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Departamento de Sistemas Informáticos y ComputaciónUniversidad Politécnica de Valencia
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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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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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IIntroducción
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Introducción: Modelado de SW
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Construcción de una casa para “fido”
Puede hacerlo una sola personaRequiere:
Modelado mínimoProceso simpleHerramientas simples
I. Introducción: Modelado de SW
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Construcción de una casa
Construida eficientemente y en un tiemporazonable por un equipoRequiere:
ModeladoProceso bien definidoHerramientas más sofisticadas
I. Introducción: Modelado de SW
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Construcción de un rascacielos
I. Introducción: Modelado de SW
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Claves en Desarrollo de SI
Herramientas Proceso
Notación
I. Introducción: Modelado de SW
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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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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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Introducción: UML
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¿Qué es UML?
UML = Unified Modeling LanguageUn 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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Situación de PartidaDiversos 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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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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Historia de UML
Nov ‘97 UML aprobadopor 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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Participantes en UML 1.0Rational Software (Grady Booch, Jim Rumbaugh y Ivar Jacobson)
Digital EquipmentHewlett-Packardi-Logix (David Harel)
IBMICON Computing(Desmond D’Souza)
Intellicorp and James Martin & co. (James Odell)
MCI SystemhouseMicrosoft ObjecTimeOracle Corp.Platinium TechnologySterling SoftwareTaskonTexas InstrumentsUnisys
I. Introducción: UML
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UML “aglutina” enfoques OO
UML
RumbaughJacobson
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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Aspectos Novedosos
Definición semi-formal del Metamodelo de UML
Mecanismos de Extensión en UML:
StereotypesConstraintsTagged Values
Permiten adaptar los elementos de modelado,
asignándoles una semántica particular
I. Introducción: UML
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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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Perspectivas de UMLUML es el lenguaje de modelado orientado a objetos estándar predominante ahora y en los próximos añosRazones:• 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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IIBreve Tour por UML
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Modelos y DiagramasUn 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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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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Diagramas de UML 1.5
Diagrama de Casos de UsoDiagrama de ClasesDiagrama de Objetos
Diagramas de ComportamientoDiagrama de EstadosDiagrama de Actividad
Diagramas de InteracciónDiagrama de SecuenciaDiagrama de Colaboración
Diagramas de implementaciónDiagrama de ComponentesDiagrama de Despliegue
II. Breve Tour por UML
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... 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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4+1 vistas de Kruchten (1995)
Vista Lógica
Vista de Procesos
Vista de Distribución
Vista deRealización
Vista de losCasos de Uso
Organización de Modelos
Este enfoque sigue el browser de Rational Rose
II. Breve Tour por UML
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... 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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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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… 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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… 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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...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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… Paquetes en UML
II. Breve Tour por UML
Práctica 1
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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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… Ejemplos
Ejemplo:
II. Breve Tour por UML
Práctica 2
Retirar dinero
Consultar Ext ractoCliente
Realizar transferencia
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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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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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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 herenciaLa 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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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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… Ejemplos (Asociación)
ProfesorDepartamento
10..1
director
1
dirige
0..1
II. Breve Tour por UML
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… Ejemplos (Clase Asociación)
II. Breve Tour por UML
Empresa Empleado
1..** 1..**
trabajadoresempleador
Cargonombresueldo 0..1
1..*
superior
subordinado 1..*
0..1
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… Ejemplos (Generalización)
II. Breve Tour por UML
Trabajador
Directivo Administrativo Obrero
{ disjunta, completa }
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… 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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Diagrama de Estados
con préstamos
sin préstamos
alta baja
prestar devolver[ número_prést amos = 1 ]
pres tar
devolver[ número_préstamos > 1 ]
número_préstamos = 0
número_préstamos > 0
II. Breve Tour por UML
Socionúmero : 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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Diagrama de Actividad
II. Breve Tour por UML
B u s c a r B e b id a [ n o h a y c a fé ]
P o n e r c a fé e n filtro
A ñ ad ir a g u a a l d e p ós i to
C o g e r ta z a
P o n e r filtro e n m á q u in a
E n c e n d e r m áq u in a
C afé e n p re p a ra c ió n
/ c a fe t e ra .O n
S e rv ir c a fé B e b e r
C o g e r z u m o
[ h a y c a fé ]
in dic a do r d e fin
[ h a y z u m o ]
[ n o z u m o ]
Práctica 5
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Diagrama ComponentesII. Breve Tour por UML
Interfaz de Terminal
Gestión de Cuentas Rutinas de conexión Acceso a BD
