Introducción a UML AUS. Gustavo Torossi AUS. Gustavo Torossi.

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1 Introducción a UML AUS. Gustavo Torossi AUS. Gustavo Torossi

2 Mitos sobre UML Aprender UML es aprender el paradigma de objetos.
UML es una metodología de desarrollo. UML es solo para modelos de objetos. AUS. Gustavo Torossi

3 Entonces ¿qué es UML? UML es un lenguaje “unificado” de modelado para:
Visualizar Especificar Construir Documentar los artefactos de un sistema de software. Representar y Comunicar Ideas Modelos precisos, no ambiguos, completos Trasladar en forma directa a un leng. prog. Los artefactos construidos durante un proyecto AUS. Gustavo Torossi

4 ¿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 AUS. Gustavo Torossi

5 UML promulgado por la OMG
Evolución histórica Nov ‘97 UML promulgado por la OMG AUS. Gustavo Torossi

6 Influencias AUS. Gustavo Torossi

7 Participantes en UML 1.0 Rational Software Digital Equipment
(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 AUS. Gustavo Torossi

8 Modelos E = M * C2 AUS. Gustavo Torossi

9 ¿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. AUS. Gustavo Torossi

10 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. AUS. Gustavo Torossi

11 UML - Conceptos AUS. Gustavo Torossi

12 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 AUS. Gustavo Torossi

13 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 AUS. Gustavo Torossi

14 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 AUS. Gustavo Torossi

15 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. AUS. Gustavo Torossi

16 Relación Áreas - Vistas
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17 Mecanismos de extensión de UML
Permiten adaptar los elementos de modelado asignándole una semántica particular. Estereotipos Valores etiquetados Restricciones (OCL) AUS. Gustavo Torossi

18 La Vista Estática AUS. Gustavo Torossi

19 La Vista Estática Propósito: Diagrama de Clases
Captura la estructura de los objetos. Es la base sobre la que se construyen las otras vistas. Es un modelo incremental. Diagrama de Clases AUS. Gustavo Torossi

20 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 AUS. Gustavo Torossi

21 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 AUS. Gustavo Torossi

22 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 AUS. Gustavo Torossi

23 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) AUS. Gustavo Torossi

24 Clases: Niveles de visibilidad
Ejemplo AUS. Gustavo Torossi

25 Clases: Estereotipos Objetos Entidad Objetos Interfaz
Empleado Objetos Entidad Objetos Interfaz Objetos de Control UIEmplead Control AUS. Gustavo Torossi

26 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. AUS. Gustavo Torossi

27 Diagrama de Objetos Diagrama de Clase Diagrama de Objetos
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28 Interfaces Describen un protocolo de comportamiento sin especificar su implementación. Contienen operaciones pero no atributos. Una interfaz puede ser implementada por varias clases. AUS. Gustavo Torossi

29 Relaciones Las relaciones entre clasificadores son:
Asociación (conocimiento) Agregación / Composición Generalización Dependencias AUS. Gustavo Torossi

30 Asociación Asociación: Enlace:
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. AUS. Gustavo Torossi

31 Asociación: representación gráfica
Persona Compañía trabaja-para nombre s. s. dirección jefe Administra empleado * emplea-a 0.. 1 marido casado-con mujer AUS. Gustavo Torossi

32 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 AUS. Gustavo Torossi

33 Asociación: casos especiales
Asociación como clase Asociación calificada Asociación ordenada Restricción * * Persona Cuenta or AUS. Gustavo Torossi * Empresa 1

34 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. AUS. Gustavo Torossi

35 Representación gráfica
Agregación Composición AUS. Gustavo Torossi

36 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. AUS. Gustavo Torossi

37 Representación Gráfica
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38 Herencia Múltiple Bípedo Cuadrúpedo nro patas nro patas Con Pelos
Herbívoro cubertura comida Animal Con Plumas cobertura comida cobertura Carnívoro Con Escamas Conejo AUS. Gustavo Torossi

39 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. AUS. Gustavo Torossi

40 Dependencias De traza De refinamiento De uso De importación …
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41 Diagrama de clases: ejemplo
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42 La Vista de Casos de Uso AUS. Gustavo Torossi

