Curso

Desarrollo de Software Orientado a Objeto usando UML Patricio Letelier Torres [email protected] Departamento Sistemas Informáticos y Computación (DSIC) Universidad Politécnica de Valencia (UPV) - España



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Contenido I.

II. III.

• V. 

Introducción – Modelado de Software – UML Breve Tour por UML El Paradigma Orientado a Objeto usando UML – Fundamentos del Modelado OO – Requisitos del software – Interacción entre objetos – Clases y relaciones entre clases – Comportamiento de objetos – Componentes – Distribución y despliegue de componentes – Object Constraint Language (OCL) Proceso de Desarrollo de SW basado en UML Conclusiones

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2

I Introducción

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3

Introducción: Modelado de SW

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4

I. Introducción: Modelado de SW

Construcción de una casa para “fido”

Puede hacerlo una sola persona Requiere: Modelado mínimo Proceso simple Herramientas simples

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I. Introducción: Modelado de SW

Construcción de una casa

Construida eficientemente y en un tiempo razonable por un equipo Requiere: Modelado Proceso bien definido Herramientas más sofisticadas 

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Construcción de un rascacielos

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I. Introducción: Modelado de SW

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I. Introducción: Modelado de SW

Claves en Desarrollo de SI Notación

Herramientas



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Proceso

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I. Introducción: Modelado de SW

Abstracción - Modelado Visual (MV) “El modelado captura las partes esenciales del sistema” Orden Item

envío

Proceso de Negocios Sistema Computacional 

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I. Introducción: Modelado de SW

II. Notación (Visual) - Beneficios Manejar la complejidad

Interface de Usuario (Visual Basic, Java, ..)

Lógica del Negocio (C++, Java, ..)

Múltiples Sistemas

Servidor de BDs (C++ & SQL, ..)

“Modelar el sistema independientemente del lenguaje de implementación” 

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Componentes Reutilizados

Promover la Reutilización 10

Introducción: UML



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I. Introducción: UML

¿Qué es UML?





UML = Unified Modeling Language



Un lenguaje de propósito general para el modelado orientado a objetos. Impulsado por el Object Management Group (OMG, www.omg.org)



Documento “OMG Unified Modeling Language Specification”



UML combina notaciones provenientes desde: • Modelado Orientado a Objetos • Modelado de Datos • Modelado de Componentes • Modelado de Flujos de Trabajo (Workflows)

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I. Introducción: UML

Situación de Partida 

Diversos métodos y técnicas OO, con muchos aspectos en común pero utilizando distintas notaciones



Inconvenientes para el aprendizaje, aplicación, construcción y uso de herramientas, etc.



Pugna entre distintos enfoques (y correspondientes gurús) Establecer una notación estándar

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I. Introducción: UML

Historia de UML  Comenzó como el “Método Unificado”, con la participación de Grady Booch y Jim Rumbaugh. Se presentó en el OOPSLA’95  El mismo año se unió Ivar Jacobson. Los “Tres Amigos” son socios en la compañía Rational Software. Herramienta CASE Rational Rose

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I. Introducción: UML

Historia de UML 2005? 2003 2000 1999 1998 Nov ‘97

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UML 2.0 UML 1.5 UML 1.4 UML 1.3

Revisiones menores

UML 1.2 UML aprobado por el OMG

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I. Introducción: UML

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)

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        

MCI Systemhouse Microsoft ObjecTime Oracle Corp. Platinium Technology Sterling Software Taskon Texas Instruments Unisys 16

UML “aglutina” enfoques OO

I. Introducción: UML

Rumbaugh Booch

Jacobson

Odell

Meyer Pre- and Post-conditions

Shlaer-Mellor Object life cycles

UML Harel

State Charts

Gamma et. al. Frameworks, patterns, notes

Embly

Singleton classes

Wirfs-Brock Fusion

Responsabilities

Operation descriptions, message numbering 

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I. Introducción: UML

Aspectos Novedosos 

Definición semi-formal del Metamodelo de UML



Mecanismos de Extensión en UML:  Stereotypes 

Constraints



Tagged Values

Permiten adaptar los elementos de modelado, asignándoles una semántica particular 

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I. Introducción: UML

Inconvenientes en UML





Definición del proceso de desarrollo usando UML. UML no es una metodología



No cubre todas las necesidades de especificación de un proyecto software. Por ejemplo, no define los documentos textuales



Ejemplos aislados



“Monopolio de conceptos, técnicas y métodos en torno a UML y el OMG”

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I. Introducción: UML

Perspectivas de UML  





UML es el lenguaje de modelado orientado a objetos estándar predominante ahora y en los próximos años Razones: • Participación de metodólogos influyentes • Participación de importantes empresas • Estándar del OMG Evidencias: • Herramientas que proveen la notación UML • “Edición” de libros (más de 300 en www.amazon.com) • Congresos, cursos, “camisetas”, etc.

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II Breve Tour por UML

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II. Breve Tour por UML

Modelos y Diagramas 

Un modelo captura una vista de un sistema del mundo real. Es una abstracción de dicho sistema, considerando un cierto propósito. Así, el modelo describe completa-mente aquellos aspectos del sistema que son relevantes al propósito del modelo, y a un apropiado nivel de detalle.



Diagrama: una representación gráfica de una colección de elementos de modelado, a menudo dibujada como un grafo con vértices conectados por arcos



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II. Breve Tour por UML

... Modelos y Diagramas





Un proceso de desarrollo de software debe ofrecer un conjunto de modelos que permitan expresar el producto desde cada una de las perspectivas de interés



El código fuente del sistema es el modelo más detallado del sistema (y además es ejecutable). Sin embargo, se requieren otros modelos ...



Cada modelo es completo desde su punto de vista del sistema, sin embargo, existen relaciones de trazabilidad entre los diferentes modelos

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II. Breve Tour por UML

Diagramas de UML 1.5  Diagrama de Casos de Uso  Diagrama de Clases  Diagrama de Objetos Diagramas de Comportamiento  Diagrama de Estados  Diagrama de Actividad Diagramas de Interacción  Diagrama de Secuencia  Diagrama de Colaboración Diagramas de implementación  Diagrama de Componentes  Diagrama de Despliegue 

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II. Breve Tour por UML

... Diagramas de UML Los diagramas expresan gráficamente partes de un modelo State State Diagramas de Diagrams Use Case Diagrams Use Case State Clases Diagramas Diagrams de State Use Case Diagrams Diagramas de Diagrams Use Case Diagrams Diagramas de Casos de Uso Diagrams Objetos Diagrams Secuencia Scenario Scenario Diagramas de Diagrams Diagrams Colaboración Scenario Scenario Diagramas de Diagrams Diagrams Estados 

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Modelos

Diagramas de Actividad

State State Diagramas de Diagrams Diagrams Componentes Component Component Diagrams Diagramas Diagrams

de Distribución 25

II. Breve Tour por UML

Organización de Modelos 4+1 vistas de Kruchten (1995)

Vista Lógica

Vista de Realización

Vista de los Casos de Uso Vista de Procesos

Vista de Distribución

Este enfoque sigue el browser de Rational Rose 

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II. Breve Tour por UML

... Organización de Modelos Propuesta de Rational Unified Process (RUP) M. de Casos de Uso del Negocio (Business Use-Case Model)  M. de Objetos del Negocio (Business Object Model)  M. de Casos de Uso (Use-Case Model)  M. de Análisis (Analysis Model)  M. de Diseño (Design Model)  M. de Despliegue (Deployment Model)  M. de Datos (Data Model)  M. de Implementación (Implementation Model)  M. de Pruebas (Test Model) 