Control y Análisis
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Diagrama de Despliegue
Punto de Venta
Servidor Central
Terminal de Consulta
Gestión de Cuentas
C
Interfaz de Terminal
CRutinas de Coneccion
C
Rutinas de Coneccion
C
Interfaz de Terminal
C
Rutinas de Coneccion
C
Acceso a BD
C
Control y Análisis
C
II. Breve Tour por UML
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Diagrama de Despliegue en Rational
Práctica 6
II. Breve Tour por UML
Servidor Central
Punto de Venta
Terminal de Consulta
Ac ceso a BD
Rutinas de conexión
C ontrol y Aná lisis
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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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-- GradyBooch
II. Breve Tour por UML
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IIIEl Paradigma
Orientado a Objeto
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¿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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¿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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“...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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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 constituidasmayoritariamente por objetos degenerados”
… Problemas en OO
III. El Paradigma OO
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Fundamentos de Modelado OO
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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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… 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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… 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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… Objetos
Objeto = Identidad + Estado + ComportamientoEl estado está representado por los valores de los atributosUn 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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Clases y Objetos
III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado OO
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Comportamiento
Ejemplo de interacción:
Un Objeto
Otro Objeto
Operación 1
Operación 21: Un mensaje
III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado OO
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… 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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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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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
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… ComunicaciónCategorías 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. Servidores el objeto que provee el servicio solicitado
III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado OO
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… 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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… 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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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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Mensaje y EstímuloUn 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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Requisitos del software
III. El Paradigma OO: Requisitos
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Casos de UsoLos 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
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… 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
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… Casos de Uso
Ejemplo:
Actor A Caso de Uso A
Actor BCaso de Uso B
III. El Paradigma OO: Requisitos
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… 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
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… Casos de UsoLos 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
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Casos de Uso: Relaciones
UML define cuatro tipos de relación en los Diagramas de Casos de Uso:
• Comunicación
Actor C aso de U so
III. El Paradigma OO: Requisitos
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… 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 C aso de U so Desti no
<<include>>
III. El Paradigma OO: Requisitos
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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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… Casos de Uso: Relaciones
• Extensión : el Caso de Uso origen extiende el comportamiento del Caso de Uso destino
Caso de Uso Origen C aso de U so Desti no
<<extend>>
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Solic itar N ueva Tarjeta
Cliente Solicitar Préstamo
<<extend> >
[Tarjeta Caducada]
… Casos de Uso: Relaciones
Ejemplo <<extend>>:
III. El Paradigma OO: Requisitos
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… Casos de Uso: RelacionesEjemplo <<include>> y <<extend>>:
Ident ifi cación
Transferencia en Internet
ClienteTransferencia
<<include>>
<< extend>>
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… Casos de Uso: Relaciones
Otro ejemplo <<include>> y <<extend>>:
Place OrderSalesperson
*1 *1
Supply Customer Data
<<include>>
Orde r Product
<<include>>
Arrange Payment
<<include>>
Re que st Catalog
<<extend>>
the salesperson asks for the catalog
III. El Paradigma OO: Requisitos
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… 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 Hij o Caso de Uso Padre
III. El Paradigma OO: Requisitos
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Casos de Uso: ConstrucciónUn caso de uso debe ser simple, inteligible, claro y concisoGeneralmente hay pocos actores asociados a cada Caso de UsoPreguntas 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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… Casos de Uso: ConstrucciónLa 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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<comentarios adicionales>Comentarios
{puede esperar, hay presión, inmediatamente}Urgencia
{sin importancia, importante, vital}Importancia
<nº de veces> veces / <unidad de tiempo>Frecuencia esperada
……
n segundos1
Cota de tiempoPasoRendimiento
……
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}
1
AcciónPasoExcepciones
<postcondición del caso de uso>Postcondición
……
Si <condición>, {el <actor> , el sistema} <acción realizada por el actor o sistema>>, se realiza el caso de uso < caso de uso CU-x>
2
{El <actor> , El sistema} <acción realizada por el actor o sistema>, se realiza el caso de uso< caso de uso CU-x>
1
AcciónPasoSecuenciaNormal
<precondición del caso de uso>Precondición
El sistema deberá comportarse tal como se describe en el siguiente caso de uso { concreto cuando <evento de activación> , abstracto durante la realización de loscasos de uso <lista de casos de uso>}
Descripción
<nombre del requisito funcional>Nombre
CU-<id-requisito>IdentificadorIII. El Paradigma OO: Requisitos
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ComentariosEn 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.
