Modelado Orientado a Objetos
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El documento describe los conceptos fundamentales del modelado orientado a objetos, incluyendo los modelos orientado a objetos, dinámico y funcional. Explica características clave como clases, objetos, herencia y polimorfismo. También resume varias metodologías como OOHDM, SOHDM y RUP, así como el lenguaje UML. El modelado de casos de uso también se discute brevemente.
Modelado Orientado a Objetos
- 1. Por: Rafael Miranda Carranza MODELO ORIENTADO A OBJETOS. El modelo orientado a objetos utiliza el paradigma de la orientación a objetos para el desarrollo de software. Este enfoque realiza la construcción de modelos de un sistema por medio de la identificación y la especificación de un conjunto de objetos relacionados, que colaboran entre si de acuerdo a los requerimientos establecidos para el sistema de objetos. La definición del modelado orientado a objetos puede claramente dividir el enfoque en tres dimensiones: La dimensión estructural. La dimensión dinámica. La dimisión funcional. Este tipo de modelado implica la realización de las siguientes actividades: 1. Identificar las clases, modelos y objetos. (objetos y atributos). 2. Asociar estáticamente los objetos. (relaciones dependientes del dominio del problema). 3. Especificación del comportamiento de los objetos. (Definir como se comportaran los objetos). 4. Definir la jerarquía de herencia de las clases. (Definir la jerarquía de clases, para que el sistema quede lo más abstracto posible). Características de los modelos Orientados a Objetos. EL modelado Orientado a Objetos está basado en el paradigma orientado a objetos. Trata el almacenamiento de objetos (persistencia de los objetos). Define un lenguaje para le definición y manipulación de objetos. Incluye mecanismos para optimizar el acceso (Indexación y Clustering), el control de la concurrencia, seguridad y gestión de usuarios, facilidad de consulta y recuperación ante fallos. Debido a que es un esquema orientado a objetos incluye: Encapsulamiento, herencia, polimorfismo, etc.
- 2. MODELO DINÁMICO. El modelo dinámico está basado y constituido en aquellos aspectos de un sistema relacionados con el tiempo (objetos y cambio de los mismos) a lo largo del tiempo. El modelo dinámico describe el control del sistema, esto quiere decir, las secuencias que ocurren como consecuencia del uso de los usuarios finales, sin tener en cuenta lo que hacen las operaciones sobre que operan y como se implementan. Como ocurre en el modelo orientado a objetos los objetos se comunican entre sí a través del paso de mensajes (parámetros), a esta acción el modelo dinámico se denomina interacción entre objetos. Los desgramas de estado, interacción (secuencia, comunicación, tempo y visión de conjunto) son utilizados para describir como los objetos interactúan dinámicamente.El modelo dinámicoestá constituido principalmente por los diagramas de estado y de actividad, a continuación se presentan las principales características de casa uno de ellos: Diagrama de Estado: Este tipo de diagrama indica de qué manera se comportan los objetos durante su ciclo de vida, define el comportamiento del sistema completo. Características de los diagramas de estado: o Los principales conceptos de un diagrama de estado son: los eventos los estados. Un estado es un valor de los atributos de los objetos. o El modelo dinámico consiste en múltiples diagramas de estado y muestra el patrón de actividad para el sistema completo. o Éste tipo de diagramas contienen transiciones que son las relaciones entre los objetos y los eventos que ocurren entra ellos. Diagramas de actividad: Son utilizados para especificar el flujo de trabajo dentro del sistema, a diferencia del diagrama de secuencia el diagrama de actividad no modela el comportamiento de un sistema de software si no los procesos y los flujos de un muy alto nivel. El diagrama de actividad define las siguientes características: o Proceso de negocio: Utilizado para definir como los objetos cambian para definir una vista de alto nivel. o Cartas de estados: Capturan los cambios del sistema a lo largo del tiempo. En resumen el UML contiene las herramientas necesarias para la definición del modelo dinámico de los sistemas de software mediante diversas herramientas que ayudan a definir el comportamiento del sistema durante lo largo del tiempo. Cada tipo de diagrama ayuda a capturar la información de los sistemas como un todo con todos los detalles del mismo a través de diagramas que definen el comportamiento.
