IngenierÃa del software - INFORMATICA

Ingenieríadel software

Ingenieríadel software

Benet Campderrich Falgueras

Primera edición: abril 2003

© Fundació per a la Universitat Oberta de Catalunya© Benet Campderrich Falgueres, del texto© Editorial UOC, de esta ediciónAragón, 182, 08011 BarcelonaMaterial realizado por Eureca Media, SLImpresión:Diseño: Manel Andreu

ISBN: 84-8429-793-4, del productoISBN: 84-8318-997-6, del libroDepósito legal:

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Autor

Benet Campderrich FalguerasDoctor en Ingeniería Industrial. Especializado en ingeniería del software y bases de datos. Profesor titular de la Universidad Rovira i Virgili.

© Editorial UOC 7 Índice

Índice

Presentación ................................................................................................... 13

Capítulo I. Introducción a la ingeniería del software OO ................ 15

1. Qué es la ingeniería del software ............................................................. 151.1. El software como producto industrial.................................................. 161.2. La ingeniería del software .................................................................... 171.3. Los grandes problemas de la ingeniería del software:

la calidad y la productividad............................................................... 172. El ciclo de vida del software ..................................................................... 19

2.1. El ciclo de vida clásico......................................................................... 202.2. Los ciclos de vida iterativos e incrementales ...................................... 23

3. Desarrollo estructurado y desarrollo orientado a objetos ..................... 283.1. Los métodos estructurados.................................................................. 283.2. Los métodos orientados a objetos....................................................... 283.3. Los métodos formales.......................................................................... 30

4. Las herramientas CASE ............................................................................. 305. El OMG y el UML ....................................................................................... 32

5.1. El Object Management Group (OMG) .................................................... 325.2. Unified Modeling Language (UML) ........................................................ 32

Conclusiones ................................................................................................... 35

Capítulo II. UML (I): el modelo estático ................................................ 37

1. Concepto de modelo estático y diagrama de clases ............................... 372. Clasificadores ............................................................................................. 393. Paquetes...................................................................................................... 404. Clase y conceptos afines ........................................................................... 43

4.1. Representación ampliada de las clases ................................................ 43

© Editorial UOC 8 Ingeniería del software

4.2. La herencia en el análisis y el diseño .................................................. 484.3. Variantes en el concepto de clase ....................................................... 514.4. Interfaces ............................................................................................. 54

5. Representación de los objetos .................................................................. 566. Relaciones entre clases .............................................................................. 57

6.1. Asociaciones ........................................................................................ 576.2. Agregaciones y composiciones............................................................ 636.3. Relaciones de dependencia ................................................................. 66

7. Comentarios y restricciones ..................................................................... 677.1. Comentarios ........................................................................................ 677.2. Restricciones........................................................................................ 67

Conclusiones ................................................................................................... 69

Capítulo III. UML(II): el modelo dinámico y de implementación ............................................................................. 71

1. El diagrama de estados.............................................................................. 711.1. Conceptos básicos ............................................................................... 721.2. Notaciones básicas............................................................................... 741.3. Transiciones complejas ....................................................................... 781.4. Estados compuestos............................................................................. 791.5. Notación ampliada del estado............................................................. 82

2. El diagrama de casos de uso ..................................................................... 832.1. Actores ................................................................................................. 832.2. Concepto de caso de uso..................................................................... 852.3. Relaciones entre casos de uso.............................................................. 862.4. Notación.............................................................................................. 87

3. Los diagramas de interacción................................................................... 883.1. Interacciones y colaboraciones ........................................................... 883.2. El diagrama de colaboración ............................................................... 933.3. El diagrama de secuencias ................................................................... 95

4. El diagrama de actividades....................................................................... 994.1. Elementos específicos .......................................................................... 99

5. Los diagramas de implementación ........................................................ 1025.1. El diagrama de componentes ............................................................ 1025.2. El diagrama de despliegue ................................................................. 105

Conclusiones ................................................................................................. 107


Capítulo IV. Recogida y documentación de requisitos ................... 109

1. Los requisitos ........................................................................................... 1101.1. Clases de requisitos ........................................................................... 110

2. Fuentes de información .......................................................................... 1113. Pasos de la recogida y documentación de requisitos ........................... 112

3.1. El contexto del software ..................................................................... 1123.2. Los guiones ........................................................................................ 1143.3. Identificación de los actores.............................................................. 1143.4. Identificación de los casos de uso ..................................................... 1153.5. Identificación de las relaciones entre casos de uso........................... 1163.6. Identificación de las relaciones de especialización entre actores ..... 1183.7. La documentación de los casos de uso ............................................. 118