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Interacción entre objetos
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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 elDiagrama de Secuencia
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Mensajes
Sintaxis para mensajes:
predecesor / guarda secuencia: retorno := msg(args)
III. El Paradigma OO: Interacción entre objetos
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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 obtenerseautomáticamente a partir del correspondiente D. de Secuencia (o viceversa)
III. El Paradigma OO: Interacción entre objetos
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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
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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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Diagrama de Secuenciamostrando foco de control, condiciones, recursividadcreación y destrucción de objetos
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ob1 : C1
ob3 : C3
ob2 : C2
ob4 : C 4
[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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… 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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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
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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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… Mensajes
Un mensaje que devuelve un resultado:
A
B1: distancia:= mover(x,y)
Práctica 8
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Clases y relaciones entre clases
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ClasificaciónEl 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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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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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
Motocicletacolorcilindradavelocidad máxima
arrancar()acelerar()frenar()
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Clases: Notación Gráfica
Otros ejemplos:
lista
primero()ultimo()añadir()quitar()cardinalidad()
pila
apilar()desapilar()cardinalidad()
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Clases: EncapsulaciónLa 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 sermanipulables directamente por el resto de objetos
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… Clases: EncapsulaciónLos niveles de encapsulación están heredados de los niveles de C++:
• (-) Privado : es el más fuerte. Esta parte es totalmente invisible (excepto para clases friendsen terminología C++)
• (#) Los atributos/operaciones protegidosestán 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 deencapsulación)
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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… Clases: Encapsulación
Ejemplo:
Reglas de visibilidadAtributo público : IntegerAtributo protegido : IntegerAtributo privado : Integer
"Operación pública"()"Operación protegida"()"Operación privada"()
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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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Asociación
La asociación expresa una conexión bidireccionalentre objetosUna asociación es una abstracción de la relación existente en los enlaces entre los objetos
Universidad EstudianteUna asociación
Univ. de Murcia : Universidad Antonio : EstudianteUn enlace
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Ejemplo:
… Asociación
Compañíanombredirección
Personanombres.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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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
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Asociación Cualificada
Reduce la multiplicidad del rol opuesto al considerar el valordel cualificador
Aerolínea Viajero0..1
nro_billete* 0..1*
nro_billete
Tablero Ajedrez
Cuadro1fila
columna1fila
columna11
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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La agregación representa una relación parte_deentre 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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EjemplosWindow
scrollbar[2] : Slidertitle : Headerbody : Panel
Slider Header
Window
1
2
1
2scrollbar
1
1
1
1titlePanel
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
*
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… Ejemplos
Asociación excluyente
Clase de asociación
Agregación
Persona
Cuenta
**
**
Empresa1
*1
*or
Polígono Punto13..*
13..*{ordenado}
contiene
EstaciónUsuario** **
Autorizaciónprioridadprivilegios
camb_privil()
está-autorizado-en
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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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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119www.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 laspropiedades comunes de un conjunto de clases en una clase más general
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
120www.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
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... Generalización
Vehículo
Veihículo Terrestre Vehículo Aéreo
Coche Camión Avión Helicóptero
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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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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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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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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125www.dsic.upv.es/~uml
Un ejemplo de Clasificación Estática:
... Generalización
Vehícu lo Aéreo
Avión Helicóptero
{ estática }
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
126www.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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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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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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Clasificación Dinámica
ext(C0) = ∪ ext(Ci) ⇒ completa
extt(Ci) ∩ extt(Cj) = ∅ ⇒ disjunta en t
extt1(Ci) ∩ extt2(Cj) ≠ ∅ ⇒ posiblementeno disjunta en diferentesinstantes
... Generalización
C0
C1 Cn
{ dinámica }
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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Ejemplo: varias especializaciones a partir de la misma clase padre, usando discriminadores:
... Generalización
Vehículo Aéreo
Avión Helicóptero
Comercial Militar
estructura
uso
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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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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… Herencia MúltipleUso 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
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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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.”