- 3. MODELO FUNCIONAL. El modelo funcional representa todos los factores esenciales del desarrollo de software ignorando aquellos que forman parte de los detalles más específicos de sistema. Este modelo parte de un propósito general bien especificado y de la manera más simplificada posible. Desde una perspectiva más general el modelo funcional se relaciona con el modelo orientado a objetos, este modelo se relaciona con una entidad existente. Éste modelo tiene tres principios fundamentales: Particionamiento Abstracción Proyección Este modelo está basado en conceptos de funciones o procesos, de modo que estos se conviertan en el elemento más importante de este enfoque. Este modelo describe los cálculos dentro del sistema, es decir lo que sucede. Comprende los siguientes tipos de funciones: Función asíncrona: Una función asincrónica puede ser activado por otro objeto o función para realizar alguna acción. Función asíncrona dependiente de un estado: Un asíncrono dependiente del estado es generalmente una función "one-shot" de acción, que se ejecuta durante una transición de un estado a otro estado. Esta función se activa mediante una transformación de control Función periódica: Una función periódica se activa a intervalos regulares para realizar alguna acción. La frecuencia con la que se activa una función específica depende de la aplicación Función periódica dependiente de un estado: Una función periódica se activa a intervalos regulares para realizar alguna acción. La frecuencia con la que se activa una función específica depende de la aplicación. Esta función se activa mediante una transformación de control Un ejemplo de programas que utilizan este tipo de modelado pueden ser compiladores, ya que por lo general este tipo de programas realizan cálculos de las operaciones que tiene que realizar un sistema. Por otra parte, las bases de datos a menudo tienen un modelo funcional trivial, ya que su finalidad es almacenar y organizar datos, no transformarla.
- 4. METODOLOGÍA OOHDM Es una metodología orientada a objetos la cual comprende 5 fases: 1. Obtención de requerimientos. 2. Modelo conceptual. 3. Diseño navegacional. 4. Diseño de la interfaz abstracta. 5. Implementación. Fase 1 (obtención de requerimientos): La herramienta en la cual se fundamenta esta fase son los diagramas de casos de usos, los cuales son diseñados por escenarios con la finalidad de obtener de manera clara los requerimientos y acciones del sistema. Fase 2 (Modelo conceptual): Se construye un modelo orientado a objetos que represente el dominio de la aplicación usando las técnicas propias de la orientación a objetos. Fase 3 (Diseño navegacional): La estructura de navegación de una aplicación hipermedia está definida por un esquema de clases de navegación específica, que refleja una posible vista elegida. Fase 4 (diseño de la interfaz abstracta): En esta fase se definen qué objetos de interfaz va a percibir el usuario, el camino en el cuál aparecerán los diferentes objetos de navegación, qué objeto de interfaz actuarán en la navegación, la forma de sincronización de los objetos multimedia y el interfaz de transformaciones. Fase 5 (Implementación): Una vez cumplidas las 4 fases anteriores solo queda llevar los objetos a un lenguaje concreto de programación. SOHDM Propone un proceso para el modelo conceptual del sistema, que es representado mediante un diagrama de clases. El proceso de SOHDM continúa reagrupando estas clases para conseguir un modelo de clases navegacionales del sistema. Consiste en seis fases: análisis del dominio, modelado del objeto, diseño de la visión, diseño de la navegación, diseño de la puesta en práctica y construcción. Esta metodología tiene semejanzas con, OOHDM y EORM donde se diferencian en el uso de panoramas, que describen las actividades en los acontecimientos y primitivas de flujos de actividades. Los panoramas se definen en la fase de análisis y se utilizan para modelar los objetos RUP El Proceso Unificado Racional, consiste en un proceso de desarrollo de software y junto con el Lenguaje Unificado de Modelado (UML), este proceso constituye la metodología estándar más utilizada para el análisis, implementación y documentación de sistemas orientados a objetos. Este modelo tiene 4 fases principales:
- 5. Inicio: Se hace un plan de fases, donde se identifican los principales casos de uso y se identifican los riesgos. Se concreta la idea, la visión del producto, como se enmarca en el sistema, el alcance del proyecto.Elaboración: Se realiza el plan que seguirá el proyecto de software, donde se contemplan todos los casos de uso del sistema. Construcción: Se realiza un producto totalmente operativo y se elabora el manual de usuario, es en esta fase donde se define la arquitectura del proyecto. Transición: Se implementa el proyecto, en esta fase se entrena a los usuarios como deben utilizar el producto, en esta fase se el proyecto pasa del desarrollador el usuario (transición). UML El lenguaje de modelado unificado es una especificación de notación orientada a objetos, el cual se compone de diferentes diagramas, los cuales representan las diferentes etapas del desarrollo del proyecto. UML no preescribe un proceso o método estándar para desarrollar un sistema, es decir no especifica una sola forma de realizar una operación, si no que brinda las herramientas necearías para definir, crear y modelar las diferentes etapas de un proyecto mediante una serie de diagramas. Hay varias metodologías existentes; entre las más populares se incluyen las siguientes: Catalysis: Un método orientado a objetos que fusiona mucho del trabajo reciente en métodos orientados a objetos, y además ofrece técnicas específicas para modelar componentes distribuidos. Objetory: Un método de Caso de Uso guiado para el desarrollo, creado por Ivar Jacobson. Shlaer/Mellor: El método para diseñar sistemas de tiempo real. Fusion: Desarrollado en Hewlett Packard a mediados de los noventa como primer intento de un método de diseño orientado a objetos estándar. OMT: La Técnica de Modelado de Objetos fue desarrollada por James Rumbaugh y otros, y publicada en el libro de gran influencia. Un método que propone análisis y diseño ‘iterative’, más centrado en el lado del análisis. Booch: Parecido al OMT con características adicionales. MODELADO DE CASOS DE USO Un caso de uso se modela para todos los procesos que el sistema debe llevar a cabo. Los procesos se describen dentro del caso de uso por una descripción textual o una secuencia de pasos ejecutados. Una vez que el comportamiento del sistema está captado de esta manera, los casos de uso se examinan y amplían para mostrar qué objetos se interrelacionan para que ocurra este comportamiento.Los casos de uso son la forma más efectiva y fácil de modelar los requisitos de un usuario desde el punto de vista de este. Los casos de uso son la herramienta que describen como debe funcionar un sistema o como se desearía que funcione. No es realmente una aproximación a la orientación a objetos; es realmente una forma de modelar procesos. Los casos de uso son generalmente el punto de partida del análisis orientado a objetos con UML.