4. La recogida y documentación de requisitos de la interfaz de usuario ... 1204.1. Concepto de interfaz de usuario ....................................................... 1204.2. Identificación de las restricciones técnicas ....................................... 1214.3. Elaboración de los perfiles de usuario............................................... 1214.4. Documentación de las tareas actuales y futuras ............................... 1224.5. Comparación entre tareas y casos de uso ......................................... 1234.6. Especificaciones de usabilidad .......................................................... 124

5. Ejemplo..................................................................................................... 1245.1. Información inicial ........................................................................... 1255.2. Modelo del dominio.......................................................................... 1255.3. Modelo del negocio........................................................................... 1265.4. El glosario del modelo del negocio ................................................... 1285.5. Los guiones ........................................................................................ 1295.6. Casos de uso ...................................................................................... 1305.7. Requisitos de la interfaz de usuario................................................... 135

Conclusiones ................................................................................................. 139

Capítulo V. Análisis orientado a objetos ............................................. 141

1. El papel del análisis................................................................................. 1421.1. La relación entre la recogida de requisitos y el análisis .................... 1421.2. La relación entre el análisis y el diseño............................................. 1421.3. La utilidad del análisis....................................................................... 143

2. Paquetes de análisis y paquetes de servicios ......................................... 1442.1. Los paquetes de análisis .................................................................... 145


2.2. Los paquetes de servicios................................................................... 1453. Revisión de los casos de uso ................................................................... 1464. Especificación de las clases de análisis .................................................. 147

4.1. Identificación de las clases de entidades........................................... 1484.2. Especificación de los atributos de las clases de entidades................. 1504.3. Identificación de las relaciones entre clases...................................... 1514.4. Identificación de las clases de frontera, las clases de control

y de las operaciones. Diagrama estático de análisis .......................... 1585. Especificación formal de los casos de uso ............................................. 1586. Análisis de la interfaz de usuario ........................................................... 1597. Ejemplo..................................................................................................... 160

7.1. Revisión de los casos de uso.............................................................. 1607.2. Paquetes de análisis y de servicios .................................................... 1607.3. Identificación de las clases de entidades........................................... 1617.4. Especificación de los atributos de las clases de entidades................. 1627.5. Relaciones .......................................................................................... 1637.6. Identificación de las clases de frontera, las clases de control

y de las operaciones........................................................................... 1667.7. Especificación formal de los casos de uso ......................................... 1697.8. Análisis de la interfaz de usuario....................................................... 171

Conclusiones ................................................................................................. 175

Capítulo VI. Diseño orientado a objetos.............................................. 177

1. El papel del diseño .................................................................................. 1781.1. La relación entre el diseño y la realización....................................... 1781.2. La utilidad del diseño ........................................................................ 179

2. La reutilización ........................................................................................ 1792.1. La reutilización de clases ................................................................... 1792.2. La reutilización de componentes ...................................................... 1802.3. Los patrones ...................................................................................... 1802.4. Marcos de aplicaciones...................................................................... 192

3. El diseño arquitectónico ......................................................................... 1933.1. Establecimiento de la configuración de la red .................................. 1943.2. Establecimiento de los subsistemas................................................... 194

4. El diseño de los casos de uso .................................................................. 195


5. Revisión del diagrama estático de diseño ............................................. 1965.1. Normalización de los nombres ......................................................... 1975.2. Reutilización de clases ....................................................................... 1985.3. Adaptación de la herencia en el nivel soportado por el lenguaje

de programación ............................................................................... 1985.4. Sustitución de las interfaces .............................................................. 2015.5. Cambios para la mejora del rendimiento ......................................... 2015.6. Especificación de las operaciones implícitas..................................... 2025.7. Referencias a las clases de frontera.................................................... 2025.8. La clase inicial ................................................................................... 2035.9. Cohesión y acoplamiento ................................................................. 203

6. Diseño de la persistencia ........................................................................ 2056.1. Persistencia con bases de datos orientadas a objetos ........................ 2066.2. El modelo para bases de datos relacionales y ficheros clásicos:

alternativas ........................................................................................ 2066.3. Persistencia con bases de datos object-relational ................................ 215

7. Diseño de la interfaz gráfica de usuario ................................................ 2167.1. Elementos y funcionamiento de la interfaz gráfica de usuario ........ 2177.2. El diseño de las interfaces gráficas .................................................... 236

