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Definición:
El UML es un lenguaje gráfico para la especificación, visualización, construcción y documentación de modelos orientados a objetos que representan sistemas en software.
= Unified Modeling Language
UML no es un método sino un lenguaje de modelamiento
El Lenguaje Unificado de Modelado
Objetivo del UML
Describir cualquier tipo de sistema en términos de diagramas orientados a objetos
Algunas categorías de Sistemas
Sistemas de Información
Sistemas de Tiempo Real
Sistemas Embebidos
Sistemas Distribuidos
Software de Sistemas
Sistemas de Negocios
UML toma lo mejor de varios métodos
Rumbaugh
Jacobson
Meyer
Harel
Wirfs-Brock
Fusion
Embly
Gamma et. al.
Shlaer-Mellor
Odell
Booch
Pre y Post condiciones
Máquinas de estado
Responsabilidades
Descripción de operaciones,
numeración de mensajes
Singleton clases
Marcos de trabajo,
patrones, notas
Ciclo de vida de objetos
Clasificación
- Proporciona a los desarrolladores un lenguaje de
modelamiento ampliamente aceptado y listo para usar.
- Integra las mejores prácticas del desarrollo de software.
- Permite la intercambio de modelos entre las diferentes
herramientas de software.
- Es independiente del lenguaje de programación y de
métodos y procesos particulares de desarrollo de software.
- Proporciona sus propios mecanismos de extensión
- Agrupa los conceptos de orientación a objetos definiendo
su significado.
Características del UML
Por qué aprender UML
-Porque UML es el lenguaje de modelado de objetos
estándar dominante.
-Porque es apoyado por metodólogos y empresas importantes en Tecnologías de Información.
-Porque cuenta con la aprobación de la OMG como notación estándar.
-Porque todas las herramientas modernas proporcionan
soporte para UML.
-Porque nos facilita el aprendizaje del enfoque orientado a objetos pues basta con aprender este estándar y no perdernos en toda la jungla de métodos y notaciones existentes.
- Los lenguajes de modeladoorientados al objetocomenzaron a aparecer amediados de la década de '70.
- El número de lenguajes quemodelaban objetos aumentóde menos de 10 a más de 50durante el período entre 1989-1994.
Breve historia del UML
- Muchos de los que utilizaban estos lenguajes no encontraban satisfacción completa en ninguno de ellos, esto motivó la llamada "Guerra de los Métodos".
. . . La “Guerra de los Métodos”
Existían muchos métodos y cada uno tenía un lenguaje de modelado propio.
Esto dificultó el aprendizaje, aplicación, construcción, uso de herramientas, etc.
Pugna entre los distintos gurús que defendían sus propios métodos y simbologías.
Se observa la necesidad de una notación estándar.
. . . Breve historia del UML
El desarrollo del UML comenzó en finales de
1994 en que Grady Booch y Jim Rumbaughde Rational Software Corporation, comenzaron su trabajo sobre la unificación de los métodos de Booch y de OMT (Object Modeling Technique).
A finales de 1995, Ivar Jacobson y su compañía de Objectory se unieron a Rational y combinaron sus métodos.
Booch, Rumbaugh, y Jacobson, definieron el
UML 0,9 y 0,91 en junio y octubre de 1996.
. . . Breve historia del UML
. . . Breve historia del UMLDic ’02 UML 2.0
Sep ‘97 UML 1.1
Ene ‘97 UML 1.0
Jun ‘96 UML 0.9
Oct ‘95 Método Unificado 0.8
Microsoft
Oracle
IBM, HP
Etc.