- 6. MODELADO ORIENTADO A OBJETOS MODELO DEFINICIÓN CARACTERÍSTICAS Orientado a Objetos Este enfoque realiza la Utiliza clases, asocia construcción de modelos de objetos, define una un sistema por medio de la jerarquía de cases. identificación y la Utiliza el paradigma OO: especificación de un clases, objetos, herencia, conjunto de objetos polimorfismo, relacionados, que colaboran encapsulamiento, etc. entre si de acuerdo a los requerimientos establecidos para el sistema de objetos. Modelo Dinámico. El modelo dinámico está Diagrama de estado: define basado y constituido en la manera en cómo se aquellos aspectos de un comportan los objetos. sistema relacionados con el Diagramas de actividad: tiempo (objetos y cambio de Especifican el flujo de los mismos) a lo largo del trabajo dentro del sistema. tiempo. Modelo Funcional El modelo funcional Se basa en tres principios: representa todos los particionamiento, factores esenciales del abstracción, proyección. desarrollo de software Está basado en conceptos ignorando aquellos que de funciones o procesos forman parte de los detalles (siendo estos el elemento más específicos de sistema. más importante del Este modelo parte de un enfoque) propósito general bien especificado y de la manera más simplificada posible
- 7. METODOLOGÍAS METODOLOGÍA DEFINICIÓN CARACTERÍSTICAS OOHDM Metodología orientada a Fases: Obtención de objetos que contempla 5 requerimientos. fases en las cuales se Modelado conceptual. define una parte del Diseño Navegacional. desarrollo de proyectos con Diseño de interfaz el enfoque orientado a abstracta. objetos. Implementación. SOHDM Propone un proceso para el Fases: Análisis del dominio, modelo conceptual del modelado del objeto, diseño sistema, que es de la visión, diseño de la representado mediante un navegación, diseño de la diagrama de clases, el cual puesta en práctica y continúa reagrupándose construcción hasta conseguir el modelo de clases navegacionales. Consta de 6 fases. RUP El Proceso Unificado Fases: Racional, consiste en un Inicio, Elaboración, proceso de desarrollo de construcción y transición. software y junto con el Lenguaje Unificado de Modelado (UML), este proceso constituye la metodología estándar más utilizada para el análisis, implementación y documentación de sistemas orientados a objetos, consta de 4 fases principales. UML El lenguaje de modelado Metodologías: unificado es una Catalisys, Objetory, Shlaer, especificación de notación Fusion, OMT, Booch. orientada a objetos, el cual se compone de diferentes diagramas, los cuales representan las diferentes etapas del desarrollo del proyecto. Puede ser aplicado a diversas metodologías.
- 8. REFERENCIAS. • Software Requirements: Objects, Functions, and States’ by Al. Davis, 1993 • Diseño Orientado a Objetos, con Aplicaciones (Benjamin Cummings, 1991 y 1994), (Object-OrientedDesign, WithApplications) • Diseño y Modelado Orientado a Objetos (Prentice Hall, 1991) • Software Design Methods for Concurrent and Real-Time Systems’ by H. Gomaa, Addison-Wesley, 1993 • Software Engineering R. Pressman, Prentice-Hall, 2001 • Objetos, componentes y Estructuras con UML, The Catalysis Aproach, por Desmond F. D’Souza y Alan C. Wills, Addison Wesley Longman, 1998.