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Universidad Nacional Autnoma de Mxico Direccin General de Servicios de Cmputo Acadmico

Anlisis y diseo orientado a objetos con UML

Anlisis y diseo orientado a objetos con UML

VISTA LGICAVISTA LGICA (MODELO ESTTICO Y DINMICO) Clases Atributos y operaciones Responsabilidades Relaciones Asociacin Multiplicidad Agregacin Generalizacin Dependencia Mecanismos comunes. Estereotipos. Paquetes. Restricciones. Modelo Vista Controlador (MVC). Mapeo de clases a bases de datos relacionales.

Diplomado de Bases de Datos - Modelado Orientado a Objetos

Anlisis y diseo orientado a objetos con UML Vista Lgica

Vista Lgica

La Vista Lgica describe la estructura interna del sistema, es decir las partes que lo integran y cmo interactan.

Los diagramas de clase de UML nos permiten modelar esta vista del sistema



Diagramas de clase

Los diagramas de clase son uno de los diagramas ms importantes y ms utilizados de UML. Permiten capturar los elementos que integran la estructura interna del sistema as como su relaciones.Cliente +nom bre +apellido paterno +apellido m aterno +dom icilio +telefonos

Factura +num ero +fecha +m onto +em itir()



Qu son las clases

Una clase representa un grupo de objetos con caractersticas y comportamiento comunes.

AtributosCaractersticas externas y visibles. Lo que la clase conoce.

OperacionesConjunto de acciones que una clase realiza. Lo que la clase puede realizar.



Atributos

Los atributos representan una propiedad de la clase definida en trminos abstractos. Cada atributo puede tomar un valor en particular, determinando as el estado de un objeto en un momento determinado. Una clase puede tener varios atributos o ninguno. El conjunto de atributos definen la estructura de la clase.

Alumno +nom bre +apellido +segundo apellido +fecha nacim iento +dom icilio +m atricula



Operaciones Pueden ser algo hecho por o sobre la clase. Las operaciones de una clase pueden hacer uso de los atributos de la clase y modificar sus valores, cambiando as el estado. Las operaciones definidas en cada clase permiten cumplir con sus responsabilidades.

Elevador +subir() +bajar() +detenerse() +abrirPuertas() +cerrarPuertas() +seleccionarPiso() -validarCapacidad()



Notacin UML

Nombre de la clase +ATRIBUTOS +OPERACIONES()

Nombre de la clase



Perspectivas Las clases se pueden construir desde tres perspectivas: CONCEPTUAL. Representando los conceptos del dominio que se est estudiando. Se dibujan sin importar el software con que se implementarn por lo que son independientes del lenguaje. Pueden ubicarse en el contexto del negocio (modelado de negocio) o del sistema. ESPECIFICACIN. Enfocados al diseo del software en su filosofa pero no en su implementacin. IMPLEMENTACIN. Se expone por completo la implementacin.



Perspectiva conceptual Conceptos del dominio que se est estudiando. No importa el software con que se implementarn Son independientes del lenguaje. Pueden ubicarse en el contexto del negocio (modelado de negocio) o del sistema.

Pago cantidad 1

Pago-por 1

Venta fecha hora



Perspectiva de especificacin Enfocados al diseo del software en su filosofa pero no en su implementacin.

Pago cantidad: Dinero getDevolucion(): Dinero 1 Pago-por 1

Venta fecha: Fecha hora: Hora getTotal(): Dinero



Perspectiva de implementacin Se expone por completo la implementacin. Ligada a un lenguaje de programacin orientado a objetos.

Pago +cantidad: Dinero +getDevolucion(): Dinero 1 Pago-por 1

Venta +fecha: Date +hora: Date +getTotal(): Dinero

Dinero +m onto: double



Cmo identificar las clases

Las clases surgen de la terminologa del problema. Los sustantivos (cosas, personas, hechos) ya que pueden convertirse en clases del modelo. Verbos

que pueden ser operaciones de las clases o en clases por s mismas.