Ivar Jacobson se une a
Rational en otoño ‘95
James Rumbaugh se une
a Rational en Oct ‘94 OMT Booch
Use Case
(OOSE)
Otros métodos
1997(Adoptada por OMG)
1998 (revisión editorial sin cambios significativos)
1999(revisión menorpúblicamente disponible)
2000(planificada una revisión menor)
2001(planificada una revisión menor)
2002(planificada una revisión mayor)
Versiones del UML<<document>>
UML 1.1
<<document>>
UML 1.2
<<document>>
UML 1.5
<<document>>
UML 1.3
<<document>>
UML 2.0
<<document>>
UML 1.4
<<document>>
ISO Publica
especificación
Vistas de un modelo
“Un modelo es una descripción completa de un sistema desde una perspectiva concreta”
Vista
lógica
Vista de
procesos
Vista de
despliegue
Vista de
implementaciónVista de
requerimientos
Diagrama de Clases
Diagrama de Objetos
Diagrama de Estado
Diagrama de Secuencia
Diagrama de Colaboración
Diagrama de Actividad
Diagrama de Casos de Uso
Diagrama de Componentes
Diagrama de Despliegue
Modelando con UML
Use CaseDiagrams
Use CaseDiagrams
Diagramas de Casos de Uso
ScenarioDiagrams
ScenarioDiagrams
Diagramas deColaboración
StateDiagrams
StateDiagrams
Diagramas deComponentes
ComponentDiagramsComponent
DiagramsDiagramas de
Despliegue
StateDiagrams
StateDiagrams
Diagramas de Objetos
ScenarioDiagrams
ScenarioDiagrams
Diagramas deEstados
Use CaseDiagrams
Use CaseDiagrams
Diagramas deSecuencia
StateDiagrams
StateDiagrams
Diagramas deClases
Diagramas deActividad
Modelo
DefiniciónUn Diagrama de Casos de Uso representa lo que hace el sistema y como se relaciona con su entorno.
Representa los distintos requerimientos que hacen los usuarios de un sistema.
Un diagrama de casos de uso esta compuesto por - Casos de uso- Actores- Relaciones entre ellos
1. Diagramas de Casos de Uso
Nombre
Elementos
Caso de Uso (Use Case) Es una secuencia de acciones realizadas por el sistema que producen un resultado observable y valioso para alguien en particular.
ActorUn actor es un conjunto externo uniforme de personas, sistemas, o cosas que solicita un servicio al sistema que estamos modelando.
Nombre del caso de uso
Relaciones entre los elementos
Relaciones entre actoresLa única relación permitida entre los actores es la Relación de Generalización.
Director de
Escuela
Usuario
Secretaria
. . . Relaciones entre los elementos
Relaciones entre un actor y un caso de usoLa única relación permitida es una Asociación y se le conoce como Relación de Comunicación o <<comunicates>>.
Secretaria
Registra
Matrícula
<<comunicates>>
. . . Relaciones entre los elementos
Relaciones entre casos de usoPueden ser de tres tipos:1. Relación de generalizaciónEl Caso de Uso de A hereda la especificación del Caso de Uso B.
B
A
Realizar cobranza
Cobranza con tarjeta
Cobranza en efectivo
Cobranza con cheque
. . . Relaciones entre los elementos
2. Relación <<include>>El caso de uso A siempre incluye (o usa) el comportamiento de B.
Validar usuario
Abrir cursos
<<include>>Registrar matrícula
<<include>>
Ejemplo:
B
A
<<include>>
. . . Relaciones entre los elementos
3. Relación <<extend>>El caso de uso A, extiende al caso de uso B. A ocurre en casos especiales para extender B.
B
A
<<extend>>
Registrar matrícula<<extend>>
Registrar matrícula
extemporánea
Ejemplo:
Ejemplo de Diagrama de Casos de Uso
<<extend>>
Registrar matrícula
extemporánea
Caso de uso Registrar Matrícula
Validar usuario
Aperturar cursos
<<include>>
Registrar matrícula
<<include>>
Director de
Escuela
Usuario
Secretaria
<<comunicates>>
<<comunicates>>
2. Diagramas de Clases
DefiniciónUn Diagrama de Clases muestra Clases (grupos de objetos que tienen las mismas características y comportamiento) y sus relaciones.
Estos diagramas son los más comunes en el modelado de sistemas orientados a objetos.
Un diagrama de clases esta compuesto por
- Clases- Relaciones entre clases
Clases
Definición:Es un conjunto de objetos que tienen los mismos atributos y comportamiento.