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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… 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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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
136www.dsic.upv.es/~uml
… Polimorfismo
Ejemplo: todo animal duerme, pero cada clase lo hace de forma distinta
dormir?
?
Animaldormir()
León Oso Tigre
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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… Polimorfismo
Dormir(){en un árbol}
Dormir(){sobrela espalda}
Dormir(){sobre el vientre}
Dormir(){
}
Animaldormir()
Leóndormir()
Osodormir()
Tigredormir()
III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clases
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… 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
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Comportamiento de objetos
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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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141www.dsic.upv.es/~uml
Cada objeto está en un estado en cierto instanteEl estado está caracterizado parcialmente por los valores algunos de los atributos del objeto El estado en el que se encuentra un objeto determina su comportamientoCada objeto sigue el comportamiento descrito en el D. de Estados asociado a su claseLos D. De Estados y escenarios son complementarios
… Diagrama de Estados
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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Los D. de Estados son autómatas jerárquicos que permiten expresar concurrencia, sincronización y jerarquías de objetosLos D. de Estados son grafos dirigidosLos D. De Estados de UML son deterministasLos estados inicial y final están diferenciados del restoLa transición entre estados es instantánea y se debe a la ocurrencia de un evento
… Diagrama de Estados
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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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Ejemplo de un Diagrama de Estados para la clase persona:
en el paro en activo
jub ilado
contratar
perder empleo
jubilarsejubilarse
… Diagrama de Estados
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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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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
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Generalización de Estados
Podemos reducir la complejidad de estos diagramas usando la generalización de estadosDistinguimos así entre superestado y subestadosUn estado puede contener varios subestadosdisjuntosLos subestados heredan las variables de estado y las transiciones externas
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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Generalización de Estados
Ejemplo:
A B
C
e1
e2
e2
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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Quedaría como:
C
a bA Be1
e2
Generalización de Estados
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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Las transiciones de entrada deben ir hacia subestados específicos:
C
a bA Be1
e2
e0
… Generalización de Estados
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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Es preferible tener estados iniciales de entrada a un nivel de manera que desde los niveles superiores no se sepa a quésubestado se entra:
C
a bA Be1
e2
e1
e0
… Generalización de Estados
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
152www.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
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Ejemplo:
e1e1
… Generalización de Estados
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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… Generalización de Estados
A c t iv e
D ia lT o n e
d o / p l a y d i a l to n e
T im e o u t
d o / p l a y m e s s a g e
D ia lin g
In v a li d
d o / p l a y m e s s a g e
C o n n e c t in g
B u s y
d o / p l a y b u s y t o n eR in g in g
d o / p l a y r i n g i n g to n e
T a lk in g
P in n e d
Id le
D ia lT o n e
d o / p l a y d i a l to n e
T im e o u t
d o / p l a y m e s s a g e
a f t e r ( 1 5 s e c .)
D ia lin g
d ia l d ig it ( n ) [ in c o m p le t e ]
d ia l d ig it ( n )
a f t e r ( 1 5 s e c .)
