Introducción a UML AUS. Gustavo Torossi AUS. Gustavo Torossi

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

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

¿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

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

Influencias AUS. Gustavo Torossi

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

Modelos E = M * C2 AUS. Gustavo Torossi

¿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

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

UML - Conceptos AUS. Gustavo Torossi

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

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

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

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

Relación Áreas - Vistas AUS. Gustavo Torossi

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

La Vista Estática AUS. Gustavo Torossi

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

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

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

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

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

Clases: Niveles de visibilidad Ejemplo AUS. Gustavo Torossi

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

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

Diagrama de Objetos Diagrama de Clase Diagrama de Objetos AUS. Gustavo Torossi

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

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

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

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

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

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

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

Representación gráfica Agregación Composición AUS. Gustavo Torossi

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

Representación Gráfica AUS. Gustavo Torossi

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

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

Dependencias De traza De refinamiento De uso De importación … AUS. Gustavo Torossi

Diagrama de clases: ejemplo AUS. Gustavo Torossi

La Vista de Casos de Uso AUS. Gustavo Torossi

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

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

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

Diagrama de Caso de Uso Cajero Automático AUS. Gustavo Torossi

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

Descripción textual AUS. Gustavo Torossi

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

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

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

Caso de Uso: Relaciones Ejemplo AUS. Gustavo Torossi

La Vista de Interacción AUS. Gustavo Torossi

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

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

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

La Vista de Máquina de Estados AUS. Gustavo Torossi

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

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

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

Diagramas de Estado Ejemplo: Pila AUS. Gustavo Torossi

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

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

Estados compuestos AUS. Gustavo Torossi

La Vista de Actividades AUS. Gustavo Torossi

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

Diagrama de Actividades AUS. Gustavo Torossi

Calles y flujo de objetos AUS. Gustavo Torossi

Vistas Físicas AUS. Gustavo Torossi

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

Diagrama de Componentes AUS. Gustavo Torossi

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

Diagrama de Despliegue AUS. Gustavo Torossi

Diagrama de Despliegue AUS. Gustavo Torossi

La Vista de Gestión AUS. Gustavo Torossi

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

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

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

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

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

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

Proceso de Desarrollo AUS. Gustavo Torossi

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

Ciclo de Vida AUS. Gustavo Torossi

Ciclo de Vida AUS. Gustavo Torossi

Ciclo de Vida AUS. Gustavo Torossi

Ciclo de Vida AUS. Gustavo Torossi

Herramientas CASE AUS. Gustavo Torossi

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

Herramientas CASE Rational Rose (www.rational.com) Rational XDE (www.rational.com) Borland Together (www.borland.com/together/) Embarcadero Describe (www.embarcadero.com/) AUS. Gustavo Torossi

Herramientas CASE - Libres Argo UML (argouml.tigris.org) Poseidon (www.gentleware.com) Dome (www.htc.honeywell.com/dome ) Comparativa: http://www.diatel.upm.es/malvarez/UML/Comparativa.html AUS. Gustavo Torossi

Bibliografía Título Autor ISBN El Lenguaje Unificado de Modelado Manual de Referencia James Rumbaugh 8478290370 Guía del Usuario Grady Booch 8478290281 UML Gota a gota Martin Fowler 9684443641 UML y Patrones Craig Larman 8420534382 AUS. Gustavo Torossi

Recursos en la Web UML Resource Center (www.rational.com/uml/index.jsp) The Rational Edge (www.therationaledge.com/) AUS. Gustavo Torossi

¿ preguntas ? gtorossi@ecomchaco.com.ar AUS. Gustavo Torossi