Representación:Se representa mediante un rectángulo con tres partes:
Automovil
MatriculaColorVelocidad
Arrancar( )Acelerar( )Frenar( )
NombreClase
Atributo1Atributo2
. . .
Operacion1operacion2
. . .
Ejemplo:
La Clase Automóvil
Relaciones entre Clases
1.- Relación de Dependencia
2.- Relación de Generalización
3.- Relación de Asociación
3.1.- Asociación de Agregación
3.2.- Asociación de Composición
. . . Relaciones entre Clases
1.- Relación de dependenciaEs una relación semántica entre dos elementos en la cual un cambio en un elemento (el elemento independiente) puede afectar a la semántica del otro elemento (elemento dependiente).
Clase dependiente
Clase independiente
Canal
Video
. . .
. . .Grabar(c : canal)
Televisión
. . .
. . .cambiar(c : canal)
. . . Relaciones entre Clases
2.- Relación de generalizaciónEs una relación entre dos clases en donde una de ellas, llamada subclase o clase hija (subclass o child), hereda los atributos y el comportamiento de otra, llamada superclase o clase padre (superclass o parent).
Clase hija
Clase Padre
camión auto avión helicóptero
AéreoTerrestre
Vehículo
WAN
Red
LAN
. . . Relaciones entre Clases
3.- Relación de asociación
Es una relación estructural que describe un conjunto de enlaces o conexiones entre dos o más objetos. Esta relación entre clases permite asociar objetos que colaboran entre si.
Acta Alumno
0..* 1..*
. . . Relaciones entre Clases
3.1.- Asociación de Agregación
Es un tipo especial de asociación e indica que el objeto base utiliza al objeto incluido para poder funcionar. Si el objeto base desaparece no desaparecen los objetos incluidos. Muestra una relación todo - parte.
Computadora
CPU
Hard
Disk
Teclado
MouseWAN
Red
LAN
Monitor
HUB
. . . Relaciones entre Clases
3.2.- Asociación de ComposiciónEs un tipo de asociación, en donde el tiempo de vida del objeto incluido está condicionado por el tiempo de vida del que lo incluye. El objeto incluido sólo existe mientras exista el objeto base. El objeto se construye a partir del objeto incluido pero no podría existir si ellos.
Hombre
ExtremidadesTroncoCabeza
Ejemplo: El Hombre esta formado por cabeza, tronco y extremidades
Ejemplo de diagrama de clases:
Vuelo de un avion comercial
AvionCarga
CapCarga
Avión
NroPlaca
Modelo
Vuelo de un avion comercial
1 . . 4
1
Boleto
Nro
Cliente
Nombre
Nacionalidad
Motor
Marca
Año
Vuelo
IdVuelo
FechaSal
DestinoAviónPasajeros
NroAsientos
1
1
* 1
* 1
Ejercicio de diagrama de clases:
Un sistema de planillas en una empresa guarda
información de empleados y obreros, su record de
asistencia, los conceptos de pago, las bonificaciones
y descuentos. Si pide construir un diagrama de
clases que muestre las Clases y sus Relaciones
(asociación, agregación, composición,
generalización, según existan). Cada planilla
corresponde con un periodo de tiempo (mes) y
contiene boletas de pago, las que a su vez contiene el
detalle de los pagos y descuentos.
3. Diagramas de Objetos
DefiniciónUn Diagrama de Objetos muestra una instanciaprototípica de un Diagrama de Clases con el fin de ilustrar los objetos reales participantes en un determinado momento.
Un Diagrama de Objetos tiene los mismos elementos que un Diagrama de Clase pero los objetos y sus atributos tienen valores conocidos.
Ejemplo de diagrama de objetos:
Vuelo de un avion comercial
1 . . 4
:Boleto
Nro: 102030
:Cliente
Nombre: Juan Pérez
Nacionalidad: peruana
:Motor
Marca: General Motors
Año: 1996
:Vuelo
IdVuelo: 666
FechaSal: 01/01/2001
Destino: Lima
:AviónPasajeros
NroPlaca: XXX123
Modelo: Boeing 777
Nro: 555
Capacidad: 100
1
1
* 1
* 1
4. Diagramas de Secuencia
DefiniciónUn Diagrama de Secuencia muestra la interacción de un conjunto de objetos, poniendo énfasis en el orden cronológico del envío de mensajes entre objetos.
