Introducción al modelado Metodologías, UML y patrones de diseño Ricardo Borillo Doménech [email protected]

Introducción al modelado

Metodologías, UML y patrones de diseño

Ricardo Borillo Domé[email protected]

Índice

Conceptos Lenguajes de modelado: UML Metologías:

– Metologías clásicas: RUP, Métrica, MSF– Metologías ágiles: eXtreme Programming

Patrones de diseño de sofware Arquitecturas dirigidas por modelos (MDA) Herramientas de modelado

Introducción a las metodologías

Componentes básicos

RUP. Técnicas y su aplicación a la gestión de proyectos software orientados a objeto.

XP. Gestión ágil de proyectos y grupos de desarrollo.

UML. Diagramas, elementos notacionales y semántica de los modelos generados.

Modelado con UML

Qué es UML?

El UML modela sistema mediante el uso de objetos que forman parte de él así como, las relaciones estáticas o dinámicas que existen entre ellos.

UML puede ser utilizado por cualquier metodología de análisis y diseño orientada por objetos para expresar los diseños.

Qué es UML?

UML es un Lenguaje de Modelado Unificado basado en una notación gráfica la cual permite: especificar, construir, visualizar y documentar los objetos de un sistema programado.

Este lenguaje es el resultado de la unificación de los métodos de modelado orientados a objetos de Booch, Rumbaugh (OMT: Object Modeling Technique) y Jacobson (OOSE: Object-Oriented Sotfware Engineering).

UML

UML es un lenguaje de modelado que sirve para visualizar, especificar , construir y documentar un sistema software.

Lenguaje de modelado: “Lenguaje cuyo vocabulario y reglas se centran en la

representación conceptual y física de un sistema” (Booch, Jacobson y Rumbaugh).

UML para visualizar

Símbolos con semántica bien definida. UML transciende al lenguaje de programación. Modelo explícito, que facilita la comunicación.

UML para especificar

Especificar es equivalente a construir modelos que cumplan las condiciones de no ambigüedad y completitud.

UML cubre la especificación del análisis, diseño e implementación de un sistema software.

UML para construir

Es posible hacer corresponder con los lenguajes de programación (Java, C#, B.Datos, etc.).

ModeloUML

Ingeniería Directa

Ingeniería Inversa

CÓDIGO

UML para documentar

UML cubre la documentación de un sistema:– Requisitos – Arquitectura– Diseño– Código fuente– Planificación– Pruebas– Prototipos– Versiones

UML “aglutina” enfoques OO

UML

Rumbaugh

Jacobson

Meyer

Harel

Wirfs-BrockFusion

Embly

Gamma et. al.

Shlaer-Mellor

Odell

Booch

Pre- and Post-conditions

State Charts

Responsabilities

Operation descriptions, message numbering

Singleton classes

Frameworks, patterns, notes

Object life cycles

Historia de UML

Nov ‘97 UML aprobado por el OMG

1998

1999

2000

UML 1.2

UML 1.3

UML 1.4

2001 UML 2.0

Revisiones menores

Actualizaciones de UML

UML 1.3 es una versión madura de UML a la que se le han añadido una serie de pequeñas revisiones, las cuales corrigen o mejoran la especificación base (UML 1.2).

UML 1.4 incorpora ciertas modificaciones sobre el estándar en base a los comentarios recogidos de los usuarios finales y de los fabricantes de software compatible con UML.

UML 2.0 promete la puesta a punto del estándar para poder integrarse con el desarrollo basado en componentes que demanda el mercado.

UML 2.0

Arquitectura: refinamiento del núcleo del estándar para que esté en consonancia con el resto de estándares del mercado.

Personalización: mejora de los mecanismos de extensibilidad y personalización.

Componentes: mejor soporte para el desarrollo basado en componentes (CORBA, EJB, COM+).

Mecanismos generales: nuevos mecanimos para el control de las versiones dentro del modelo, así como el intercambio de los metadatos del mismo con XMI (XML Metadad Interchange).

Un proceso de desarrollo de software debe ofrecer un conjunto de modelos que permitan expresar el producto desde cada una de las perspectivas de interés

El código fuente del sistema es el modelo más detallado del sistema (y además es ejecutable). Sin embargo, se requieren otros modelos ...

