Introducción al lenguaje unificado de modelado, UML

Introducción al lenguaje unificado de

modelado, UML

UML es un lenguaje estándar que sirve para escribir los planos del software, puede utilizarse para

visualizar, especificar, construir y documentar todos los artefactos que componen un sistema con gran

cantidad de software. UML puede usarse para modelar desde sistemas de información hasta

aplicaciones distribuidas basadas en Web, pasando por sistemas empotrados de tiempo real. UML es

solamente un lenguaje por lo que es sólo una parte de un método de desarrollo software, es

independiente del proceso aunque para que sea optimo debe usarse en un proceso dirigido por casos de

uso, centrado en la arquitectura, iterativo e incremental.

UML es un lenguaje por que proporciona un vocabulario y las reglas para utilizarlo, además es un

lenguaje de modelado lo que significa que el vocabulario y las reglas se utilizan para la representación

conceptual y física del sistema.

UML es un lenguaje que nos ayuda a interpretar grandes sistemas mediante gráficos o mediante texto

obteniendo modelos explícitos que ayudan a la comunicación durante el desarrollo ya que al ser

estándar, los modelos podrán ser interpretados por personas que no participaron en su diseño (e

incluso por herramientas) sin ninguna ambigüedad. En este contexto, UML sirve para especificar,

modelos concretos, no ambiguos y completos.

Debido a su estandarización y su definición completa no ambigua, y aunque no sea un lenguaje de

programación, UML se puede conectar de manera directa a lenguajes de programación como Java,

C++ o Visual Basic, esta correspondencia permite lo que se denomina como ingeniería directa

(obtener el código fuente partiendo de los modelos) pero además es posible reconstruir un modelo en

UML partiendo de la implementación, o sea, la ingeniería inversa.

Modelado Estructural

A la hora de modelar un sistema es necesario identificar las cosas más importantes eligiendo un nivel

de abstracción capaz de identificar todas las partes relevantes del sistema y sus interacciones. En este

primer acercamiento no debemos contar con los detalles particulares de las cosas que hemos

identificado como importantes, estos detalles atacarán posteriormente en cada una de las partes

elegidas.

Por ejemplo, si estuviésemos trabajando en una tienda que vende ordenadores como proveedor final y

nuestro jefe nos pidiera que montáramos un ordenado, directamente la división que tendríamos es la

siguiente: necesitamos un monitor, un teclado, un ratón y una CPU, sin importarnos (inicialmente,

claro) que la CPU este compuesta por varios elementos más. Una vez que tenemos claro que partes

forman un ordenador nos daríamos cuenta que tanto el teclado como el ratón y el monitor son parte

más o menos atómicas ya que, aunque estos tres objetos están compuestos por un montón de

componentes electrónicos, la composición de estos no nos interesa para al nivel de abstracción que

estamos trabajando (el de proveedor final). Al darnos cuenta de esto prepararíamos el monitor, el

teclado y el ratón, pero en nuestro almacén tenemos monitores de 15 y 17 pulgadas, teclados

ergonómicos y estándares y ratones de diferentes tamaños, colores, etc. Una vez que hemos

determinado las propiedades de cada uno de ellos pasaríamos a preocuparnos por la CPU, ahora es

cuando veríamos que para montar la CPU nos hacen falta una placa base, un microprocesador, una

disquetera, un disco duro y un CD-ROM, cada uno de estos elementos con sus propiedades, disquetera

de 1,44Mb, disco duro de 4Gb, microprocesador a 500Mhz y un CD-ROM 32x.

Una vez que tenemos todo el material en el banco de trabajo tendríamos que montar el ordenador

sabiendo que cada una de las partes interactúa con el resto de alguna manera, en la CPU la disquetera,

el CD-ROM y el disco duro van conectados al bus de datos, este además está conectado a la placa base

y el micro tiene un lugar bien definido también en la placa base, después conectaríamos el teclado, el

monitor y el ratón a la CPU y ¡ya esta!, nuestro ordenador está montado.

Diagramas de clases y de objetos

Los diagramas de clases son los más utilizados en el modelado de sistemas orientados a objetos. Un

diagrama de clases muestra un conjunto de clases, interfaces y colaboraciones, así como sus

relaciones.

Los diagramas de clases se utilizan para modelar la vista de diseño estática de un sistema.

