Diagramas de caso de uso

Estos ya se vieron en la fase de requisitos

Ejemplo

Figura 13 Ejemplo Diagrama caso de uso

Diagrama de clases

Un diagrama de clases o estructura estática muestra el conjunto de clases y objeto importante que forman parte de un sistema, junto con las relaciones existentes entre clases y objetos. Muestra de una manera estática la estructura de información del sistema y la visibilidad que tiene cada una de las clases, dada por sus relaciones con los demás en el modelo.

Clase: representa un conjunto de entidades que tienen en común propiedades, operaciones, relaciones y semántica.

Una clase es un constructor que define la estructura y comportamiento de una colección de objeto denominados instancia de la clase.

En UML la clase está representada por un rectángulo con tres divisiones internas, son los elementos fundamentales del diagrama.

Figura 14 Ejemplo de clase

Atributo: Representa una propiedad de una entidad. Cada atributo de un objeto tiene un valor que pertenece a un dominio de valores determinado.

Las sintaxis de una atributo es:Visibilidad <nombre>: tipo = valor {propiedades}

Donde visibilidad es uno de los siguientes:

+ público. # protegido. - privado. 

Operación: El conjunto de operaciones que describen el comportamiento de los objetos de una clase.

La sintaxis de una operación en UML es:Visibilidad nombre (lista de parámetros): tipo que retorna { propiedades}

Figura 14 Ejemplo Clase

Objeto: es una instancia de una clase. Se caracteriza por tener una identidad única, un estado definido por un conjunto de valores de atributos y un comportamiento representado por sus operaciones y métodos.

Los atributos no deberían usarse para relacionar conceptos en el modelo conceptual, solamente para describir estos conceptos. Una de las violaciones más comunes a esta regla consiste en agregar atributos como llaves foráneas.

Las operaciones son utilizadas para manipular los atributos o realizar otras acciones. Normalmente son llamadas funciones, pero están dentro de una clase y pueden aplicarse solo a objetos de esa clase.

Se conoce como la firma de la operacióna el nombre de la operación su tipo de valor que regresa y los parámetros que utiliza.

Un objeto se especifica con una firma o con precondición, post-condición algoritmo y el efecto que tiene sobre un objeto.

La precondición debe ser cierta antes de que la operación pueda ejecutarse.

La post-condición debe ser cierta después de que la operación sea ejecutada.

Estas especificaciones son como propiedades para una operación. Las propiedades usualmente no se muestran directamente en los diagramas de clases.

Una clase persistente es aquella cuyos objetos existen aún después de que el programa que los creó ha salido. Se describe la persistencia poniendo la propiedad de “persistent” dentro del compartimiento del nombre.

Un constructor es una operación que comparte el mismo nombre que la clase y no tiene tipo definido de retorno, se utilizan generalmente para inicializar la memoria requerida por el objeto y para colocarlo en un estado inicial estable. Algunos lenguajes proveen un constructor default para las clases en caso de que no se proporcione.

Relaciones entre clases

Asociación, es una conexión entre clases, lo que significa que también es una conexión entre los objetos de esas clases. En UML, una asociación es una relación que describe un conjunto de ligas, que están definidas como una conexión semántica entre un conjunto de objetos

Nombre: Identifica la asociación entre los objetos, caracterizándola.Rol: Identificado como un nombre a los finales de la línea, describe la semántica de la relación en el sentido indicado. Cada asociación tiene dos roles; cada rol es

una dirección en la asociación. El rol puede estar representado en el nombre de la clase.

Figura 15 ejemplo de asociación

Las restricciones en las asociaciones, permiten que se siga cierta regla:

Figura 16 Ejemplo de Restricción

Hay asociaciones que establecen una relación en ambas direccionesLa multiplicidad es la cantidad de objetos de una clase que se relacionan con un objeto de la clase asociada:

Figura 15 Ejemplo Multiplicidad

La asociación recursiva es una asociación de una clase a sí misma, una conexión entre objetos de la misma clase

Figura 16 Ejemplo asociación recursiva

Los roles en una asociación especifican el papel que juega un objeto en una relación, se indica con un string colocado cerca de la terminal de la asociación siguiente a la clase a la cual se aplica.

