Desarrollo de Sistemas

Estas transparencias proveen sólo una referencia a los temas. Para su estudio debe remitirse a la bibliografía.

Universidad Nacional del Sur – Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación Análisis y Diseño de Sistemas – 1er.Cuatrimestre de 2013.

Mg. María Mercedes Vitturini

[mvitturi@cs.uns.edu.ar]

Dpto. Cs. e Ing. de la Computación

Universidad Nacional del Sur

ANÁLISIS Y DISEÑO DE

SISTEMAS

Clase VII: Modelado

Estructural I

Primer Cuatrimestre 2013

AyDS2013 - Clase 7- MMV 2

Vistas de un Sistema- Repaso

– Vista del usuario: representa un sistema (producto) desde la vista

del usuario (actor).

– Vista estructural: modela la estructura estática

(clases, objetos y relaciones). – Vista del comportamiento: representa los aspectos dinámicos o de

comportamiento del sistema. Muestra las interacciones entre los

elementos estructurales.

– Vista de implementación: representa cómo se implementa el

sistema.

– Otras

• Un modelo es la representación abstracta de un problema.

• Los modelos de IS representan distintas vistas de un mismo problema:

La vista estructural Ejemplo – Venta Electrónica de Material Bibliográfico

• La funcionalidad será de uso público, pero se requiere que los

clientes se previamente se registren.

• Al registrar a un nuevo usuario se le solicitará nombre y apellido,

dirección de correo electrónico, la que servirá como

identificación del usuario, fecha de nacimiento, sexo y

opcionalmente un teléfono de contacto. Además se requerirá

que ingrese y confirme una clave a elección y copie el texto

variable que se muestra en pantalla.

• Al confirmar la registración, el sistema controlará si el usuario

existe, en cuyo caso notificará la situación.

• También se dará la opción de solicitar recuperar la contraseña

para los casos de olvido.

Identificar que corresponde a la vista de datos en este enunciado AyDS2013 - Clase 7- MMV 3

Modelos de Datos

Clasificación según el nivel de abstracción

• Modelos Conceptuales: de mayor abstracción. Se

usan en la etapa de Análisis y están orientados a

representar los elementos del problema y sus

relaciones.

• Modelos Lógicos: de abstracción intermedia.

Manejan estructuras simples que se usan a nivel de

desarrollo.

• Modelos Físicos: de menor abstracción. Son

estructuras de datos a bajo nivel usadas en la

implementación

Modelo de Datos Conceptual

Características

• Está orientado a la descripción de las

organización de los datos y restricciones de

integridad.

• Se usa en la etapa de análisis del problema.

• Busca representaciones abstractas para los

elementos del mundo real que intervienen en el

problema.

• Se abstrae de consideraciones y limitaciones de

implementación.

5 AyDS2013 - Clase 7- MMV

Métodos y Técnicas para MDC

MDC tradicionales:

• Existen distintas opciones en modelos de datos

– En análisis orientados a objetos: diagramas de

clases y sus variantes.

– En área de bases de datos: diagramas entidad

relación.

• Los MDC, según el caso, en general se usan como

medio de comunicación con expertos del dominio.

• Pueden resultar complejos para usuarios y clientes

que no están adiestrados en el uso de

abstracciones.

MDC Orientados a Objetos • El modelado datos conceptual de las metodologías

Orientadas a Objetos muestra la estructura estática de los

objetos y sus relaciones. Incluye:

– El diagrama de Conceptos de Negocio.

– El diagrama de Clases, como un esquema o molde para

describir todas las instancias posibles de los datos.

– El diagrama de Instancias o Diagrama de Objetos.

Describe un conjunto particular de objetos que se

relacionan según lo especifica el diagrama de clases.

• Un diagrama de clases se corresponde con infinitos

conjuntos de diagramas de instancias.

El Diagrama de Clases

Herramienta de UML que sirve para

modelar la Vista Estructural OO

Diagrama de Clases (DC)

• Modela la vista estática del sistema, no modela

comportamiento en el tiempo.

• El DC describe el caso general.

• Provee una notación gráfica que permite representar

las clases y sus relaciones.

• En un diagrama de clase se pueden reunir:

Únicamente conceptos del dominio,

así como aquellos que forman parte del diseño o implementación.

Modelos de dominio.

Modelos de diseño.

