Introducción a UML. Mitos sobre UML

Transcripción

1 Introducción a UML 1 Mitos sobre UML Aprender UML es aprender el paradigma de objetos. UML es una metodología de desarrollo. UML es solo para modelos de objetos. 2

2 Entonces qué es UML? UML es un lenguaje unificado de modelado para: Visualizar Especificar Construir Documentar Representar y Comunicar Ideas Modelos precisos, no ambiguos, completos Trasladar en forma directa a un leng. prog. Los artefactos construidos durante un proyecto los artefactos de un sistema de software. 3 Qué significa lenguaje unificado? Lenguaje = sintaxis + semántica Unificado a través de: Métodos y notaciones históricas Etapas del ciclo de desarrollo (requerimientos a implementación) Dominios de aplicación Lenguajes y plataformas de implementación Procesos de desarrollo 4

3 Evolución histórica Nov 97 UML promulgado por la OMG 5 Influencias 6

4 Participantes en UML 1.0 Rational Software (Grady Booch, Jim Rumbaugh y Ivar Jacobson) Digital Equipment Hewlett-Packard i-logix (David Harel) IBM ICON Computing (Desmond D Souza) Intellicorp and James Martin & co. (James Odell) MCI Systemhouse Microsoft ObjecTime Oracle Corp. Platinium Technology Sterling Software Taskon Texas Instruments Unisys 7 Modelos E = M * C 2 8

5 Qué es un modelo? Una representación en algún medio que captura los aspectos importantes del sistema modelado desde un determinado punto de vista. Un modelo de un sistema software es realizado en un lenguaje de modelado. 9 Propósito de los modelos Capturar y precisar requerimientos de un dominio de conocimiento, que sea comprensible por todos los stakeholders del proyecto. Pensar sobre un diseño de un sistema. Capturar decisiones de diseño de un sistema. Explorar posibles soluciones a un problema económicamente. Generar productos de trabajo útiles. Documentar. 10

6 UML - Conceptos 11 UML - Vistas Una vista es un subconjunto de construcciones de modelado que se enfocan en un aspecto particular del sistema. Las vistas pueden dividirse en tres áreas: Estructural Comportamiento dinámico Gestión del modelo 12

7 Vistas Clasificación estructural Describe los elementos del sistema (clasificadores) y sus relaciones. Clasificadores más comunes: Clases Casos de Uso Componentes Nodos Vistas: Vista Estática Diagrama de clases Vista de Casos de uso Diagrama de casos de uso Vista de Implementación Diagrama de Componentes / despliegue 13 Vistas Comportamiento dinámico Describe el comportamiento del sistema a través del tiempo. Vista de Interacción: modela como interactúan los objetos para realizar una funcionalidad del sistema Diagrama de Colaboración Diagrama de Secuencia Vista de Máquina de estados: modela el ciclo de vida de una instancia de una clase en estados y transiciones. Diagrama de Estados Vista de Actividades: modela flujos de trabajo (workflows) Diagrama de Actividades 14

8 Vistas Gestión del modelo Describe la organización de los modelos en unidades jerárquicas. Permite manejar la complejidad. Permite organizar el sistema en paquetes, subsistemas, y modelos. 15 Relación Áreas - Vistas 16

9 Mecanismos de extensión de UML Permiten adaptar los elementos de modelado asignándole una semántica particular. Estereotipos Valores etiquetados Restricciones (OCL) <<exception>> Overflow EventQueue {version=3.2} add() remove() {ordered} 17 La Vista Estática 18

10 La Vista Estática Propósito: Captura la estructura de los objetos. Es la base sobre la que se construyen las otras vistas. Es un modelo incremental. Diagrama de Clases 19 Clasificación Clasificador: es un concepto discreto en el modelo que tiene identidad, estado, comportamiento, y relaciones. Tipos de Clasificadores Elementos del Sistema: Clase Interfaz Tipos de datos Conceptos de Comportamiento: Caso de Uso Cosas del entorno: Actor Estructuras de implementación: Componente Nodo Subsistema 20

11 Clases & Objetos Objeto = estructura + operaciones + estado interno + identidad. Un objeto es una instancia de una clase. Clase: Conjunto de objetos con estructura, comportamiento, relaciones, y semántica común. Ejemplos algo físico Avión algo del negocio Pedido un concepto lógico Horario algo de la aplicación Window, Botón, Menú algo del comportamiento Tarea, Proceso 21 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 22

