiere a que
una característica de una clase puede tomar varias formas
El polimorfismo representa en nuestro caso la posibilidad de desencadenar operaciones distintas en respuesta a un mismo mensaje
Cada subclase hereda las operaciones pero tiene la posibilidad de modificar localmente el comportamiento de estas operaciones
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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136 www.dsic.upv.es/~uml
… Polimorfismo
Ejemplo: todo animal duerme, pero cada clase lo hace de forma distinta
dormir?
?
Animal
dormir()
León Oso Tigre
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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137 www.dsic.upv.es/~uml
… Polimorfismo
Dormir(){en un árbol}
Dormir(){sobrela espalda}
Dormir(){sobre el vientre}
Dormir(){
}
Animal
dormir()
León
dormir()
Oso
dormir()
Tigre
dormir()
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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138 www.dsic.upv.es/~uml
… Polimorfismo
La búsqueda automática del código que en cada momento se va a ejecutar es fruto del enlace dinámico
El cumplimiento del Principio de Sustitución permite obtener un comportamiento y diseño coherente
Práctica 9-12
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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139 www.dsic.upv.es/~uml
Comportamiento de objetos
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140 www.dsic.upv.es/~uml
Diagrama de Estados
Los Diagramas de Estados representan autómatas de estados finitos, desde el p.d.v. de los estados y las transiciones
Son útiles sólo para los objetos con un comportamiento significativo
El formalismo utilizado proviene de los Statecharts (Harel)
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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141 www.dsic.upv.es/~uml
Cada objeto está en un estado en cierto instante El estado está caracterizado parcialmente por los
valores algunos de los atributos del objeto El estado en el que se encuentra un objeto
determina su comportamiento Cada objeto sigue el comportamiento descrito en
el D. de Estados asociado a su clase Los D. De Estados y escenarios son complementarios
… Diagrama de Estados
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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142 www.dsic.upv.es/~uml
Los D. de Estados son autómatas jerárquicos que permiten expresar concurrencia, sincronización y jerarquías de objetos
Los D. de Estados son grafos dirigidos Los D. De Estados de UML son deterministas Los estados inicial y final están diferenciados
del resto La transición entre estados es instantánea y
se debe a la ocurrencia de un evento
… Diagrama de Estados
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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143 www.dsic.upv.es/~uml
Estados y Transiciones
A B
Evento [condición] / Acción
… Diagrama de Estados
Tanto el evento como la acción se consideran instantáneos
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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144 www.dsic.upv.es/~uml
Ejemplo de un Diagrama de Estados para la clase persona:
en el paro en activo
jubilado
contratar
perder empleo
jubilarsejubilarse
… Diagrama de Estados
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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145 www.dsic.upv.es/~uml
Podemos especificar la solicitud de un servicio a otro objeto como consecuencia de la transición:
A
B
Evento [condición] / OtroObjeto.Operación
Acciones
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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146 www.dsic.upv.es/~uml
Se puede especificar el ejecutar una acción como consecuencia de entrar, salir, estar en un estado, o por la ocurrencia de un evento:
estado A
entry: acción por entrarexit: acción por salirdo: acción mientras en estado
… Acciones
on evento: acción
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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147 www.dsic.upv.es/~uml
Generalización de Estados Podemos reducir la complejidad de
estos diagramas usando la generalización de estados
Distinguimos así entre superestado y subestados
Un estado puede contener varios subestados disjuntos
Los subestados heredan las variables de estado y las transiciones externas
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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148 www.dsic.upv.es/~uml
Generalización de Estados
Ejemplo:
A B
C
e1
e2
e2
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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149 www.dsic.upv.es/~uml
Quedaría como:
C
a bA Be1
e2
Generalización de Estados
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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150 www.dsic.upv.es/~uml
Las transiciones de entrada deben ir hacia subestados específicos:
C
a bA B
e1
e2
e0
… Generalización de Estados
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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151 www.dsic.upv.es/~uml
Es preferible tener estados iniciales de entrada a un nivel de manera que desde los niveles superiores no se sepa a qué subestado se entra:
C
a bA B
e1
e2
e1
e0
… Generalización de Estados
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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152 www.dsic.upv.es/~uml
La agregación de estados es la composición de un estado a partir de varios estados independientes
La composición es concurrente por lo que el objeto estará en alguno de los estados de cada uno de los subestados concurrentes
… Generalización de Estados
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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153 www.dsic.upv.es/~uml
Ejemplo:
e1e1
… Generalización de Estados
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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154 www.dsic.upv.es/~uml
… Generalización de Estados
Active
DialTone
do/ play dial tone
Timeout
do/ play message
Dialing
Invalid
do/ play message
Connecting
Busy
do/ play busy tone
Ringing
do/ play ringing tone
Talking
Pinned
Idle
DialTone
do/ play dial tone
Timeout
do/ play message
after (15 sec.)
