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Unified Modeling Language (Lenguaje unificado de modelado)
Mitos sobre UMLUML es un lenguaje de programación
Aprender UML es aprender el paradigma de objetos.
UML es una metodología de desarrollo.
UML
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Características generales:Incluye conceptos semánticos, notación y reglas de creación de diferentes tipos de diagramas
Permite capturar información acerca de la estructura estática y el comportamiento dinámico de un sistema
Lenguaje de modelado visual de propósito general usado para: Especificar Modelos precisos, no ambiguos, completos Visualizar Representar y comunicar ideas Construir Trasladar a un lenguaje de programación Documentar Los artefactos construidos durante un proyecto
de desarrollo de un sistema software
Características GeneralesLenguaje
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Lenguaje = sintaxis + semántica
Unificado a través de:
Métodos y notaciones históricas integradas
Usado en múltiples etapas del ciclo de desarrollo (de requerimientos a implementación)
Gran diversidad de dominios de aplicación
Amplia variedad de lenguajes y plataformas de implementación representables
Aplicable en diferentes procesos de desarrollo
Características GeneralesUnificado
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¿Qué es un modelo?Una abstracción que representa algún aspecto de la realidadUna representación en algún medio que captura los aspectos importantes del sistema modelado desde un determinado punto de vistaUn modelo de un sistema software es realizado en un lenguaje de modelado
Propósito de los modelosCapturar y precisar requerimientos de un dominio de conocimiento, que sea comprensible por todos los stakeholders del proyecto.Pensar sobre un diseño de un sistema.Capturar decisiones de diseño de un sistema.Explorar posibles soluciones a un problema económicamente.Generar productos de trabajo útiles.Documentar.
Características GeneralesModelado
E = M * C2
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Evolución:Oct. 1994: G. Booch y J. Rumbaugh se unen en Rational. Intentan unificar OMT (Object Modeling Tool) y Booch (método)Oct. 1995: I. Jacobson se une a RationalUnified Method v0.8Nov. 1997: OMG (Object Management Group) aprueba UML (v1.1)2003: versión 1.5 de UMLOct. 2004: versión 2.0 de UML2005: convertido en estándar ISO/IEC 19501:2005 Information technology — Open Distributed
Processing — Unified Modeling Language (UML) Version 1.4.2.
Cambios entre versiones:Refinamiento y extensión de modelosAmpliación de semánticaCambio en las restricciones de uso de elementos en modelos
Breve evolución histórica
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Breve evolución histórica
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Influencias
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Participantes en UML 1.0
Rational Software Grady Booch, Jim Rumbaughy Ivar Jacobson
Digital Equipment Hewlett-Packard i-Logix
David Harel IBM ICON Computing
Desmond D’Souza Intellicorp and James
Martin & co. James Odell
MCI Systemhouse
Microsoft
ObjecTime
Oracle Corp.
Platinium Technology
Sterling Software
Taskon
Texas Instruments
Unisys
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¿Qué es una vista?Una vista es un subconjunto de construcciones de modelado que se enfocan en un aspecto particular del sistema
Proyección del sistema completo en un modelo
Cada vista cuenta con uno o más diagramas representativos
Las vistas pueden agruparse en tres áreas:Estructural
Comportamiento dinámico
Gestión del modelo
Vistas de UML
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Vistas de UMLClasificación estructural
Describe los elementos del sistema (clasificadores) y sus relaciones
Clasificadores más comunes: ClasesCasos de UsoComponentesNodos
Vistas y diagramas asociados:Vista Estática Diagrama de clases Diagrama de objetos
Vista de Casos de uso Diagrama de casos de uso
Vista de Implementación Diagrama de componentes Diagrama de despliegue
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12
Vistas de UMLComportamiento dinámico
Describe el comportamiento del sistema a través del tiempo
Vistas y diagramas asociados:Vista de Interacción: modela como interactúan los objetos para realizar una funcionalidad del sistema Diagrama de colaboración
Diagrama de secuencia
Vista de Máquina de estados: modela el ciclo de vida de una instancia de una clase en estados y transiciones. Diagrama de transición de estados
Vista de Actividades: modela flujos de trabajo (workflows) Diagrama de Actividades
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Vistas de UMLGestión del modelo
Describe la organización de los modelos en unidades jerárquicas
Permite manejar la complejidad mediante la identificación de agrupaciones de clasificadores
Elementos utilizados:Paquetes
Subsistemas
Modelos
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Mecanismos de extensión
Permiten adaptar los elementos de modelado asignándole una semántica particular.