12 Clases: Niveles de visibilidad Determina el nivel de encapsulamiento de los elementos de una clase. (-) Privado : Los atributos/operaciones son visibles solo desde la propia clase. (#) Los atributos/operaciones protegidos están visibles para la propia clase y para las clases derivadas de la original (+) Los atributos/operaciones públicos son visibles a otras clases (cuando se trata de atributos se está transgrediendo el principio de encapsulación) 23 Clases: Niveles de visibilidad Ejemplo Reglas de visibilidad + Atributo público : int # Atributo protegido : int - Atributo privado : int + "Operación pública" # "Operación protegida" - "Operación privada" 24

13 Clases: Estereotipos Objetos Entidad Empleado Objetos Interfaz UIEmplead Objetos de Control Control 25 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. 26

14 Diagrama de Objetos Diagrama de Clase Banco Cliente 1 * 1 * Cuenta Diagrama de Objetos cliente01 : Cliente cta0101 : Cuenta unbanco : Banco cta0201 : Cuenta cliente02 : Cliente cta0202 : Cuenta 27 Interfaces Describen un protocolo de comportamiento sin especificar su implementación. Contienen operaciones pero no atributos. Una interfaz puede ser implementada por varias clases. <<Inte rface>> Comparable String compareto() <<implement>> <<imple ment >> <<implement>> Comparable compareto() String Date File compareto() compareto() compareto() compareto {... } compareto {... } com pareto {... } 28

15 Relaciones Las relaciones entre clasificadores son: Asociación (conocimiento) Agregación / Composición Generalización Dependencias 29 Asociación Asociación: Conexión semántica entre instancias de clases. proporciona una conexión entre los objetos para el envio de mensajes. Enlace: Instancia de una asociación. Lista ordenada de referencias a objetos. 30

16 Asociación: representación gráfica marido casado-con Administra mujer jefe Persona nombre s. s. * empleado * trabaja-para * emplea-a Compañía nombre dirección 31 Asociación: multiplicidad Especificación de multiplicidad (mínima...máxima) 1 Uno y sólo uno 0..1 Cero o uno M..N Desde M hasta N (enteros naturales) * Cero o muchos 0..* Cero o muchos 1..* Uno o muchos (al menos uno) La multiplicidad mínima >= 1 establece una restricción de existencia 32

17 Asociación: casos especiales Asociación como clase Asociación calificada Presentacion Num_Butaca Entrada 1 1..* Asociación ordenada Presentacion 1 {ordered} 1..* Diapositiva * * Persona Restricción Cuenta * or 1 Empresa 33 Agregación y composición Representa una relación todo-partes entre objetos. Son una variación de la asociación con mayor fuerza semántica. Una composición es una forma de asociación más fuerte en la cual el compuesto es responsable de gestionar sus partes, por ejemplo asignación y desasignación. La composición implica tres cosas Dependencia existencial. El elemento dependiente desaparece al destruirse el que lo contiene y, si es de cardinalidad 1, es creado al mismo tiempo. Hay una pertenencia fuerte. Se puede decir que el objeto contenido es parte constitutiva y vital del que lo contiene Los objetos contenidos no son compartidos, esto es, no hacen parte del estado de otro objeto. 34

18 Representación gráfica Agregación Composición Computadora * ALU RAM Disk 35 Generalización Relación taxonómica entre una descripción general y otra más específica que la extiende. Relación es un tipo de. Herencia: mecanismo a través del cual los atributos, operaciones, y restricciones definidas para una clase, denominada superclase, pueden ser heredados (reutilizados) por otras clase denominadas subclases. 36

19 Representación Gráfica Cuenta Vehículo CajaDeAhorro CuentaCte Veihículo Terrestre Vehículo Aéreo Coche Camión Avión Helicóptero 37 Herencia Múltiple Bípedo Cuadrúpedo nro patas nro patas Con Pelos Herbívoro cubertura comida Con Plumas cobertura cobertura Animal comida Carnívoro Con Escamas Conejo 38

20 Dependencias Indica una relación semántica entre dos o más elementos del modelo en la cual un cambio al elemento proveedor puede requerir un cambio o indicar un cambio en el significado del elemento cliente en la dependencia. 39 Dependencias De traza De refinamiento De uso Cliente (analisis) Cliente (diseño) De importación 40

21 Diagrama de clases: ejemplo 41 La Vista de Casos de Uso 42

22 La Vista de Casos de Uso Capturan los requerimientos funcionales del sistema Describen la forma de usar el sistema tal como se la ve desde el exterior. Visión de caja negra del sistema. No es un modelo orientado a objetos. Particiona la funcionalidad del sistema en unidades discretas: los casos de uso. Concepto introducido por I.Jacobson en OOSE. Diagramas de Casos de Uso: Actores + Caso de uso 43 Actor Representa algo que interactúa con el sistema. Puede ser humano u otro sistema. Reside fuera del sistema. Describe el entorno. Describe un rol que asume un usuario. La misma persona física puede asumir distintos roles. Ejemplos: Cliente del Banco Cajero Sistema Link Cliente del Banc o 44