ANALISIS

DISEÑO

AyDS2013 - Clase 7- MMV 9 AyDS2013 - Clase 7- MMV

Ejemplo #1

Película

Número

Título

Genero

Duración

Estado

darNúmero ()

darEstado ()

Número

Apellido

Nombres

Domicilio

Estado

darNúmero ()

darApellido y Nombres ()

alquila

Diagrama de Clases del Dominio (vista parcial)

AyDS2013 - Clase 7- MMV

Ejemplo #2

Película

Número

Título

Genero

Duración

Estado

darNúmero ()

darEstado ()

Número

Apellido

Nombres

Domicilio

Estado

darNúmero ()

darApellido y Nombres ()

Diagrama de Clases del Dominio Refinado (vista parcial)

Alquiler

Alq_número

Alq_Fecha

Alq_FechaDevol

Alq_Tipo

aTérmino ()

darTipo ()

Diagrama de Objetos (DO)

• El diagrama de objetos o diagrama de instancias

muestra objetos individuales y sus relaciones.

• Se puede usar para:

– Discutir con los usuarios.

– Plantear casos de prueba.

• Un diagrama de clases se corresponde con

infinitos diagramas de objetos.

Diagrama de Objetos

Diagrama de Objetos o Diagrama de Instancias

Objetos

Objetos y Clases

Objeto – Es un concepto, abstracción, o cosa con

identidad y significado para el contexto de la

aplicación.

Clase – Reúne a un grupo de objetos con iguales:

– propiedades (atributos),

– comportamiento común (operaciones),

– tipos de relaciones con otros objetos comunes,

– y semántica común.

Representación Gráfica

Persona

nombre: string,

fecha_nac: date()

darNombre ()

darEdad ()

nombre

atributos

operaciones

Mario, (“24 /10/1985”): Persona

: Persona

Mario: Persona

Objetos

Mario: Persona

Clases

• Una clase del diagrama puede representar:

– Un concepto del mundo real (modelo del conceptual)

– Un concepto de implementación (modelo de diseño).

• El nombre de la clase debe identificar claramente

a los objetos que representa.

• Las clases conceptuales se nombran con un

sustantivo extraído del vocabulario del dominio

de la aplicación.

• Los objetos se agrupan en clases, para abstraer un problema. En la

abstracción radica el poder del modelado.

Atributos y Valores • Un atributo es una propiedad de la clase que tiene un

nombre y que describe el valor que mantiene cada objeto

dicha clase.

• El nombre de atributo es único en la clase.

• El valor que puede tomar un atributo está definido por el

dominio del atributo.

• Un atributo debe ser un valor de dato no un objeto.

• Los atributos pueden ir acompañado de más detalles como

tipo, valor por defecto, etc.

Persona

nombre: string,

edad: integer

Mario:Persona

nombre= Mario

edad= 22

Clase con atributos Objeto con valores

Operaciones

Operación: es una función o transformación que se

puede aplicar a, o por objetos de una clase.

• El comportamiento de la operación depende de la

clase de su destino.

• La misma operación se puede aplicar a varias clases.

Una operación se dice polimórfica si se implementa

de diferentes maneras en distintas clases.

• En UML las operaciones se listan en la tercer parte

de la caja.

Operaciones - Ejemplos

Ventana

abrir()

cerrar()

mover()

dibujar()

manejarEvento()

Transacción

commit()

rollback()

tuvoExito()

PelículaVideo

reproducir()

iniciar()

parar()

rebobinar()

Métodos

Método – es la implementación de una operación

en una clase.

• Si la misma operación tiene distintos métodos

en diferentes clases, debe tener la misma

signatura, esto es, número y tipo de argumentos

y tipo de resultado.

• Cada operación puede ir acompañada de

detalles adicionales como tipo de los

argumentos y tipo del resultado.

Representación de clases

Nombre de la Clase

nombre_atributo_1: tipo_de_dato = valor_por_defecto

nombre_oper_1: (lista_argumentos) : tipo_resultado

Resumen de la Notación Gráfica para Clases:

Asociaciones y Links

Asociaciones y Links: son formas de establecer

relaciones o vínculos.

– Las asociaciones establecen relaciones entre

clases.

– Los links establecen relaciones entre objetos.

• Una asociación describe un conjunto de links

potenciales, de la misma manera que una clase

describe un conjunto de objetos potenciales.

• Generalmente aparecen como verbos en el

enunciado de un problema.