Estereotipos: Extienden la semántica del elemento sobre el que se aplica Permite representar una variación de un elemento existente que posee otra
intención, o distinción de uso Puede indicarse textualmente (entre << y >>) o gráficamente
Valores etiquetados Extiende las propiedades de un elemento de UML, permitiendo añadir nueva
información en la especificación del elemento Cadenas con el nombre de la etiqueta, un signo igual y un valor
Restricciones Notación matemática formal OCL Lenguaje de programación o pseudocódigo
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Mecanismos de extensión
Ejemplo
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Áreas, vistas y diagramas
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Otra clasificación (UML 1.5)Diagramas estáticos (o estructurales *)
Diagramas de clases
Diagramas de objetos
Diagramas de componentes
Diagramas de despliegue
Diagramas dinámicos (o de comportamiento)
Diagramas de casos de uso*
Diagramas de secuencia
Diagramas de colaboración
Diagramas de estados
Diagramas de actividades
Áreas, vistas y diagramas
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Otra clasificación (UML 2.0)
Áreas, vistas y diagramas
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Propósito:
Capturar la estructura del sistema en base a elementos (clasificadores) que lo definen
Es la base sobre la que se construyen las otras vistas
Diagramas:
Diagrama de Clases
Diagrama de Objetos
Vista estática
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Clasificadores un concepto discreto en el modelo que tiene identidad, estado, comportamiento, y relaciones
Tipos de ClasificadoresElementos del Sistema: Clase Interfaz Tipos de datos
Conceptos de Comportamiento: Caso de Uso
Conceptos del entorno: Actor
Estructuras de implementación: Componente Nodo Subsistema
Vista estáticaElementos
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Clase = Conjunto de objetos con estructura, comportamiento, relaciones y semántica común.
Objeto = estructura + operaciones + estado interno + identidadUn objeto es una instancia de una clase.
Ejemplosalgo físico → Avión algo del negocio → Pedidoun concepto lógico → Horarioalgo de la aplicación → Window, Botón, Menúalgo del comportamiento → Tarea, Proceso
Vista estáticaElementos
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El diagrama de clases representa la vista estática de un sistema software
Los elementos que aparecen en este diagrama son aquellos conceptos que tienen significado dentro de una aplicación
Elementos principales de este diagrama:Clasificadores: elementos que describen cosasRelaciones entre clasificadores
La definición de cada concepto del mundo real se identifica con una clase de este diagrama
Diagrama de clases
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Clase: se representa en un rectángulo con tres compartimientos
nombre de la clase
atributos de la clase
operaciones de la clase
Diagrama de clases:Clase
#Patrullar()
-Entrenar()
+MostrarCondecoraciones()
-Num_Placa : int
-Nombre
-Apellidos
+Apodo
-AñosServicio : int = 0
-Condecoraciones
-Puntería
-Experiencia
Policia Nombre de la clase
Atributos
Operaciones
Tipos de los atributos
Valor inicial
{<10} Restricción sobre el valor
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Determina el nivel de encapsulamiento de los elementos de una clase
(-) Privado: Los atributos/operaciones son visibles solo desde la propia clase.