8. Diseño de los subsistemas ....................................................................... 2439. Ejemplo..................................................................................................... 244

9.1. El diseño arquitectónico ................................................................... 2449.2. El diseño de los casos de uso ............................................................. 2449.3. El diagrama estático de diseño.......................................................... 2499.4. El diseño de la persistencia ............................................................... 2519.5. El diseño de la interfaz de usuario .................................................... 2549.6. El diseño de los subsistemas.............................................................. 258

Conclusiones ................................................................................................. 260

Capítulo VII. Introducción al software distribuido ........................ 261

1. Entornos distribuidos y entornos abiertos ............................................ 2611.1. Objetivos de los entornos distribuidos ............................................. 2621.2. Importancia de las normas en los entornos distribuidos ................. 2631.3. Concepto de sistema abierto ............................................................. 263

2. Entornos cliente/servidores clásicos...................................................... 2642.1. Ventajas e inconvenientes de la arquitectura cliente/servidor......... 2652.2. Arquitecturas cliente/servidor de dos capas...................................... 2662.3. Arquitecturas de más de dos capas.................................................... 267


3. Entornos con middleware: CORBA ........................................................ 2683.1. Concepto de middleware.................................................................... 2683.2. CORBA............................................................................................... 269

4. RMI............................................................................................................ 2984.1. Mecanismos de una invocación remota ........................................... 298

5. Documentos compuestos distribuidos: DCOM..................................... 2995.1. Concepto de documento compuesto ................................................ 2995.2. Aspectos de la gestión de los documentos compuestos.................... 3005.3. OLE, COM y DCOM.......................................................................... 301

6. Desarrollo del software distribuido........................................................ 3086.1. El análisis de requisitos en el caso de software distribuido ............... 3086.2. La distribución de los objetos ........................................................... 308

Bibliografía.................................................................................................... 312

Glosario ......................................................................................................... 314

© Editorial UOC 13 Presentación

Presentación

La ingeniería del software comprende los métodos y las técnicas que se utili-

zan en el desarrollo profesional del software. Se trata de un campo muy amplio,

del cual esta materia sólo trata una parte.

La ingeniería del software consta principalmente de dos familias de técnicas:

• Las estructuradas, cronológicamente las más antiguas.

• Las orientadas a objetos (OO), que constituyen la parte principal de esta obra,

con las exclusiones mencionadas.

El resto de la obra es una introducción a la ingeniería del software.

La tecnología de elaboración de software orientado a objetos ha tenido la ma-

yor parte de su desarrollo desde 1985 hasta la actualidad. Como suele pasar con

toda nueva tecnología, al principio aparecen muchas técnicas alternativas y el

paso del tiempo comporta que muchas se abandonen y sólo quede una o algunas

que llegan a ser un estándar, oficial o de hecho. Parece que la tecnología orien-

tada a objetos ha alcanzado hace unos pocos años esta situación, al menos en lo

que respecta al modelo básico, del cual existe el estándar denominado UML, ya

ampliamente aceptado y utilizado. Éste es el modelo que utilizamos.

Además del modelo utilizado, otro aspecto fundamental del desarrollo de

software es el método, ya que, si utilizamos el mismo modelo, podemos imagi-

nar muchos métodos diferentes que utilizan las notaciones del modelo en otro

orden o para otros propósitos distintos. A diferencia del caso del modelo básico,

es poco probable que se imponga un método como estándar; como mucho se

puede establecer como estándar legal la presentación de una determinada docu-

mentación elaborada según un modelo fijado, pero la manera como se trabaje

para elaborarla siempre tendrá un margen de libertad amplio.


En esta obra se ha optado por seguir un método inspirado en el denominado

Rational Unified Process, porque éste es bastante elaborado y coherente y, ade-

más, ha sido desarrollado esencialmente por el mismo equipo que desarrolló el

UML, lo cual ofrece una cierta garantía de coherencia entre el método y el mo-

delo.

Se puede considerar que esta obra tiene una parte básica, un núcleo y una

conclusión:

• La parte básica comprende unos conocimientos fundamentales, que son el ca-

pítulo “Introducción a la ingeniería del software OO”, dedicado a los conceptos

generales de la ingeniería del software; el capítulo “UML (I): el modelo estático”

y el capítulo “UML (II): el modelo dinámico y de implementación”.

• El núcleo de la obra está constituido por los capítulos “Recogida y documen-

tación de requisitos”, “Análisis orientado a objetos” y “Diseño orientado a

objetos”.

