Tema 5: El Lenguaje Unificado de Modelado. Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos II

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1 Tema 5: El Lenguaje Unificado de Modelado Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos II

2 Contenidos Introducción Diagramas de UML Modelado de la parte estática Modelado de la parte dinámica Las 4+1 Vistas 2

3 Introducción wikipedia 3

4 Lenguaje Unificado (UML) Es un Lenguaje de Modelado Unificado Booch Rumbaugh Jacobson Estándar de OMG Es un lenguaje, o una familia de lenguajes No es una metodología, ni un proceso 4

5 Introducción Simplificación de la realidad UML: Construir modelos a partir de bloques básicos (clases, asociaciones, interfaces, componentes ) Diagramas: medio para mostrar los bloques Representación gráfica de un conjunto de elementos, que la mayoría de las veces se dibuja como un grafo conexo de nodos y arcos. Se utilizan para visualizar un sistema desde diferentes perspectivas Vistas del software 5

6 Introducción Vistas del software: Casos de Uso, Lógica, Procesos, Implementación, Despliegue Cada una: Modelado Estructural Modelado de Comportamiento Juntas, capturan las decisiones más importantes sobre el sistema UML define diferentes tipos de diagramas, que se pueden mezclar para ver cada vista Ej: Aspectos estáticos de la vista de implementación: diagramas de componentes 6

7 Introducción Sistema Colección de elementos organizados para lograr un propósito, descrito por un conjunto de modelos, posiblemente desde diferentes puntos de vista Organizados en subsistemas Modelo Abstracción semánticamente cerrada de un sistema Simplificación completa y autoconsistente de la realidad, creado para comprender mejor el sistema 7

8 Introducción Vista Proyección de la organización y estructura de un modelo del sistema, centrada en un aspecto del sistema Diagrama Representación gráfica de un conjunto de elementos, mostrado normalmente como un grafo conexo de nodos y arcos (elementos y relaciones) En resumen: Un sistema representa la cosa que se está desarrollando, vista desde diferentes perspectivas mediante diferentes modelos, y con esas vistas presentadas en forma de diagramas 8

9 Terminología Paradigmas Conjunto de conceptos y la filosofía que éstos definen Lenguage vs. Modelo vs. Esquema Formas de describir un sistema en un paradigma Herramienta vs. Técnica Modos de usar modelos en el contexto de un método Proceso de Desarrollo Una secuencia de pasos para construir un sistema Método Conjunción de técnicas en un proceso Metodología Definición de todos los factores relativos a un método 9

10 Metamodelos Meta significa más allá, etimológicamente Pero se entiende habitualmente como sobre sí mismo Metalenguaje = Un lenguaje que define a otro lenguaje Metaprograma = Un programa que programa a otro programa En general, metasistema es un sistema que controla a otro sistema (sistema base) Cuando el sistema base es él mismo, se dice que es reflexivo Metamodelo = un modelo que describe a un modelo Dado que modelo = lenguaje, un metamodelo es la definición de un lenguaje (de modelado) Es decir, un modelo que describa sus conceptos Metamodelo de UML = conceptos de UML descritos en UML 11

11 Un fragmento del Metamodelo de UML 12

12 Diagramas de UML Modelado de la parte estática (estructurales): Diagramas de clases Diagramas de objetos Diagramas de componentes Diagramas de despliegue Modelado de la parte dinámica (comportamiento) Diagramas de casos de uso Diagramas de secuencia Diagramas de colaboración Diagramas de estados Diagramas de actividades 13

13 Diagramas de UML Modelado de la parte estática (estructurales): Diagramas de clases Diagramas más comunes en el modelado de sistemas OO Describir vista lógica y de procesos, estática Diagramas de objetos Diagramas de componentes Diagramas de despliegue 14

14 Diagrama de Clases (II) Multiplicidad Clase Cliente 1 Agregación Simple Clase Recibo Alquiler Abstracta Alquilable <<abstract>> 1..* Generalización Composición (Dependencia) 1 Asociación Simple DVD VHS Videojuego Pantalla Chequeo 15