(#) Los atributos/operaciones protegidos están visibles para la propia clasey 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)
Diagrama de clases:Visibilidad
Visibilidad+ público# protegido- privado
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Las relaciones entre clasificadores son:Asociación (conocimiento)
Agregación / Composición
Generalización
Dependencia
Realización
Enlace:Instancia de una asociación
Lista ordenada de referencias a objetos
Diagrama de clases:Relaciones entre clasificadores
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Asociación:
Conexión semántica entre instancias de clases
Proporciona una conexión para el envio de mensajes
Diagrama de clases:Relaciones entre clases
Multiplicidad0..1 N..M0..* 3..*1..* 2..51 3..4, 6..**
#Patrullar()
-Entrenar()
+MostrarCondecoraciones()
-Num_Placa : int
+Apodo
-Puntería
-Experiencia
Policia
#Robar()
-Escapar()
+MostrarHistorial()
-IDLadron : int
+Apodo
-Tipo : int = 0
-Encarcelaciones
-Puntería
Ladrón
-perseguidor
1..*
-delincuente
1..*
Persigue4
Multiplicidad
Nombre de la relación
Dirección de lectura de la relación
Navegabilidad (uni/bi-direccional)roles
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Asociación como clase
Asociación calificada
Asociación ordenada
Restricción
Diagrama de clases: Asociación: casos especiales
Teatro Obra
-Fecha
-Hora
Presentacion
* *
Presentacion EntradaNum_Butaca
1 1..*
Presentacion Diapositiva
1
{ordered}
1..*
CuentaPersona
1
*
or
Empresa
*
*
0..1
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Agregación: relación entre un todo y sus partes
Lógica: la parte puede pertenecer a varios agregados
Física (o composición): las partes sólo existen asociadas al compuesto (acceso a través de él)
Diagrama de clases:Relaciones entre clases
Universidad Estudiante1..* 1..*
Universidad Departamento1 1..*
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Consideraciones sobre la composiciónUna composición es una forma de asociación más fuerte en la cual el compuesto es responsable de gestionar sus partes, por ejemplo asignación y desasignación
La composición implica tres cosas: Dependencia existencial. El elemento dependiente desaparece al
destruirse el que lo contiene y, si es de cardinalidad 1, es creado al mismo tiempo
Hay una pertenencia fuerte. Se puede decir que el objeto contenido es parte constitutiva y vital del que lo contiene
Los objetos contenidos no son compartidos, esto es, no hacen parte del estado de otro objeto
Diagrama de clases:Relaciones entre clases
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Dependencia: Indica una relación semántica entre dos o más elementos del modelo en la cual un cambio al elemento proveedor puede requerir un cambio o indicar un cambio en el significado del elemento cliente en la dependencia
Diagrama de clases:Relaciones entre clases
Mecanismos de extensión de UML
• Estereotipos <<excepción>>• Valores etiquetados {versión=3.1}• Restricción {edad>18}
#Robar()
-Escapar()
+MostrarHistorial()
Ladrón
-IDLadron : int
+Apodo
-Tipo : int = 0
-Encarcelaciones
-Puntería +usar()
+aprenderUso()
Herramienta
-material
-fuerza
«uses»
Estereotipo
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Generalización:
Relación taxonómica entre una descripción general y otra más específica que la extiende
Relación “es un tipo de”
Representación del concepto de herencia
Diagrama de clases:Relaciones entre clases
#Patrullar()
-Entrenar()
+MostrarCondecoraciones()
-Num_Placa : int
+Apodo
-Puntería
-Experiencia
Policia
-Origen
+Especialidad
Criminalista
+Riesgo
-Pistola
Patrullero
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Realización: Es una relación que implica que la parte realizante cumple con una serie de especificaciones propuestas por la clase realizada
Situaciones de aplicación: Interfaces y las clases y componentes que lo implementan
Casos de uso y colaboraciones que lo realizan
Diagrama de clases:Relaciones entre clases
#Patrullar()
-Entrenar()
+MostrarCondecoraciones()
-Num_Placa : int
+Apodo
-Puntería
-Experiencia
Policia
«interfaz»
MiembroSeguridad
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Describen un protocolo de comportamiento sin especificar su implementación.
Contienen operaciones pero no atributos.