Figura 17 Ejemplo de roles

Tipos de asociaciones

Asociación calificada (Qualifiedassociation). Representa la información de identidad y reduce la multiplicidad de uno a muchos por una de uno a uno.

Figura 18 Ejemplo Asociación calificada

Asociación Or {or}. En algunos modelos no todas las combinaciones de asociación son válidas

Ejemplo 19 Asociación Or

Asociación Ordenada {ordered}. Cuando los enlaces entre objetos pueden tener un orden implícito {ordered} {ordenadas por incremento de tiempo}.

Clase de Asociación. Una clase puede estar unida a una asociación. Se usa para agregar información extra sobre un enlace; por ejemplo, el tiempo en que el link fue creado. Cada enlace está asociado a un objeto de la clase de asociación.

Figura 20 ejemplo clase de asociación

Asociación ternaria (Ternaryassociation). Más de dos clases pueden asociarse con otra, la asociación ternaria asocia tres clases.

Figura 21 Ejemplo Asociación ternaria

Una agregación, es un caso especial de asociación, indica que la relación entre las clases es de alguna forma parte de un “todo”. Se describen diferentes niveles de abstracción. Se indica con rombo en blanco en el lado de la clase que agrupa a

las demás. Se puede tener una restricción en una agregación, como en la relación {O} que se indica con línea punteada

Figura 22 ejemplo agregación

Una composición es una agregación donde cada componente puede pertenecer tan solo a un todo. Se representa con diamante sólido.

Un juego del gato (#)Figura 23 Ejemplo Composición

La generalización es una relación entre un elemento más general y uno más específico. El elemento más específico puede tener solo información adicional. Se utiliza sobre tipos, nunca sobre instancias (una clase puede heredar otra clase, pero un objeto no puede heredar otro objeto).

La clase específica o subclase, hereda todo de la clase general, llamada superclase. Los atributos, operaciones y todas las asociaciones son heredadas. Una clase puede ser superclase y subclase si esta en una jerarquía de clases. En gráficas de jerarquía, las clases están conectadas unas con otras, vía relaciones de generalización.

Figura 24 Ejemplo de Generalización

Una interfaz es un conjunto de operaciones que especifica cierto aspecto de la funcionalidad de una clase, y es un conjunto de operaciones que una clase presenta a otras. Se usa el símbolo de clase pero sin atributos, solamente con las operaciones:

Figura 25 Ejemplo de Interfaz

Adicionalmente la interfaz puede ser representada como un circulo conectado con una línea a la clase

Figura 26 Ejemplo de Interfaz 2

Modelo Conceptual de Punto de VentaFigura 26 Ejemplo de diagrama de clases

Diagrama de objetos

Un diagrama de objetos en UML usa la misma notación que los diagramas de clases, ya que los objetos solo son instancias de la misma clase.

Figura 27 Ejemplo diagrama de objetos

Diagrama de interacción

Estos son modelos que describen como los grupos de objetos que colaboran en algunos ambientes. Por lo general, un diagrama de interacción captura el comportamiento de un único caso de uso. Hay dos tipos de diagramas de interacción: diagramas de secuencia y diagramas de colaboración.

Un diagrama de secuencia muestra la forma en que los objetos se comunican entre sí al transcurrir el tiempo. Constan de objetos y representando en una línea vertical el tiempo, se indican las operaciones que ejecuta el objeto o activación se representan mediante un rectángulo cuya altura va en relación a la duración de la operación.

Los mensajes van de un objeto a otro se representan con líneas. Pueden ser simples (transfieren control), sincrónicos (esperan respuesta) o asincrónicos (no espera respuesta)

Figura 28 Ejemplo de diagrama de secuencia

Para ilustrar los diagramas de secuencia se usará el siguiente caso de uso:

La ventana Entrada de pedido envía un mensaje “prepara” a Pedido.El Pedido envía entonces un mensaje “prepara” a cada línea de pedido dentro del Pedido.Cada Línea de pedido revisa el Artículo de inventario correspondiente.- Si esta revisión devuelve “verdadero”, la Línea de pedido descuenta la cantidad apropiada de Artículo de inventario del almacén.

Si no sucede así, quiere decir que la cantidad del Artículo de inventario ha caído más abajo del nivel de reorden y entonces dicho Artículo de inventario solicita una nueva entrega.