Cada modelo es completo desde su punto de vista del sistema, sin embargo, existen relaciones de trazabilidad entre los diferentes modelos

Modelos y Diagramas

Modelos y Diagramas

Modelo: captura una vista de un sistema del mundo real. Es una

abstracción de dicho sistema, considerando un cierto propósito.

Diagrama: representación gráfica de una colección de elementos

de modelado, a menudo dibujada como un grafo con vértices

conectados por arcos.

Vista de Diseño

Vista de Procesos

Vista de Despliegue

Vista de Implementación

Vista de los Casos de Uso

Organización de Modelos

Diagramas de UML

Use CaseDiagramsUse Case

DiagramsDiagramas de Casos de Uso

ScenarioDiagramsScenario

DiagramsDiagramas deColaboración

StateDiagramsState

DiagramsDiagramas deComponentes

ComponentDiagramsComponent

DiagramsDiagramas deDistribución

StateDiagramsState

DiagramsDiagramas de Objetos

ScenarioDiagramsScenario

DiagramsDiagramas deEstados

Use CaseDiagramsUse Case

DiagramsDiagramas deSecuencia

StateDiagramsState

DiagramsDiagramas deClases

Diagramas deActividad

Modelo

Mecanismos comunes en UML

Especificaciones. Es más que un lenguaje gráfico (semántica detrás de la notación).

Adornos. Detalles sobre un clase, nivel de acceso de sus métodos, notas.

Divisiones Comunes: Clase/Objecto o Interfaz/Implementación.

Extensibilidad. Estereotipos, valores etiquetados o restricciones.

Mecanismos comunes en UML

+Insert()+Update()+Delete()#GetNumPaginas() : int

-Paginas : int

«utility»Producto

Paginas : int

«utility»p1 : Producto

Paginas : int

«utility»p2 : Producto

IDataManaged

{orderById}

Definición de un producto gestionado desde base de datos

Casos de Uso

Casos de Usos

Un diagrama de Casos de Uso muestra la distintas operaciones que se esperan de una aplicación o sistema y cómo se relaciona con su entorno (usuario u otras aplicaciones).

Es una herramienta esencial para la captura de requerimientos y para la planificación y control de un proyecto interactivo.

Casos de Usos

Los casos de Uso Se representa en el diagrama por una elipse que denota un requerimiento solucionando por el sistema.

Cada caso de uso de uso es una operación completa desarrollada por los actores y por el sistema en un diálogo.

El conjunto de casos de uso representa la totalidad de operaciones desarrolladas por el sistema.

Casos de Usos

Casos de Usos

Actor: Es un usuario del sistema, que necesita o usa alguno de los casos de uso. Un usuario puede jugar más de un rol. Un solo actor puede actuar en muchos casos de uso; recíprocamente, un caso de uso puede tener varios actores. Los actores no necesitan ser humanos pueden ser sistemas externos que necesitan alguna información del sistema actual.

Casos de Usos

También se puede encontrar tres tipos de relaciones, como son:

– Comunica (comunicates) Entre un actor y un caso de uso, denota la participación del actor en el caso de uso determinado.

Casos de Usos

Usa (uses): Relación entre dos casos de uso, denota la inclusión del comportamiento de un escenario en otro. Se utiliza cuando se repite un caso de uso en dos o más casos de uso separados. Frecuentemente no hay actor asociado con el caso de uso común.

Casos de Usos

Extiende (extends): Relación entre dos casos, denota cuando un caso de uso es una especialización de otro. Se usa cuando se describe una variación sobre el normal comportamiento.

Casos de Usos

Técnicas comunes de modelado:– Modelado del contexto del sistema (utilidad

similar a los DFD).– Modelado de los requisitos de un sistema.– Modelado del proceso de test y estrés del

sistema.

Diagrama de Clases

Conceptos básicos orientación a objetos

Clase Objeto Herencia Interfaz Polimorfismo de clases Clases y atributos estáticos Clases y atributos finales Clases y métodos abstractos

Diagrama de clases

Un diagrama de clases o estructura estática muestra el conjunto de clases y objeto importantes 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.