Una interfaz puede ser implementada por varias clases
Diagrama de clases:Interfaces
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Ambos pertenecen a dos vistas complementarias del modeloDiagrama de Clases: muestra la abstracción de una parte del dominio
Diagrama de Objetos: representa una situación concreta del dominio
Diagramas de Clases vs.Diagramas de Objetos
Banco Cliente
*1
Cuenta
*11 * 1 *
unBanco : Banco
cliente01 : Cliente
cliente02 : Cliente
cta0101 : Cuenta
cta0201 : Cuenta
cta0202 : Cuenta
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Se desea modelar el sistema de control de un reproductor de MP3 que tiene las siguientes características:
Un reproductor tiene una marca y modelo determinado. Las operaciones que permite este aparato son: escuchar música (de la memoria), escuchar la radio o configurar el dispositivoEl módulo de memoria permite: conocer la capacidad de la memoria, el número de canciones almacenadas, seleccionar una canción (aleatoriamente o por su título) y borrar una canciónDe cada canción se conoce su título, intérprete, duración, tamaño que ocupa, y tipo de compresión (en kbps)El módulo de radio permite: seleccionar un dial concreto (preseleccionado o manualmente), cambiar de AM a FM y viceversa y preseleccionar emisoras.Cada emisora se caracteriza por estar en una banda (AM/FM), por un número de frecuencia y por una coberturaEl módulo para la configuración del equipo permite: modificar el brillo y colores del display, consultar el estado de la batería y modificar la ecualización del sonido.
Diseñar el diagrama de clases UML correspondiente a estas especificaciones
Ejercicio
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Diagramas de casos de uso:Capturan los requerimientos funcionales del sistemaDescriben la forma de usar el sistema tal como se la ve desde el exteriorVisión de “caja negra” del sistema.No es un modelo orientado a objetos.Particiona la funcionalidad del sistema en unidades discretas: los casos de uso.
Concepto introducido por I.Jacobson en OOSE (Object Oriented Software Engineering)
Diagramas de Casos de Uso: Actores + Caso de uso
Vista de Casos de Uso
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Representa algo que interactúa con el sistema
Puede ser humano u otro sistema (externo)
Reside fuera del sistema sirve para describir el entorno del sistema
Describe un “rol” que asume un usuario
La misma persona física puede asumir distintos roles
Ejemplos:Cliente del Banco
Cajero
Pasarela bancaria
Sistema de sensores
Diagrama de Casos de UsoActor
Cliente del Banco
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Secuencia de transacciones realizadas por el sistema que brinda un resultado de valor a un actor
Describe una “forma” de utilizar el sistema o una “razón” por la que el usuario interactúa con el sistema
Funciones:Capturan requisitos funcionales del sistemaEstructuran los modelos de objetos en vistas manejables
Un caso de uso puede tener varios caminos de acción o “escenarios”
Los casos de uso sirven como hilo conductor del proceso de desarrollo (en el PUD)
Diagrama de Casos de UsoCaso de uso
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Diagrama de Casos de UsoEjemplo
AdministraciónOperador
(f rom Actors)
Extracción
(from Extraccion)
TransferenciaCliente
(f rom Actors)
Depósito
Sistema Central(f rom Actors)
Cajero automático (CA)
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Diagrama de Casos de UsoDescripción textual
CU Extracción – Camino Estandard
1 Un mensaje de bienvenida está en espera en la pantalla del CA.
2 El cliente inserta su tarjeta en el CA.
3 El CA lee el codigo de la banda magnética y verifica que sea aceptable.
4 Si la tarjeta es aceptable, el CA solicita al cliente su código PIN.
5 El cliente ingresa su código PIN.
6 Si el código PIN es correcto, el CA solicita al cliente el tipo de transacción a realizar.
7 El cliente selecciona <extracción> y el CA envía el código PIN al Sistema bancario
solicitando los datos de la cuenta del cliente.