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II. Breve Tour por UML

Paquetes en UML  Los paquetes ofrecen un mecanismo general para la organización de los modelos/subsistemas agrupando elementos de modelado  Se representan gráficamente como: Nombre de paquete

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II. Breve Tour por UML

… Paquetes en UML





Cada paquete corresponde a un submodelo (subsistema) del modelo (sistema)



Un paquete puede contener otros paquetes, sin límite de anidamiento pero cada elemento pertenece a (está definido en) sólo un paquete



Una clase de un paquete puede aparecer en otro paquete por la importación a través de una relación de dependencia entre paquetes

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II. Breve Tour por UML

… Paquetes en UML





Todos los elementos 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

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II. Breve Tour por UML

...Paquetes en Rational Rose Customers

Otra Cl ase

Customers

CheckingAccount

<>

Banking

(f rom Banking)

Banking

CheckingAccount

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II. Breve Tour por UML

… Paquetes en UML

Práctica 1



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II. Breve Tour por UML

Diagrama de Casos de Uso  Casos de Uso es una técnica para capturar información respecto de los servicios que un sistema proporciona a su entorno  No pertenece estrictamente al enfoque orientado a objeto, es una técnica para captura y especificación de requisitos

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II. Breve Tour por UML

… Ejemplos Ejemplo: Retirar dinero

Cliente

Consult ar E xt ract o

Realizar transferencia Práctica 2

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II. Breve Tour por UML

Diagrama de Secuencia

: Encargado

: WInP réstamos

:Socio

:Video

: Préstamo

prestar(video, socio) verificar situación socio verificar situación video registrar préstamo entregar recibo

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II. Breve Tour por UML

Diagrama de Colaboración :Socio

:Video 2: verificar situación socio

1: prestar(video, socio)

3: verificar situación video :WInPréstamos

5: entregar recibo : Encargado

4: registrar préstamo

:Préstamo

Práctica 3

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II. Breve Tour por UML

Diagrama de Clases  El Diagrama de Clases es el diagrama principal para el análisis y diseño del sistema  Un diagrama de clases presenta las clases del sistema con sus relaciones estructurales y de herencia  La definición de clase incluye definiciones para atributos y operaciones  El modelo de casos de uso debería aportar información para establecer las clases, objetos, atributos y operaciones 

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II. Breve Tour por UML

Ejemplos (Clase y Visibilidad)

A lum no DN I : c har[10] núm ero_ex p : int nom bre : c har[50] alta() poner_nota(as ignatura : c har *, año : int, nota : float) m atric ular(c urs os : as ignatura, año : int) lis tar_ex pediente()



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II. Breve Tour por UML

… Ejemplos (Asociación)

Departam ento

dirige 0..1



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direc tor

Profes or 1

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II. Breve Tour por UML

… Ejemplos (Clase Asociación) Empresa

empleador

trabajadores

*

Empleado

1..*

Cargo nombre sueldo

superior 0..1

subordinado 1..*



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II. Breve Tour por UML

… Ejemplos (Generalización)

Trabajador

{ disjunta, completa }

Directivo



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Administrativo

Obrero

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II. Breve Tour por UML

… Ejemplos Motor 1..4

1 Avión

Vendedor de billetes

Piloto

1

n

1..2

1

n

n

Vuelo

1

n

Reserva

n

{ disjunta, completa }

1 Avión militar

Avión comercial

Línea aérea

{ disjunta, completa }

Avión de carga 

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Avión de pasajeros

Prácticas 4

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II. Breve Tour por UML

Diagrama de Estados alta

baja

sin pr éstam os

núm er o_prés tam os = 0

Socio número : int nombre : char[50] número_prestamos : int = 0

pres tar

devol ver [ núm ero_p rést amo s = 1 ]

alta() baja() prestar(código_libro : int, fecha : date) devolver(código_libro : int, fecha : date)

núm ero_prés tam os > 0 c on prés tam os pres tar

devolver[ núm ero_prés tam os > 1 ]



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II. Breve Tour por UML

Diagrama de Actividad Buscar Bebida

[ no hay café ]

[ no zumo ]

[ hay café ] [ hay zumo ] Poner café en filtro

Añadir agua al depósito

Coger taza Coger zumo

Poner filtro en máquina

Encender máquina / cafetera.On C afé en preparación indicador de fin Servir café



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Beber

Práctica 5

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II. Breve Tour por UML

Diagrama Componentes Interfaz de Terminal

Gestión de Cuentas



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Rutinas de conexión

Control y Análisis

Acceso a BD

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II. Breve Tour por UML

Diagrama de Despliegue Servidor Central

Control y Análisis Comment

Acceso a BD Comment Rutinas de Coneccion Comment

Terminal de Consulta Rutinas de Coneccion Comment Punto de Venta

Interfaz de Terminal Comment

Rutinas de Coneccion Comment

Gestión de Cuentas Comment



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Interfaz de Terminal Comment

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II. Breve Tour por UML

Diagrama de Despliegue en Rational

C ontrol y Análisis

Acceso a BD

Servidor Central Component Diagram: Components / Servidor Central

Rutinas de conexión

Servidor Central

Punto de Venta

Punto de Venta

Terminal de Consulta

Gestión de Cuentas

Terminal de Consulta

Component Diagram: Components / Punto de Venta

Component Diagram: Components / Terminal de Consulta

Rutinas de conexión

Rutinas de conexión

Interfaz de Terminal

Interfaz de Terminal

Práctica 6

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II. Breve Tour por UML

Resumen  UML define una notación que se expresa como diagramas sirven para representar modelos/subsistemas o partes de ellos  El 80 por ciento de la mayoría de los problemas pueden modelarse usando alrededor del 20 por ciento de UML-- Grady Booch

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III El Paradigma Orientado a Objeto

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¿Por qué la Orientación a Objetos?

III. El Paradigma OO

 Proximidad de los conceptos de modelado respecto de las entidades del mundo real • •

Mejora captura y validación de requisitos Acerca el “espacio del problema” y el “espacio de la solución”

 Modelado integrado de propiedades estáticas y dinámicas del ámbito del problema • 

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Facilita construcción, mantenimiento y reutilización 50

¿Por qué la Orientación a Objetos?

III. El Paradigma OO

 Conceptos comunes de modelado durante el análisis, diseño e implementación • Facilita la transición entre distintas fases • Favorece el desarrollo iterativo del sistema • Disipa la barrera entre el “qué” y el “cómo”

 Sin embargo, existen problemas ... 