Figura 29 ejemplo de diagrama de secuencia

Del objeto se desprende una línea vertical conocida como línea de vida del objeto y representa el tiempo de duración del objeto durante la interacción.

Los mensajes representados por líneas están en orden de arriba hacia abajo. La autodelegación es un mensaje que un objeto se manda a sí mismo.

Una condición indica cuándo se envía un mensaje, el cual se enviará solo si la condición es verdadera.

Una iteración muestra cuando un mensaje se envía varias veces a varios objetos receptores, como sucedería cuando se itera sobre una colección.

El regreso indica el regreso de un mensaje, no un nuevo mensaje. Los regresos SATURAN los diagramas y tienden a oscurecer el flujo,

El borrado de un objeto se muestra con una X grande. Los objetos pueden autodestruirse o pueden ser destruidos mediante otro mensaje.

Cuando utilizar los diagramas de secuencias, se sugieren para:o Son útiles para ver la interacción entre los objetos, debido a que

pone énfasis en la secuencia y es fácil apreciar el orden en el que ocurren las cosas.

o Cuando se desee ver el comportamiento de varios objetos en un caso de uso y la secuencia de los mensajes.

No se sugieren para:o No son convenientes para representar el comportamiento

condicional, debido a que son para mostrar un comportamiento simple, se sugiere usar mejor diagramas separados para cada una de las condiciones

o No sirve para ver el comportamiento de un solo objeto a través de muchos casos de uso (usar mejor un diagrama de estados)

o Si quiere ver el comportamiento a través de muchos casos de uso o muchos procesos mejor utilice un diagrama de actividad.

Diagramas de Colaboración:Es una forma de representar interacción entre los objetos, es decir, las relaciones entre ellos y la secuencia de los mensajes de las iteraciones que están indicadas por un número A diferencia de los diagramas de secuencia, pueden mostrar el contexto de la operación (cuáles objetos son atributos, cuáles temporales, etc) y ciclos en la ejecución. Muestra como varios objetos colaboran en un solo caso de uso.

El mensaje se representa como una flecha cerca de la línea de asociación entre dos objetos. Esta flecha apunta al objeto receptor. El tipo de mensaje se mostrará en una etiqueta cerca de la flecha.El mensaje le indicará al objeto receptor que ejecute una de sus operaciones.Un diagrama de secuencias puede ser convertido en uno de colaboraciones y viceversa.Se agregará una cifra al mensaje para indicar la secuencia propia del mensaje.

Figura 30 Ejemplo de diagrama de colaboración

Ejemplo de un diagrama de colaboraciones:o El actor es el usuario quien inicia la interacción al oprimir una tecla,

se inicia la siguiente secuencia: La GUI notifica al sistema operativo que se oprimió la tecla El sistema operativo le notifica a la CPU El sistema operativo actualiza la GUI La CPU notifica a la tarjeta de video La tarjeta de video envía un mensaje al monitor El monitor presenta el carácter alfanumérico en la pantalla,

con lo que se hará evidente al usuario.

Figura 31 Ejemplo de diagrama de colaboración

Cuando utilizar los diagramas de colaboración, se sugieren para:o Es la mejor forma si se quiere mostrar los objetos y mostrar como se

reconectan estáticamente unos con otros.o Cuando se desee ver el comportamiento de varios objetos en un

caso de uso.o Sirven para mostrar la colaboración entre los objetos, sin embargo,

no sirven tan bien para la definición precisa del comportamiento No se sugieren para:

o No son convenientes para representar el comportamiento condicional, debido a que son para mostrar un comportamiento simple, se sugiere usar mejor diagramas separados para cada una de las condiciones

o No sirve para ver el comportamiento de un solo objeto a través de muchos casos de uso (usar mejor un diagrama de estados)

o Si quiere ver el comportamiento a través de muchos casos de uso o muchos proceso mejor utilice un diagrama de actividad.

Diagrama de Estados

Diagrama de Estados:Muestra el conjunto de estado por los cuales pasa un objeto durante su vida en una aplicación junto con los cambios que permiten pasar de un estado a otro. Esta representado principalmente por los siguientes elementos:

Estado. Elemento. Transición.