8 Los datos de la cuenta recibidos se despliegan en la pantalla.
9 El cliente selecciona una cuenta y el monto a extraer.
10 El CA envia al sistema bancario el requerimiento de extracción.
11 El CA preparan los billetes a ser dispensados.
12 El CA imprime el comprobante del movimiento.
13 Los billetes son dispensados al cliente.
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Diagrama de Casos de UsoDescripción textual
RF- <id del requisito> <nombre del requisito funcional>
Versión <numero de versión y fecha>
Autores <autor>
Fuentes <fuente de la versión actual>
Objetivos asociados <nombre del objetivo>
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>
Paso Acción 1 {El <actor> , El sistema} <acción realizada por el
actor o sistema>, se realiza el caso de uso < caso de uso RF-x>
2 Si <condición>, {el <actor> , el sistema} <acción realizada por el actor o sistema>>, se realiza el caso de uso < caso de uso RF-x>
3
4
5
6
Secuencia Normal
n
Postcondición <postcondición del caso de uso>
Paso Acción 1 Si <condición de excepción>,{el <actor> , el
sistema} }<acción realizada por el actor o sistema>>, se realiza el caso de uso < caso de uso RF-x>, a continuación este caso de uso {continua, aborta}
2
Excepciones
3
Rendimiento Paso Cota de tiempo
1 n segundos
2 n segundos
Frecuencia esperada <nº de veces> veces / <unidad de tiempo>
Importancia {sin importancia, importante, vital}
Urgencia {puede esperar, hay presión, inmediatamente}
Comentarios <comentarios adicionales>
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Inclusión
Secuencias comunes a varios casos de uso
Diagrama de Casos de UsoRelaciones
Procesar Tarjeta
Extracción Transferencia Depósito
<<include>>
<<include>>
<<include>>
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Extensión:
Partes opcionales de un caso de uso
Diagrama de Casos de UsoRelaciones
Extracción
Estadística
Extracción
Monitoreo
Extracción
<<extend>> <<extend>>
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Generalización:
Distintas variantes de un caso de uso. (“es un tipo de”)
Diagrama de Casos de UsoRelaciones
Extracción
Extracción Pesos Extracción Dólares
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Diagrama de Casos de UsoEjemplo
«»
«»
Hacer Pedido
<<extend>>
«»
«»
Silicitar
Catálogo
«»
«»
Suministro de
datos de
clientes
<<include>>
«»
«»
Pedir Producto
<<include>>
«»
«»
Pagar
<<include>>
«»
«»
Pagar al
contado
«»
«»
Acordar
Crédito
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Representa como interactúan cooperativamente los objetos para implementar el comportamiento definido por los casos de uso
ColaboraciónInteracción entre un conjunto de objetos para implementar un comportamiento del sistema.Una colaboración <<realiza>> la funcionalidad definida en un casos de uso
InteracciónUna interacción es un conjunto de mensajes que se intercambian dentro del contexto de una colaboración por instancias de clases (objetos) a través de enlaces (instancias de asociación)
Vista de Interacción
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Énfasis en la distribución física y relaciones de los objetos
Vista de InteracciónDiagramas de Colaboración
: Cliente del banco : Interfaz de cajero : Transacción
cuentaOrigen : Cuenta
1: transferencia
2: teclee cantidad
3: cantidad
4: teclee cuenta destino
5: cuenta destino
10: no hay fondos
6: transferencia (cuenta, cantidad)
9: no hay fondos
7: reintegro (cantidad)
8: no hay saldo
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Énfasis en la secuencia cronológica de los mensajes
Vista de InteracciónDiagramas de Secuencia
: Encargado:WInPréstamos :Socio :Video :Préstamo
prestar(video, socio)
verificar situación socio
verificar situación video
registrar préstamo
entregar recibo
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Vista de Máquina de Estados
Describe el comportamiento dinámico de los objetos, modelando su ciclo de vida:
Autómatas finitos con estados y transiciones
Cada objeto se trata en forma aislada, el que se comunica con el resto del mundo detectando eventos y respondiendo a ellos.