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III. El Paradigma OO

Problemas en OO “...Los conceptos básicos de la OO se conocen desde hace dos décadas, pero su aceptación todavía no está tan extendida como los beneficios que esta tecnología puede sugerir” “...La mayoría de los usuarios de la OO no utilizan los conceptos de la OO de forma purista, como inicialmente se pretendía. Esta práctica ha sido promovida por muchas herramientas y lenguajes que intentan utilizar los conceptos en diversos grados” --Wolfgang Strigel 

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III. El Paradigma OO

… Problemas en OO  



Un objeto contiene datos y operaciones que operan sobre los datos, pero ... Podemos distinguir dos tipos de objetos degenerados: • Un objeto sin datos (que sería lo mismo que una biblioteca de funciones) • Un objeto sin “operaciones”, con sólo operaciones del tipo crear, recuperar, actualizar y borrar (que se correspondería con las estructuras de datos tradicionales) Un sistema construido con objetos degenerados no es un sistema verdaderamente orientado a objetos

“Las aplicaciones de gestión están constituidas mayoritariamente por objetos degenerados” 

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53

Fundamentos de Modelado OO

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III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado O

Objetos  Objeto = unidad atómica que encapsula estado y comportamiento  La encapsulación en un objeto permite una alta cohesión y un bajo acoplamiento  Un objeto puede caracterizar una entidad física (coche) o abstracta (ecuación matemática)

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III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado O

… Objetos  En UML, un objeto se representa por un rectángulo con un nombre subrayado Otro objeto

Un objeto

Otro objeto más

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III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado O

… Objetos  Ejemplo de varios objetos relacionados: Cuenta Corriente 101 Juan Banco de Valencia

Felipe Cuenta Corriente 114

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57

III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado O

… Objetos  Objeto = Identidad + Estado + Comportamiento  El estado está representado por los valores de los atributos  Un atributo toma un valor en un dominio concreto Un coche Azul 979 Kg 70 CV ...

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III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado O

Clases y Objetos



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III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado O

Comportamiento  Ejemplo de interacción: Un Objeto

1: Un mensaje

Operación 1

Operación 2

Otro Objeto



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III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado O

… Comportamiento  Los mensajes navegan por los enlaces, a priori en ambas direcciones  Estado y comportamiento están relacionados  Ejemplo: no es posible aterrizar un avión si no está volando. Está volando como consecuencia de haber despegado del suelo



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III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado O

Persistencia  La persistencia de los objetos designa la capacidad de un objeto trascender en el espacio/tiempo  Podremos después reconstruirlo, es decir, cogerlo de memoria secundaria para utilizarlo en la ejecución (materialización del objeto)  Los lenguajes OO no proponen soporte adecuado para la persistencia, la cual debería ser transparente, un objeto existe desde su creación hasta que se destruya 

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62

III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado O

Comunicación  Un sistema informático puede verse como un conjunto de objetos autónomos y concurrentes que trabajan de manera coordinada en la consecución de un fin específico  El comportamiento global se basa pues en la comunicación entre los objetos que la componen



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III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado O

… Comunicación





Categorías de objetos: • Activos - Pasivos • Cliente – Servidores, Agentes



Objeto Activo: posee un hilo de ejecución (thread) propio y puede iniciar una actividad



Objeto Pasivo: no puede iniciar una actividad pero puede enviar estímulos una vez que se le solicita un servicio



Cliente es el objeto que solicita un servicio. Servidor es el objeto que provee el servicio solicitado

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64

III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado O

… Comunicación  Los agentes reúnen las características de clientes y servidores  Son la base del mecanismo de delegación  Introducen indirección: un cliente puede comunicarse con un servidor que no conoce directamente



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III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado O

… Comunicación  Ejemplo con objeto agente: Servidor 1 2: Un agente 1: Un cliente



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3: Servidor 2

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III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado O

El Concepto de Mensaje  La unidad de comunicación entre objetos se llama mensaje Objeto 1

1: Mensaje A

Objeto 2

2: Mensaje C 4: Mensaje E Objeto 4

Objeto 3 3: Mensaje D



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III. El Paradigma OO: Fundamentos de Modelado O

Mensaje y Estímulo 

Un estímulo causará la invocación de una operación, la creación o destrucción de un objeto o la aparición de una señal



Un mensaje es la especificación de un estímulo



Tipos de flujo de control: • • • •

Llamada a procedimiento o flujo de control anidado Flujo de control plano Retorno de una llamada a procedimiento Otras variaciones • Esperado (balking) • Cronometrado (time-out)



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III. El Paradigma OO: Requisitos

Requisitos del software



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69

III. El Paradigma OO: Requisitos

Casos de Uso





Los Casos de Uso (Ivar Jacobson) describen bajo la forma de acciones y reacciones el comportamiento de un sistema desde el p.d.v. del usuario



Permiten definir los límites del sistema y las relaciones entre el sistema y el entorno



Los Casos de Uso son descripciones de la funcionalidad del sistema independientes de la implementación



Comparación con respecto a los Diagramas de Flujo de Datos del Enfoque Estructurado

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III. El Paradigma OO: Requisitos

… Casos de Uso  Los Casos de Uso cubren la carencia existente en métodos previos (OMT, Booch) en cuanto a la determinación de requisitos  Los Casos de Uso particionan el conjunto de necesidades atendiendo a la categoría de usuarios que participan en el mismo  El usuario debería poder entenderlos para realizar su validación 

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71

III. El Paradigma OO: Requisitos

… Casos de Uso  Ejemplo:

Actor A

Caso de Uso A

Caso de Uso B



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Actor B

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III. El Paradigma OO: Requisitos

… Casos de Uso Actores: • • • •



Principales: personas que usan el sistema Secundarios: personas que mantienen o administran el sistema Material externo: dispositivos materiales imprescindibles que forman parte del ámbito de la aplicación y deben ser utilizados Otros sistemas: sistemas con los que el sistema interactúa



La misma persona física puede interpretar varios papeles como actores distintos



El nombre del actor describe el papel desempeñado

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III. El Paradigma OO: Requisitos

… Casos de Uso





Los Casos de Uso se determinan observando y precisando, actor por actor, las secuencias de interacción, los escenarios, desde el punto de vista del usuario



Un escenario es una instancia de un caso de uso



Los casos de uso intervienen durante todo el ciclo de vida. El proceso de desarrollo estará dirigido por los casos de uso

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III. El Paradigma OO: Requisitos

Casos de Uso: Relaciones  UML define cuatro tipos de relación en los Diagramas de Casos de Uso: • Comunicación

Actor



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C aso de U so

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… Casos de Uso: Relaciones

III. El Paradigma OO: Requisitos

• Inclusión : una instancia del Caso de Uso origen incluye también el comportamiento descrito por el Caso de Uso destino <>

Caso de Uso Origen

C aso de U so Desti no

<> reemplazó al denominado <<uses>> 

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… Casos de Uso: Relaciones

III. El Paradigma OO: Requisitos

 Ejemplo <>: Reintegro Cuenta Corriente

<>

Verificar Operación

Cliente

<>

Reintegro Cuenta de Crédito



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… Casos de Uso: Relaciones

III. El Paradigma OO: Requisitos

• Extensión : el Caso de Uso origen extiende el comportamiento del Caso de Uso destino <<extend>>

Caso de Uso Origen



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C aso de U so Desti no

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… Casos de Uso: Relaciones

III. El Paradigma OO: Requisitos

 Ejemplo <<extend>>:

Cliente

Solicitar Préstamo

[Tarjeta Caducada] <<extend> >

Solic itar N ueva Tarjeta



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… Casos de Uso: Relaciones

III. El Paradigma OO: Requisitos

 Ejemplo <> y <<extend>>:

<>

Cliente

Ide nt if i caci ón

Transferencia

<< exten d>>

Transferencia en Internet 

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… Casos de Uso: Relaciones

III. El Paradigma OO: Requisitos

 Otro ejemplo <> y <<extend>>: Order Product

Supply Customer Data

<>

<>

Arrange Payment

<>

the salesperson asks for the catal og

1 Salesperson



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<<extend>>

* Place Order

Request Catalog

81

… Casos de Uso: Relaciones

III. El Paradigma OO: Requisitos

• Herencia : el Caso de Uso origen hereda la especificación del Caso de Uso destino y posiblemente la modifica y/o amplía

Caso de Uso Hij o



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Caso de Uso Padre

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Casos de Uso: Construcción   



III. El Paradigma OO: Requisitos

Un caso de uso debe ser simple, inteligible, claro y conciso Generalmente hay pocos actores asociados a cada Caso de Uso Preguntas clave: • ¿cuáles son las tareas del actor? • ¿qué información crea, guarda, modifica, destruye o lee el actor? • ¿debe el actor notificar al sistema los cambios externos? • ¿debe el sistema informar al actor de los cambios internos?

