PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS (L40629) Sabino Miranda-Jiménez

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1 PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS (L40629) Sabino Miranda-Jiménez

2 Paradigmas de programación 2

3 Paradigmas de programación Paradigma de programación estructurada Enfatiza la separación datos de un programa y su funcionalidad Funciones encender frenar acelerar estacionarse Variables marca modelo númeropuertas color 3

4 Paradigmas de programación (2) Paradigma de programación orientado a objetos (POO) Enfatiza la concepción de objetos: propiedades, acciones Interacción de objetos para solucionar problemas Coche: color marca modelo númeropuertas Encender() Frenar() Acelerar() Estacionarse() 4

5 Programación Orientada a Objetos Orígenes en Simula-67 (1967), Smalltalk (1970) Paradigma de programación para diseño de aplicaciones y programas Usa objetos Interacción entre los objetos: mensajes Características: o Abstracción o Herencia o Polimorfismo o Encapsulamiento 5

6 Programación Orientada a Objetos (2) Algunos lenguajes orientados a objetos populares C++ Java C# VB.Net Delphi 6

7 Programación Orientada a Objetos (3) Diseño de software OO usa también: Patrones de diseño Lenguajes de modelado ouml 7

8 Programación Orientada a Objetos (4) Mecanismos básicos de POO: Objetos Mensajes Métodos Clases 8

9 Programación Orientada a Objetos (5) Objetos Encapsulación genérica de datos Métodos para manipular datos Color Alto Ancho Ventana Maximizar() Minimizar() Cerrar() Atributos Métodos 9

10 Programación Orientada a Objetos (6) Mensajes Objetos: reciben, interpretan, responden Asociado a un método: mensaje: clic al botón maximizar => maximizar() Botón maximizar 10

11 Programación Orientada a Objetos (7) Métodos Representa el comportamiento de objetos de la clase Implementación en la clase los objetos Los métodos encapsulan la parte interna de los objetos Maximizar() 11

12 Programación Orientada a Objetos (8) Clases Generalización de objetos Propiedades y comportamientos comunes de objetos => Abstracción Objeto => representación concreta de la clase Color Alto Ancho Ventana Maximizar() Minimizar() Cerrar() Atributos Métodos Window instancia de la clase Ventana 12

13 Características de la POO Abstracción Encapsulamiento Herencia Polimorfismo 13

14 Abstracción Visión general del problema Aspectos generales Información necesaria Mayor detalle, necesario? 14

15 Encapsulamiento Objetos como caja negra Oculta la estructura interna del objeto => Clase => Abstracción + encapsulación 15

16 Herencia Jerarquía de clases Herencia simple o múltiple: comparten métodos y propiedades de varias clases Reutilización de código Java usa herencia simple, C++ herencia múltiple 16

17 Polimorfismo Implementación múltiple del mismo método mismo nombre del método Cada clase sabe como implementar el método abrir() abrir() abrir() 17

18 Proceso de Desarrollo de Software Rational Unified Process (RUP) 18

19 PROCESO UNIFICADO Proceso de desarrollo de software define: Quién está haciendo Qué Cuándo Cómo Para construir o mejorar un producto de software 19

20 PROCESO UNIFICADO Características Dirigido por casos de uso Centrado en la arquitectura Iterativo e incremental 20

21 Lenguaje para modelado de sistemas UML 21

22 UML Lenguaje diseñado para visualizar especificar construir documentar software orientado a objetos 22

23 UML (2) El modelado es esencial en la construcción de software para Comunicar la estructura de un sistema complejo Especificar el comportamiento del sistema Comprender lo que se construye Descubrir oportunidades de simplificación y reutilización Proporciona los planos del sistema 23

24 Diagramas UML Diagramas de casos de uso Diagramas de clases Diagramas de secuencia Diagramas de Objetos Diagramas de comunicación/colaboración Diagramas de estados Diagramas de actividades Diagramas de componentes Diagramas de despliegue 24

25 DIAGRAMA DE CASOS DE USO Capturan el comportamient o del sistema tal como se muestra a un usuario exterior APLICACIÓN TELEFÓNICA DE VENTA POR CATÁLOGO 25