Un diagrama de secuencia esta compuesto por:
- Objetos (o actores)- Línea de vida de un objeto - Activación o foco de Control- Mensajes
Elementos de un Diagrama de Secuencia
objeto:Clase
Objetos o actores Son las entidades que participan en la interacción para lograr una funcionalidad, éstas envían y o reciben mensajes.
objeto:Clase
Línea de vida de un objeto
Indica la vida de un objeto durante la interacción y se representa mediante una línea vertical discontínua.
Elementos de un Diagrama de Secuencia
objeto:Clase objeto:Clase
Activación o foco de Controlobjeto:Clase
Mensajes
Muestra el periodo de tiempo en el cual el objeto se encuentra desarrollando una operación.
Son las invocaciones que envia un objeto a otro para que realice una tarea.
Tipos de mensajes
Mensaje Simple:
Se usa cuando no se conocen detalles del tipo de comunicación o cuando no resulta relevante en el diagrama.
Mensaje Síncrono:
Mensaje Asíncrono:
El objeto que envia el mensaje espera a que el objeto que lo recibe le termine la operacion. El mensaje síncrono más comun es la llamada a procedimientos.
Cuando el objeto que envia el mensaje sigue con su trabajo sin esperar respuesta del objeto receptor del mensaje.
Imprimir (arch)
Imprimir(arch)
[ impresora OK]
Imprimir(arch)
[impresora !OK]
Imprimir(arch)
:computadora :cola:impresora:ServidorImpresion
Ejemplo de Diagrama de Secuencia
Un usuario desea imprimir un archivo para lo cual le envía la orden a la computadora, la cual a su vez se la envía al servidor de impresión siendo este el encargado de dirigirlo a la impresora. En caso de que la impresora este ocupada el archivo a imprimir se dirige hacia la cola de impresión, la cual en su momento le indicará al servidor de
impresión que tiene el archivo pendiente por imprimir.
Ejercicio de Diagrama de Secuencia
Se desea trasladar una cabra, una vaca y un lobo, a través de un río empleando una barca. Solo se puede llevar uno de ellos en cada viaje. Si dejamos a la cabra con el lobo, el lobo se comera a la cabra. Si dejamos la vaca con la cabra, la cabra se come a la vaca. Muestre un diagrama de secuencia en el cual se pueda trasladar a los tres por el rio.
5. Diagramas de Colaboración
Definición: Un Diagrama de Colaboración muestra la interacción de un conjunto de objetos, poniendo énfasis en la estructura organizacional de los objetos que envían y reciben mensajes.
Un diagrama de colaboración esta compuesto por:
- Objetos
- Enlaces
- Flujo de Mensajes
Ejemplo de Diagrama de Colaboración
Una nota de pedido contiene un renglón por cada artículo, que se está despachando. Si la cantidad del artículo que aún queda en almacén es menor que el punto de reorden, está lanza una orden de
compra del artículo, si hay existencias el pedido se atiende.
Prepara( )
1*[para cada renglón]: Prepara( ) 1.3 reorden:=NecesitaReorden( )
1.1 Existe:=RevisaExistencia( )
1.2 [Existe]: descuenta( )
1.4 [reorden]: colocarOrdenCompra( )1.5[Existe]:Entrega( )
:Pedido
:renglónPedido
:OrdenCompra:NotaSalida
:Artículo
Diagramas de Secuencia y Colaboración
Ambos diagramas muestran la interacción entre objetos, pero el Diagrama de Secuencia reserva una dimension para el tiempo haciendo más fácil observar el orden de ejecución de los mensajes, mientras que el Diagrama de Colaboración los enumera. Ambos diagramas representan lo mismo y puede transformarse de uno a otro
sin perdida de información.
