Manual de java_2

UML
Diagrama de Clases y de
Objetos
Prof. Daniel Riesco
®

Diagrama de Clase
•• Una clase es una descripción de conjunto de
objetos que comparten los mismos atributos,
operaciones, métodos, relaciones y semántica.
•• Las clases son graficamente representadas por
cajas con compartimentos para:
–– Nombre de la clase, atributos y operaciones / métodos
–– Responsabilidades, Reglas, Historia de Modificaciones,
etc etc.
•• Los diseñadores desarrollan clases como conjuntos
de compartimentos que crecen en el tiempo
agregando incrementalmente aspectos y
funcionalidades.

Ejemplo HelloWorld
claseHelloWorldpaint()
nombre
operaciones

Abstracción para HelloWorld
claseHelloWorldpaint()
nombre
notag.drawString ("HelloWorld", 0, 10)
operaciones

Ejemplo: " Hello, World World"
import java.awt.Graphics;
class HelloWorldextends java.applet.Applet{
public void paint (Graphicsg) {
g.drawString ("Hello, World!", 10, 10);
}
}

Diagrama de Clase
AppletHelloWorldpaint()
generalización
dependencia
Graphics

Herencia
Object
Panel
Component
Container
interfaceImageObserver
Applet
HelloWorld

Diagramas de Clase
•• Muestra un cjto de elementos que son estáticos,
como las clases y tipos, junto con sus
contenidos y relaciones
•• Es un grafo de elementos clasificadores
conectados por varias relaciones estáticas
•• Clasificador -- --> Class, Interface, DataType.
> •• Clase. Alcance. Referencia. Clase Abstracta.
•• Orden: [stereotype] nbre [stringPropiedades]

Ejemplo: Clase Dispositivo
•• Define e implementa las operaciones para config config, ,
transmitir y recibir informac informac. hacia y desde el puerto serie
. •• hCom hCom: : handler al dispositivo.
•• puerta: nombre del puerto serie
•• velocidad: velocidad de la comunicación.
•• paridad: tipo de paridad
•• bitStop bitStop: cantidad de bits de : stop
•• <<constructor>> Dispositivo() crea y abre el dispositivo
retornando un handler
•• << query query>> >> RecuperarDispositivo RecuperarDispositivo() inf. BD para () config config., .,
LeerBloque LeerBloque() información del puerto
() •• << update update>> >>ConfigurarDispositivo ConfigurarDispositivo(), (), GrabBloquePuerto GrabBloquePuerto() ()

Diagramas de Clase
•• Atributo Atributo: :
•• visibilidad nbre : exprTipo [= valor] [{prop}]
•• visibilidad: public+, protected #, private - (no default)
•• prop: {changeable} (default), {frozen}. Multiplicity [].
•• Atributos de clase subrayados. Comienzan con minúscula
•• Operación Operación:
•• visibility nbre (parámetros) [:TipoRetorno] [{prop}]
•• prop: {query}, {sequential}, {guarded}, {concurrent},
{abstract}
•• parámetros: [in|out|inout] nbre : TipoExp = valorDefault
•• Operaciones de clase subrayadas.

Notación: Una Clase
VentanaVentana+size : Area = (100,100)+100,100) #visibilidad: Boolean = invisible#invisible+tamañoDefault : Rectangulo+Rectangulo#tamañoMaximo : Rectangulo#Rectangulo--xptr:Xwindow*+imprimir()+imprimir() +esconder()+esconder() +crear()+crear() --asociarXWindow(xwin:Xwindow*)
nombre
atributos
operaciones
Una clasees una descripción de un conjunto de objetos que comparten los mismos atributos, operaciones, relaciones y semántica.

Diagramas de Clase
•• Clases parametrizadas.
–– Template no es directamente utilizable.
–– Parámetros, nbre [: expTipo]
•• Utilidad: es una agrupación de variables globales y
procedimientos en la forma de declaración de clase.
•• Metaclase: clase cuyas instancias son clases.
•• Objeto: Subrayado con valores particulares.