Los atributos de una clase tambin se pueden identificar por sustantivos especficos que pueden tomar algn valor.



Atributos y Operaciones

En las perspectivas de especificacin e implementacin, los atributos y las operaciones se definen con mayor detalle:visibilidadClase -atributo: Tipo = default +Operacion(): TipoAuto -m arca: String -m odelo: String -placa: String -transm ision: String +cargarGasolina(litros: double) +setters() +getters()



RelacionesTodos los sistemas contienen varias clases. Los objetos contribuyen al comportamiento del sistema colaborando unos y otros. Esta colaboracin se representa a travs de las relaciones La existencia de una relacin entre dos clases denota una va de comunicacin (enlace) por las que se puede enviar peticiones y mensajes entre ellas.

Curso Alumno Profesor

Aula



Relaciones

Existen varios tipos relaciones entre clases, los principales son: Dependencia Asociacin Agregacin Composicin Herencia



Relaciones

+ dbil

Dependencia Asociacin Agregacin Composicin

Cuando los objetos de una clase trabajan temporalmente con objetos de otra clase. Cuando los objetos de una clase trabajan con objetos de otra clase por tiempo prolongado. Cuando una clase es propietaria del objeto pero comparte a otras clases la referencia del objeto. El objeto puede existir independiente de la clase. Cuando una clase contiene objetos de otra clase. Los objetos no pueden existir independientes de la clase.

+ fuerte

Herencia

Cuando una clase es un tipo de otra clase.



Dependencia

Es una relacin de uso entre dos elementos, uno de ellos dependiente y el otro independiente (clientey proveedor).

A

B

B depende de A es decir, B es el Cliente y A es el Proveedor.



Dependencia

Telfono publico

Viajero

Punto

Lneadibujar (inicio:Punto, fin:Punto)



Asociacin

Es una relacin estructural que especifica que los objetos de un elemento estn conectados con los objetos de otro.

A

B

Por cada instancia de uno pueden existir n instancias del otro.



Asociacin Las asociaciones de representan que una instancia de A tiene instancias de B. La asociacin puede ser nombrada con algn verbo que describa de forma ms precisa el tipo de relacin entre dos clases, por ejemplo: vende, imparte, participa, realiza.

Persona

+suscriptor 0..*

suscribe

+revista suscrita 0..*

Revista

Personas se suscriben a revistas.



MultiplicidadEn las asociaciones adems se especifica la multiplicidad, Es decir el nmero instancias de una clase con respecto a la otra.

Muchos Exactamente uno Cero o ms Uno o ms Cero o uno Rango especfico

* 1 0..* 1..* 0..1 2..4



Asociacin

Empresa

1

emplea

0..1 aloja

*

Trabajador

Departamento

0..4

Estudiante

Equipo

2

juega

*

Partidos

Farmacia

* distribuye

*

Medicamento



Agregacin

Es una relacin donde una de las clases es parte de la otra. Si la clase contenedora es destruida, la clase contenida puede permanecer.

A

B

B es parte de A A contiene B



Agregacin

Auto

Llanta

Equipo

Jugadores

Venta

Cliente



Composicin

Al igual que la agregacin, es una relacin de todo-partes pero ms fuerte. El tiempo de vida de las partes depende directamente la clase contenedora.

A

B

B es componente de A A se compone de B



Composicin

Persona

Corazn

Lpiz

Punta

Libro

Captulo



Composicin vs. Agregacin

Libro

Captulo

Biblioteca

Libro



HerenciaA

Representa una relacin es un. La subclase hereda los mtodos y atributos de la superclase, adems de poseer sus propios mtodos y atributosB

B es un tipo de A A se especializa en B



Herencia

Transporte

Particular

Pblico

Empleado

Asalariado

Honorarios

Destajo



Ejercicio 7



Mecanismos comunes Sirven para adaptar el lenguaje a necesidades particulares, dentro de un marco ordenado respetando reglas. Se usan para extender el lenguaje (UML) de manera controlada. Mecanismos: especificaciones adornos divisiones comunes mecanismos de extensibilidad.