Dialing
dial digit( n )[ incomplete ]
dial digit(n)
after (15 sec.)
Invalid
do/ play message
dial digit(n)[ invalid ]
Connecting
dial digit( n )[ valid ] / connect
Busy
do/ play busy tone
Ringing
do/ play ringing tone
Talking
callee answers / enable speech
Pinned
callee hangs up
callee hangs
up
caller hangs up / disconnect
lift receiver / get dial
tone
busyconnected
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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155 www.dsic.upv.es/~uml
Historia Por defecto, los autómatas no tienen
memoria
Es posible memorizar el último subestado visitado para recuperarlo en una transición entrante en el superestado que lo engloba
También es posible la memorización para cualquiera de los subestados anidados (aparece un * junto a la H)
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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156 www.dsic.upv.es/~uml
Ejemplo:A
d2
d1
H*
B
C
x yD
out
in
… Historia
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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157 www.dsic.upv.es/~uml
Ejemplo:
Enjuague Lavado Secado
H
Enjuague Lavado Secado
H
Espera
abir puertacerrar puerta
… Historia
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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158 www.dsic.upv.es/~uml
Destrucción del Objeto
La destrucción de un objeto es efectiva cuando el flujo de control del autómata alcanza un estado final no anidado
La llegada a un estado final anidado implica la “subida” al superestado asociado, no el fin del objeto
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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159 www.dsic.upv.es/~uml
… Destrucción de Objeto
Ejemplo:
En tierraCrear(matricula)
En vuelo
aterrizardespegar
crash
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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160 www.dsic.upv.es/~uml
Transiciones temporizadas
Las esperas son actividades que tienen asociada cierta duración
La actividad de espera se interrumpe cuando el evento esperado tiene lugar
Este evento desencadena una transición que permite salir del estado que alberga la actividad de espera. El flujo de control se transmite entonces a otro estado
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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161 www.dsic.upv.es/~uml
Ejemplo:
… Transiciones temporizadas
A
esperar dinero
entry: Mostrar mensajeexit: cerrar ranura
B
anular transacción
/ Abrir ranura
Depósito efectuado
después de30 segundos
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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162 www.dsic.upv.es/~uml
Diagrama de Actividad El Diagrama de Actividad es una especialización
del Diagrama de Estado, organizado respecto de las acciones y usado para especificar:
• Un método• Un caso de uso• Un proceso de negocio (Workflow)
Las actividades se enlazan por transiciones automáticas. Cuando una actividad termina se desencadena el paso a la siguiente actividad
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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163 www.dsic.upv.es/~uml
Ejemplo (con swim lines)
Solicitar pasaje
Seleccionar vuelo
Pagar pasaje
Verificar existencia vuelo
Informar alternativas y precios
Solicitar pago
Reservar plazas
Emitir billete
Dar detalles vuelo
Confirmar plaza reservada
AirlineVendedorPasajero
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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164 www.dsic.upv.es/~uml
... Ejemplos
Request service
Play
Collect order
Order[placed]
Order[delivered]
Take order
Deliver order
Fill order
Order[entered]
Order[filled]
StockroomSalesCustomer
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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165 www.dsic.upv.es/~uml
... Ejemplos
Calculate total cost
Get authorization
Change customer's account
[cost < $50]
[cost >= $50]
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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166 www.dsic.upv.es/~uml
Componentes
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167 www.dsic.upv.es/~uml
Diagrama de Componentes
Los diagramas de componentes describen los elementos físicos del sistema y sus relaciones
Muestran las opciones de realización incluyendo código fuente, binario y ejecutable
III. El Paradigma OO: Componentes
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168 www.dsic.upv.es/~uml
...Diagrama de Componentes Los componentes representan todos los
tipos de elementos software que entran en la fabricación de aplicaciones informáticas. Pueden ser simples archivos, paquetes de Ada, bibliotecas cargadas dinámicamente, etc.