Principalmente, esto incluye modelar el vocabulario del sistema, modelar las colaboraciones o modelar

esquemas. Los diagramas de clases también son la base para un par de diagramas relacionados, los

diagramas de componentes y los diagramas de despliegue. Los diagramas de clases son importantes no

sólo para visualizar, especificar y documentar modelos estructurales, sino que también para construir

sistemas ejecutables aplicando ingeniería directa e inversa.

Por otro lado, los diagramas de objetos modelan las instancias de los elementos contenidos en los

diagramas de clases. Un diagrama de objetos muestra un conjunto de objetos y sus relaciones en un

momento concreto. Se utilizan para modelar la vista de diseño estática o la vista de procesos estática,

esto conlleva el modelado de una instantánea del sistema en un momento concreto y la representación

de un conjunto de objetos con su estado y con sus relaciones.

Diagramas de Clases

Un diagrama de clases es un diagrama que muestra un conjunto de clases, interfaces, colaboraciones y

sus relaciones. Al igual que otros diagramas los diagramas de clases pueden contener notas y

restricciones. También pueden contener paquetes o subsistemas, los cuales su usan para agrupar los

elementos de un modelo en partes más grandes. A veces se colocarán instancias en los diagramas de

clases, especialmente cuando se quiera mostrar el tipo (posiblemente dinámico) de una instancia.

Modelado del comportamiento

Interacciones

En cualquier sistema, los objetos interactúan entre sí pasándose mensajes. Una interacción es un

comportamiento que incluye un conjunto de mensajes intercambiados por un conjunto de objetos

dentro de un contexto para lograr un propósito.

Las interacciones se utilizan para modelar los aspectos dinámicos de las colaboraciones, que

representan sociedades de objetos que juegan roles específicos, y colaboran entre sí para llevar a cabo

un comportamiento mayor que la suma de los comportamientos de sus elementos. Estos roles

representan instancias prototípicas de clases, interfaces, componentes, nodos y casos de uso. Los

aspectos dinámicos se visualizan, se especifican, se construyen y se documentan como flujos más

complejos que impliquen bifurcaciones, iteraciones, recursión y concurrencia. Cada iteración puede

modelarse de dos formas: bien destacando la ordenación temporal de los mensajes, bien destacando la

secuencia de mensajes en el contexto de una organización estructural de objetos. Las interacciones

bien estructuradas son como los algoritmos bien estructurados: eficientes, sencillos, adaptables y

comprensibles.

Los sistemas con gran cantidad de software reaccionan dinámicamente a eventos o estímulos externos.

Por ejemplo, el sistema de una compañía aérea puede manejar gran cantidad de información que

normalmente se encuentra almacenada en un disco sin ser accedida, hasta que algún evento externo los

ponga en acción, como, por ejemplo, una reserva, el movimiento de un avión o la programación de un

vuelo. En los sistemas reactivos, como puede ser el sistema de un procesador de un horno microondas,

la creación de objetos y el trabajo se llevan a cabo cuando se estimula el sistema con un evento, tal

como la pulsación de un botón o el paso del tiempo.

Diseño orientado a objetos con UML © Grupo EIDOS

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En UML, los aspectos estáticos de un sistema se modelan mediante elementos

Diagramas para el modelado del

comportamiento

En este tema vamos a estudiar que tipos de diagramas se utilizan en UML para modelar el

comportamiento de un sistema, subsistema, clase o interfaz. De los cinco tipos de diagramas que se

utilizan en UML con este fin, diagramas de casos de uso, de secuencia, de colaboración, de actividades

y de estados, únicamente nos dedicaremos al estudio de los cuatro primeros, ya que para estudiar los

diagramas de estado (o maquinas de estados) es necesario profundizar en el estudio de los elementos

avanzados para el modelado de la parte dinámica de los sistemas (eventos y señales) lo que para

nosotros está fuera del objetivo de este curso de Diseño Orientado a Objetos con UML, el cual se

centra en servir de iniciación a las técnicas de modelado orientado a objetos aplicando el rigor y la

metodología de UML.

Los diagramas de casos de uso se emplean para modelar la vista de casos de uso de un sistema, la

mayoría de las veces esto implica modelar el contexto del sistema, subsistema o clase, o el modelado

de los requisitos de comportamiento de esos elementos.

Los diagramas de interacción (incluye los diagramas de secuencia y de colaboración)

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