23 Caso de Uso Secuencia de transacciones realizadas por el sistema que brinda un resultado de valor a un actor. Describe una forma de utilizar el sistema. Funciones: Capturan requerimientos funcionales del sistema. Estructuran los modelos de objetos en vistas manejables. Un caso de uso puede tener varios caminos de acción o escenarios. Los casos de uso sirven como hilo conductor del proceso de desarrollo. 45 Diagrama de Caso de Uso Cajero Automático Extracción (from Extraccion) Cliente (from Actors ) Trans ferencia Sistem a Central (from Actors) Depós ito O perador Adm inistración (f ro m A ctors) 46

24 Descripción textual CU Extracción Camino Estandard 1 Un mensaje de bienvenida está en espera en la pantalla del CA. 2 El cliente inserta su tarjeta en el CA. 3 El CA lee el codigo de la banda magnética y verifica que sea aceptable. 4 Si la tarjeta es aceptable, el CA solicita al cliente su código PIN. 5 El cliente ingresa su código PIN. 6 Si el código PIN es correcto, el CA solicita al cliente el tipo de transacción a realizar. 7 El cliente selecciona <extracción> y el CA envía el código PIN al Sistema bancario solicitando los datos de la cuenta del cliente. 8 Los datos de la cuenta recibidos se despliegan en la pantalla. 9 El cliente selecciona una cuenta y el monto a extraer. 10 El CA envia al sistema bancario el requerimiento de extracción. 11 El CA preparan los billetes a ser dispensados. 12 El CA imprime el comprobante del movimiento. 13 Los billetes son dispensados al cliente. 47 Descripción textual RF- <id del requisito> Versión Autores Fuentes Objetivos asociados Descripción Precondición Secuencia Normal Postcondición Excepciones Rendimiento Frecuencia esperada Importancia Urgencia Comentarios <nombre del requisito funcional> <numero de versión y fecha> <autor> <fuente de la versión actual> <nombre del objetivo> El sistema deberá comportarse tal como se describe en el siguiente caso de uso { concreto cuando <evento de activación>, abstracto durante la realización de los casos de uso <lista de casos de uso>} <precondición del caso de uso> Paso Acción 1 {El <actor>, El sistema} <acción realizada por el actor o sistema>, se realiza el caso de uso < caso de uso RF-x> 2 Si <condición>, {el <actor>, el sistema} <acción realizada por el actor o sistema>>, se realiza el caso de uso < caso de uso RF-x> n <postcondición del caso de uso> Paso Acción 1 Si <condición de excepción>,{el <actor>, el sistema} }<acción realizada por el actor o sistema>>, se realiza el caso de uso < caso de uso RF-x>, a continuación este caso de uso {continua, aborta} 2 3 Paso Cota de tiempo 1 n segundos 2 n segundos <nº de veces> veces / <unidad de tiempo> {sin importancia, importante, vital} {puede esperar, hay presión, inmediatamente} <comentarios adicionales> 48

25 Caso de Uso: Relaciones Inclusión: Secuencias comunes a varios casos de uso. 49 Caso de Uso: Relaciones Extensión: Partes opcionales de un caso de uso. 50

26 Caso de Uso: Relaciones Generalización: Distintas variantes de un caso de uso. ( es un tipo de ) 51 Caso de Uso: Relaciones Ejemplo <<include>> Hacer Pedido <<include>> <<include>> <<extend>> Silicitar Catálogo Suministro de datos de clientes Pedir Producto Pagar Pagar al contado Acordar Crédito 52

27 La Vista de Interacción 53 La Vista de Interacción Representa como interactúan cooperativamente los objetos para implementar el comportamiento definido por los casos de uso. Colaboración: Interacción entre un conjunto de objetos para implementar un comportamiento del sistema. Una colaboración <<realiza>> la funcionalidad definida en un casos de uso. Interacción: Una interacción es un conjunto de mensajes que se intercambian dentro del contexto de una colaboración por instancias de clases (objetos) a través de enlaces (instancias de asociación). 54

28 Diagramas de Secuencia Énfasis en la secuencia cronológica de los mensajes. : Encargado :WInPréstamos :Socio :Video :Préstamo prestar(video, socio) verificar situación socio verificar situación video registrar préstamo entregar recibo 55 Diagrama de Colaboración Énfasis en la distribución física y relaciones de los objetos. :Socio 2: verificar situación socio :Video 1: prestar(video, socio) :WInPréstamos 5: entregar recibo : Encargado 3: verificar situación video 4: registrar préstamo :Préstamo 56