Mecanismos comunes

-

Especificaciones

Los modelos UML tienen al menos dos dimensiones: una dimensin grfica y una textual. Las especificaciones son descripciones textuales de la semntica de un elemento. Explicacin textual de la sintaxis y semntica de los bloques de construccin.Semntica plano posterior Especificacin de clase Especificacin caso de uso Especificacin dependencia

CuentaBancaria



Mecanismos comunes - Adornos

No hay necesidad de mostrarlo todo en un diagrama, es ms importante que el diagrama sea claro. Los adornos son elementos que hacen visibles aspectos de la especificacin del elemento:CuentaBancaria{autor: Juan, estado: probado} - numeroCuenta: long -proietario: Cliente - saldo: long # retirar(): long # calculaInteres(): void # depositar(): void

CuentaBancaria

Elemento sin adornos

Elemento con adornos



Notas Las notas, es el tipo de adorno ms utilizado. Una nota es un smbolo grfico utilizado para contener restricciones o comentarios vinculados a un elemento o coleccin de elementos. Permiten adjuntar informacin como: observaciones, revisiones o explicaciones.

Semaforo +estado +cam biar() Un sem aforo val de tres estados



Mecanismos comunes Divisiones comunes

Existen dos divisiones comunes en UML:

clasificador/instanciae

interfaz/implementacin.(ms)



Mecanismos comunes Divisiones comunes Clasificador /Instancia

La nocin abstracta de un tipo de elemento es un clasificador. Los elementos especficos, concretos, las instancias. Ejemplo:Alumno +nom bre +apellidos +m atricula +fechaNacim iento

J uan : Alum no

: Alum no



Mecanismos comunes Divisiones comunes interfaz / implementacin El principio es separar qu hace algo (interfaz) de cmo lo hace (implementacin). La interfaz define un contrato que garantiza seguir implementaciones especficas.Helicoptero

VoladorSuperhroe Volador Avin

+despegar() +planear() +aterrizar()



Mecanismos de extensibilidad

Estereotipos Paquetes Notas Restricciones Valores etiquetados



Estereotipos Los estereotipos son un mecanismo de extensibilidad del UML. Un estereotipo ampla el vocabulario del UML, permitiendo crear nuevos tipos de bloques de construccin, derivados de los existentes y especficos para determinado problema. Se presentan como palabras entre parntesis triangulares > Aplican a diversos elementos de UML como: Clases, Casos de Uso, Relaciones, Actores, etc.



Estereotipos

Actor



Paquetes Un paquete es el elemento de organizacin bsica de un modelo de sistema UML. Puede considerarse todo el sistema como un paquete que contiene los dems paquetes, diagramas y elementos. Un paquete puede contener paquetes subordinados, diagramas o elementos nicos,javaPaquete

lang



Restricciones Las restricciones permiten aadir especificaciones, condiciones o limitaciones ms detalladas.

{ restricciones }Condiciones que deben cumplirse para que el modelo este bien formado.{m ayor de edad}

Alumno +nom bre +apellidos +m atricula +fechaNacim iento Curso



Valores etiquetados Proporcionan una forma de ampliar la especificacin al permitir aadir nueva informacin a un elemento. Es una palabra clave que puede tener un valor anexado.{ etiqueta1=valor1, etiqueta2=valor2 }{Autor=J uan Prez}Servidor {procesadores = 3}

Un valor etiquetado no es lo mismo que un atributo de clase Ms bien es un metadato que se aplica al elemento, no a sus instancias

Cliente +nom bre +apellido paterno +apellido m aterno +dom icilio +telefonos



Modelo Vista - Controlador



Modelo Vista - Controlador La triada de clases Modelo/Vista/Controlador se uso para construir interfaces de usuario en Smalltalk 80. Consiste en tres tipos de objetos Modelo Vista ControladorEs el objeto de aplicacin Es su representacin en pantalla Define el modo en que la interfaz reacciona a la entrada del usuario.