26 DIAGRAMA DE CLASES Perspectiva estática del sistema 26

27 DIAGRAMA DE SECUENCIAS Ordenación temporal de los mensajes que se intercambian 27

28 Tecnología Java Write Once, Run Anywhere 28

29 Tecnología Java La tecnología Java incluye: Lenguaje de programación o Sintaxis similar a C++ Ambiente de desarrollo o Suite de herramientas: Compilador, Interprete, Generador de documentación, Ambiente de aplicaciones o Para ejecución de programas standalone Ambientes de despliegue o JRE proporcionado por Java 2 SDK o Navegador Web 29

30 Tecnología Java (2) Sun Microsystems desarrolló Plataforma Java 2 Standard Edition SDK para: Solaris Os Microsoft Windows Linux Java 2 Standard Edition SDK incluye: Java Runtime Environment (JRE) Compilador, utilerias Java Class Library (API Application Programming Interface ) 30

31 Tecnología Java (3) Aplicaciones J2SE SDK Aplicaciones applet J2SE SDK Aplicaciones empresariales J2EE SDK Aplicaciones J2ME SDK para dispositivos móviles 31

32 Leguaje de programación Java Orígenes en 1991 como proyecto de investigación de desarrollo de un lenguaje de programación orientado a objetos (POO): OAK Puente de comunicación entre dispositivos VCR, televisores, lavadoras,. Funcione en diferentes unidades de procesamiento (CPUs) CPUs compartan las mismas mejoras de software 32

33 Leguaje de programación Java (2) La idea original de OAK fracaso World Wide Web se hizo popular. OAK (Java) era el lenguaje adecuado Applets: primeras aplicaciones en páginas web Programadores de Internet adoptan OAK como lenguaje. Se usa el nombre JAVA para el nuevo lenguaje, se presenta en

34 Leguaje de programación Java (3) Diseñado para ser: 1. Orientado a objetos 2. Distribuido 3. Simple 4. Multihilo 5. Seguro 6. Independiente de la plataforma Write Once, Run Anywhere 34

35 1. Orientado a Objetos Énfasis en la creación de objetos Piezas de código que interactúan con otros objetos Resolver problemas: interactuando objetos Bases en SIMILA-67 (1967), C++, Java POO Difiere de Programación procedural 35

36 2. Distribuido Java proporciona soporte para tecnología de redes distribuidas Remote Method Invocation (RMI) Common Object Request Broker Architecture (CORBA) Universal Resource Locator (URL) La tecnología java permite descargar código de internet y ejecutarlo en la PC 36

37 3. Simple Eliminación de partes complejas y obscuras de otros lenguajes de programación No se permite manipulación directa con apuntadores a localidades de memoria Manipulación de objetos usando referencia a objetos Limpieza de la memoria por medio del Garbage Collector Datos boolean sólo puede ser true o false no como en otros lenguajes (1 o 0) 37

38 4. Multihilo Soporta multihilos. Ejecuta varios procesos al mismo tiempo Consultas a BD Mostrar información al usuario Impresión. Multihilos permite a la tecnología de Java ser eficiente en el manejo de recursos del sistema 38

39 5. Seguro El entorno donde se ejecuta Java usa medidas de seguridad para proteger a los programas de ataques Medidas: Prohibición de la manipulación de la memoria por medio de apuntadores Prohibición a programas distribuidos, como applets, lectura y escritura al disco duro de una computadora Verificación de código seguro (para todo programa) Soporte de firmas digitales (certificados de validación) 39

40 6. Independiente de la plataforma Programas escritos en la mayoría de los lenguajes requieren modificaciones para ejecutarse en otra plataforma computacional Dependen de la plataforma 40

41 6. Independiente de la plataforma (2) Programas con tecnología Java se ejecutan en diferentes CPUs y combinación de SO s Se ejecuta en varias plataformas (sin modificaciones o muy pocas delimitadores de directorios:unix /.. /, windows \..\) Diferentes Java Virtual Machine (JVM ) para SO s Código compilado independiente de la plataforma (Bytecode) en lugar de código máquina específico del CPU Código de programa interpretado por la JVM específica del SO => Programas portables 41