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83

… Casos de Uso: Construcción 

III. El Paradigma OO: Requisitos

La descripción del Caso de Uso comprende: • el inicio: cuándo y qué actor lo produce? • el fin: cuándo se produce y qué valor devuelve? • la interacción actor-caso de uso: qué mensajes intercambian ambos? • objetivo del caso de uso: ¿qué lleva a cabo o intenta? • cronología y origen de las interacciones • repeticiones de comportamiento: ¿qué operaciones son iteradas? • situaciones opcionales: ¿qué ejecuciones alternativas se presentan en el caso de uso? Práctica 7



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84

III. El Paradigma OO: Requisitos Identificador

CU-

Nombre

<nombre del requisito funcional>

Descripción

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

<precondición del caso de uso>

Secuencia Normal

Paso

Postcondición Excepciones

Rendimiento



Acción

1

{El , El sistema} , se realiza el caso de uso < caso de uso CU-x>

2

Si , {el , el sistema} >, se realiza el caso de uso < caso de uso CU-x>

…

…

<postcondición del caso de uso> Paso

Acción

1

Si ,{el , el sistema} }>, se realiza el caso de uso < caso de uso CU-x>, a continuación este caso de uso {continua, aborta}

…

…

Paso

Cota de tiempo

1

n segundos

…

…

Frecuencia esperada

veces /

Importancia

{sin importancia, importante, vital}

Urgencia

{puede esperar, hay presión, inmediatamente}

Comentarios



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85

III. El Paradigma OO: Requisitos

Comentarios





En métodos OO que carecen de una técnica de captura de requisitos se comienza inmediatamente con la construcción del modelo de análisis/diseño



Los Casos de Uso son una idea maravillosa que ha sido generalmente complicada. El verdadero truco para los Casos de Uso es mantenerlos simples. Recordad, mañana van a cambiar. Rober C. Martin



Los requisitos NO funcionales también son importantes. Desempeño, cumplimiento de estándares o leyes, atributos de calidad (confiabilidad, disponibilidad, seguridad, mantenibilidad, portabilidad), etc.

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86

Interacción entre objetos



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87

III. El Paradigma OO: Interacción entre objeto

Interacción  Los objetos interactúan para realizar colectivamente los servicios ofrecidos por las aplicaciones. Los diagramas de interacción muestran cómo se comunican los objetos en una interacción  Existen dos tipos de diagramas de interacción: el Diagrama de Colaboración y el Diagrama de Secuencia 

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88

III. El Paradigma OO: Interacción entre objeto

Mensajes Sintaxis para mensajes: predecesor / guarda secuencia: retorno := msg(args)



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89

III. El Paradigma OO: Interacción entre objeto

Diagramas de interacción  El Diagrama de Secuencia es más adecuados para observar la perspectiva cronológica de las interacciones  El Diagrama de Colaboración ofrece una mejor visión espacial mostrando los enlaces de comunicación entre objetos  El D. de Colaboración puede obtenerse automáticamente a partir del correspondiente D. de Secuencia (o viceversa) 

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90

III. El Paradigma OO: Interacción entre objeto

Diagrama de Secuencia





Muestra la secuencia de mensajes entre objetos durante un escenario concreto



Cada objeto viene dado por una barra vertical



El tiempo transcurre de arriba abajo



Cuando existe demora entre el envío y la atención se puede indicar usando una línea oblicua

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91

III. El Paradigma OO: Interacción entre objeto

… Diagrama de Secuencia



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92

III. El Paradigma OO: Interacción entre objeto

… Diagrama de Secuencia Caller

Exchange

Receiver

a: lift receiver {b.receiveTime - a.sendTime < 1 sec.}

b: dial tone

{c.receiveTime -b.sendTime < 10 sec.}

c: dial digit

... The call is routed through the network

d: route

{d.receiveTime -d.sendTime < 5 sec.}

ringing tone

phone rings answer phone

At this point the parties can talk



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stop tone

stop ringing

----< 1 sec -----

93

III. El Paradigma OO: Interacción entre objeto

Diagrama de Secuencia mostrando foco de control, condiciones, recursividad creación y destrucción de objetos



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94

III. El Paradigma OO: Interacción entre objeto

ob3 : C3 op( )

ob4 : C4

ob1 : C1 [x>0] fool(x)

ob2 : C2

[x<0] bar(x)

doit(z) doit(w)

more( )



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95

III. El Paradigma OO: Interacción entre objeto

… Diagrama de Secuencia Diagram 2

Diagram 1

ob3 : C3

ob1 : C1

ob4 : C4

[x<0] bar(x)

bar(x) doit(w)

Sequence Diagram: Diagrams / Diagram 2

Sequence Diagram: Diagrams / Diagram 1



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96

III. El Paradigma OO: Interacción entre objeto

Diagrama de Colaboración  Son útiles en la fase exploratoria para identificar objetos  La distribución de los objetos en el diagrama permite observar adecuadamente la interacción de un objeto con respecto de los demás  La estructura estática viene dada por los enlaces; la dinámica por el envío de mensajes por los enlaces 

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97

III. El Paradigma OO: Interacción entre objeto

Mensajes  Un mensaje desencadena una acción en el objeto destinatario  Un mensaje se envía si han sido enviados los mensajes de una lista (sincronización):

A.1, B.3 / 1:Mensaje

B

A



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98

III. El Paradigma OO: Interacción entre objeto

… Mensajes  Un mensaje se envía de manera condicionada: [x>y] 1: Mensaje

B A



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99

III. El Paradigma OO: Interacción entre objeto

… Mensajes  Un mensaje que devuelve un resultado:

1: distancia:= mover(x,y) B A

Práctica 8



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100

Clases y relaciones entre clases



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101

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

Clasificación 

El mundo real puede ser visto desde abstracciones diferentes (subjetividad)



Mecanismos de abstracción: • • • •





Clasificación / Instanciación Composición / Descomposición Agrupación / Individualización Especialización / Generalización

La clasificación es uno de los mecanismos de abstracción más utilizados

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102

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

Clases  La clase define el ámbito de definición de un conjunto de objetos  Cada objeto pertenece a una clase  Los objetos se crean por instanciación de las clases



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103

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

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 Motocicleta color cilindrada velocidad máxima arrancar() acelerar() frenar() 