Antes de MVC las interfaces agrupaban los tres objetos en uno solo MVC los separa para incrementar la flexibilidad y reutilizacin.



Modelo Vista - Controlador MVC desacopla las vistas de los modelos estableciendo entre ellos un protocolo de suscripcin/notificacin Cada vista debe reflejar el estado del modelo y cada vez que los datos del modelo cambian este avisa a las vistas que dependen de l. En respuesta a estos avisos las vistas se actualizan Esto permite crear nuevas vistas sin modificar el modelo.

A = 50% B = 30% C = 20% modelo

vistas



Modelo Vista - Controlador Aplicable a un problema general: desacoplar objetos de manera que los cambios en uno puedan afectar a otros sin necesidad de que el objeto conozca los detalles de los otros. (Patrn Observer)Observers Subject

Suscriptores

Peridico



Modelo Vista - ControladorMVC y una aplicacin WebCr ea

1

n ci eti P

TP HT

i ns

2CGI / Controlador

ta nc ias

de

3Cliente

DBValue object Modelo / BD / lgica del negocio

5

Respue s

ta HTT

4P

Pgina / Vista



Modelo Vista - ControladorMVC y una aplicacin Web1 2

El cliente realiza una peticin HTTP la cual es recibida por un CGI. El CGI acta como un controlador y procesa la peticin. Es probable que realice una peticin al modelo (usualmente la base de datos). El resultado de procesar la peticin se estructura en la forma de un value object. El controlador direcciona el control a la vista. Representada por una pgina web (php, asp, jsp). La responsabilidad de la pgina es generar la vista del modelo el cual obtiene con del value 4 object. La vista regresa una pgina al navegador va una respuesta HTTP.

3

5



Mapeo de clases a bases de datos relacionales



Mapeo de clases a bases de datos relacionales Cmo modelar un esquema 1. 2. 3. 4. Identificar clases persistentes Crear un diagrama de clases que contenga las clases marcadas como persistentes Expandir detalles estructurales de estas clases Centrar la atencin en las relaciones que estructuran las clases y en su cardinalidad.



Mapeo de clases a bases de datos relacionales Mapeo de clases a Base de Datos Cada clase identificada como persistente se mapea a una tabla: Tabla ClienteCliente

clienteID

nombre

direccin

telfono

nombre direccion telefono



Mapeo de clases a bases de datos relacionales Mapeo de clases a Base de Datos Relaciones de uno a muchosCliente nombre direccion telefono

Tabla ClienteclienteID nombre direccion telefono

1

0..* Renta fecha devuelto

Tabla RentarentaID fecha devuelto clienteID



Mapeo de clases a bases de datos relacionales Mapeo de clases a Base de Datos

Relaciones de muchos a muchosProductoTable ProductoIngrediente

0..*productoID ingredienteID

1..* Ingrediente



Mapeo de clases a bases de datos relacionales Mapeo de clases a Base de Datos Relaciones de herencia: Cada subclase es mapeada a una tabla separada con una columna adicional por cada atributo heredado. Todas las clases de la jerarqua son mapeadas a una nica tabla, agregando columnas para todos los atributos de la jerarqua.



Diagramas de interaccin




Una interaccin establece el escenario para un comportamiento del sistema introduciendo todos los objetos que colaboran para realizar alguna accin. Incluyen los mensajes enviados entre objetos. La mayora de las veces, un mensaje implica la invocacin de una operacin o el envo de una seal. Las interacciones se usan para modelar el flujo de control dentro de una operacin, una clase, un componente, un caso de uso o el propio sistema.