• La conclusión es el capítulo “Introducción al software distribuido”, que ofrece

una visión general de la tecnología del software distribuido orientado a obje-

tos. Este tema conduce a introducir no solamente la problemática y las técni-

cas directamente relacionadas con la distribución del software, sino también

conceptos que tienen un campo de aplicación más amplio.

© Editorial UOC 15 Capítulo I. Introducción a la...

Capítulo I

Introducción a la ingeniería del software OO

En este capítulo se empieza a introducir el concepto de ingeniería de software y

a presentar su problemática. Se describe con detalle el ciclo de vida clásico o en cas-

cada, y se presentan los modelos de ciclo de vida alternativos, en especial los cono-

cidos como modelos iterativos e incrementales, entre los cuales se describe el ciclo

de vida del Rational Unified Process.

Se definen también las dos grandes líneas tecnológicas actuales en el desarro-

llo de software: el desarrollo estructurado y el desarrollo orientado a objetos, y

se introduce el concepto de herramienta CASE. El capítulo termina con la pre-

sentación del origen y estatus del modelo estándar UML, el modelo orientado a

objetos que se utiliza en esta obra, y del OMG, la organización responsable del

mismo.

1. Qué es la ingeniería del software

Un sistema de software, denominado también aplicación o simplemente

software, es un conjunto integrado de programas que en su forma definitiva se

pueden ejecutar, pero comprende también las definiciones de estructuras de da-

tos (por ejemplo, definiciones de bases de datos) que utilizan estos programas y

también la documentación referente a todo ello (tanto la documentación de

ayuda en el uso del software para sus usuarios como la documentación generada

durante su construcción, parte de la cual también servirá para su mantenimien-

to posterior).


1.1. El software como producto industrial

Un software no es una obra de arte, sino un producto de consumo utilitario

y masivo; para una empresa o trabajador autónomo, el software es un medio auxi-

liar que interviene de manera más o menos indirecta, pero a menudo imprescin-

dible, en su gestión y cada vez más en su proceso productivo; también existe,

como todos sabemos, un consumo privado de software. Por tanto, se puede con-

siderar plenamente como un producto industrial.

Por ejemplo...

… los bancos, las industrias de fabricación en serie, las empresas de comercio electró-nico, etc. actualmente no podrían funcionar sin software.

Sin embargo, es un producto industrial con algunas características especiales.

En primer lugar, es mucho más un producto singular que un producto que se fa-

brique en serie (aunque algunos software tienen muchos miles de usuarios e, inclu-

so, millones), ya que, si bien existe –y no siempre– producción en serie de copias

del software, ésta es una actividad muy poco importante dentro del conjunto de su

proceso productivo y relativamente sencilla.

¡La producción de software se parece a la construcción!

Desde cierto punto de vista, la producción de software se parece a la construcción de vi-viendas o edificios industriales, por ejemplo, en el hecho de que cada producto es dife-rente y su elaboración se basa en un proyecto específico (en el caso de producción enserie, lo que se proyecta es un prototipo del producto, y no cada unidad que se produce).


Otras características del software son, como señala Pressman, que no se estro-

pea por el uso ni por el paso del tiempo. Si finalmente se tiene que sustituir es

porque se ha quedado tecnológicamente anticuado o inadaptado a nuevas ne-

cesidades o porque ha llegado a resultar demasiado caro mantenerlo.

1.2. La ingeniería del software

En general, a cada tipo de producto industrial corresponde un tipo de in-

geniería, entendida como el conjunto de métodos, técnicas y herramientas

que se utilizan tanto para desarrollar el producto (es decir, elaborar el proyec-

to o prototipo) como para fabricarlo (afinando más se puede decir que exis-

ten, pues, dos ingenierías para cada tipo de productos: la del producto y la del

proceso).

Una técnica es la manera preestablecida en la que se lleva a término un paso

en la elaboración del producto, un método es una manera determinada de apli-

car varias técnicas sucesivamente y una herramienta es un instrumento de cual-

quier tipo que se utiliza en la aplicación de una técnica.

El software no es ninguna excepción a esta regla, y, por tanto, hay una inge-

niería del software que comprende las técnicas, métodos y herramientas que se

utilizan para producirlo.

En el caso de la ingeniería del software no se suele hablar de ingeniería de pro-

ceso; quizá se podría pensar que es la que hace referencia a la programación en

sentido estricto, pero cada vez es menos nítida la distinción entre la programa-

ción y las fases anteriores en el desarrollo de software.