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104

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

Clases: Notación Gráfica  Otros ejemplos:

lista primero() ultimo() añadir() quitar() cardinalidad()



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pila apilar() desapilar() cardinalidad()

105

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

Clases: Encapsulación





La encapsulación presenta dos ventajas básicas: • Se protegen los datos de accesos indebidos • El acoplamiento entre las clases se disminuye • Favorece la modularidad y el mantenimiento



Los atributos de una clase no deberían ser manipulables directamente por el resto de objetos

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106

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

… Clases: Encapsulación 



Los niveles de encapsulación están heredados de los niveles de C++: •

(-) Privado : es el más fuerte. Esta parte es totalmente invisible (excepto para clases friends en terminología C++)

•

(#) Los atributos/operaciones protegidos están visibles para las clases friends 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)

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107

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

… Clases: Encapsulación  Ejemplo: Reglas de visibilidad Atributo público : Integer Atributo protegido : Integer Atributo privado : Integer "Operación pública"() "Operación protegida"() "Operación privada"()



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108

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

Relaciones entre Clases  Los enlaces entre de objetos pueden representarse entre las respectivas clases  Formas de relación entre clases: • Asociación y Agregación (vista como un caso particular de asociación) • Generalización/Especialización  Las relaciones de Agregación y Generalización forman jerarquías de clases 

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109

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

Asociación  

La asociación expresa una conexión bidireccional entre objetos Una asociación es una abstracción de la relación existente en los enlaces entre los objetos Univ. de Murcia : Universidad

Un enlace

Antonio : Estudiante

Estudiante

Universidad Una asociación



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110

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

… Asociación  Ejemplo: marido casado-con mujer

jefe Administra

0..1 0..1

Persona nombre s.s.

*

emplea-a

Compañía trabaja-para nombre dirección *

0.. 1

*

empleado



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111

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

… Asociación  Especificación de multiplicidad (mínima...máxima) 1 0..1 M..N * 0..* 1..*

Uno y sólo uno Cero o uno Desde M hasta N (enteros naturales) Cero o muchos Cero o muchos Uno o muchos (al menos uno)

 La multiplicidad mínima >= 1 establece una restricción de existencia



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112

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

Asociación Cualificada Aerolínea nro_billete

Tablero Ajedrez

fila columna

*

1

0..1

1

Viajero

Cuadro

Reduce la multiplicidad del rol opuesto al considerar el valor del cualificador



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113

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

Agregación  La agregación representa una relación parte_de entre objetos  En UML se proporciona una escasa caracterización de la agregación  Puede ser caracterizada con precisión determinando las relaciones de comportamiento y estructura que existen entre el objeto agregado y cada uno de sus objetos componentes 

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114

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

Ejemplos Window scrollbar[2] : Slider title : Header body : Panel

Window 1

scrollbar Slider



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2

1

title 1 Header

1

body

1

Panel

115

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

... Ejemplos Person

Member-of

*

* Committee

{ subset } Chair-of

1

* Represents an incorporated entity.

worker

Person

*

employee

employer

Company

0..1

* 0..1

boss {Person.employer = Person.boss.employer}



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116

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

… Ejemplos Agregación

Polígono

Punto

3..*

{ordenado}

* Cuenta

contiene

1

Persona

*

Asociación excluyente

or Empresa

* 1

está-autorizado-en

Usuario *

Clase de asociación

Estación

* Autorización prioridad privilegios camb_privil()



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117

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

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



Las clases abstractas no son instanciadas

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118

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

Generalización  Permite gestionar la complejidad mediante un ordenamiento taxonómico de clases  Se obtiene usando los mecanismos de abstracción de Generalización y/o Especialización  La Generalización consiste en factorizar las propiedades comunes de un conjunto de clases en una clase más general



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119

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

... Generalización  Nombres usados: clase padre - clase hija. Otros nombres: superclase subclase, clase base - clase derivada  Las subclases heredan propiedades de sus clases padre, es decir, atributos y operaciones (y asociaciones) de la clase padre están disponibles en sus clases hijas 

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120

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

... Generalización Vehículo

Veihículo Terrestre

Coche



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Camión

Vehículo Aéreo

Avión

Helicóptero

121

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

... Generalización 

La especialización es una técnica muy eficaz para la extensión y reutilización Coche

Funcionando



Restricciones predefinidas en UML: • •



Est ropeado

disjunta - no disjunta total (completa) - parcial (incompleta)

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122

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

... Generalización  La noción de clase está próxima a la de conjunto  Dada una clase, podemos ver el conjunto relativo a las instancias que posee o bien relativo a las propiedades de la clase  Generalización y especialización expresan relaciones de inclusión entre conjuntos 

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123

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

... Generalización  Particionamiento del espacio de objetos => Clasificación Estática  Particionamiento del espacio de estados de los objetos => Clasificación Dinámica  En ambos casos se recomienda considerar generalizaciones/especializaciones disjuntas 

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124

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

... Generalización  Un ejemplo de Clasificación Estática: Ve hícu lo Aéreo { estática }

Avión



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Helicóptero

125

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

... Generalización  Un ejemplo de Clasificación Dinámica: Coche { dinámica }

Funcionando



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Est ropeado

126

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

... Generalización  Extensión: Posibles instancias de una clase  Intensión: Propiedades definidas en una clase A

int(A) ⊆ int(B) ext(B) ⊆ ext(A) B



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127

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

... Generalización  Clasificación Estática C0

{ static }

ext(C0) = ∪ ext(Ci) ⇒ completa

C1

Cn

ext(Ci) ∩ ext(Cj) = ∅ ⇒ disjunta



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128

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

... Generalización  Clasificación Dinámica C0

ext(C0) = ∪ ext(Ci) { dinámica }extt(Ci) ∩ extt(Cj) = ∅

⇒ completa ⇒ disjunta en t

extt1(Ci) ∩ extt2(Cj) ≠ ∅ ⇒ C1



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Cn

posiblemente no disjunta en diferentes instantes 129

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

... Generalización  Ejemplo: varias especializaciones a partir de la misma clase padre, usando discriminadores: Comercial

Militar

uso Vehículo Aéreo

estructura

Avión 

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Helicóptero 130

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

Clasificación Múltiple (herencia múltiple)  Se presenta cuando una subclase tiene más de una superclase  La herencia múltiple debe manejarse con precaución. Algunos problemas son el conflicto de nombre y el conflicto de precedencia  Se recomienda un uso restringido y disciplinado de la herencia. Java y Ada 95 simplemente no ofrecen herencia múltiple 

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131

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

… Herencia Múltiple 

Uso disciplinado de la herencia múltiple: clasificaciones disjuntas con clases padre en hojas de jerarquías alternativas Bípedo

Cuadrúpedo

nro patas

nro patas Herbívoro

Con Pelos comida

cubertura Con Plumas

cobertura

Animal comida

cobertura

Carnívoro

Con Escamas

Conejo



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132

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

Principio de Sustitución  El Principio de Sustitución de Liskow afirma que: “Debe ser posible utilizar cualquier objeto instancia de una subclase en el lugar de cualquier objeto instancia de su superclase sin que la semántica del programa escrito en los términos de la superclase se vea afectado.”