Es útil modelar solo para objetos con comportamiento estado-dependiente
Uso de Diagramas de Transición de Estados
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Cada objeto está en un estado en cierto instante
El estado describe un período de tiempo caracterizado por: Conjunto de valores de atributos y relaciones del objeto
Período de tiempo durante el que se espera que ocurra un evento
Período de tiempo durante el cual el objeto realiza una actividad
El estado en el que se encuentra un objeto determina su comportamiento
Cada objeto sigue el comportamiento descrito en el diagrama de transición de estados asociado a su clase
La transición entre estados es instantánea y se debe a la ocurrencia de un evento
Diagramas de Transición de Estados
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Estados y Transiciones
Diagramas de Transición de Estados
A B
Evento [condición] / Acción
El evento se considera instantáneo
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Ejemplo: Pila (TAD)
Diagramas de Transición de Estados
Pila
Vacía
Pila no vacía
ni llena
Pila
llena
evento (cond)
acción
push
borrar pila
crear pila pop
error
pop (size > 1)
push (size+1 <> full)
borrar pila
borrar pila
push (size+1 = full)
push
error
pop
pop (size = 1)
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Acontecimiento significativo que tiene localización en tiempo y espacio
No tiene duración. Instantáneo
Tipo de eventosSeñal: comunicación asíncrona entre objetos
Llamada: invocación sincrónica de método del objeto que recibe el evento
Cambio: satisfacción de una condición lógica que depende de valores de un atributo
Tiempo: instante absoluto, o lapso transcurrido
Pueden modelarse con clases y jerarquías
Diagramas de Transición de EstadosEventos
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Diagramas de Transición de EstadosEventos
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Una acción es un cómputo atómico y breve:
una sentencia de asignación
una operación aritmética
el envío de una señal a otro objeto
la invocación de una operación propia
asignación de valores de retorno
creación o destrucción de objetos
una secuencia de acciones simples
Acciones específicas de entrada, salida, durante, un estado o por un evento
Diagramas de Transición de EstadosAcciones
estado A
entry: acción por entrarexit: acción por salir
do: acción mientras en estadoon evento: acción
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Diagramas de Transición de EstadosEstados Compuestos
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Vista de Actividades
Variante de la máquina de estados para modelar flujos de trabajo
Utilización de diagramas de actividad Caso particular de los diagramas de estado
Los estados representan estados de actividad no de un objeto
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Diagrama de ActividadesElementos
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Diagrama de ActividadesCalles y flujo de objetos
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Vista de Implementación
Tipo de vista “física”
Modela el empaquetado físico del sistema en unidades reutilizables llamadas “componentes”
Componente una unidad física de implementación con interfaces definidas pensada para ser utilizada como parte reemplazable del sistema.
Cada componente implementa una o más clases del diseño
Incluyen código fuente, binario, o ejecutable
Los componentes se vinculan por relaciones de dependencia
Se utilizan diagramas de componentes
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Diagrama de Componentes
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Vista de Despliegue
Modela la disposición física de los recursos de ejecución computacional
Nodo: es un objeto físico de ejecución que representa un recurso computacional. Pueden tener estereotipos (CPU, memorias, disco duro, etc.)
Las asociaciones entre nodos representan líneas de comunicación.
Se representa con diagramas de despliegue
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Diagrama de Despliegue
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Diagrama de Despliegue
Cliente
APP
Server
DB Server
**
**
* Web Browser
* Servlets
* JSP
* JDBC
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Vista de Gestión
La Vista de Gestión del modelo está compuesta por paquetes y relaciones de dependencia entre paquetes
Paquete: es una unidad de organización del modelo
Los paquetes ofrecen un mecanismo general para la organización de los modelos / subsistemas agrupandoelementos de modelado
Los paquetes contienen elementos del modelo como clases, diagramas de casos de uso, interacciones, etc.
Los paquetes tambien pueden contener otros paquetes
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Vista de Gestión
Todos los elementos del modelo deben pertenecer a un paquete
Los paquetes pueden organizarse según el criterio del diseñador:
Por la vista (estática, casos de uso, etc.)
Por subsistema
Por etapa del ciclo de desarrollo.
Una buena organización refleja la arquitectura de alto nivel del sistema.