In v a li d
d o / p l a y m e s s a g e
di a l d ig it ( n )[ inv a l id ]
C o n n e c t in g
d ia l d ig it ( n ) [ v a lid ] / c o n n e c t
B u s y
d o / p l a y b u s y t o n eR in g in g
d o / p l a y r i n g i n g to n e
T a lk in g
c a lle e a n s w e r s / e n a b le s p e e c h
P in n e d
c a l le e h a n gs u p
c a lle e h a n g s
u p
c a lle r h a n g s u p / d i s c o n n e c t
lif t r e c e iv e r / g e t d ia l
t o n e
b u s yc o n n e c t e d
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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Historia
Por defecto, los autómatas no tienen memoria
Es posible memorizar el último subestadovisitado 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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Ejemplo:A
d2
d1
H*
B
C
x yD
out
in
… Historia
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157www.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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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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… Destrucción de Objeto
Ejemplo:
En t ierraCrear(matricula)
En vuelo
aterrizardespegar
crash
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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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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Ejemplo:
… Transiciones temporizadas
A
esperar dineroentry: 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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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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Ejemplo (con swim lines)
S o lic ita r p a s a je
S e le c c io n a r v u e lo
P a g a r p a s a je
V e r ific a r e x is te n c ia v u e lo
I n fo rm a r a lte rn a ti va s y p re c io s
S o lic it a r p a g o
R e s e rv a r p l a z as
E m it ir b i ll e te
D a r d e ta lle s v u e lo
C o n firm a r p la z a re s e rv a d a
A ir l i neV e n d e d o rP a s a j e r o
III. El Paradigma OO: Comportamiento de objetos
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... EjemplosRe q ue st se rv i ce
P la y
C o l le c t o rd e r
O rd e r[p la c e d]
O rd e r[de live r ed]
T a ke o rd e r
D e live r o rd e r
F i l l o rd e r
O rd e r[e nte re d]
O rd e r[fille d]
St o ckro o mSalesC u sto m er
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165www.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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Componentes
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167www.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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...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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169www.dsic.upv.es/~uml
...Diagrama de Componentes
III. El Paradigma OO: Componentes
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Distribución y despliegue de Componentes
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171www.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
172www.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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173www.dsic.upv.es/~uml
Ejemplo de conexión entre nodos:
Terminal Puntode Venta
<<Cliente>>
Base de Datos
<<Servidor>>
Control
<<TCP/IP>>
<<RDSI>>
Podemos distinguir tipos de nodos y connexionespor estereotipado
… Diagrama de Despliegue
<<RDSI>>
III. El Paradigma OO: Distribución y despliegue de componentes
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Ejemplo:
… Diagramas de Despliegue
III. El Paradigma OO: Distribución y despliegue de componentes
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175www.dsic.upv.es/~uml
ShoppingSession<<Session>>
ShoppingCart<<Entity>>
Catalog<<Entity>>
VideoStoreDB
OpenSourceBrowser<<brow ser>>
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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Object Constraint LanguageOCL
III. El Paradigma OO
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177www.dsic.upv.es/~uml
¿Qué es OCL?
OCL es un lenguaje formal usado paradescribir expresiones acerca de modelos UML
OCL es parte del estandar UML y fuedesarrollado en IBM
Las evaluación de expresiones OCL no afectael estado del sistema en ejecución
III. El Paradigma OO: OCL
178www.dsic.upv.es/~uml
Usos de OCL
Lenguaje de consultaEspecificación de invariantes en clases y tiposEspecificación de invariantes de tipo para EstereotiposDescribir pre- y post condiciones en Operaciones y MétodosDescribir GuardasEspecificar destinatarios para mensages y accionesEspecificar restricciones en OperacionesEspecificar reglas de derivación para atributos
III. El Paradigma OO: OCL
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179www.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:Compañíainv: c.númeroDeEmpleados > 50
context c:Compañíainv suficientesEmpleados: c.númeroDeEmpleados > 50
III. El Paradigma OO: OCL
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181www.dsic.upv.es/~uml
Pre- Post condicionesSintaxis
context NombreTipo::NombreOperación(Param1 : Tipo1, ... ):TipoRetornopre parametroOk: param1 > ...post resultadoOk : result = ...
Ejemplo
context Persona::nómina(fecha : Date) : Integerpost: result = 5000
III. El Paradigma OO: OCL
182www.dsic.upv.es/~uml
Valores iniciales y derivadosSintaxis
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.sueldoendif
III. El Paradigma OO: OCL
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183www.dsic.upv.es/~uml
Expresiones LetEjemplo
context Persona inv:let ingresos : Integer = self.puesto.sueldo->sum() inif estáEnParo then
ingresos < 100else
ingresos >= 100endif
III. El Paradigma OO: OCL
184www.dsic.upv.es/~uml
DefinicionesEjemplo
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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185www.dsic.upv.es/~uml
NavegaciónEjemplos
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
186www.dsic.upv.es/~uml
… NavegaciónEjemplo
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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187www.dsic.upv.es/~uml
IVProceso de Desarrollode SW basado en UML
188www.dsic.upv.es/~uml
¿Qué es un Proceso de Desarrollo de SW?