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133

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

… Principio de Sustitución  Dado que los programadores pueden introducir código en las subclases redefiniendo las operaciones, es posible introducir involuntaria-mente incoherencias que violen el principio de sustitución  El polimorfismo que veremos a continuación no debería implementarse sin este principio 

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134

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

Polimorfismo  El término polimorfismo se refiere a que una característica de una clase puede tomar varias formas  El polimorfismo representa en nuestro caso la posibilidad de desencadenar operaciones distintas en respuesta a un mismo mensaje  Cada subclase hereda las operaciones pero tiene la posibilidad de modificar localmente el comportamiento de estas operaciones 

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135

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

… Polimorfismo  Ejemplo: todo animal duerme, pero cada clase lo hace de forma distinta Animal dormir()

? dormir

? León



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Oso

Tigre

136

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

… Polimorfismo Animal dormir()

Dormir() { }

León dormir() Dormir() { sobre el vientre }



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Oso dormir() Dormir() { sobrela espalda }

Tigre dormir() Dormir() { en un árbol } 137

III. El Paradigma OO: Clases y relaciones entre clase

… Polimorfismo  La búsqueda automática del código que en cada momento se va a ejecutar es fruto del enlace dinámico  El cumplimiento del Principio de Sustitución permite obtener un comportamiento y diseño coherente

Práctica 9-12



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138

Comportamiento de objetos



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139

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

Diagrama de Estados  Los Diagramas de Estados representan autómatas de estados finitos, desde el p.d.v. de los estados y las transiciones  Son útiles sólo para los objetos con un comportamiento significativo  El formalismo utilizado proviene de los Statecharts (Harel)



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140

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

… Diagrama de Estados     



Cada objeto está en un estado en cierto instante El estado está caracterizado parcialmente por los valores algunos de los atributos del objeto 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 Los D. De Estados y escenarios son complementarios

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141

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

… Diagrama de Estados  Los D. de Estados son autómatas jerárquicos que permiten expresar concurrencia, sincronización y jerarquías de objetos  Los D. de Estados son grafos dirigidos  Los D. De Estados de UML son deterministas  Los estados inicial y final están diferenciados del resto  La transición entre estados es instantánea y se debe a la ocurrencia de un evento 

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142

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

… Diagrama de Estados  Estados y Transiciones Evento [condición] / Acción

A

B Tanto el evento como la acción se consideran instantáneos



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143

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

… Diagrama de Estados  Ejemplo de un Diagrama de Estados para la clase persona: c ontratar en el paro

en ac tivo perder em pleo jubilars e jubil ars e

jub ilado



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144

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

Acciones  Podemos especificar la solicitud de un servicio a otro objeto como consecuencia de la transición: A

Evento [condición] / OtroObjeto.Operación

B



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145

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

… Acciones  Se puede especificar el ejecutar una acción como consecuencia de entrar, salir, estar en un estado, o por la ocurrencia de un evento: estado A entry: acción por entrar exit: acción por salir do: acción mientras en estado on evento: acción



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146

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

Generalización de Estados  Podemos reducir la complejidad de estos diagramas usando la generalización de estados  Distinguimos así entre superestado y subestados  Un estado puede contener varios subestados disjuntos  Los subestados heredan las variables de estado y las transiciones externas



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147

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

Generalización de Estados  Ejemplo: e1

A

B

e2 e2 C



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148

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

Generalización de Estados  Quedaría como:

Aa

e1

b B

e2

C 

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149

… Generalización de Estados

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

 Las transiciones de entrada deben ir hacia subestados específicos: e1 Aa

Bb e2

e0

C



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150

… Generalización de Estados

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

 Es preferible tener estados iniciales de entrada a un nivel de manera que desde los niveles superiores no se sepa a qué subestado se entra: e1 Aa

b B e2



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C e0

151

… Generalización de Estados

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

 La agregación de estados es la composición de un estado a partir de varios estados independientes  La composición es concurrente por lo que el objeto estará en alguno de los estados de cada uno de los subestados concurrentes



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152

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

… Generalización de Estados  Ejemplo:

e1 e1



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153

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

… Generalización de Estados lift receiver / get dial tone

Active Timeout do/ play message

after (15 sec.) DialTone Idle

dial digit( n )[ incomplete ] after (15 sec.) dial digit(n)

Dialing

do/ play dial tone

dial digit (n)[ invalid ] Pinned

caller hangs up / disconnect

dial digit( n )[ valid ] / connect

Invalid do/ play message

calle e hang s up

Connecting

callee hangs up Busy

busy

connected

do/ play busy t one

Talking

Ringing callee answers / enable speech



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do/ play ringing tone

154

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

Historia  Por defecto, los autómatas no tienen memoria  Es posible memorizar el último subestado visitado para recuperarlo en una transición entrante en el superestado que lo engloba  También es posible la memorización para cualquiera de los subestados anidados (aparece un * junto a la H) 

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155

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

… Historia  Ejemplo: A

d2 B in D

x

y

out d1 C

H* 

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156

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

… Historia  Ejemplo: Enjuague

Lavado

Secado

H

abir puerta

cerrar puerta Espera



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157

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

Destrucción del Objeto  La destrucción de un objeto es efectiva cuando el flujo de control del autómata alcanza un estado final no anidado  La llegada a un estado final anidado implica la “subida” al superestado asociado, no el fin del objeto



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158

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

… Destrucción de Objeto  Ejemplo: E n vuelo

des pegar Crear(m atric ula)



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c ras h

aterriz ar

E n t ier ra

159

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

Transiciones temporizadas  Las esperas son actividades que tienen asociada cierta duración  La actividad de espera se interrumpe cuando el evento esperado tiene lugar  Este evento desencadena una transición que permite salir del estado que alberga la actividad de espera. El flujo de control se transmite entonces a otro estado 

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160

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

… Transiciones temporizadas  Ejemplo:

A / Abrir ranura esperar dinero entry: Mostrar mensaje exit: cerrar ranura

después de 30 segundos

anular transacción

Depósito efectuado

B 

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161

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

Diagrama de Actividad 

El Diagrama de Actividad es una especialización del Diagrama de Estado, organizado respecto de las acciones y usado para especificar: • Un método • Un caso de uso • Un proceso de negocio (Workflow)





Las actividades se enlazan por transiciones automáticas. Cuando una actividad termina se desencadena el paso a la siguiente actividad

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162

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

Ejemplo (con swim lines) Pasaj ero

Solicitar pasaje

Vendedo r

Verificar existencia vuelo

Airline

Dar detalles vue lo

Informar alternativas y precios Seleccionar vuelo

So licitar pago

Reservar plazas C onfirmar p laza reservada

Pagar pasaje

Emitir billete



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163

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

... Ejemplos Customer

Re que st se rvi ce

Sales

Stockroom

Order [placed]

Take order

Order [entered]

Play Fill order

Order [deliver ed]

Deliver order

Order [filled]

Collect order



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164

III. El Paradigma OO: Comportamiento de objeto

... Ejemplos Calculate total cost

[cost < $50]

[cost >= $50]



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Change customer's account

Get authorization

165

Componentes



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166

Diagrama de Componentes

III. El Paradigma OO: Componentes

 Los diagramas de componentes describen los elementos físicos del sistema y sus relaciones  Muestran las opciones de realización incluyendo código fuente, binario y ejecutable