29 La Vista de Máquina de Estados 57 La Vista de Máquina de Estados Describe el comportamiento dinámico de los objetos, modelando su ciclo de vida. Autómatas finitos con estados y transiciones. Cada objeto se trata en forma aislada, el que se comunica con el resto del mundo detectando eventos y respondiendo a ellos. Es útil modelar solo para objetos con comportamiento estado-dependiente. Uso de Diagramas de Estado. 58

30 Diagramas de Estado Cada objeto está en un estado en cierto instante. El estado describe un período de tiempo caracterizado por: Conjunto de valores de atributos y relaciones del objeto. Período de tiempo durante el que se espera que ocurra un evento Período de tiempo durante el cual el objeto realiza una actividad El estado en el que se encuentra un objeto determina su comportamiento. Cada objeto sigue el comportamiento descrito en el D. de Estados asociado a su clase. La transición entre estados es instantánea y se debe a la ocurrencia de un evento. 59 Diagramas de Estado Estados y Transiciones Evento [condición] / Acción A B El evento se considera instantáneo 60

31 Diagramas de Estado Ejemplo: Pila 61 Eventos Acontecimiento significativo que tiene localización en tiempo y espacio. No tiene duración. Instantáneo Tipo de eventos Señal: comunicación asíncrona entre objetos. Llamada: invocación sincrónica de método del objeto que recibe el evento. Cambio: satisfacción de una condición lógica que depende de valores de un atributo. Tiempo: instante absoluto, o lapso transcurrido. Pueden modelarse con clases y jerarquías 62

32 Acciones Una acción es un cómputo atómico y breve una sentencia de asignación una operación aritmética el envío de una señal a otro objeto la invocación de una operación propia asignación de valores de retorno creación o destrucción de objetos una secuencia de acciones simples Acciones específicas de entrada, salida, durante, un estado o por un evento estado A entry: acción por entrar exit: acción por salir do: acción mientras en estado on evento: acción 63 Estados compuestos 64

33 La Vista de Actividades 65 La Vista de Actividades Variante de la máquina de estados para modelar flujos de trabajo. Utilización de diagramas de actividad. Caso particular de los diagramas de estado. Los estados representan estados de actividad no de un objeto. 66

34 Diagrama de Actividades AUS. Gustavo Torossi 67 Calles y flujo de objetos AUS. Gustavo Torossi 68

35 Vistas Físicas 69 Vista de Implementación Modela el empaquetado físico del sistema en unidades reutilizables llamadas componentes. Un componente es una unidad física de implementación con interfaces definidas pensada para ser utilizada como parte reemplazable del sistema. Cada componente implementa una o más clases del diseño. Incluyen código fuente, binario, o ejecutable. Los componentes se vinculan por relaciones de dependencia. 70

36 Diagrama de Componentes 71 Vista de Despliegue Modela la disposición física de los recursos de ejecución computacional (computadores, unidades de com., etc.) Nodo: es un objeto físico de ejecución que representa un recurso computacional. Pueden tener estereotipos (UCP, memorias, disk, etc.) Las asociaciones entre nodos representan líneas de comunicación. Se representan por diagramas de despliegue. 72

37 Diagrama de Despliegue 73 Diagrama de Despliegue 74

38 La Vista de Gestión 75 La Vista de Gestión La Vista de Gestión del modelo está compuesta por paquetes y relaciones de dependencia entre paquetes. Paquete: es una unidad de organización del modelo. Los paquetes ofrecen un mecanismo general para la organización de los modelos / subsistemas agrupando elementos de modelado. Los paquetes contienen elementos del modelo como clases, diagramas de casos de uso, interacciones, etc. Todos los elementos del modelo deben pertenecer a un paquete. Los paquetes tambien pueden contener otros paquetes. 76

39 La Vista de Gestión Los paquetes pueden organizarse según el criterio del diseñador: Por la vista (estática, casos de uso, etc.) Por subsistema Por etapa del ciclo de desarrollo. Una buena organización refleja la arquitectura de alto nivel del sistema vistas de Kruchten Vista Lógica Vista de Procesos Vista de los Casos de Uso Vista de Realización Vista de Distribución 78

40 Dependencias de acceso / importación Todas las clases 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 79 Dependencias de acceso / importación La dependencia de acceso no modifica el espacio de nombres del cliente. Solo concede permiso para establecer referencias. La dependencia de importación se utiliza para agregar nombres al espacio de nombres del paquete del cliente como sinónimos de los caminos completos. 80

41 Modelo y Subsistema Un modelo es un paquete que abarca una descripción completa de una vista particular de un sistema. Proporciona una descripción cerrada de un sistema a partir de un punto de vista. Un subsistema es un paquete que tiene piezas separadas de especificación y de realización. Representa una partición del sistema. 81