15 Partes de Una Clase Pueden tener cuatro partes Nombre Atributos (Propiedades) Operaciones (Métodos) Responsabilidades Permiten mostrar la visibilidad y los tipos de ellas Excepto el nombre, todas las partes son opcionales NombreMiClase +AtributoPublico : UnTipo -AtributoPrivado : UnTipo #AtributoProtegido : UnTipo +MetodoClaseUno() +MetodoClaseDos() Responsabilidades -- pueden describirse aquí (opcional) 16

16 Estereotipos, Valores Etiquetados y Restricciones Todos ellos se definen para extender UML Los estereotipos se marcan usando <<>> Los valores etiquetados y Restricciones se marcan usando { } Texto libre, OCL Estereotipo ContratoAlquiler <<persistent>> {version=1.1} ListaCosasAlquiladas Cliente Valor Etiquetado {ordenada por título} Restricción 17

17 Estereotipos, Valores Etiquetados y Restricciones 18

18 Diagramas de UML Modelado de la parte estática (estructurales): Diagramas de clases Diagramas de objetos Objetos y sus relaciones Describen estructuras de datos, instantáneas de las instancias de los elementos encontrados en los diagramas de clases Cubren vista lógica o de procesos, estática, como el diagrama de clases, pero desde perspectiva de casos reales Diagramas de componentes Diagramas de despliegue 19

19 Diagrama de Objetos Un Objeto es una instancia de una clase Los nombres de objeto están subrayados Los diagramas de Objetos se parecen mucho a los diagramas de clase Usan prácticamente la misma notación (y significado) Los diagramas de objetos capturan instancias de las clases, y permiten mostrar las relaciones dinámicas EsteObjeto : NombreMiClase +AtributoPublico : UnTipo -AtributoPrivado : UnTipo #AtributoProtegido : UnTipo +MetodoClaseUno() +MetodoClaseDos() 20

20 Diagrama de Clase y de Objeto Nombre de Clase Nombre de Asociación Cliente Alquilable +id:integer +nombre:string 0..1 Alquila 0..n +id:integer +publicado:date Diagrama de Clases +id=1667 Pepe: Cliente +nombre=pepe Pérez Nombre de Objeto Atributos Casablanca: DVD +id= publicado=1942 Diagrama de Objetos 21

21 Diagrama de Clase y de Objeto 22

22 Diagramas de UML Modelado de la parte estática (estructurales): Diagramas de clases Diagramas de objetos Diagramas de componentes Conjunto de componentes y sus relaciones: Librerías, código fuente, bases de datos, ejecutables Estereotipos Describen la vista de implementación, estática Normalmente un componente se corresponde con una o más clases, interfaces o colaboraciones Diagramas de despliegue 23

23 Diagrama de Componentes «library» DB Server Interface (dbsvr.dll) Componente Interfaz Dependencia «library» Application Framework (appfr.dll) «application» Video Workstation (vstation.exe) Nota Suministrada por Microsoft 24

24 Diagramas de UML Modelado de la parte estática (estructurales): Diagramas de clases Diagramas de objetos Diagramas de componentes Diagramas de despliegue Conjunto de nodos y sus relaciones Describir vista de despliegue, estática Normalmente cada nodo incluye uno o más componentes 25

25 Diagrama de Despliegue Nodo Terminal Telefónica :Cliente Cajero Asociación de Comunicación «TCP/IP» :Servidor de Datos Server DB Terminal Mostrador :Cliente Cajero «TCP/IP» Server Applic. 26

26 Diagramas de UML Modelado de la parte dinámica (comportamiento) Diagramas de casos de uso Representa casos de uso y actores y sus relaciones Describir vista de casos de uso Diagramas de secuencia Diagramas de colaboración Diagramas de estados Diagramas de actividades 27