Las relaciones de dependencia se utilizan en los diagramas de componentes para indicar que un componente utiliza los servicios ofrecidos por otro componente
III. El Paradigma OO: Componentes
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169 www.dsic.upv.es/~uml
...Diagrama de Componentes
III. El Paradigma OO: Componentes
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170 www.dsic.upv.es/~uml
Distribución y despliegue de Componentes
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171 www.dsic.upv.es/~uml
Diagrama de Despliegue
Los Diagramas de Despliegue muestran la disposición física de los distintos nodos que componen un sistema y el reparto de los componentes sobre dichos nodos
Nodo
III. El Paradigma OO: Distribución y despliegue de componentes
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172 www.dsic.upv.es/~uml
Los estereotipos permiten precisar la naturaleza del equipo:• Dispositivos• Procesadores• Memoria
Los nodos se interconectan mediante soportes bidireccionales que pueden a su vez estereotiparse
… Diagrama de Despliegue
III. El Paradigma OO: Distribución y despliegue de componentes
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173 www.dsic.upv.es/~uml
Ejemplo de conexión entre nodos:
Terminal Punto de Venta
<<Cliente>>
Base de Datos
<<Servidor>>
Control
<<TCP/IP>>
<<RDSI>>
Podemos distinguir tipos de nodos y connexiones por estereotipado
… Diagrama de Despliegue
<<RDSI>>
III. El Paradigma OO: Distribución y despliegue de componentes
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174 www.dsic.upv.es/~uml
Ejemplo:
… Diagramas de Despliegue
III. El Paradigma OO: Distribución y despliegue de componentes
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175 www.dsic.upv.es/~uml
ShoppingSession<<Session>>
ShoppingCart<<Entity>>
Catalog<<Entity>>
VideoStoreDB
OpenSourceBrowser<<browser>>
Ejemplo:
Client
videoStoreServer<<AppServer>>
DBServer
Component Diagram: videoStoreServer / videoStoreServer
Component Diagram: Client / Client
Component Diagram: DBServer / DBServer
VideoStoreApplication<<Container>> Component Diagram:
videoStoreApplication / VideoStoreApplication Diagram
Component Diagram: videoStoreServer
Client
videoStoreApplication
DBServer
… Diagramas de Despliegue
III. El Paradigma OO: Distribución y despliegue de componentes
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176 www.dsic.upv.es/~uml
Object Constraint Language
OCL
III. El Paradigma OO
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177 www.dsic.upv.es/~uml
¿Qué es OCL?
OCL es un lenguaje formal usado para describir expresiones acerca de modelos UML
OCL es parte del estandar UML y fue desarrollado en IBM
Las evaluación de expresiones OCL no afecta el estado del sistema en ejecución
III. El Paradigma OO: OCL
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178 www.dsic.upv.es/~uml
Usos de OCL
Lenguaje de consulta Especificación de invariantes en clases y tipos Especificación de invariantes de tipo para
Estereotipos Describir pre- y post condiciones en
Operaciones y Métodos Describir Guardas Especificar destinatarios para mensages y
acciones Especificar restricciones en Operaciones Especificar reglas de derivación para atributos
III. El Paradigma OO: OCL
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179 www.dsic.upv.es/~uml
Ejemplo
III. El Paradigma OO: OCL
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Invariantes “El número de empleados debe ser mayor que
50”
self.númeroDeEmpleados > 50 (siendo el contexto Company)
context Compañía
inv: self. númeroDeEmpleados > 50
context c:Compañía
inv: c.númeroDeEmpleados > 50
context c:Compañía
inv suficientesEmpleados: c.númeroDeEmpleados > 50
III. El Paradigma OO: OCL
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181 www.dsic.upv.es/~uml
Pre- Post condiciones Sintaxis
context NombreTipo::NombreOperación(Param1 : Tipo1, ... ):TipoRetorno
pre parametroOk: param1 > ...
post resultadoOk : result = ...