Diagramas de interaccin Un diagrama de interaccin es una representacin grfica de interacciones entre objetos. Hay dos tipos de diagramas de interaccin: 1. Diagramas de secuencia 2. Diagramas de colaboracin Cada uno provee un punto de vista diferente de la misma interaccin Los diagramas de secuencia estn ordenados de acuerdo al tiempo Los diagramas de colaboracin muestran la organizacin entre objetos.




A

B

C

m1

m2 m3

m4 m5


Anlisis y diseo orientado a objetos con UML Vista Lgicaobjeto

Cliente 1

AgenteBilletes

AyudaPlanificacion

Creacin2 : establecerItinerario()

Llamada3 : calcularRuta()

Llamada (invocacin local)

Retorno

4 : ruta 5

Valor de retorno

Destruccin

Envo

6 : notificar




: Bank Clerk

A1 : Account

A2 : Account

transfer withdraw deposit




: Bank Clerk

: Transfer

A1 : Account

A2 : Account

transfer

withdraw

Deposit




: Bank Clerk Enter Amount

: TransferScreen

: Transfer

A1 : Account

A2 : Account

Enter Source Account Enter Destination Account Transfer Transfer W ithdraw Deposit



Diagramas de colaboracin

Un diagrama de colaboracin es una forma alternativa de representar los mensajes intercambiados por un conjunto de objetos El diagrama muestra interacciones de objeto organizadas alrededor de los objetos y sus ligas a cada uno Un diagrama de colaboracin contiene: Objetos Ligas entre objetos Mensajes intercambiados entre objetos Flujo de datos entre objetos, si hay alguno



Diagramas de colaboracin

2: validar id

1: introducir id 3: introducir semestre actual forma de registro 4: crear nuevo horario John : Alumno 5: desplegar

clases disponibles 6: obtener cursos

forma horario



Diagramas de colaboracinNmero de secuencia mensaje

2: validar id

1: introducir id 3: introducir semestre actual forma de registro 4: crear nuevo horario John : Alumnoenlace objeto

5: desplegarobjeto

clases disponibles 6: obtener cursos

forma horario



Diagramas de estado



Diagramas de estado

Describe el comportamiento dinmico de los objetos en un cierto plazo. Los diagramas de estado se usan para mostrar la historia de vida de una clase dada, los eventos que causan una transicin de un estado a otro, y las acciones que resultan de un cambio de estado. El estado de un objeto es una de las condiciones posibles en las que puede existir un objeto.



Diagramas de estado

Inicio

ELEMENTOS DE UN DIAGRAMA DE ESTADO

Fin Estado Estado secuencial

Estado concurrente Estado A



Diagramas de estado Estado Un estado es una de las condiciones posibles en las que puede existir un objeto. Evento Es la ocurrencia de alguna situacin que sucede en un punto del tiempo; tiene una localizacin en tiempo y espacio. Ocurre en un punto en el tiempo y no tiene duracin. Evento de llamada Evento de seal Evento de cambio Eventos de tiempo



Diagramas de estado Transicin Una transicin es un cambio de un estado original a un estado sucesor como resultado de algunos estmulos. Las transiciones pueden ser restringidas por: oEvento seal oLlamada oCambio de evento oTiempo del evento.



Diagramas de estadoencendido

Infancia

Adolescencia

despegue

Madurez

volando

aterrizando Senectud

apagado



Diagramas de estadoaddStudent

Initialize do: Initialize course object

Unassigned do: Assign professor to course

addStudent/ numStudents = 0

Open entry: Register a student

cancelCourse

cancelCourse registration closed[ Canceled do: Send cancellation notices numStudents < 3 ] [date = end]

[ numStudents = 10 ] cancelCourse Closed do: Report course is full RegistrationComplete do: Generate class roster



Diagramas de estado

Altas "Nuevo m bro" iem "Im prim ir"

"Listo/Cancelar" principal

"Listo/Cancelar"

Im presin de credencial "Term inar m bresia" em

"Salir" "Listo/Cancelar" "Baja"

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