Carlos Reynoso Universidad de Buenos Aires Introducción a UML Carlos Reynoso Universidad de Buenos Aires Billyreyno@hotmail.com http://www.microsoft.com/spanish/msdn/arquitectura/roadmap_arq/arquitectura_soft.mspx

Agenda Contexto Elementos Diagramas Limitaciones Conclusiones Arquitectura de Software Métodos ágiles (XP y otros) Modelado orientado a objetos Elementos Diagramas Limitaciones Conclusiones

UML - Antecedentes Lenguaje Unificado de Modelado: Lenguaje para especificar, visualizar y documentar los artefactos de los sistemas Grady Booch (Booch) + Jim Rumbaugh (OMT) + Ivar Jacobson (Objectory), 1994  Estándar de OMG (Object Management Group) desde 1997 [ http://www-omg.org ] Versión 2.0: notación simplificada

UML – Significación Definición: Es una familia de notaciones gráficas, útil para diseñar sistemas de software, particularmente sistemas que habrán de desarrollarse en términos de OO. Desde su establecimiento ca. 1997, ha desplazado a una multitud de lenguajes gráficos de modelado OO (lo cual es de agradecer) Mellor y Fowler: principales usos Sketch (selectivo) * Blueprint (completo) – Igual a CASE, en desgracia Lenguaje de programación – MDA, Executable UML. No realista en opinión de Fowler. Fowler: No existe ningún estándar que especifique cómo mapea UML sobre un lenguaje de programación en particular

UML - Building blocks 7 Elementos Estructurales Clases, Interfaces, Colaboraciones, Casos de uso, Clases activas, Componentes, Nodos 2 Elementos de Comportamiento Interacciones (mensajes, secuencias & enlaces), máquinas de estado 1 elemento de agrupación: paquetes 1 elemento de anotación 4 Relaciones Dependencia, asociación, generalización, realización 9 Diagramas

UML - Diagramas Estáticos: Dinámicos: Diagramas de clases Diagramas de objetos Diagramas de componentes Diagramas de despliegue Dinámicos: Diagramas de casos de uso Diagramas de secuencia Diagramas de colaboración Diagramas de estados Diagramas de actividades

UML 2 – Diagramas

RUP Milestones - Por primera vez en Boehm, 1996: Incepción - Visión y alcance - Life Cycle Objective Milestone Elaboración - Riesgos, arquitectura y planes - Life Cycle Architecture Milestone Construcción - Diseño detallado - Operation Capability Milestone Transición - Fine tuning - Product Release Milestone

Fases de análisis y diseño Definición de casos de uso Definición del modelo del dominio Definición de diagramas de interacción Definición de diagramas de clases diseño Casos de uso: Análisis de requerimientos Modelo de dominio: Conceptos, atributos y asociaciones Diagramas de interacción: Flujo de mensajes (invocación de métodos) Diagramas de clases: Métodos requeridos por los mensajes

Análisis de requerimientos En UP los requerimientos se clasifican conforme al modelo FURPS+ [Grady92]: Funcional [Casos de uso] Usabilidad: Factor humano, documentación Fiabilidad (Reliability) Performance Soporte: Mantenimiento, configurabilidad... +: Adicionales (packaging, legales...)

Análisis de requerimientos Casos de uso: Writing effective use cases [Cockburn01] Software Engineering Body of Knowledge, http://www.swebok.org ISO 9126, IEEE Std 830, IEEE Std 1061 SEI - Carnegie Mellon Introducidos por Jacobson (86) para describir requerimientos funcionales

Casos de Uso Los casos de uso son requerimientos, pero no todos los requerimientos Son documentos de texto, no diagramas (aunque en UML hay diagramas de casos de uso) No están ligados a OOD u OOP Anderson, Fowler, Cockburn... recomiendan no usar diagramas, sino escribir texto Se recomienda que sean de caja negra: qué (análisis), pero no cómo (diseño) Plantillas para casos de uso en http://www.usecases.org