Ejemplo
context Persona::nómina(fecha : Date) : Integer
post: result = 5000
III. El Paradigma OO: OCL
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182 www.dsic.upv.es/~uml
Valores iniciales y derivados
Sintaxis
context NombreTipo::NombreAtributo: Tipoinit: –- alguna expresión representando el valor inicial
context NombreTipo::NombreRolAsociación: Tipoinit: –- alguna expresión representando la regla de derivación
Ejemplo
context Persona::nómina : Integerinit: padres.nómina->sum() * 1% derive: if menorDeEdad then
padres.nómina->sum() * 1%else
puesto.sueldo endif
III. El Paradigma OO: OCL
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183 www.dsic.upv.es/~uml
Expresiones Let Ejemplo
context Persona inv:let ingresos : Integer = self.puesto.sueldo->sum() inif estáEnParo then
ingresos < 100else
ingresos >= 100endif
III. El Paradigma OO: OCL
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184 www.dsic.upv.es/~uml
Definiciones Ejemplo
context Personadef: ingresos : Integer = self.puesto.sueldo->sum()def: apodo : String = ’Gallito rojo’def: tieneElTítulo(t : String) : Boolean = self.puesto-
>exists(título = t)
III. El Paradigma OO: OCL
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185 www.dsic.upv.es/~uml
Navegación Ejemplos
context Compañíainv: self.director.estáEnparo = falseinv: self.empleado->notEmpty()
context Compañía inv:self.director.edad > 40
context Personainv:self.empleador->size() < 3
context Persona inv:self.empleador->isEmpty()
context Persona inv:self.esposa->notEmpty() implies self.esposa.sexo = Sexo::mujer
III. El Paradigma OO: OCL
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186 www.dsic.upv.es/~uml
… Navegación Ejemplo
a) “Los casados tienen al menos 18 años de edad”
context Persona inv:self.esposa->notEmpty() implies self.esposa.edad >= 18 andself.esposo->notEmpty() implies self.esposo.edad >= 18
“Una compañía tiene a lo más 50 empleados”
context Companía inv:self.empleado->size() <= 50
III. El Paradigma OO: OCL
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187 www.dsic.upv.es/~uml
IVProceso de Desarrollo de SW basado en UML
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188 www.dsic.upv.es/~uml
¿Qué es un Proceso de Desarrollo de SW?
Requisitos nuevoso modificados
Sistema nuevoo modificado
Proceso de Desarrollo de Software
Define Quién debe hacer Qué, Cuándo y Cómo debe hacerlo
No existe un proceso de software universal. Las características de cada proyecto (equipo de desarrollo, recursos, etc.) exigen que el proceso sea configurable
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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189 www.dsic.upv.es/~uml
Rational Unified Process (RUP)
• Pruebas funcionales• Pruebas de desempeño• Gestión de requisitos• Gestión de cambios y
configuración• Ingeniería de Negocio• Ingeniería de datos• Diseño de interfaces
Rational Unified Process1998
Rational Objectory Process1996-1997
Objectory Process1987-1995
Enfoque Ericsson
UML
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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190 www.dsic.upv.es/~uml
Dos Dimensiones
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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191 www.dsic.upv.es/~uml
Fases e Hitos (Milestones)
tiempo
Objetivos(Vision)
Arquitectura CapacidadOperacional
Inicial
Releasedel Producto
Inception Elaboration Construction Transition
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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192 www.dsic.upv.es/~uml
Elementos en RUP Workflows (Disciplinas)
Workflows Primarios • Business Modeling (Modado del Negocio) • Requirements (Requisitos)• Analysis & Design (Análisis y Diseño)• Implementation (Implementación)• Test (Pruebas)• Deployment (Despliegue)
Workflows de Apoyo• Environment (Entorno)• Project Management (Gestión del Proyecto)• Configuration & Change Management (Gestión de
Configuración y Cambios)
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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193 www.dsic.upv.es/~uml