Notación Notación: Interface
: Iortografía
•• Una interface es una colección de operaciones
que especifican un servicio de una clase o
componente, es decir, un comportamiento
externamente visible de ese elemento.
•• Se especifican las operaciones externamente
visibles sin especificación de la estructura interna.

Modelado de Clases
•• Una Responsabilidad es un contrato u obligación de
una clase.
•• Modelado del Vocabulario
–– Identificar los conceptos que usan los usuarios
(Tarjetas CRC - casos de uso)
–– Para cada abstracción, identificar el conjunto de
responsabilidades. Cada clase debe estar bien
definida y un buen reparto de responsabilidades.
–– Proporcionar atributos y operaciones necesarios
para cumplir con dichas responsabilidades.
•• Clases muy grandes (varias responsabilidades) -> >
dificil de cambiar y no reutilización.
•• Clases muy pequeñas -> modelo dificil de entender.
>

Modelado de Clases
•• Modelado de conceptos que no son software.
–– Se modela como una clase
–– Para distinguirla de clases del sistema se usa un nuevo
bloque de construcción con estereotipos.
–– Si es un hardware que tiene software -> nodo.
> •• Modelado de tipos primitivos.
–– Se modela como una clase con el estereotipo adecuado.
–– Si se necesita especificar el rango, se usa restricciones.
•• Una clase debe:
–– proporcionar una abstracción bien definida de algo del
dominio del problema o de la solución
–– Contiene un conjunto pequeño de responsabilidades
–– Muestra una clara distinción entre la implementación y la
especificación de la abstracción.
–– Ser sencilla, entendible, extensible y adaptable.

Diagramas de Clase: Relaciones
•• Final de asociación:
–– multiplicidad
–– orden {unordered} (default), {ordered}
–– navegación
–– agregación. Diamante lleno es composición.
–– Nombre del rol
–– cambiable (default) {frozen} {addOnly}
–– visibilidad
•• Asociación binaria. Opcional {or}. Asociación n n-aria.
•• Clase asociación: es una asociación que tiene propiedades
de una clase.
•• Composición. Tpo de vida. Multiplicidad del contenedor=1
•• Generalización. Discriminador.
–– Restricción: {ovelapping},{disjoint},{complete},{incomplete}
•• Relación de dependencia
–– <<amport>> <<access>> <<become>>, <<bind>>

Modelado de Relaciones
•• Dependencia
–– Parámetro de una operación. Si se muestra la signatura no es
necesario la relación de dependencia
•• Generalización
–– Dado un cjto de clases, se busca responsabilidades, atributos y
operaciones comunes.
–– Se elevan a una clase más general (nueva o no). No crear
demasiados niveles.
•• Asociación.
–– Relación estructural. Relación bilateral. Diferencia con
dependencia y Generalización.
–– Equilibradas. Ni muy profundas (<=5 niveles) ni muy anchas.
–– Herencia múltiple se puede reemplazar por agregación.

Elementos del Diagrama de
Clase

Modelo Conceptual / del Dominio
•• Un Modelo Conceptual /Dominio es el conjunto
de diagramas de estructura estático con clases,
atributos y asociaciones, pero no operaciones.
•• Construcción del Modelo Conceptual / Dominio
–– Representa un aspecto de la realidad
–– Ayuda a los Ingenieros de Sofware a gestionar la
complejidad
–– Es más simple que la realidad
•• Un Modelo Conceptual / Dominio debería:
–– Organizar Datos dentro de Objetos y Clases
–– Estructurar Datos vía herencia y asociaciones
–– Especificar comportamiento e interfaces públicas
–– Describir el comportamiento global
–– Describir Restricciones

Estático: Diagrama de Clase
•• Utilizado para la estructura estática del
modelo conceptual / Dominio
•• El diagrama de clase describe
–– Tipos de objetos en la aplicación / dominio
–– Relaciones estáticas entre objetos
•• El diagrama de clase contiene
–– Clases: Objetos Objetos, , Atributos Atributos, and
, Responsabilidades
–– Paquetes: Agrupación de clases
–– Subsistemas: Agrupación de clases/paquetes