Diagrama de clases

Usos comunes del diagrama:

– Modelado del vocabulario del sistema.– Modelado de colaboraciones simples.– Modelado de un esquema lógico de base de

datos.– Modelado de un conjunto de clases de test.

Diagrama de clases

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.

Diagrama de clases

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.

Diagrama de clases

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}

Diagrama de clases

Nombre de la clase

Atributos

Métodos

Diagrama de clases

Responsabilidades: Contrato u obligación de una clase, asignada en el momento del diseño.

Clase Producto:– Registrar el código de la publicación.– Mantener estructura del producto plantilla.

Diagrama de clases

Técnicas de modelado:– Modelado del vocabulario de un sistema a partir de

las descripciones funcionales.– Modelado de la distribución de responsabilidades en

un sistema.– Modelado de cosas que no son software (hardware,

personas, etc).– Modelado de tipos primitivos.

Diagrama de clases

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.

Asociación (rol, multiplicidad, calificador): representan las relaciones entre instancias de clase. Una asociación es una línea que une dos o más clases.

Diagrama de clases

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.

Diagrama de clases

Multiplicidad: Describe la cardinalidad de la relación, es decir, cuanto objetos de esa clase pueden participar en la relación dada. Tipos:

Diagrama de clases

Dependencia: Es una relación donde existen entidades independientes y otras dependientes, lo que implica que cambiar el elemento independiente puede requerir cambios en los dependientes. Se representa con una línea punteada direccional, indicando el sentido de la dependencia.

Diagrama de clases

Diagrama de clases

Los tipos de asociaciones entre clases presentes en un diagrama estático son:– Asociación binaria.– Asociación n-aria.– Composición.– Generalización.– Refinamiento.

Diagrama de clases

Asociación Binaria: Representa una relación sencilla entre dos clases, no muy fuerte (es decir, no se exige dependencia existencial ni encapsulamiento). Se indica como una línea sólida que une dos clases.

Asociación n-aria: Es una asociación entre tres o más clases. Se representa como un diamante del cual salen líneas de asociación a las clases.

Diagrama de clases

Diagrama de clases

Composición: Es una asociación fuerte que implica:– Dependencia existencial. El elemento

dependiente desaparece al destruirse el que lo contiene y, si es de cardinalidad 1, es creado al mismo tiempo.

– Hay una pertenencia fuerte. Se puede decir que el objeto contenido es parte constitutiva y vital del que lo contiene.

Diagrama de clases

– Los objetivos contenidos no son compartidos, esto es, no hacen parte del estado de otro objeto.

Se denota dibujando un rombo del lado de la clase que contiene a la otra en la relación.

Diagrama de clases

Diagrama de clases

Agregación: Relaciona una clase ya ensamblada con una clase componente. Es también una relación de composición menos fuerte (no se exige dependencia existencial) y se denota por un rombo sin rellenar en un o de los extremos.

Diagrama de clases

Diagrama de clases

Generalización: es un proceso de abstracción en el cual un conjunto de clases existentes, que tienen atributos y métodos comunes, es referido por una clase genérica a un nivel mayor de abstracción. La relación de generalización denota una relación de herencia entre clases. Se representa dibujando un triángulo sin rellenar en el lado de la superclase. La subclase hereda todos los atributos y mensajes descritos en la superclase.

Diagrama de clases

Diagrama de clases

Refinamiento: Es una relación que representa la especificación completa de algo que ya ha sido especificado con cierto nivel de detalle. Por ejemplo, una clase del diseño es un refinamiento de una clase de análisis.

Diagrama de clases

Diagrama de clases

Técnicas de modelado:– Modelado de dependencias simples.– Modelado de herencia simple.– Modelado de relaciones estructurales

(composiciones y agregaciones).– Modelado de comentarios.

Diagrama de clases

Diagrama de Interacción

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 interacción de un conjunto de objetos de una aplicación a través del tiempo. Esta descripción es importante porque puede dar detalle a los casos de uso, aclarándolos al nivel de mensajes de los objetos existentes, como también muestra el uso de los mensajes de las clases diseñadas en el contexto de una operación.


Elementos básicos del diagrama de interacción:– Objetos o actores para cada entidad.– Enlaces entre los objetos.– Procedimientos a invocar entre los objetos.– Mensajes entre los objetos.