Imprimir (arch)
1: Imprimir(arch) 1.1: [ impresora OK]
Imprimir(arch)
1.2: [impresora !OK]
Imprimir(arch)
:computadora
:cola
:impresora
:ServidorImpresion
Ejercicio de Diagrama de Colaboración
En una biblioteca un lector (socio) escoge un libro si desea prestarlo se lo solicita al encargado, el encargado verifica la situacion del libro (algunos solo salen para sala o tal vez esten prestados) y luego verifica la situacion del socio, si estas verificaciones son conformes entonces se realiza el prestamo del libro.
Solución Word
6. Diagramas de Estados
Definición: Describe el comportamiento de un elemento del modelo, mostrando la posible secuencia de estadosen los que puede entrar el objeto y como cambia al reaccionar ante un evento durante su ciclo de vida.
Un Diagrama de Estados esta compuesto por:
- Estados
- Eventos evento
- Transiciones
Elementos de un Diagrama de Estados
Estado: Identifica un periodo de tiempo del objeto (no instantáneo) en el cual el objeto esta esperando alguna condición, operación u evento, tiene cierto estado característico o puede recibir cierto tipo de estímulos.
Evento: Es una ocurrencia que puede causar la transición del objeto de un estado a otro.
Transición: Una transición es una relación entre dos estados que indica que un objeto en un primer estado puede entrar a un segundo estado y ejecutar ciertas operaciones, cuando un evento ocurre. Se representa como una línea sólida entre dos estados
Estado1
Estado inicial
Estado2
Estado final
Evento( )
Transición
Ejemplo de Diagrama de Estados
Una cuenta bancaria puede estar activa, suspendida o cerrada.Cuando esta en activa puede a su vez estar en azul (si el saldo es +) o en rojo (si el saldo es -). Muestre su diagrama de estados.
suspender cuenta
activar cuenta
cerrar cuenta
retiro [saldo<0] / poner en rojo
depósito [saldo>0] / poner en azul
en azul en rojo
Cerrada Suspendida
Activa
7. Diagramas de Actividad
Definición: Muestra las operaciones que se realizan para conseguir un objetivo. Es un caso especial de un diagrama de estados donde todos los estados ejecutan una tarea. Se utilizan para dar detalle a un caso de uso, modelando los flujos de trabajo u operaciones.
Un Diagrama de Actividad esta compuesto por:
- Estados de actividad o simplemente Actividad- Estados de acción o simplemente Acción- Transiciones
Elementos de un Diagrama de Actividad
Estados de actividad (Actividad).- Son estados que llevan a cabo alguna actividad. No son atómicos es decir pueden descomponerse. Pueden ser interrumpidos y se consideran que toman algún tiempo en completarse.
Estado de acción (Acción).- Es una actividad que no se puede descomponer y permiten modelar un paso dentro de un algoritmo. Se considera que su ejecución toma un tiempo insignificante.
Transiciones.- Es el paso de un estado de actividad a otro, una transición ocurre al finalizar una actividad.
Otros elementosDecisión Barra de Sincronización Carriles Estados inicial y final
Ejemplo de Diagrama de Actividad
Muestre un proceso común de una solicitud de servicio.
Cliente Vendedor Jefe Ventas
[Tarifa no OK]
[Tarifa OK]
Sol. de servicioPide datos cliente
Consulta tarifa
Negoc. condiciones
Pide datos
Servicio
Ingresa orden
Consulta disponib.
Decide costo
Ejercicio de Diagrama de Actividad
Un cliente solicita un pedido, este pedido va al departamento de ventas para ser procesado y simultaneamente el cliente espera hasta que se apruebe y se le entregue la mercaderia. Despues de procesar el pedido en ventas, el pedido se dirige a almacen para extraer los productos y enviarlos. En este punto el cliente recibe el pedido y Ventas hace la factura. El cleinte paga la factura y Ventas considera el pedido atendido.
8. Diagramas de Componentes
Definición: Un diagrama de componentes muestra las dependencias lógicas entre componentes software, tales como archivos de código fuente, binarios, ejecutables, tablas, etc.
Un Diagrama de Componentes esta compuesto por:
- Componentes- Interfaces- Relaciones de realización y dependencia
Elementos de un Diagrama de Componentes
Componentes.-Son cada una de las partes físicas y reemplazable de un sistema.