... Elementos en RUP Workflow, Workflow Detail , Workers, Actividades y Artefactos
Ejemplo
Workflow Detail:Analyse the ProblemWorkflow: Requirements
Actividades
Workers Artefactos
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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194 www.dsic.upv.es/~uml
... Elementos en RUP
Workers Analyst workers• Business-Process Analyst • Business Designer• Business-Model Reviewer • Requirements Reviewer• System Analyst• Use-Case Specifier • User-Interface Designer
Developer workers• Architect• Architecture Reviewer • Capsule Designer• Code Reviewer• Database Designer • Design Reviewer• Designer• Implementer • Integrator
Testing professional workers Test Designer Tester
Manager workers Change Control Manager Configuration Manager Deployment Manager Process Engineer Project Manager Project Reviewer
Other workers Any Worker Course Developer Graphic Artist Stakeholder System Administrator Technical Writer Tool Specialist
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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195 www.dsic.upv.es/~uml
... Elementos en RUP
Workers, Actividades, Artefactos
Ejemplo: System Analyst Worker
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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196 www.dsic.upv.es/~uml
... Elementos en RUP Artefactos Resultado parcial o final que es producido y
usado durante el proyecto. Son las entradas y salidas de las actividades
Un artefacto puede ser un documento, un modelo o un elemento de modelo
Conjuntos de Artefactos Deployment Set
Project Management Set
Configuration & Change Management Set
Environment Set
Business Modeling Set
Requirements Set
Analysis & Design Set
Implementation Set
Test Set
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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197 www.dsic.upv.es/~uml
... Elementos en RUP Artefactos, Workers, ActividadesEjemplo:Business Modeling Artifact Set
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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198 www.dsic.upv.es/~uml
Características Esenciales de RUP
Proceso Dirigido por los Casos de Uso
Proceso Iterativo e Incremental
Proceso Centrado en la Arquitectura
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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199 www.dsic.upv.es/~uml
RequisitosCapturar, definir y validar los casos de
uso
Realizar los casos de uso
Verificar que se satisfacen los casos de uso
Proceso dirigido por los Casos de Uso
Análisis & Diseño
Implementación
Pruebas
Casos de Usointegran el
trabajo
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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200 www.dsic.upv.es/~uml
Caso de Uso Realización de Análisis Realización de Diseño
Caso de Prueba
X
«trace» «trace»
«trace»«trace»
Pruebas Funcionales
PruebasUnitarias
... Proceso dirigido por los Casos de Uso
[The Unified Software Development Process. I. Jacobson, G. Booch and J. Rumbaugh. Addison-Wesley, 1999]
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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201 www.dsic.upv.es/~uml
... Proceso dirigido por los Casos de Uso
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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202 www.dsic.upv.es/~uml
El ciclo de vida iterativo se basa en la evolución de prototipos ejecutables que se muestran a los usuarios y clientes
En el ciclo de vida iterativo a cada iteración se reproduce el ciclo de vida en cascada a menor escala
Los objetivos de una iteración se establecen en función de la evaluación de las iteraciones precedentes
Proceso Iterativo e Incremental
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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203 www.dsic.upv.es/~uml
Las actividades se encadenan en una mini-cascada con un alcance limitado por los objetivos de la iteración
Análisis
Diseño
Codific.