Casos de Uso Un caso de uso puede tener variantes, ser parte de otro o extender algún otro Los casos de uso se realizan mediante diagramas de colaboración* (UML 1) En BRJ99 son alternativamente referidos como estáticos (p.203) y dinámicos (p.205) Fowler no recomienda el uso de diagramas, sino la forma narrativa Se considera que la definición de casos de uso en UML es más bien ambigua

Casos de Uso Diagramas de casos de uso: Actores: Casos de uso Actores Relaciones de dependencia, generalización y asociación Actores: Se representan mediante monigotes Se pueden definir categorías generales (Cliente) y especializarlas a través de relaciones de generalización Un Actor sólo se puede conectar a un caso de uso mediante una asociación

Diagramas de Clases Modelan la vista de diseño estática de un sistema La vista estática soporta los requisitos funcionales Son los más utilizados en el modelado de sistemas orientados a objeto Fowler: “Psst… ¿Quiere ver un diagrama de UML?” Muestra un conjunto de clases, interfaces y colaboraciones Son importantes para construir sistemas ejecutables, aplicando ingeniería directa e inversa

Diagramas de Clases Son un conjunto de nodos y arcos Contienen clases, interfaces, colaboraciones, relaciones de dependencia, generalización y asociación Pueden contener también paquetes o subsistemas para agrupar otros elementos del modelo El mayor peligro de los diagramas de clases es que uno se puede concentrar en la estructura y olvidar la conducta – Alternar clases de diagramas Recomendación 2 (Fowler): No diagramar todo, sino aspectos importantes

Diagramas de Objetos Modelan las instancias de los elementos contenidos en los diagramas de clases Muestran un conjunto de objetos y sus relaciones en un momento concreto (vista estática, como una instantánea) Consisten en los objetos que colaboran, pero sin especificar los mensajes Contienen objetos y enlaces Pueden contener paquetes o subsistemas

Diagramas de Objetos Se puede hacer ingeniería directa, pero en la práctica esto tiene un valor limitado Las instancias son creadas en tiempo de ejecución Hacer ingeniería inversa es más razonable y se hace continuamente p. ej. para localizar un enlace perdido, etc. Tener en cuenta: No es posible capturar todos los objetos potenciales de un sistema o sus relaciones Se usan para capturar algún aspecto específico del sistema en un momento dado

Diagramas de Componentes Modelan aspectos físicos del sistema Ejecutables, bibliotecas, tablas, archivos, documentos Representan el empaquetamiento físico de elementos lógicos tales como clases, interfaces y colaboraciones Definen abstracciones con interfaces bien definidas La notación canónica permite visualizar un componente con independencia de sistema operativo o lenguaje de programación Con los mecanismos de extensión (estereotipos) se puede particularizar la notación

Diagramas de Componentes Contienen componentes, interfaces y relaciones de dependencia, asociación y realización También pueden contener paquetes, subsistemas e instancias Es habitual hacer ingeniería directa e inversa Cada diagrama representa un aspecto; el conjunto de todos representa una vista estática completa del sistema

Diagrama de Secuencia (DSS) Muestra eventos de entrada y salida relacionados con el sistema UML incluye notación para representar los eventos que parten de los actores externos hacia el sistema Un DSS es un dibujo que muestra, para un escenario* de casos de uso, los eventos generados por los actores, el orden y los eventos entre sistemas El orden de los eventos debe seguir el orden en el caso de uso

Diagrama de Secuencia (DSS) Larman, p. 118

Diagrama de Secuencia (DSS) Forman parte del Modelo de los Casos de Uso No se mencionan en la especificación de UP Se suelen crear en la elaboración, no en la incepción No es necesario crear DSS para todos los escenarios de todos los casos de uso En UML 1, los elementos del DSS eran objetos; ahora es más complicado y abstracto

Diagramas de Secuencia Son buenos para comprender la conducta de varios objetos en un solo caso de uso Sirven para mostrar colaboración entre objetos; no lo son para modelar la conducta Si se quiere ver la conducta de un solo objeto a través de varios casos de uso, usar un diagrama de estados Muchos threads a través de muchos casos, un diagrama de actividad