Se dice que es parte física en el sentido en que viven en el mundo de bits y no son sólo esquemas conceptuales.
Se dice que es reemplazable pues puede ser reemplazado por un nuevo componente que mejore la funcionalidad o añada alguna sin que afecte a otros componentes.
nombreEsto se logra mediante el uso de interfaces bien definidas las cuales son implementadas por los componentes.
Interfaces.- Es una colección de operaciones que son usadas para especificar un servicio provisto por una clase o un componente. Esto permite utilizar los servicios sin abrumarnos con sus detalles de implementación asimismo se puede cambiar los componentes pero si sus interfaces son las mismas entonces este cambio es inmediato y no afecta al resto del sistema.
<<interface>>Interface
. . . Elementos de un Diag. de Componentes
Relaciones entre Componentes
Relación de realización.- El componente que realiza o implementa la interfaz es conectado mediante una línea discontínua terminada en una cabeza de flecha hueca.
Relación de dependencia.-Ocurre entre las componentes que utilizan la interfaz implementada por otra componente y la respectiva interfaz. Se representa con una línea discontínua con cabeza de flecha abierta.
<<interface>>
Estereotipos de Componentes
executable.- son componentes que
pueden ejecutarse en un nodo.
library.- son las librerías estáticas o
dinámicas.
table.- un componente que es una
tabla de una base de datos.
file.- un componente que es un
archivo de código fuente o datos.
document.- un componente que es
un documento.
Ejemplo de un Diagrama de Componentes
Se tiene un robot que es manejado mediante la librería manejo.dll, la cual
implementa dos grupos de interfaces Imanejo e Iautoprueba. La interfaz
Imanejo es utilizada por camino.dll, la cual proporciona el comportamiento a
seguir cuando el robot se desplaza sin contratiempos. Si el robot encuentra algún
obstáculo, camino.dll utiliza a colision.dll. Periódicamente, el robot se
autocomprueba, para ello manejo.dll, cuenta con la interfaz Iautoprueba la cual
es utilizada por test.dll que le ordena las pruebas que debe realizar. Muestre los
componentes y sus interfaces mediante un Diagrama de Componentes
Manejo.dllCamino.dll
Test.dll
Imanejo
Iautoprueba
Colisión.dll
9. Diagramas de Despliegue
Definición: Muestra el hardware en donde será desplegado los componentes de nuestro sistema. Esto significa que muestra las relaciones fisicas entre el software y el hardware.
Un Diagrama de Despliegue esta compuesto por:
- Nodos
- Conexiones entre nodos
Elementos de un Diagrama de Despliegue
Nodos: Representación de cualquier tipo de hardware sobre el cual correrá o del que se servirá nuestro sistema.
<<procesador>>
Será un Procesador, si tiene capacidad de proceso como una PC.
Será un Dispositivo si no tiene capacidad de proceso. Vienen a ser los equipos que sirven de interfaz con el mundo real como teléfono, impresora, sensores, etc.
<<dispositivo>>
Conexiones: Los nodos se conectan mediante asociaciones de comunicación fisica o no, como conexión satelital, cable serial, señal infraroja, etc.
Ejemplo de un Diagrama de Despliegue
Un usuario que se conecta vía Internet a un Servidor de Aplicaciones de una empresa. En este instante el componente CLIENTE viaja desde el Servidor de Aplicaciones hacia la PC del usuario, luego el componente CLIENTE puede solicitar algún servicio al componente APLICACION el cual buscará los datos necesarios en el componente
BD ubicado en el Servidor de Base de Datos.
<<procesador>>
PC usuario
<<procesador>>
Servidor de Aplicaciones <<procesador>>
Servidor de BD
Cliente
Cliente
BD
Aplicación
<<Becomes>>
<<HTTP>><<TCP/IP>>
Conclusiones:
1. El UML es el lenguaje estándar a nivel
mundial para representar modelos orientados a objetos de sistemas intensivos en software.
2. Debemos utilizarlo en todos nuestros modelos para poder comunicarnos con otros desarrolladores.