Modelado de Clases
Dado un sistema de la vida real, ¿cómo decide
que clases usar?
•• Los t términos usados por usuarios y
rminos desarrolladores para describir el sistema son
clases candidatas.
•• Para cada clase, ¿cu cuáles son sus
les responsabilidades? ¿est están balanceadas entre
n las clases?
•• ¿Qu Qué atributos y operaciones necesita cada
clase para llevar a cabo sus responsabilidades?

Identificación de Sustantivos:
Un ejemplo de una biblioteca
Una biblioteca contiene libros y revistas. Puede haber varias copias de un libro. Algunos de los libros son reservados sólo para préstamos a corto plazo. Todos los otros pueden ser prestados a cualquier miembro de la biblioteca por tres semanas. Los miembros de la biblioteca pueden normalmente solicitar hasta seis items de una vez, pero miembros del staff pueden solicitar hastadoce items a la vez. Solamente miembros del staff pueden obtenerprestado revistas.
El sistema debe conservar la pista de cuando los libros y revistas son prestados y retornados forzando las reglas de la biblioteca.

Identificación de Sustantivos:
Un ejemplo de una biblioteca
Una bibliotecacontiene librosy revistas. Puede haber varias copiasde un libro. Algunos de los libros son reservados sólo para préstamosa corto plazo. Todos los otros pueden ser prestados a cualquier miembrode la bibliotecapor tressemanas. Los miembros de la biblioteca pueden normalmente solicitar hasta seis itemsde una vez, pero miembros del staffpueden solicitar hasta doce items a la vez. Solamente miembros del staff pueden pedir prestamos de revistas.
El sistemadebe conservar la pista de cuando los libros y revistas son prestados y retornados forzando las reglasde la biblioteca.

Clases Candidatas
BibliotecaNombre del Sistema
Libro
Revista
Copia
PréstamosACortoPlazoevento
MiembroDeBiblioteca
Semanamedida
Itemlibro o revista
Tiempotérmino abstracto
MiembroDelStaff
Sistematérmino general
Reglatérmino general

Relaciones entre Clases
Libroes unItem
Revistaes unItem
Copiaes una copia de Libro
MiembroDeBiblioteca
Item
MiembroDeStaffes unMiembroDeBiblioteca
¿Es el Itemnecesario?

Operations
MiembroDeBibliotecapide prestadoCopia
MiembroDeBibliotecadevuelveCopia
MiembroDeStaffpide prestadoRevista
MiembroDeStaff devuelveRevista

Diagrama de Clase
MiembroDeStaffMiembroDeBibliotecaLibroCopiaes copia de1..* 1Revistaprestamo
1
1
prestamo
0..*
0..12

Generalización y Associación
ItemNonPItemPerishItemDeliItemProduceItemDiaryItemCustomerGroceryOrder1* DeliOrder1* contains

Clase Activa
EventManagereventlistsuspend() flush()
Una clase activa es una clase cuyos objetos
poseen uno o más procesos o threads y por lo
tanto pueden inicial una actividad de control.
Objeto:
––{active}, posee el thread,es capaz de iniciar actividad
{de control
––pasivo, mantiene los datos pero no inicia la actividad

InterfaceInterfaceObjectComponentContainerImageObserverinterface
Una interface es una colección de operaciones
que se usa para especificar un servicio de una
clase o componente.

Ejemplo: Patrón Iterator
•• Provee una forma de acceder a elementos de
un objeto agregado sin exponer la
representación subyacente
–– Ej: una clase Lista
•• Querer recorrer la lista en varias formas
–– Hacia adelante
–– Hacia atrás
–– filtrada
–– ordenada
–– ...