Estado: Identifica un período de tiempo del objeto (no instantáneo) en el cual el objeto esta esperando alguna operación, tiene cierto estado característico o puede recibir cierto tipo de estímulos.

Figura 32 ejemplo de Estado

Las actividades cuentan con sucesos y acciones de entrada (qué sucede cuando el sistema entra al estado), salida (Qué pasa cuando el sistema sale del estado) y de hacer (que sucede cuando el sistema está en el estado)

Se puede agregar ciertos detalles a las líneas de transición, para indicar un suceso que provoca una transición (la que desencadena un suceso) y la actividad de cómputo que se ejecute y haga que suceda la modificación de estado.

Figura 33 Ejemplo de un suceso

Las condiciones de seguridad permiten establecer una relación entre estados que dependen de que se cumpla dicha condición.

Figura34 Ejemplo de condiciones de seguridad

Subestados. Cuando un estado se encuentra dentro de otro estado, se conocen como subestados.

Se dice que pueden suceder en forma secuencial cuando suceden uno tras de otro y se representan dentro del cuadro de estado original, ligados secuencialmente. También has subestados concurrentes cuando pueden ocurrir al mismo tiempo. Se representan dentro del estado original, separados por línea punteada.

Figura 35 Ejemplo de Subestado

Cuando utilizar los diagramas de estados:Se tendría que hacer uno por cada clase del sistema, pero se sugiere hacerlos solo para aquellos que presenten un estado interesante y cuando la construcción

de tales diagramas ayude a aclarar lo que sucede.Algunos sugieren usarlos en los objetos de interfaz de usuario y de control, debido a que tienen el tipo de comportamiento que es útil describir mediante diagramas de estado.En caso de que se desee representar las secuencias general de acciones de vario objetos y casos de uso, es mejor utilizar el diagrama de actividades

Diagrama de Actividades

Describen como se coordinan las actividades, muestran como puede ser implementada una operación que debe realizar muchas tareas diferentes y se desea mostrar cuales son las dependencias esenciales entre ellas.

Un diagrama de actividades es un caso especial de un diagrama de estados en el cual casi todos los estados son estados de acción (identifican que acción se ejecuta al esta en él) y casi todas las transiciones son enviadas al terminar la acción ejecutada en el estado anterior. Generalmente modelan los pasos de un algoritmo y puede dar detalle a un caso de uso, un objeto o un mensaje en un objeto.  Sirven para representar transiciones internas, sin hacer mucho énfasis en transiciones o eventos externos.

Elementos de un diagrama de actividades:La actividad se muestra como una caja con nombre con las esquinas muy redondeadas, representa cuando la actividad ha terminado

Figura 36Actividad

La transición se muestra como una flecha, normalmente no se les pone etiqueta, a menos que se tenga una condición.

Figura 37Transición

Barras de sincronización, indica coordinación de actividades y no se puede pasar de la barra hasta que todas las actividades previas a la barra han sido terminadas. Se utilizan para la ejecución de actividades en paralelo.

Figura 38 Barras de sincronización

Las indicaciones, permiten que se ejecuten otras actividades, usando un pentágono convexo para el envío del un evento y uno cóncavo para la recepción del evento.

Figura 39Indicadores

Diamantes de decisión se usan para mostrar decisiones como una alternativa a las condiciones, para separar transiciones dejando el mismo estado.

Marcas de inicio y fin se usan para indicar donde empieza el diagrama y donde termina.

Particiones y líneas de responsabilidad, Al poner muchas actividades relacionadas entre sí, se pueden colocar de acuerdo al objeto o al actor que las ejecuta, o a cuál caso de uso pertenecen

Las principales diferencias entre los diagramas de estado y los diagramas de actividades son:

Los diagramas de actividades normalmente NO incluyen eventos, porque los únicos eventos de interés es la terminación de las actividades.

Las actividades se pretende que se continúen a lo largo del diagrama sin quedarse estancadas.

Figura 40Ejemplo diagrama de actividades

Cuando utilizar diagramas de actividades:o Debido a que manejan y promueven el comportamiento en paralelo,

son una herramienta muy útil para el modelado de flujo de trabajo y para la programación multihilos.

o Se recomienda usarlos para: El análisis de un caso de uso. Para comprender qué acciones

deben ocurrir y cuáles son las dependencias de comportamiento. Asignando posteriormente los métodos a los objetos y mostrando tales asignaciones mediante diagramas de secuencia o colaboración.