Un objeto se representa como una línea vertical punteada (línea de vida), con un rectángulo de encabezado y con rectángulo a través de la línea principal que denotan la activación, es decir, el período de tiempo en el cual el objeto se encuentra desarrollando alguna operación.

El rectángulo de encabezado contiene el nombre del objeto y el de su clase, en un formato nombreObjeto: nombreClase. El envío de mensajes entre objetos se denotan mediante una línea sólida dirigida, desde el objeto que emite el mensaje hacia el objeto que lo ejecuta.



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.



Técnicas de modelado:– Modelado dinámico del sistema.– Implementación de un caso de uso en concreto para

cada diagrama.– Modelado del flujo de control por ordenación temporal

(secuencia).– Modelado del flujo de control por organización

(colaboración).

Diagrama de Estados

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.

Diagrama de estados

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.

Diagrama de estados

Partes que componen un estado:– Nombre– Acciones de entrada y de salida.– Transiciones internas.– Subestados.– Eventos diferidos.

Diagrama de estados

Eventos: Es una ocurrencia que puede causar la transición de un estado a otro de un objeto. Esta, puede ser una:

– Condición que toma el de verdadero o falso.– Recepción de una señal de otro objeto en el modelo.– Recepción de un mensaje.– Paso de cierto período de tiempo, después de entrar al

estado o de cierta hora y fecha particular.

Diagrama de estados

Transición: Es una relación entre estados de un fuente a un destino.

Partes que componen una transición:– Estado de origen.– Evento de disparo.– Condición de guarda.– Acción.– Estado de destino.

Diagrama de estados

Otros elementos:– Subestados. Secuenciales o no, resultan en una nueva

máquina de estados.– Estados de historia.– Estados de historia. Permiten a un conjunto de estados o

subestados de un objeto, recordar el estado que estaba activo en su última ejecución. Si no existe historia, se comenzaría por el estado inicial.

– Subestados concurrentes.

Diagrama de estados

Diagrama de estados

Técnicas de modelado:– Modelado de la vida de un objeto. Este tipo de

diagramas se asocian directamente a una clase.

Diagrama de Actividades


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.

Los elementos que conforman el diagrama son: – Acción– Transición.– Objetos


Estado de Acción: representa un estado con acción interna, con lo menos una transición que indica la culminación de la acción (por medio de un evento implícito).– Permite modular un paso dentro del algoritmo. Se

representan por un rectángulo con bordes redondeados.


Estado de Actividad: Estado más general que permite su descomposición en otro diagrama de actividades interno, de nivel más bajo.– Su representación, en cuanto a la notación, es la

misma que el de Acción.


Casos especiales:– Estado inicial. Representa el punto de entrada del

diagrama de actividades.– Estado final. Su existencia depende de si el

diagrama es cíclico.– Ítem de decisión. Representado con un rombo,

permite tomar bifurcaciones condicionales.


Casos especiales:– Carriles o “Swim Lanes”. Permiten acotar el área a

las cuales las actividades están asociadas (departamentos, módulos del sistema, etc).

– Flujos con objetos. Hacer explícita la relación con una entidad en concreto.


Transición: Es la relación entre dos estados y se encuentran unidos por flechas; indicando que un objeto que está en el primer estado realizará una acción especificada y entrará en el segundo estado cuando un evento implícito ocurra y unas condiciones especificas sean satisfechas.


Tipos de transiciones:– Bifurcaciones condicionales. Permiten tomar

distintos caminos dentro del diagrama en función de una condición o “guarda”.

– División y unión. Permiten representar el paralelismo en la ejecución de actividades.



Técnicas de modelado:– Modelado de un flujo de trabajo o Workflow. Uso intensivo de

estados de actividad, swim lanes y bifurcaciones condicionales.

– Modelado de una operación concreta que resulta muy complicada. Uso intensivo de transiciones (simples o paralelas) y de estados de acción.

Diagrama de Componentes

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


Los componentes representan todos los tipos de elementos software que entran en la fabricación de aplicaciones informáticas. Pueden ser simples archivos, librerías, bibliotecas cargadas dinámicamente, etc.