Asociaciones

Asociación: describe un grupo de links con

estructura común y semántica común.

• Las asociaciones son inherentemente bidireccionales (forward o inversa).

• La asociación puede tener nombre, que en general se lee en una dirección.

• No necesariamente se implementan ambas.

• Ejemplo

– trabaja en (emplea a)

Link: formalmente un link es una conexión conceptual o física entre instancias de objetos.

• Un link es una instancia de una asociación.

• Matemáticamente es una “tupla” o lista ordenada de instancias de objetos.

• Multiplicidad: determina cuántas instancias de

una clase se relacionan con una instancia de otra

clase.

• Ejemplos: – 3 – 5

– 2, 4, 6

– Muchos

– Uno

Multiplicidad de asociación

Empleado

Cargos

Multiplicidad • Generalmente las asociaciones son a “1” o a

muchos.

• En UML la multiplicidad se especifica como un

intervalo a los extremos de la asociación:

– “1..*” indica 1 a muchos,

– “3..5”, entre 3 y 5, “

– “*” en forma reducida indica 0 ó muchas.

– Si no se especifica, se por convención se

considera exactamente uno.

Multiplicidad

• Una instancia de A se asocia con “ cero o varias” instancias de B.

• Una instancia de A se asocia con “1 o ninguna” instancias de B.

• Una instancia de A se asocia con exactamente “1” instancias de B.

Notación UML

Ejercicios

• Establecer la multiplicidad para las siguientes

asociaciones.

– Es capital entre CIUDAD y PROVINCIA.

– Pertenece entre CIUDAD y PROVINCIA.

– Cursa entre MATERIA y ALUMNO.

– Escrito por entre AUTOR y LIBRO.

– Reserva entre ESPECTADOR y TICKET.

– Padre entre PERSONA Y PERSONA.

– Alquilado_por entre AUTO Y CLIENTE

IMPORTANTE

• En el modelado conceptual, NO deben usarse

punteros u otra clase de referencia de objetos

dentro de las clases como atributos. En cambio

debe modelarse como asociación, para indicar

que la información que contiene no está

subordinada a ninguna clase.

Asociaciones con Atributos • Una asociación puede tener unos o más atributo/s

de asociación que la describen o aportan datos

relacionados con la asociación.

• Se representa como una caja, enlazada a la

asociación por una línea punteada, y se dice que

representan una clase de asociación.

Cliente Cuenta

Solicitud

posee 0..* 0..*

Asociaciones vs Clases • No confundir clases con atributos de asociación.

Una clase, tiene identidad propia.

Materia Alumno

Cursado

Nro_Acta

Cuatrimestre

Resultado

Examen

0..* 0..*

• La asociación además de la multiplicidad en los

extremos puede tener el rol.

• Una asociación binaria tiene dos roles, cada uno

de los cuales tiene un nombre.

• Un nombre de rol es un nombre que

unívocamente identifica un extremo de la

asociación.

• Es necesario definir roles para asociaciones

entre objetos de la misma clase.

Roles - Ejemplo

Calificador

• Una asociación calificada es una asociación en

la cual un atributo llamado el calificador quita

ambigüedad a una asociación que en su

extremo era “a muchos”.

• El calificador es un atributo especial que reduce

la multiplicidad de una asociación.

• Se pueden calificar las asociaciones 1-m o m-m.

Archivo Directorio Nombre archivo 1

Calificador

• El calificador distingue entre el conjunto de

objetos del lado muchos de la asociación.

• La calificación sirve para:

– Mejorar la exactitud de la semántica.

– Aumentar la visibilidad de los caminos de

navegación.

• La calificación se incluye en modelos de clases

más refinados.

Asociaciones N-Arias

• Generalmente las asociaciones entre clases son

binarias.

• Ocasionalmente, se necesita de asociaciones

n-arias.

• Casi siempre se puede encontrar la

representación de una asociación n-aria a

través de varias relaciones binarias.

• A nivel conceptual es más claro en ciertos casos

modelar como asociación n-aria.

Ejemplo – Asociación N-Aria

Persona Lenguaje_de_Programación

Proyecto

Persona

Lenguaje_de_Programación

Proyecto

Recurso_Proyecto

Representación de relación n-aria

Resolución con relaciones binarias

Generalización - Especialización

• Es la asociación entre una clase y una o más

versiones refinadas de ella.