La comprensión del flujo de trabajo, a través de numerosos casos de uso. Para representar y entender el comportamiento de las interacciones entre los casos de uso. Ayuda a aclarar situaciones dominadas por flujo de trabajo.

Cuando se trata de aplicaciones multihilos. Son adecuados en éste uso

o No sirven para: Tratar de ver como colaboran los objetos. Usar mejor

diagramas de secuencia o colaboración. Para tratar de ver como se comporta un objeto durante su

período de vida. Es mejor usar un diagrama de estados.

Diagrama de Componentes

Los diagramas de componentes describen los elementos físicos reemplazables del sistema y sus relaciones

Muestran las opciones de realización incluyendo código fuente, binario y ejecutable

Las relaciones de dependencia se utilizan en los diagramas de componentes para indicar que un componente utiliza los servicios ofrecidos por otro componente

Hay diferentes tipos de componentes y cada uno con diferentes tipos de dependencia , Clasificándolos en relación con el proceso de compilación un componente podría ser:

Código fuente, el cual depende de que otros componentes estén disponibles al momento de compilación.

Código objeto binario, (biblioteca de clases) que depende de cualquier código objeto al cuál se ligara desde un programa ejecutable.

Una aplicación ejecutable, la cuál puede depender de otros programas ejecutables al tiempo de ejecución.

Los detalles dependen del lenguaje de programación usado, se pueden usar estereotipos como «compilar» ó «ligar», igualmente se pueden usar estereotipos para diferenciar los diferentes tipos de componentes, por ejemplo: «archivo» , «biblioteca» , «ejecutable» , «tabla», «documento»

Cada clase del modelo lógico se realiza en dos componentes: la especificación y el cuerpo.

La especificación contiene la interfaz de la clase mientras que el cuerpo contiene la realización de la clase.

En el caso de clases parametrizables se puede dar una especificación genérica.

Las relaciones de dependencia se utilizan en los diagramas de componentes para indicar que un componente se refiere a los servicios ofrecidos por otro.

Los distintos componentes pueden agruparse en paquetes según un criterio lógico y con vistas a simplificar la implementación. Son paquetes estereotipados en «subsistemas» para incorporar la noción de biblioteca de compilación y de gestión de configuración.

Un diagrama de componentes mostrando las dependencias de tiempo de compilación:

Figura 41Ejemplo diagrama de componentes

La interfaz se puede representar por una línea con un círculo

Figura 42Ejemplo interfaz

Si un componente implementa clases se puede establecer la relación entre el componente y las clases como sigue:

Figura 43 Ejemplo Diagrama de componente con clases

Solo se podrán ejecutar las operaciones dentro de un componente a través de su interfase. La relación entre un componente y su interfase se conoce como realización. Un componente puede acceder a los servicios de otro componente mediante el uso de su interfase, al que proporciona el servicio se dice que provee una interfaz de exportación, al que accede a un servicio se dice que utiliza una interfaz de importación.

Figura 44 Ejemplo Diagrama de componente

Se puede sustituir un componente por otro si el nuevo contiene las mismas interfases que el anterior. Se puede reutilizar un componente en otro sistema si éste puede acceder al componente reutilizado mediante sus interfases.

Figura 45 Ejemplo Diagrama de componente

Página Web con controles ActiveX.

Figura 46 Ejemplo Diagrama de componente

Diagrama de Distribución

Los diagramas de distribución muestran la disposición física de los distintos nodos que componen un sistema y el reparto de los componentes sobre dichos nodos.

Un nodo representa todo tipo de equipo de cómputo y se representa por un cubo:

Figura 47 Ejemplo de un nodo

La vista de despliegue representa la disposición de las instancias de componentes de ejecución en instancias de nodos conectados por enlaces de comunicación.

Un nodo es un recurso de ejecución tal comoo Dispositivoso Procesadoreso Memoria

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

Esta vista permite determinar las consecuencias de la distribución y la asignación de recursos.

Figura 48 Ejemplo Diagrama de distribución

Figura 49 Ejemplo Diagrama de distribución

Las conexiones entre nodos se puede poner mediante una relación

Figura 50 Ejemplo conexiones entre nodos