27 Casos de Uso Describen interacciones entre usuarios y sistemas informáticos (ambos denominados actores) Capturan las funciones visibles por el usuario Obtienen objetivos discretos y mensurables Pueden ser A pequeña escala ( Poner en negrita texto resaltado ) A gran escala ( Generar el índice del documento ) Se usan típicamente durante el análisis, pero también durante el diseño De hecho, dirigen el proceso unificado 28

28 Diagrama de Casos de Uso Actor Caso de Uso Identificar Película Cliente Abrir Cuenta Cajero Devolver Película Cliente En Tienda Cliente Por Teléfono Revisar Estado de Cuenta 29

29 Tipos de relaciones

30 Relaciones de Inclusión y Extensión Dependencia «includes» Includes Customer Encontrar Por Título «includes» Buscar en BD de Películas Encontrar Por Actor Estereotipo Extends Cajero Cobrar película «extends» {Si hay retraso} Cobrar recargo 31

31 Más ejemplos «extends» Hacer pedido «includes» Validar Usuario «includes» Seguir pedido Hacer pedido urgente Comprobar clave Examinar retina 32

32 Diagramas de UML Modelado de la parte dinámica (comportamiento) Diagramas de casos de uso Diagramas de secuencia Diagrama de interacción Resalta ordenación temporal de mensajes entre objetos Modelar vista dinámica Diagramas de colaboración Diagramas de estados Diagramas de actividades 33

33 Diagramas de Secuencia Correspondencia con diagramas de colaboración Diagramas de interacción Resultan complementarios Describen interacciones entre objetos ordenadas según la secuencia temporal Se asocian con los casos de uso Cada diagrama de secuencia describe un escenario Se centran en los objetos y clases implicados en el escenario y la secuencia de mensajes intercambiados Se usan en la etapa de Análisis y se refinan en la de Diseño Son especialmente populares en Diseño Aunque algunos también los usan masivamente en Análisis 34

34 Diagrama de Secuencia Alquilar Película :Empleado :GestorPrest. Clien:Cliente :Inventario :ItemsAlquiler 1: find customer() 2: search (string) 3: enter movie() 4: search (string) Objeto Mensaje 5: rent (movie) Activación 6: add(cust, item) 7: printinvoice() 8: generaterentaltotal() Línea de Vida 35

35 Diagrama de Secuencia 36

36 Diagrama de Secuencia 37

37 Diagramas de UML Modelado de la parte dinámica (comportamiento) Diagramas de casos de uso Diagramas de secuencia Diagramas de colaboración Diagrama de interacción Resalta organización estructural de los objetos que envían y reciben mensajes Objetos y mensajes entre ellos Vista dinámica del sistema Diagramas de estados Diagramas de actividades 38

38 Diagramas de Colaboración Los diagramas de Colaboración describen interacciones de objetos sobre estos objetos y sus enlaces intermedios Se centran especialmente en el intercambio de mensajes entre objetos a través de sus asociaciones Aparecen en la fase de Análisis pero se refinan en la fase de Diseño 39

39 Diagrama de Colaboración Alquilar Película :Items Alquiler 1: introducir_cliente () 3: introducir_peliculas() 7: imprimir recibo() 5: añadir(cliente, películas) 8: GenerarTotalAlquiler() 2: EsClienteValido(Cliente) Objeto :Gestor del Préstamos :Cliente :Cajero 4:PelículaPorCódigoBarras() :Inventario Mensaje 40

40 Diagramas de UML Modelado de la parte dinámica (comportamiento) Diagramas de casos de uso Diagramas de secuencia Diagramas de colaboración Diagramas de estados Máquina de estados Estados, transiciones, eventos y actividades Vista dinámica del sistema Para modelar el comportamiento Diagramas de actividades 41

41 Diagrama de Estados Guarda Evento aparece cliente Transición [hay más vídeos] /coger siguiente Validar do/comprobar cuenta [cuenta válida] /coger primero Registrar do/registrar video Acción Estado [cuenta no válida] Actividad Registro Completo [no hay más vídeos] 42