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



Técnicas de modelado:– Modelado de ejecutables y bibliotecas.– Modelado de tablas, archivos y documentos.– Modelado y diseño de un API.– Modelado del código fuente.– Planificación de versiones ejecutables para su implementación

con Nant.

Diagrama de Despliegue

Diagrama de despliegue

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

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 como– Dispositivos– Procesadores– Memoria

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



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.




Técnicas de modelado:– Modelado de procesadores y dispositivos.– Modelado de distribución de componentes.

RUP: El Proceso Unificado de Rational

Proceso Unificado de Rational

Orígenes– Modelo original Objectory definido por Ivan

Jacobson (1987)– Rational Software compra la empresa de

Objectory (1995)– Surge la primera versión de UML (1997)– Se publica la primera versión del Proceso

Unificado de Rational - RUP (junio 1998)

Casos de uso

Dirigido por casos de uso– Se centra en la funcionalidad que el sistema debe poseer para

satisfacer las necesidades de un usuario (persona, sistema externo, dispositivo) que interactua con él

– Casos de uso como el hilo conductor que orienta las actividades de desarrollo

Casos de Uso

AnálisisRecopilar,

Clarificar y Validar los

requerimientos

Diseño

Realizar loscasos de uso

Pruebas

Verificar que sesatisfacen los casos de uso

<<realiza>> <<verifica>><<defineNecesidades>>

Arquitectura

Centrado en la arquitectura– Concepto similar a la arquitectura de un edificio

Varios planos con diferentes aspectos del edificio Tener una imagen completa del edificio antes que comience la construcción

– Arquitectura en software Diferentes vistas del sistema: estructural, funcional, dinámico, etc. Plataforma en la que va a operar Determina la forma del sistema

– Arquitectura: determina la forma del sistema– Casos de uso: determinan la función del sistema

Modelo que implementa

Iterativo e incremental– Descomposición de un proyecto grande en mini-proyectos– Cada mini-proyecto es una iteración– Las iteraciones deben estar controladas– Cada iteración trata un conjunto de casos de uso

Ventajas del enfoque iterativo– Detección temprana de riesgos– Administración adecuada del cambio– Mayor grado de reutilización– Mayor experiencia para el grupo de desarrollo

Estructura

Dinámica Ciclo: cada ciclo una nueva versión del producto Fase: Etapas de un ciclo que finalizan en un HITO Iteración: Proceso de ingeniería sobre una funcionalidad

limitada del sistema

Estática - Flujos de trabajo Artefactos Actividades Roles

Estructura

Roles QUIÉN? Actividades CÓMO? Artefactos QUÈ? Flujo de Trabajo CUÁNDO?

realiza

responsable dediseñador

diseño de casode uso

diagrama de secuencia

Roles

Definición del comportamiento y responsabilidades de los participantes

Propietario de una serie de artefactos

Recurso Rol Actividad Artefacto

Diseñador Diseño de Objetos DCAnalista Definición de CU DCUDominioDiseñador Diseño de CU DSFuncional

PatriciaJuanMónicaPedro

Actividades

Unidad de trabajo que puede ejecutar un individuo en un rol específico

Tiene un propósito claro y se expresa en términos de actualizar artefactos

La granularidad de la actividad es generalmente de horas o pocos días

Ejemplos de actividades– Planear una iteración (administrador del proyecto)– Encontrar caso de uso y actores (analista del dominio)– Revisión del diseño (probador)

Artefactos

Pieza de información producida, modificada y utilizada en un proceso

Productos tangibles del proyecto Utilizados por los roles como entrada para la

realización de sus actividades Resultado de las actividades realizadas por los roles Metamodelo: Clase rol tiene como métodos las

actividades y como parámetros los artefactos

Flujos de trabajo

Forma de describir significativamente la secuenciencias de actividades que producen resultados y las interacciones entre cargos

En términos de UML se puede utilizar: diagrama de actividades, de secuencia, de colaboración

En RUP hay nueve tipos de flujos de trabajo– De ingeniería

Negocio, Requerimiento, Análisis, Diseño, Pruebas, Liberación

– De soporte Administración del proyecto, Administración del cambio,

Ambiente

Dimensión dinámica

Concepción Elaboración Construcción Transición

ciclofase

Iter. 1 Iter. 2 Iter. 3 Iter. 4 Iter. 5 Iter. 6

hito 1 hito 2 hito 3 hito 4

Hito: punto en el tiempo en donde se evaluan objetivoslogrados y se pueden tomar decisiones críticas

Desarrollo iterativo

Ciclo dedesarrollo 1

Ciclo dedesarrollo 2

Ciclo dedesarrollo n

Perfeccionarel plan

SincronizarArtefactos

Análisis Diseño Construcción Pruebas

Construcción

Fase de concepción

Objetivo: definir la razón de ser y el alcance del proyecto. Estudio de oportunidad.