Pruebas eIntegración
n veces
... Proceso Iterativo e Incremental
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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204 www.dsic.upv.es/~uml
Cada iteración comprende:• Planificar la iteración (estudio de riesgos)• Análisis de los Casos de Uso y escenarios• Diseño de opciones arquitectónicas• Codificación y pruebas. La integración del nuevo
código con el existente de iteraciones anteriores se hace gradualmente durante la construcción
• Evaluación de la entrega ejecutable (evaluación del prototipo en función de las pruebas y de los criterios definidos)
• Preparación de la entrega (documentación e instalación del prototipo)
... Proceso Iterativo e Incremental
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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Proceso Iterativo e Incremental
EnfoqueSecuencial
EnfoqueIterativo eIncremental
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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Grado de Finalización de Artefactos
... Proceso Iterativo e Incremental
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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207 www.dsic.upv.es/~uml
Proceso Centrado en la Arquitectura
Arquitectura de un sistema es la organización o estructura de sus partes más relevantes
Un arquitectura ejecutable es una implementación parcial del sistema, construida para demostrar algunas funciones y propiedades
RUP establece refinamientos sucesivos de una arquitectura ejecutable, construida como un prototipo evolutivo
Architecture
Inception Elaboration Construction Transition
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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208 www.dsic.upv.es/~uml
Fases, Release, Base Line, Generación
ciclo de desarrollo ciclo de evolución
generación(release final de un ciclo de desarrollo)
release(producto al final de
una iteración)
base line(release asociadaa un hito)
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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209 www.dsic.upv.es/~uml
Esfuerzo y dedicación por Fases en RUP
InicioElaboració
nConstrucció
nTransició
n
Esfuerzo 5 % 20 % 65 % 10%
Tiempo Dedicado
10 % 30 % 50 % 10%
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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210 www.dsic.upv.es/~uml
Distribución de Recursos por Fases en RUP
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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211 www.dsic.upv.es/~uml
VConclusiones
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212 www.dsic.upv.es/~uml
Claves en el Desarrollo de SI
Herramientasp.e. Rational Rose
Poseidon
Procesop.e. Rational Unified Process
Métrica 3.0 o XP
NotaciónUML
V. Conclusiones
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213 www.dsic.upv.es/~uml
Modelado de SI: Algunas Reflexiones ¿Cuál es el propósito de nuestros modelos?
“Documentar” (a posteriori) Comunicar ideas y estudiar alternativas Tomar decisiones de análisis/diseño que dirijan la implementación Generar parcial o totalmente una implementación a partir de los
modelos
Pragmatismo, los modelos deben ser útiles. Principio básico: “Sencillez y Elegancia”
Gestión de modelos Distintos nivel de abstracción, expresados en diferentes modelos Seguimiento de transformaciones durante el proceso (Traceability) Sincronización de modelos
Dificultades para la introducción de notaciones y herramientas de modelado. La importancia del Proceso de Desarrollo
V. Conclusiones
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214 www.dsic.upv.es/~uml
Adaptabilidad al contexto del proyecto
V. Conclusiones
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215 www.dsic.upv.es/~uml
Tendencias UML: actualmente la notación más detallada, amplia y
consensuada para modelar software orientado a objetos
Dificultades actuales para derivar de forma directa una implementación a partir de los modelos UML Entornos de programación visual y el paradigma OO subyacente Utilización de bases de datos relacionales Arquitectura de 3 capas Frameworks de persistencia para materializar y desmaterializar
objetos
Metodologías de desarrollo de software y el papel que juega UML en ellas Modelado Ágil Modelado opcional y/o desechable (en Metodologías Ágiles)
V. Conclusiones
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216 www.dsic.upv.es/~uml
... Tendencias Nuevas versiones de UML, uff! Extensiones de UML (SysML, www.sysml.org) Generación automática de código a partir de modelos
Model-Driven Development (MDD), Model-Driven Architecture (MDA), Compiladores de Modelos
Round-trip engineering. Convergencia entre herramientas CASE e IDEs Extendiendo UML mediante Profiles (
www.objecteering.com/products_uml_profile_builder.php)
Modelado y generación de código en dominios específicos (más allá de UML) Eclipse Modeling Framework (EMF,
download.eclipse.org/tools/emf/scripts/home.php) Microsoft Tools for Domain Specific Languagues Domain-Specific Modeling (DSM, www.dsmforum.org) Meta CASE Tools (www.metacase.com)
V. Conclusiones
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Diagramas en UML 2.0
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218 www.dsic.upv.es/~uml
Bibliografía AdicionalUML
• www.omg.org/uml/• Meta-links www.cetus-links.org/oo_uml.html • Martin Fowler, autor de “UML Destilled” (“UML Gota a Gota”)
http://www.martinfowler.com/
Herramientas CASE• Herramientas basadas en UML www.objectsbydesign.com/tools/
umltools_byPrice.html • International Council in SE (INCOSE) www.incose.org/tools/
Otras• Revista IEEE Software, Conferencias: OOPSLA, ECOOP • Patrones http://www.cmcrossroads.com/bradapp/docs/patterns-intro.html, • Foro UML en yahoo: http://groups.yahoo.com/group/uml-forum/
V. Conclusiones