42 Diagramas de UML Modelado de la parte dinámica (comportamiento) Diagramas de casos de uso Diagramas de secuencia Diagramas de colaboración Diagramas de estados Diagramas de actividades Flujo de actividades de un sistema Flujo secuencial o ramificado de actividades, objetos que actúan o sobre los que se actúa Vista dinámica del sistema 43

43 Diagrama de Actividad Estado Inicial Identificar Llamador Estado con Acción Obtener Decisión Nombre Abrir Cuenta? Cliente Conocido? [no] [no] [sí] Estado Final [sí] Crear Cuenta 44

44 Calles y Puntos de Fork/Join Cliente Gestor Cajero Identifica Película Hace Pedido Punto Fork Procesa Pedido Paga Recoge Dinero Rellena Pedido Recoge Película Entrega Película Punto Join 45

45 Diagrama de Paquetes Interfaz Cliente Cajero Datos Cliente «facade» Cliente Sistema Negocio (hacia el sistema de negocio) Clase Pantalla Alquiler Paquete 46

46 Uso de Diagramas de UML Fase de Desarrollo Análisis Diseño Implementación Explotación Diagramas UML Casos de Uso, Diagramas de Clase, de Actividad, de Colaboración y de Secuencia Diagramas de Clase, de Colaboración, de Secuencia, de Estados, de Componentes y de Despliegue Diagramas de Secuencia, de Colaboración, de Clase, de Estados, de Componentes y de Despliegue Diagramas de Despliegue 47

47 El Modelo de 4+1 Vistas Philippe Kruchten (1995) Vista Lógica Vista de Implementación Vista de Casos de Uso Vista de Proceso Vista de Despliegue 48

48 Vistas en UML Inspiradas en el Modelo 4+1 de Kruchten Vista de Casos de Uso: Describe la funcionalidad que el sistema debería proporcionar, tal como sería percibida por actores externos. La usan clientes, diseñadores, desarrolladores y probadores. Diagramas de Casos de Uso Diagramas de Clases Diagramas de Actividad, Colaboración, Secuencia, Estados Vista Lógica Vista de Implementación Vista de Despliegue Vista de Procesos 49

49 Vistas en UML Inspiradas en el Modelo 4+1 de Kruchten Vista de Casos de Uso: Vista Lógica Cómo el sistema proporciona la funcionalidad. Para diseñadores y desarrolladores. Mira dentro del sistema. Diagramas de Clases y Objetos Diagramas de Actividad, Colaboración, Secuencia, Estados Vista de Implementación Vista de Despliegue Vista de Procesos 50

50 Vistas en UML Inspiradas en el Modelo 4+1 de Kruchten Vista de Casos de Uso: Vista Lógica Vista de Implementación Descripción y organización del código, módulos, dependencias. Desarrolladores. Diagramas de Componentes También de Actividad, Colaboración, Secuencia Vista de Despliegue Vista de Procesos 51

51 Vistas en UML Inspiradas en el Modelo 4+1 de Kruchten Vista de Casos de Uso: Vista Lógica Vista de Implementación Vista de Despliegue Despliegue físico del sistema en una arquitectura física con ordenadores y otros dispositivos (nodos) Diagramas de Despliegue También de Actividad, Colaboración, Secuencia Vista de Procesos 52

52 Vistas en UML Inspiradas en el Modelo 4+1 de Kruchten Vista de Casos de Uso: Vista Lógica Vista de Implementación Vista de Despliegue Vista de Procesos División en procesos y procesadores. Propiedad no funcional del sistema, paralelismo Básicamente dinámicos: Actividad, Colaboración, Secuencia 53

53 Bibliografía Documentos: P. Kruchten Architectural Blueprints The 4+1 View of Software Architecture, IEEE Software (» web) Libros: G. Booch, J. Rumbaugh, I. Jacobson. El Lenguaje Unificado de Modelado. (1º ed) 1999 (2º ed.) Addison-Wesley. I. Sommerville. Ingeniería del Software (6º ed.). 2002, Addison-Wesley. S. R. Schach. Ingeniería de Software Clásica y Orientada a Objetos (6º ed) McGraw-Hill 54

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