– Visión = QUÉ + PARA QUÉ + CUÁNTO Actividades

– Especificación de los criterios de éxito del proyecto– Definición de los requerimientos – Estimación de los recursos necesarios– Cronograma inicial de fases

Artefactos– Documento de definición del proyecto

Fase de elaboración

Objetivo: establecer un plan de proyecto y una arquitectura correcta del sistema

Actividades– Análisis del dominio del problema– Definición de la arquitectura básica – Análisis de riesgos– Planificación del proyecto

Artefactos– Modelo del dominio– Modelo de procesos– Modelo funcional de alto nivel– Arquitectura básica

Fase de construcción

Objetivo: desarrollar el sistema a lo largo de una serie de iteraciones

Actividades– Análisis– Diseño– Codificación– Pruebas (individuales, de integración)

XP: eXtreme Programming

eXtreme Programming

Es una metodología ágil– Diseñada para entornos dinámicos– Pensada para equipos pequeños (hasta 10

programadores)– Orientada fuertemente hacia la codificación– Énfasis en la comunicación informal, verbal

Valores que fomenta XP

Comunicación

Simplicidad

Retroalimentación

Coraje

Roles

Programador (Programmer)– Responsable de decisiones

técnicas– Responsable de construir el

sistema– Sin distinción entre analistas,

diseñadores o codificadores– En XP, los programadores

diseñan, programan y realizan las pruebas

Jefe de Proyecto (Manager)

– Organiza y guía las reuniones

– Asegura condiciones adecuadas para el proyecto

Cliente (Customer)

– Es parte del equipo– Determina qué construir y

cuándo– Establece las pruebas

funcionales

Roles

Entrenador (Coach)

– Responsable del proceso– Tiende a estar en un segundo

plano a medida que el equipo madura

Encargado de Pruebas (Tester)

– Ayuda al cliente con las pruebas funcionales

– Se asegura de que las pruebas funcionales se superan

Rastreador (Tracker)

– Metric Man– Observa sin molestar– Conserva datos

históricos

Captura de requisitos

Historias del Usuario (User-Stories)– Establecen los requisitos del cliente – Trozos de funcionalidad que aportan valor– Se les asignan tareas de programación con un nº de

horas de desarrollo– Las establece el cliente– Son la base para las pruebas funcionales

Planificación

Planificación por entregas (releases) Se priorizan aquellas user-stories que el cliente

selecciona porque son más importantes para el negocio Entregas:

– Son lo más pequeñas posibles– Se dividen en iteraciones (iteración = 2 o 3 semanas)– Están compuestas por historias

A cada programador se le asigna una tarea de la user-story

Programación

La programación de tareas se realiza por parejas

La pareja diseña, prueba, implementa e integra el código de la tarea

Código dirigido por las pruebas

Código modular, intentando refactorizar siempre que se pueda

Modelo de un proyecto

Prácticas

• El juego de la planificación

• Entregas pequeñas

• Metáfora• Diseño simple • Pruebas• Refactoring

• Programación en parejas

• Propiedad colectiva

• Integración contínua

• Semana de 40 horas

• Cliente in situ

• Estándares de programación

El juego de la planificación

Decisiones de negocio (cliente):– Alcance ¿Cuándo debe estar listo el producto para que sea

valioso en producción?– Prioridad Prioriza la incorporación de las user-stories– Composición de entregas ¿Qué se necesita para que el

negocio sea mejor antes de tener el sw?– Fechas de entrega Fechas cuando el software funcionando

causaría una gran diferencia

El juego de la planificación

Decisiones técnicas (programadores y otros):– Estimaciones ¿Cuánto tiempo tardará en implementarse

una user-story?– Consecuencias Tener en cuenta las consecuencias

técnicas de determinadas decisiones de negocio– Proceso Organización del proceso y el equipo– Planificación detallada Dentro de una entrega, qué

user-stories se realizan primero. Intentar trasladar los segmentos de desarrollo más arriesgados al principio, intentando respetar las prioridades del negocio