Diagramas de Estados Statecharts: Muestran una máquina de estados Un diagrama de actividad es una clase especial de diagrama de estados que muestra el flujo de control entre actividades Un diagrama de estados muestra el flujo de control entre estados Especifica la secuencia de estados por la que pasa un objeto en respuesta a eventos, junto con sus respuestas a esos eventos Son útiles para modelar comportamiento regido por eventos

Diagramas de Estados Usualmente se modela la vida de un objeto, comenzando por su creación, sus estados estables y su destrucción Una máquina de estados cuyas acciones están asociadas a transiciones se llama máquina de Mealy Una máquina de estados cuyas acciones están asociadas a estados se llama máquina de Moore En la práctica se suelen mezclar ambos tipos de máquinas

Diagramas de Estado La ingeniería directa es usual La ingeniería inversa es teóricamente posible pero no es útil Las herramientas de ingeniería inversa no tienen capacidad de abstracción y no pueden producir diagramas de estado significativos Puede resultar más útil alguna herramienta de animación

Diagramas de Actividad Equivalente de un workflow, pero con soporte de paralelismo Describen lóigica de procedimiento, lógica de negocios y workflow Es uno de los que más cambió en UML 2 En UML 1 eran casos especiales de diagramas de estado; ya no más En UML 1 había reglas especiales para balancear forks y joins; ya no es más preciso

Diagramas de Comunicación Se llamaban Diagramas de Colaboración en UML 1. Enfatiza los vínculos de datos entre los participantes de una interacción Utilizan numeración para mostrar la secuencia de un mensaje Usualmente su usa numeración común, plana; pero la legal (“Kosher”) debería ser decimal 1.1, etc …

Diagramas de Despliegue Modelan la vista de despliegue estática, equivalente a la topología del sistema Para modelar hardware, se recomiendan lenguajes específicos, como VHDL No sólo modelan el despliegue, sino que pueden gestionarlo a través de ingeniería directa o inversa Contienen nodos y relaciones de dependencia y asociación Pueden contener paquetes, subsistemas, componentes e instancias

Diagramas de Despliegue Se puede hacer alguna ingeniería directa, mayormente para visualizar La ingeniería inversa es de mayor valor

Vista de gestión: Paquetes Un paquete es una parte de un modelo Cada parte de un modelo debe pertenecer a un paquete Los paquetes contienen elementos en el más alto nivel Clases y relaciones, máquinas de estado, diagramas de casos de uso, interacciones y colaboraciones Cualquier elemento que no esté contenido en otro paquete Si se ilgen bien los paquetes, representan la arquitectura de alto nivel del sistema

Mecanismos de Extensión Las herramientas pueden almacenar y manipular las extensiones, pero sin entender su semántica Se espera que haya herramientas y módulos adicionales que puedan entenderlas Los mecanismos usuales de extensión son: Restricciones Valores etiquetados Estereotipos Las extensiones generan “dialectos” de UML

Extensiones: Restricción Es una condición semántica representada como expresión textual Puede ser notación matemática formal, un lenguaje como OCL, un lenguaje de programación o seudocódigo Aunque se represente en lenguaje formal, no es de cumplimiento automático Habitualmente se expresan entre llaves cantidad: Dinero {valor múltiplo de 20} {Persona.Empleado = Persona.Jefe.Empleado}

Extensiones: Valor etiquetado Los valores etiquetados se muestran como cadenas con el nombre de la etiqueta, un signo igual y un valor No se deben usar etiquetas reservadas Usualmente se ponen entre llaves {autor=Billy Reynoso, creación=7/12/04, estado=activado}

Extensiones: Estereotipos Pueden utilizar símbolos pre-existentes o iconos creados a ese efecto Usualmente se presentan como cadenas de texto encomilladas

Referencias Grady Booch, James Rumbaugh, Ivar Jacobson - El Lenguaje Unificado de Modelado. Madrid, Addison Wesley, 1999. Craig Larman - UML y Patrones. 2a ed., Madrid, Pearson/Prentice Hall, 2003.

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