• La clase que se refina es la superclase y la refinada

es la subclase.

• La generalización-especialización es un tipo de

asociación transitiva y antisimétrica.

• Los atributos y operaciones comunes a las

subclases son asociados a la superclase y

compartidos por las subclases.

• Es una relación “es un”, ya que cada instancia de la

subclase es una instancia de la superclase.

Generalización

Discriminador: es un atributo de tipo enumerado

que indica la propiedad del objeto que se abstrae

en una relación de generalización.

Empleado

Docente No_Docente

Tipo de empleado

Discriminador

Generalización

• Conceptos relacionados con el uso de

generalización en la etapa de modelado:

– Clases abstractas y concretas.

– Generalización como extensión.

– Generalización como restricción.

– Sobre-escritura de operaciones.

– Herencia múltiple.

Generalización y herencia

• Las generalización es una construcción útil tanto

para el modelado como para la implementación:

– Estructura las clases, agrupando similitudes y

diferencias.

– La herencia de operaciones es útil durante la

implementación como un medio para reutilizar

código.

Clases Abstractas

• No contiene instancias directas.

• Sus descendientes tienen instancias directas.

• Una clase concreta es una clase con instancias.

Trabajador

Confitero Panadero

¿Abstracta o

concreta?

Clases Abstractas

• Organizan rasgos comunes de varias clases.

• ¿Cómo surgen las clases abstractas?

– Para agrupar clases que participan de una misma

asociación o agregación.

– Representan clases que naturalmente aparecen en

el dominio de aplicación.

– Se crean artificialmente para promover la

reutilización de código

• Tip! No usar conceptos relacionados con la

implementación en la etapa de modelado del

dominio.

Agregación • Es un tipo distinguido de asociación.

• Es un tipo de relación fuerte: parte de, en la cual

los objetos que representan componentes de

algo son asociados con un objeto que representa

al objeto ensamblador.

• La agregación es transitiva y antisimétrica.

• El agregado es un objeto semánticamente

extendido que en ciertas operaciones es tratado

como una unidad.

• Notación:

Agregación – Ejemplo

Chasis Motor Rueda

Párrafo Documento Oración * *

Ejemplo: Agregación – Asociación

Empresa Departamento Sección

Proveedor

Agregación vs Generalización

• Agregación:

– Es una relación “parte de”.

– Los objetos que representan componentes de algo

son asociados con un objeto que representa al

objeto “ensamblado”.

• Generalización:

– Es la relación entre una clase y una o más

versiones refinadas de ella.

– La clase que refina es la superclase y la refinada es

la subclase.

Agregación – Ejemplo

Nro_Patente

Año_Fabricación

Nro_Motor

Cilindradas

Chasis

Nro_Chasis

Rodado

Estado

Generalización – Ejemplo

Nro_Patente

Año_Fabricación

Camión

Altura

Tipo_Transporte

Utilitario

Nro_Asientos

Camioneta

Peso_Máximo

Fecha_Verificación

Estado

Agregación vs. Generalización

• Ambas relaciones se representan con una

estructura de árbol con clausura transitiva y

relación antisimética.

• Sin embargo,

– El árbol de agregación está compuesto por

instancias de objetos, partes de un objeto

compuesto.

– El árbol de generalización está compuesto por

clases que describen a un objeto.

Agregación – Generalización

Agregación vs. Generalización

Agregación Generalización

Relaciona instancias Relaciona clases

“parte de” “clase de”. La superclase y la

subclase se refieren a las

propiedades de un objeto.

Relación “and” Relación “or”

• Un tipo enumerado es un tipo de datos que tiene un

conjunto finito de valores.

• No confundir con generalización.

• Las clases enumeradas se marcan con el estereotipo

<<enumeration>>

• Ejemplo:

– Sería incorrecto generalizar la clase Carta en

CartaEspada, CartaBasto, etc.

Clases de Enumerados

Temas de la clase de hoy • Vista Estructural

– Diagrama de Clases

• Clases, atributos, operaciones

• Relaciones, asociación, generalización.

– Diagrama de Objetos

• Bibliografía

– “Object Oriented Modeling and Design with UML” – James Rumbaugh. Capítulo 3.

• Lecturas sugeridas.

– “El Lenguaje Unificado de Modelado” – Booch, Jacobson, Rumbaugh. Capítulos 4 y 5.

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