Cada entrega es lo más corta posible:– Contenga requisitos más valiosos del sistema (básicos)– Reducen el riesgo mayor retroalimentación desde el

cliente, y más frecuente

Minimizar el nº de user-stories que componen una entrega No realizar user-stories a medias

Entregas pequeñas

Se diseña “la cosa más simple que pueda funcionar” Uso de tarjetas CRC Diseño de software correcto, es aquel que:

– Supera todas las pruebas– No tiene lógica duplicada– Pone de manifiesto las intenciones importantes de los

programadores– Tiene el mínimo número de clases y métodos

Diseño simple

Las pruebas unitarias se escriben ANTES que el código

Pruebas automatizadas Permiten el desarrollo de proyectos de forma rápida

y segura Pruebas unitarias programadores Pruebas funcionales cliente Resultado Un programa cada vez más seguro

Pruebas

NUnit

Framework para pruebas unitarias Escritura de pruebas Ejecución de pruebas Hacer un Assert de los resultados Mostrar los fallos o éxitos Mantener un código que pase los tests http://nunit.org/

Ejemplo de un test en NUnit

Fallo en ejecución de los tests

Éxito en ejecución de los tests

Refactorización = Mejora del código

Intentar eliminar complejidad

Código duplicado Refactorización

Se plantea su aplicación después de implementar cada user-story

Refactoring

C# Refactoring

Herramientas integradas con Visual Studio Simplifican la refactorización del código Métricas para el análisis del código http://www.xtreme-simplicity.net/

Integración con Visual Studio

Métricas de análisis del código

Refactoring con C# Refactory

Toda el código se escribe en parejas– Se produce código de mayor calidad

– Extiende el conocimiento

“Se realiza el trabajo de 1 persona en casi la mitad del tiempo y mejor” (cuestionable)

Programación en parejas

Cualquiera puede modificar el código en cualquier momento Se evitan cuellos de botella en la codificación

Todos asume las responsabilidades sobre el conjunto del sistema

Todos conocen algo sobre todas las partes y conocen muy bien aquéllas en las que trabajan

Propiedad colectiva

El código se integra y se prueba después de pocas horas

Existe una ordenador dedicado para la integración

Cada pareja integra su código en dicho ordenador

Integración contínua

Cliente real = Aquel que usará el sistema cuando esté en producción

El cliente real debe estar con el equipo de trabajo:– Responder preguntas– Resolver disputas– Establecer prioridades– Discutir mejoras

Cliente in situ

Son fundamentales cuando los programadores cambian de pareja o hacen refactoring del código de otros

Se consigue un código con el mismo estilo, homogéneo, legible

Estándares de programación

Patrones de diseño software

Definición

“Cada patrón describe un problema que ocurre una y otra vez en nuestro ambiente, y luego describe el núcleo de la solución a ese problema, de tal manera que puedes usar esa solución un millón de veces más, sin hacer jamás la misma cosa dos veces” (Christopher Alexander)

“Son soluciones reutilizables a problemas recurrentes que encontramos durante el desarrollo de software”

Ventajas que ofrece el uso de patrones

“Diseñar código orientado a objetos es costoso, y diseñar código orientado objetos reutilizable aún lo es más”

“Los patrones permiten a los programadores reconocer un problema e inmediatamente determinar la solución sin tener que pararse a analizar el problema primero”

Permiten trabajar a un nivel de abstracción mayor Aumentan la productividad, la reutilización del

código y su consistencia

Ventajas que ofrece el uso de patrones

Capturan la experiencia en diseño. Los patrones se crean a partir de ejemplos prácticos de diseño

Utilizar patrones de diseño es reutilizar la experiencia adquirida diseñando

Estudiar los patrones existentes es una manera de aprender cómo los “expertos” diseñan sistemas