42 6. Independiente de la plataforma (3) Ejecución de un programa java bytecode en diferentes plataformas Utiliza Java Runtime Environment (JRE)para ejecutar el código java JRE => JVM + Librerías de clases de java 42

43 Iniciando con Java Write Once, Run Anywhere 43

44 Objetivos de la Tecnología Java Lenguaje fácil para programar Elimina aritmética de apuntadores, liberación de memoria, Orientado a objetos Permite código fluido Ambiente interpretado beneficia: Desarrollo más rápido Portabilidad de código 44

45 Objetivos de la Tecnología Java (2) Programas habilitados para ejecutar más de un proceso Medio para asegurar la seguridad Revisión al cargar los módulos de código 45

46 Características de la Arquitectura Java Java Virtual Machine (JVM) Recolección de basura (Garbage Collector) Java Runtime Environment (JRE) JVM tools 46

47 Java Virtual Machine (JVM) - 1 Máquina imaginaria que es implementada por emulación de ésta en una máquina real El código de la JVM se guarda en archivos.class. con al menos una clase pública JVM proporciona las especificaciones de la plataforma de hardware en la cual se compila un programa java 47

48 Java Virtual Machine (JVM) - 2 Permite la independencia de la plataforma Se compila el código para una máquina general => JVM La compilación genera bytecode (instrucciones de código máquina) Cualquier interprete Java puede ejecutar un programa Java 48

49 Recolección de basura Muchos lenguajes de programación permiten reserva de memoria => liberar memoria Java quita la responsabilidad al programador de la administración de la memoria El Garbage Colector se encarga de liberar la memoria que se ocupó para liberarse La liberación de memoria es automática durante el ciclo de vida de un programa java 49

50 Java Runtime Environment (JRE) 50

51 Tareas de la JVM Cargar el código => class Loader Verificar el código => bycode verifier Ejecutar el código => runtime interpreter 51

52 Class Loader Carga todas las clases necesarias para la ejecución del programa Agrega seguridad por dominios (namespaces) Clases locales Clases de la red Después de cargar todas las clases, se determina la memoria para el archivo ejecutable 52

53 Bytecode Verifier Revisa el formato del código - código válido Todas las clases provenientes de la red se verifican Pasos del verificador de código 1. Toda clase debe coincidir con el formato de archivo de clases de la especificación JVM 2. No debe existir ninguna violación de restricción de acceso 3. El código no debe generar overflows o underflows de pila 4. Los tipos de los parámetros del código funcional deben ser correctos 5. No debe existir conversiones ilegales 53

54 PruebaSaludo.java 1. // Ejemplo de aplicación "Hola Mundo 2. // archivo: PruebaSaludo.java 3. public class PruebaSaludo 4. { 5. public static void main(string[] args) 6. { 7. Saludo hello = new Saludo(); 8. hello.saludar(); 9. } 10. } Ejecución del método del objeto comentarioss Nombre de Clase Punto de inicio de programa Creación de objeto: Referenciado por hello 54

55 Saludo.java 1. // Ejemplo de aplicación "Hola Mundo 2. // archivo: Saludo.java 3. public class Saludo 4. { 5. public void saludar() 6. { 7. System.out.println("Hola!!!"); 8. } 9. } Declaración de la clase Saludo Declaración de un método Método para escribir el mensaje en el flujo de salida estándard 55

56 Aplicación en Java 1. // Ejemplo de aplicación "Hola Mundo 2. // archivo: PruebaSaludo.java 3. public class PruebaSaludo 4. { 5. public static void main(string[] args) 6. { 7. Saludo hello = new Saludo(); 8. hello.saludar(); 9. } 10. } 56

57 Aplicación en Java (2) 1. // Ejemplo de aplicación "Hola Mundo 2. // archivo: Saludo.java 3. public class Saludo 4. { 5. public void saludar() 6. { 7. System.out.println("Hola!!!"); 8. } 9. } 57

58 Ejecución de programa Java 58

59 Ejecución de programa Java (2) Compilación javac Archivo.java => Archivo.class C:\> javac PruebaSaludo.java Ejecución (nombre del archivo class sin la extensión) java Archivo C:\> java PruebaSaludo (contiene al método main) 59

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