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167

...Diagrama de Componentes

III. El Paradigma OO: Componentes

 Los componentes representan todos los tipos de elementos software que entran en la fabricación de aplicaciones informáticas. Pueden ser simples archivos, paquetes de Ada, bibliotecas cargadas dinámicamente, etc.  Las relaciones de dependencia se utilizan en los diagramas de componentes para indicar que un componente utiliza los servicios ofrecidos por otro componente 

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168

...Diagrama de Componentes



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III. El Paradigma OO: Componentes

169

Distribución y despliegue de Componentes



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170

III. El Paradigma OO: Distribución y despliegue de component

Diagrama de Despliegue  Los Diagramas de Despliegue muestran la disposición física de los distintos nodos que componen un sistema y el reparto de los componentes sobre dichos nodos Nodo



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171

III. El Paradigma OO: Distribución y despliegue de component

… Diagrama de Despliegue  Los estereotipos permiten precisar la naturaleza del equipo: • Dispositivos • Procesadores • Memoria

 Los nodos se interconectan mediante soportes bidireccionales que pueden a su vez estereotiparse



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172

III. El Paradigma OO: Distribución y despliegue de component

… Diagrama de Despliegue  Ejemplo de conexión entre nodos: <> Terminal Punto de Venta

<<Servidor>> <>

Base de Datos

<>

Podemos distinguir tipos de nodos y connexiones por estereotipado 

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Control

<>

173

III. El Paradigma OO: Distribución y despliegue de component

… Diagrama de Despliegue  Ejemplo:



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174

III. El Paradigma OO: Distribución y despliegue de component

… Diagrama de Despliegue  Ejemplo:

Component Diagram: videoStoreServer

Client

Component Diagram: videoStoreApplication / VideoStoreApplication Diagram

<>

Component Diagram: Client / Client

VideoStoreApplication

Component Diagram: videoStoreServer / videoStoreServer

<>

OpenSourceBrowser

Client

<<AppServer>>

videoStoreServer <<Session>>

<<Entity>>

ShoppingSession

Catalog

DBServer <<Entity>>

ShoppingCart

videoStoreApplication Component Diagram: DBServer / DBServer

DBServer VideoStoreDB 

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175

III. El Paradigma OO

Object Constraint Language OCL



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176

III. El Paradigma OO: OCL

¿Qué es OCL?  OCL es un lenguaje formal usado para describir expresiones acerca de modelos UML  OCL es parte del estandar UML y fue desarrollado en IBM  Las evaluación de expresiones OCL no afecta el estado del sistema en ejecución



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177

III. El Paradigma OO: OCL

Usos de OCL  Lenguaje de consulta  Especificación de invariantes en clases y tipos  Especificación de invariantes de tipo para Estereotipos  Describir pre- y post condiciones en Operaciones y Métodos  Describir Guardas  Especificar destinatarios para mensages y acciones  Especificar restricciones en Operaciones  Especificar reglas de derivación para atributos 

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178

III. El Paradigma OO: OCL

Ejemplo



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179

III. El Paradigma OO: OCL

Invariantes  “El número de empleados debe ser mayor que 50” self.númeroDeEmpleados > 50 (siendo el contexto Company) context Compañía inv: self. númeroDeEmpleados > 50 context c:Compañía inv: c.númeroDeEmpleados > 50 context c:Compañía inv suficientesEmpleados: c.númeroDeEmpleados > 50 

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180

III. El Paradigma OO: OCL

Pre- Post condiciones  Sintaxis context NombreTipo::NombreOperación(Param1 : Tipo1, ... ):TipoRetorno pre parametroOk: param1 > ... post resultadoOk : result = ...

 Ejemplo context Persona::nómina(fecha : Date) : Integer post: result = 5000



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181

Valores iniciales y derivados

III. El Paradigma OO: OCL

 Sintaxis context NombreTipo::NombreAtributo: Tipo init: –- alguna expresión representando el valor inicial context NombreTipo::NombreRolAsociación: Tipo init: –- alguna expresión representando la regla de derivación  Ejemplo context Persona::nómina : Integer init: padres.nómina->sum() * 1% derive: if menorDeEdad then padres.nómina->sum() * 1% else puesto.sueldo endif 

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182

III. El Paradigma OO: OCL

Expresiones Let  Ejemplo context Persona inv: let ingresos : Integer = self.puesto.sueldo->sum() in if estáEnParo then ingresos < 100 else ingresos >= 100 endif



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183

III. El Paradigma OO: OCL

Definiciones  Ejemplo context Persona def: ingresos : Integer = self.puesto.sueldo->sum() def: apodo : String = ’Gallito rojo’ def: tieneElTítulo(t : String) : Boolean = self.puesto>exists(título = t)



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184

III. El Paradigma OO: OCL

Navegación  Ejemplos context Compañía inv: self.director.estáEnparo = false inv: self.empleado->notEmpty() context Compañía inv:self.director.edad > 40 context Persona inv:self.empleador->size() < 3 context Persona inv:self.empleador->isEmpty() context Persona inv:self.esposa->notEmpty() implies self.esposa.sexo = Sexo::mujer



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185

III. El Paradigma OO: OCL

… Navegación  Ejemplo a) “Los casados tienen al menos 18 años de edad” context Persona inv: self.esposa->notEmpty() implies self.esposa.edad >= 18 and self.esposo->notEmpty() implies self.esposo.edad >= 18 “Una compañía tiene a lo más 50 empleados” context Companía inv: self.empleado->size() <= 50



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186

IV Proceso de Desarrollo de SW basado en UML



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187

¿Qué es un Proceso de Desarrollo de SW?

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

Define Quién debe hacer Qué, Cuándo y Cómo debe hacerlo Requisitos nuevos

Sistema nuevo

o modificados

o modificado

Proceso de Desarrollo de Software

No existe un proceso de software universal. Las características de cada proyecto (equipo de desarrollo, recursos, etc.) exigen que el proceso sea configurable 

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188

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

Rational Unified Process (RUP) Rational Unified Process 1998

Rational Objectory Process 1996-1997

Objectory Process

• • • •

Pruebas funcionales Pruebas de desempeño Gestión de requisitos Gestión de cambios y configuración • Ingeniería de Negocio • Ingeniería de datos • Diseño de interfaces

UML

1987-1995

Enfoque Ericsson 

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189

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

Dos Dimensiones



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190

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

Fases e Hitos (Milestones)

Inception Elaboration

Objetivos (Vision)

Construction

Arquitectura

Transition

Capacidad Operacional Inicial

Release del Producto

tiempo



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191

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

Elementos en RUP Workflows (Disciplinas) Workflows Primarios • • • • • •

Business Modeling (Modado del Negocio) Requirements (Requisitos) Analysis & Design (Análisis y Diseño) Implementation (Implementación) Test (Pruebas) Deployment (Despliegue)

Workflows de Apoyo • Environment (Entorno) • Project Management (Gestión del Proyecto) • Configuration & Change Management (Gestión de Configuración y Cambios)



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192

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

... Elementos en RUP Workflow, Workflow Detail , Workers, Actividades y Artefactos Ejemplo

Workflow: Requirements Workflow Detail:Analyse the Problem

Workers 

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Artefactos Actividades

193

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

... Elementos en RUP Workers Analyst workers • • • • • • •

Business-Process Analyst Business Designer Business-Model Reviewer Requirements Reviewer System Analyst Use-Case Specifier User-Interface Designer