Requisitos nuevoso modificados
Sistema nuevoo modificadoProceso 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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189www.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
190www.dsic.upv.es/~uml
Dos Dimensiones
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
www.dsic.upv.es/~uml
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191www.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
192www.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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193www.dsic.upv.es/~uml
... Elementos en RUP Workflow, Workflow Detail , Workers, Actividades y ArtefactosEjemplo
Workflow Detail:Analyse the ProblemWorkflow: Requirements
ActividadesWorkers Artefactos
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
194www.dsic.upv.es/~uml
... Elementos en RUP
WorkersAnalyst 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 workersTest DesignerTester
Manager workersChange Control ManagerConfiguration ManagerDeployment ManagerProcess EngineerProject ManagerProject Reviewer
Other workersAny WorkerCourse DeveloperGraphic ArtistStakeholderSystem AdministratorTechnical WriterTool Specialist
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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195www.dsic.upv.es/~uml
... Elementos en RUP
Workers, Actividades, Artefactos
Ejemplo: System Analyst Worker
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
196www.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 ArtefactosDeployment 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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197www.dsic.upv.es/~uml
... Elementos en RUP Artefactos, Workers, ActividadesEjemplo:Business Modeling Artifact Set
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
198www.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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Requisitos Capturar, definir y validar los casos de uso
Realizar loscasos 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
200www.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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201www.dsic.upv.es/~uml
... Proceso dirigido por los Casos de Uso
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
202www.dsic.upv.es/~uml
El ciclo de vida iterativo se basa en la evolución de prototipos ejecutables que se muestran a los usuarios y clientesEn el ciclo de vida iterativo a cada iteración se reproduce el ciclo de vida en cascada a menor escalaLos 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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102
203www.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 e
Integraciónn veces
... Proceso Iterativo e Incremental
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
204www.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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103
205www.dsic.upv.es/~uml
Proceso Iterativo e Incremental
EnfoqueSecuencial
EnfoqueIterativo eIncremental
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
206www.dsic.upv.es/~uml
Grado de Finalización de Artefactos
... Proceso Iterativo e Incremental
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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207www.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
208www.dsic.upv.es/~uml
Fases, Release, Base Line, Generaciónciclo 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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209www.dsic.upv.es/~uml
Esfuerzo y dedicación por Fases en RUP
10%50 %30 %10 %TiempoDedicado
10%65 %20 %5 %Esfuerzo
TransiciónConstrucciónElaboraciónInicio
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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Distribución de Recursos por Fases en RUP
IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UML
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211www.dsic.upv.es/~uml
VConclusiones
212www.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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213www.dsic.upv.es/~uml
Modelado de SI: Algunas Reflexiones¿Cuál es el propósito de nuestros modelos?
“Documentar” (a posteriori)Comunicar ideas y estudiar alternativasTomar decisiones de análisis/diseño que dirijan la implementaciónGenerar 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 modelosSeguimiento 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
214www.dsic.upv.es/~uml
Adaptabilidad al contexto del proyecto
V. Conclusiones
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108
215www.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 subyacenteUtilización de bases de datos relacionalesArquitectura de 3 capasFrameworks de persistencia para materializar y desmaterializar objetos
Metodologías de desarrollo de software y el papel que juega UML en ellas
Modelado ÁgilModelado opcional y/o desechable (en Metodologías Ágiles)
V. Conclusiones
216www.dsic.upv.es/~uml
... TendenciasNuevas 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 LanguaguesDomain-Specific Modeling (DSM, www.dsmforum.org)Meta CASE Tools (www.metacase.com)
V. Conclusiones
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109
217www.dsic.upv.es/~uml
Diagramas en UML 2.0
218www.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