Motivación para los iteradores
•• No aglutinar la interface Lista con varios
recorridos
•• Aún si se hace, no se puede anticipar todos los
posibles recorridos
•• Quere más de un recorrido sobre la misma
lista.
•• Los Iteradores mueven la responsabilidad para
acceder y recorrer desde los agregados al
objeto iterador.

Ejemplo de Iterador ( 1)
class List {
size() {}
add() {}
remove() {}
}
interface ListIterator {
getFirst();
getNext();
}

Ejemplo de Iterador ( 2)
class FilteredListIterator implements ListIterator {
List.Node curr;
FilteredListIterator(List list, Filter f) {}
getFirst() {
curr = list.head;
while (curr != null) {
if (f.accepts(curr.data))
break;
curr = curr.next;
}
return curr;
}
getNext() {}
}

Otras característias del patrón
Iterador
•• Los Iteradores proveen una interface común
para el acceso al objeto
–– Pueden usar la misma interface para listas
implementadas como arrays y listas implementadas
como listas encadenadas.
–– Es más facil cambiar las implementaciones de la
estructura de datos
•• Hay varios ejemplos en java java.util .de JDK 1. 1.2

Interface: otro ejemplo
Interfaces de Java.utilInterfaces utilAbstractCollectionAbstractSetSortedSetCollectionTreeSetSet

Gerenciamiento del Modelo
Paguetes y Organización
•• Los paquetes:
–– Son una agrupación de elementos del modelo
–– Son cohesivos (límite bien definido alrededor de un conjunto
de elementos relacionados).
–– Poco acoplados (exportando sólo aquellos elementos que
otros paquetes necesitan, e importando solo lo necesario y
suficiente
–– Pueden contener paquetes subordinados (anidados:
aconsejable 2 a 3 niveles) y otros elementos del modelo.
–– Forman un espacio de nombres (p’::A, p’’::A).
•• El sistema completo es un simple paquete (anónimo).
•• Todo diagrama y elementos del modelo UML pueden
estar organizados en paquetes
•• De la propiedad: Jerarquía de paq. es un árbol
•• Del uso: es un grafo.

Paquete & Nota
Reglas de Negocio
Un paquetees un mecanismo de propósito general para organizar elementos dentro de grupos. Retornar una copia de self
Una nota es un símbolo para mostrar restricciones y comentarios adjuntos a un elemento o una colección de elementos.

Relaciones entre Paquetes
•• Importación. Relación de dependencia con:
–– <<import>> añade el contenido del destino al espacio de
nombres del origen.
–– <<access>> no lo añade. Se deben calificar los nombres.
–– La dependencia de importación no es transitiva.
•• Exportación. Se especifica el elemento con su visibilidad.
–– Visibilidad: +, #, -.
•• Generalización.
–– Heredan los elementos públicos y privados.
–– Pueden redefinir elementos y añadir nuevos.
–– Un paquete especializado puede usarse en cualquier lugar que se
utilice un paquete más general.
•• Estereotipos: facade (vista), framework framework, , stub stub, , subsystem subsystem, ,
system system.

Empaquetando Clases
appletawtlangjavapaquete
HelloWorld
Graphics

Paquetes
•• Los paquetes ofrecen un mecanismo general para la
partición de los modelos y la agrupación de los elementos
de modelado modelado.
ƒƒ Cada paquete corresponde a un subconjunto del modelo modelo. .
Contiene clases clases, objetos objetos, relaciones relaciones, componentes y
diagramas diagramas.
ƒƒ La arquitectura del sistema viene dada en forma de
paquetes y por las relaciones de dependencia entre ellos ellos.
ƒƒ Un paquete puede contener a otros otros, sin , límite de
anidamiento
ƒƒ Cada elemento pertenece a sólo un paquete
ƒƒ Una clase de un paquete puede aparecer en otro paquete
por la importación a través de una relación de
dependencia entre paquetes