Developer workers



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• • • • • • • • •

Architect Architecture Reviewer Capsule Designer Code Reviewer Database Designer Design Reviewer Designer Implementer Integrator

Testing professional workers Test Designer  Tester 

Manager workers      

Change Control Manager Configuration Manager Deployment Manager Process Engineer Project Manager Project Reviewer

Other workers       

Any Worker Course Developer Graphic Artist Stakeholder System Administrator Technical Writer Tool Specialist

194

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

... Elementos en RUP Workers, Actividades, Artefactos Ejemplo: System Analyst Worker



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195

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

... Elementos en RUP Artefactos  Resultado parcial o final que es producido y usado durante el proyecto. Son las entradas y salidas de las actividades 

Un artefacto puede ser un documento, un modelo o un elemento de modelo



Conjuntos de Artefactos  Business Modeling Set

 Deployment Set  Project Management Set

 Requirements Set

 Configuration & Change Management Set  Analysis & Design Set  Environment Set  Implementation Set 

 Test Set

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196

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

... Elementos en RUP Artefactos, Workers, Actividades Ejemplo:Business Modeling Artifact Set



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197

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

Características Esenciales de RUP

Proceso Dirigido por los Casos de Uso Proceso Iterativo e Incremental Proceso Centrado en la Arquitectura



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198

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

Proceso dirigido por los Casos de Uso Capturar, definir y validar los casos de uso

Requisitos Análisis & Diseño Implementación Pruebas



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Casos de Uso integran el trabajo

Realizar los casos de uso Verificar que se satisfacen los casos de uso

199

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

... Proceso dirigido por los Casos de Uso «trace» Caso de Uso

«trace»

Realización de Análisis Realización de Diseño

«trace»

«trace»

Pruebas Unitarias Pruebas Funcionales

X

Caso de Prueba



[The Unified Software Development Process. I. Jacobson, G. Booch and J. Rumbaugh. Addison-Wesley, 1999] 200

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IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

.. Proceso dirigido por los Casos de Uso



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201

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

Proceso Iterativo e Incremental

 El ciclo de vida iterativo se basa en la evolución de prototipos ejecutables que se muestran a los usuarios y clientes  En el ciclo de vida iterativo a cada iteración se reproduce el ciclo de vida en cascada a menor escala  Los objetivos de una iteración se establecen en función de la evaluación de las iteraciones precedentes



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202

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

... Proceso Iterativo e Incremental

 Las actividades se encadenan en una mini-cascada con un alcance limitado por los objetivos de la iteración Análisis Diseño

n veces



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Codific. Pruebas e Integración 203

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

... Proceso Iterativo e Incremental  Cada iteración comprende: • • • •

Planificar la iteración (estudio de riesgos) Análisis de los Casos de Uso y escenarios Diseño de opciones arquitectónicas Codificación y pruebas. La integración del nuevo código con el existente de iteraciones anteriores se hace gradualmente durante la construcción • Evaluación de la entrega ejecutable (evaluación del prototipo en función de las pruebas y de los criterios definidos) • Preparación de la entrega (documentación e instalación del prototipo) 

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204

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

Proceso Iterativo e Incremental Enfoque Secuencial

Enfoque Iterativo e Incremental



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205

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

... Proceso Iterativo e Incremental Grado de Finalización de Artefactos



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206

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

Proceso Centrado en la Arquitectura

Arquitectura de un sistema es la organización o estructura de sus partes más relevantes Un arquitectura ejecutable es una implementación parcial del sistema, construida para demostrar algunas funciones y propiedades RUP establece refinamientos sucesivos de una arquitectura ejecutable, construida como un prototipo evolutivo

Inception Elaboration

Construction

Transition

Architecture 

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207

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

Fases, Release, Base Line, Generación ciclo de desarrollo

release

base line

(producto al final de (release asociada una iteración) a un hito) 

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ciclo de evolución

generación (release final de un ciclo de desarrollo) 208

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

Esfuerzo y dedicación por Fases en RUP



Inicio

Elaboració n

Construcció n

Transició n

Esfuerzo

5%

20 %

65 %

10%

Tiempo Dedicado

10 %

30 %

50 %

10%

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209

IV. Proceso de Desarrollo de SW basado en UM

Distribución de Recursos por Fases en RUP



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210

V Conclusiones



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211

V. Conclusiones

Claves en el Desarrollo de SI Notación UML

Herramientas p.e. Rational Rose Poseidon 

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Proceso p.e. Rational Unified Process Métrica 3.0 o XP 212

Modelado de SI: Algunas Reflexiones 

¿Cuál es el propósito de nuestros modelos?  “Documentar” (a posteriori)  Comunicar ideas y estudiar alternativas  Tomar decisiones de análisis/diseño que dirijan la implementación  Generar parcial o totalmente una implementación a partir de los modelos



Pragmatismo, los modelos deben ser útiles. Principio básico: “Sencillez y Elegancia”



Gestión de modelos  Distintos nivel de abstracción, expresados en diferentes modelos





V. Conclusiones



Seguimiento de transformaciones durante el proceso (Traceability)



Sincronización de modelos

Dificultades para la introducción de notaciones y herramientas de modelado. La importancia del Proceso de Desarrollo

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213

Adaptabilidad al contexto del proyecto



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V. Conclusiones

214

V. Conclusiones

Tendencias





UML: actualmente la notación más detallada, amplia y consensuada para modelar software orientado a objetos



Dificultades actuales para derivar de forma directa una implementación a partir de los modelos UML  Entornos de programación visual y el paradigma OO subyacente  Utilización de bases de datos relacionales  Arquitectura de 3 capas  Frameworks de persistencia para materializar y desmaterializar objetos



Metodologías de desarrollo de software y el papel que juega UML en ellas  Modelado Ágil  Modelado opcional y/o desechable (en Metodologías Ágiles)

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215

V. Conclusiones

... Tendencias





Nuevas versiones de UML, uff!



Extensiones de UML (SysML, www.sysml.org)



Generación automática de código a partir de modelos  Model-Driven Development (MDD), Model-Driven Architecture (MDA), Compiladores de Modelos  Round-trip engineering. Convergencia entre herramientas CASE e IDEs



Extendiendo UML mediante Profiles ( www.objecteering.com/products_uml_profile_builder.php)



Modelado y generación de código en dominios específicos (más allá de UML)  Eclipse Modeling Framework (EMF, download.eclipse.org/tools/emf/scripts/home.php)  Microsoft Tools for Domain Specific Languagues  Domain-Specific Modeling (DSM, www.dsmforum.org)  Meta CASE Tools (www.metacase.com)

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216

Diagramas en UML 2.0



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217

V. Conclusiones

Bibliografía Adicional UML • www.omg.org/uml/ • Meta-links www.cetus-links.org/oo_uml.html • Martin Fowler, autor de “UML Destilled” (“UML Gota a Gota”) http://www.martinfowler.com/

Herramientas CASE • Herramientas basadas en UML www.objectsbydesign.com/tools/ umltools_byPrice.html • International Council in SE (INCOSE) www.incose.org/tools/

Otras • Revista IEEE Software, Conferencias: OOPSLA, ECOOP • Patrones http://www.cmcrossroads.com/bradapp/docs/patternsintro.html, • Foro UML en yahoo: http://groups.yahoo.com/group/uml-forum/

 



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218