Los patrones definen un conjunto de términos que forman un vocabulario con el que poder hablar de diseño de software

Componentes que constituyen un patrón

Nombre Resumen o esencia de la solución Contexto al que se aplica Razones para utlizar o no el patrón Consideraciones de implementación Consecuencias e implicaciones de su uso Ejemplo de uso (Test Case) Patrones relacionados

Proceso de aplicación de patrones

ProblemaProblema

Contexto

SoluciónSolución

Beneficios

Patrones relacionados

Consecuencias

Fuerza

Clasificación de los patrones

Fundamentales De creación De partición Estructurales De comportamiento De concurrencia

Fundamentales

Son los patrones más básicos y fundamentales:– Muchos del resto de patrones utiliza al menos

uno de ellos– Son tan básicos que muchas veces no se

mencionan dándolos por supuestos

Delegate Interface Abstract superclass Interface + abstract class Immutable Proxy

Fundamentales

Provee de una guía de cómo crear objetos cuando su creación precisa de la toma de decisiones:

– “Las decisiones normalmente involucran la determinación de forma dinámica de qué clase instanciar o a qué objeto delegar la responsabilidad”

– Estos patrones nos ayudan a estructurar y encapsular las decisiones

De creación

De creación

Factory Builder Prototype Singleton Object pool

De partición

Siguen el paradigma de “divide y vencerás”– “Nos proporcionan la guía de cómo particionar las

clases e interfaces para llegar a un buen diseño”

De partición

Filter Composite Read-only interface

Estructurales

“Describen las formas más comunes en las que diferentes tipos de objetos pueden organizarse para trabajar conjuntamente”

Estructurales

Adapter Iterator Bridge Façade Flyweight Dynamic linkage Virtual proxy Decorator Cache management

De comportamiento

“Patrones utilizados para organizar, gestionar y combinar comportamiento”

De comportamiento

Chain of responsibility Command Little language Mediator Snapshot Observer State Null object Strategy Template method Visitor

De concurrencia

Patrones para la coordinación de operaciones concurrentes y que permiten solucionar dos problemas principalmente:– Recursos compartidos– Secuenciación de operaciones

De concurrencia

Single threaded execution Lock object Guarded suspension Balking Scheduler Read/Write lock Producer-consumer Two-phase termination Double buffering Asynchronous processing Future

Arquitecturas dirigidas por modelos (MDA)

Nueva orientación de las actividades del OMG La base de todo son los modelos (ni su

implementación, ni la plataforma) Basado en el desarrollo de modelos independientes de

la plataforma (PIM) Define un segundo nivel en el que diseñamos para una

plataforma concreta pero de forma abstracta (PSM) Definición de transformaciones de PIM a PSM Aunque la plataforma cambie, siempre mantenemos el

PIM

Introducción

PIM, PSM y transformaciones en MDA

Reglas de transformación

Modelo específico(PSM)


Modelo independiente de la plataforma(PIM)

Modelo independiente de la plataforma(PIM)



Ejemplos con MOF/XMI

UML Model (PIM)Auto

Color : StringDoor : IntegerEngine : Integer

<Auto> <Color> Red </Color> <Door> 4 </Door> <Engine> 2 </Engine></Auto>

XMI Document (PSM)

XMI

<!Element Auto (Color*, Door*, Engine*)>

XMI DTD, Schema (PSM)

XM

I

MO

F

interface Auto { };

IDL, Java… (PSM)Class Auto {public String color; public int Door; public int Engine; }

Herramientas de apoyo al modelado

Herramientas comerciales generales:– Borland Together– IBM Rational Suite

Herramientas libres o con versiones básicas gratuitas:

– Argo UML– Poseidon– Umbrello– Eclipse UML2– Eclipse Omondo

Integración con los IDEs existentes

Herramientas de apoyo al modelado

Herramientas con soporte de ingeniería inversa Herramientas de generación en un solo sentido Herramientas de soporte MDA:

– Together– AndroMDA

Ayuda a la generación de código

Formato XMI Importación y exportación a este formato por parte

de las herramientas Base para las transformaciones en MDA

Intercambio de metadatos

Documents

Introducción al modelado Metodologías, UML y patrones de diseño Ricardo Borillo Doménech [email protected]