Paquetes (Cont.)
ƒƒ Las importaciones entre paquetes
ƒƒ se representan por medio de una relación de
dependencia estereotipada y orientada del cliente al
proveedor
ƒƒ Al menos una clase del paquete cliente usa los
servicios ofrecidos por al menos una clase del paquete
proveedor
ƒƒ Una clase depende de otra si accede a un valor del
proveedor, invoca a una operación o referencia al
proveedor como argumento en alguna operación
ƒƒ Todas las clases no son necesariamente visibles desde el
exterior del paquete
ƒƒ El operador “::” permite designar una clase definida en un
contexto distinto del actual
ƒƒ Un paquete encapsula a la vez que agrupa

Paquetes (Cont.)
ƒƒ Cada elemento de un paquete se incluye como visible o
no desde el exterior del paq paq. .
VentasPersonalClienteRepresentante de Ventas

Técnicas
•• Los paquetes no tienen identidad (no hay instancias, son
invisibles para el sistema en ejecución).
•• Se pueden utilizar como unidades básica para un SCM,
para grupos de desarrollo diferentes.
•• Los paquetes se pueden utilizar para modelar las vistas
arquitectónicas.
•• Vista es una proyección de la organización y estructura de
un sistema, centrada en un aspecto particular del sistema.
–– Descomposición de un sistema en paquetes casi ortogonales.
•• Vista de diseño, procesos, implementación, despliegue, caso de u uso. so.
–– Los paquetes contienen todas las abstracciones pertinentes para
esa vista.
•• Todos los componentes del modelo pertenecen al paquete vista de
implementación.
•• Existirán dependencias entre los elementos de las distintas vist vistas. as.

Modelos
•• Los modelos permiten visualizar, especificar, construir y
documentar un sistema.
•• Los sistemas bien estructurados son cohesivos funcional,
lógica y físicamente, construidos a partir de subsistemas
débilmente acoplados.
•• Un modelo bien estructurado proporciona una
simplificación de la realidad desde un punto de vista bien
definido y relativamente independiente.

Puente Grua: Funcionalidades
•• Controlar el puente a través de un PLC.
–– Dar directivas al pte grúa con un Controlador Lógico Programable Programable. .
–– Comunicación por la puerta serial de un PC.
–– Protocolo con fuertes componentes de tiempo.
•• Modelizar el recinto de materiales.
–– Recinto Configurable: largo, ancho y alto.
–– Grilla. Cada pto representa pozos, tolvas y cintas de descarga.
–– Control del relieve (pto en situación crítica) y flujo de materi materiales. ales.
–– Infor. de c/pto: material depositado, altura del mismo, etc.
–– Establecer prioridades para no para no parar la cadena productiv productiva
•• Interpretar consignas de trabajo: manuales y automáticas
•• Generar alarmas ante la ocurrencia de eventos
anormales: fallas mecánicas o eléctricas deben ser
conocidas de inmediato por el operador del sistema.

Componentes del Sistema
•• Interfaz del Sistema de Grúa Robotizada, permite
–– la comunicación del operador con el sist. que controla el pte gr grúa. úa.
–– definir el recinto de materiales
–– la def y reconocimiento de alarmas, y la especif. de las consign consignas. as.
•• Sistema de Control de Comunicaciones, permite
–– la parametrización de la comunicación : Computadora/PLC
•• RDBMS,
•• generador de información gerencial, obtener infor. sobre
–– producción de la planta,
–– el funcionamiento (alarmas reconocidas, histórico de alarmas,
tiempo ocioso, etc.),
–– el costo financiero de material en stock y minimización de stock
(just in time).
•• un sistema de grúa robotizado
–– encargado de la gestión del puente grúa

Diagramas de Objetos
•• Muestra instancias compatibles con un diagrama
de clase particular.
•• Incluye sus objetos y los valores de sus datos.
•• Snapshot del estado detallado del sistema en un
pto del tpo.

Clases & Objetos
Objetos
Clases
unObjeto:UnaClase
UnaClase
atr1
atr2
operacion1()
operacion2()
o
:UnaClase
o
unObjeto
o
Los nombres de objetos están subrayados.
UnaClase

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