43 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 AUS. Gustavo Torossi

44 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 AUS. Gustavo Torossi

45 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. AUS. Gustavo Torossi

46 Diagrama de Caso de Uso Cajero Automático AUS. Gustavo Torossi

47 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. AUS. Gustavo Torossi

48 Descripción textual AUS. Gustavo Torossi

49 Caso de Uso: Relaciones
Inclusión: Secuencias comunes a varios casos de uso. AUS. Gustavo Torossi

50 Caso de Uso: Relaciones
Extensión: Partes opcionales de un caso de uso. AUS. Gustavo Torossi

51 Caso de Uso: Relaciones
Generalización: Distintas variantes de un caso de uso. (“es un tipo de”) AUS. Gustavo Torossi

52 Caso de Uso: Relaciones
Ejemplo AUS. Gustavo Torossi

53 La Vista de Interacción
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54 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). AUS. Gustavo Torossi

55 Diagramas de Secuencia
Énfasis en la secuencia cronológica de los mensajes. AUS. Gustavo Torossi

56 Diagrama de Colaboración
Énfasis en la distribución física y relaciones de los objetos. AUS. Gustavo Torossi

57 La Vista de Máquina de Estados
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58 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. AUS. Gustavo Torossi

59 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. AUS. Gustavo Torossi

60 Diagramas de Estado Estados y Transiciones A B
Evento [condición] / Acción A B El evento se considera instantáneo AUS. Gustavo Torossi

61 Diagramas de Estado Ejemplo: Pila AUS. Gustavo Torossi

62 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 AUS. Gustavo Torossi

63 Acciones estado A entry: acción por entrar exit: acción por salir
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 AUS. Gustavo Torossi

64 Estados compuestos AUS. Gustavo Torossi

65 La Vista de Actividades
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66 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. AUS. Gustavo Torossi

67 Diagrama de Actividades
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68 Calles y flujo de objetos
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69 Vistas Físicas AUS. Gustavo Torossi

70 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. AUS. Gustavo Torossi

71 Diagrama de Componentes
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72 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. AUS. Gustavo Torossi

73 Diagrama de Despliegue
AUS. Gustavo Torossi

74 Diagrama de Despliegue
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75 La Vista de Gestión AUS. Gustavo Torossi

76 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. AUS. Gustavo Torossi

77 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. AUS. Gustavo Torossi

78 4 + 1 vistas de Kruchten Vista de Vista Lógica Realización
Vista de los Casos de Uso Vista de Procesos Vista de Distribución AUS. Gustavo Torossi

79 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 AUS. Gustavo Torossi

80 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. AUS. Gustavo Torossi

81 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. AUS. Gustavo Torossi

82 Proceso de Desarrollo AUS. Gustavo Torossi

83 Proceso de Desarrollo UML no prescribe ningún proceso de desarrollo.
Sin embargo se recomienda un proceso: Dirigido por Casos de Uso Centrado en la Arquitectura Iterativo e Incremental Ejemplo: Proceso Unificado (RUP) AUS. Gustavo Torossi

84 Ciclo de Vida AUS. Gustavo Torossi

85 Ciclo de Vida AUS. Gustavo Torossi

86 Ciclo de Vida AUS. Gustavo Torossi

87 Ciclo de Vida AUS. Gustavo Torossi

88 Herramientas CASE AUS. Gustavo Torossi

89 Herramientas CASE UML no es un leguaje de programación visual, pero sus modelos pueden conectarse directamente con una variedad de lenguajes. Forward & reverse engineering. Ingeniería de ida y vuelta. AUS. Gustavo Torossi

90 Herramientas CASE Rational Rose (www.rational.com)
Rational XDE ( Borland Together ( Embarcadero Describe ( AUS. Gustavo Torossi

91 Herramientas CASE - Libres
Argo UML (argouml.tigris.org) Poseidon ( Dome ( ) Comparativa: AUS. Gustavo Torossi

92 Bibliografía Título Autor ISBN El Lenguaje Unificado de Modelado
Manual de Referencia James Rumbaugh Guía del Usuario Grady Booch UML Gota a gota Martin Fowler UML y Patrones Craig Larman AUS. Gustavo Torossi

93 Recursos en la Web UML Resource Center ( The Rational Edge ( AUS. Gustavo Torossi

94 ¿ preguntas ? AUS. Gustavo Torossi