1.3. Los grandes problemas de la ingeniería del software:

la calidad y la productividad

A pesar de los grandes adelantos que ha habido en las técnicas de desarrollo

de software durante los últimos treinta años, tanto la calidad del software como

la productividad de su proceso de elaboración todavía no han alcanzado niveles


plenamente comparables con los de otras tecnologías más antiguas. Todo esto,

combinado con un aumento realmente espectacular de la demanda de software,

ha provocado lo que se ha denominado la crisis del software.

En cuanto a la calidad, la causa principal de dificultades es la gran complejidad

del software comparado con otros tipos de productos, que provoca, por ejemplo,

que no sea posible, ni mucho menos, probar el funcionamento de un software en

todas las combinaciones de condiciones que se pueden dar. Y eso ocurre en una

época en la que se da cada vez más importancia a la calidad en todos los ámbitos,

al considerarla un factor de competitividad dentro de unos mercados cada vez

más saturados y, por tanto, más exigentes. No es extraño, pues, que el tema de la

calidad (y dentro de éste, cuestiones como la garantía de calidad y las certificacio-

nes oficiales de calidad) adquiera una importancia creciente dentro de la ingenie-

ría del software.

Por lo que respecta a la productividad, cabe decir para empezar que cual-

quier fabricación en serie tiene necesariamente una productividad mucho más

elevada que la fabricación de un producto singular; pero, incluso, si la compa-

ramos con otras ingenierías de producto singular, la productividad es clara-

mente inferior. La complejidad del producto también puede ser una causa de

este hecho, pero ciertamente no es la única. Un factor que tiene un peso real-

mente importante en la baja productividad es el hecho de que, a diferencia de

las otras tecnologías, en un proyecto de software el desarrollo empieza tradicio-

nalmente de cero (sólo recientemente se utilizan fragmentos de software “pre-

fabricados”).

El aprovechamiento de elementos en la fabricación en serie

Cuando se diseña un nuevo modelo de coche, se incluyen desde el principio muchí-simos elementos que ya existían y que, por tanto, no es necesario diseñar; no sóloelementos normalizados como tornillos y tuercas, sino también elementos más com-plejos como baterías e, incluso, motores o cajas de cambio completos. También enla construcción de edificios –una actividad que tiene más semejanzas con la produc-ción de software, como se ha indicado– se utilizan muchos elementos estándares oprefabricados: tejas, vigas, ventanas, persianas, grifos, etc.

Por tanto, no es extraño que uno de los grandes retos, por el momento, de

la ingeniería del software sea conseguir desarrollar fragmentos de software (de-


nominados componentes) que sean reutilizables, por un lado, y, por el otro, de-

sarrollar software y reutilizar sus fragmentos (que seguramente estarán mejor

probados que si se hicieran de nuevo, lo cual además mejoraría la calidad del

software producido).

Una de las vías mediante las cuales se pretende conseguir una cierta reuti-

lización en el desarrollo orientado a objetos es especialmente con compo-

nentes; otras son los patrones de diseño (reutilización, si no de fragmentos

de software, por lo menos de ideas o “recetas” para hacerlos) y los marcos o

frameworks, que son estructuras formadas por sistemas de software a los cuales se

pueden acoplar otros sistemas de software, sustituibles, para hacer funciones

concretas.

2. El ciclo de vida del software

La producción de software es algo más que la programación; hay etapas que

la preceden y otras que la siguen.

El ciclo de vida del software está constituido por el conjunto de todas estas

etapas. Los métodos y técnicas de la ingeniería del software se inscriben dentro

del marco delimitado por el ciclo de vida del software, y, más concretamente, por

las diferentes etapas que se distinguen.

La misma existencia de distintos modelos del ciclo de vida del software hace

comprender que no hay ninguno que sea ideal o que no tenga grandes limita-

ciones.

Sin embargo, es indispensable que todo proyecto se desarrolle dentro del mar-

co de un ciclo de vida claramente definido, si se quiere tener una mínima garan-

tía de cumplimiento de los plazos, y respetar los límites de los recursos asignados.

Además, la garantía de calidad y las certificaciones* de calidad también presupo-

nen que el proceso de producción de software se desarrolle según un ciclo de vida

con etapas bien definidas.

*. Un ejemplo de certificación de calidad sería la ISO.


2.1. El ciclo de vida clásico

La figura siguiente nos muestra las etapas previstas en una cierta versión del

ciclo de vida clásico.

A veces, el ciclo de vida clásico también se denomina ciclo de vida en cascada,

lo cual quiere decir que en cada etapa se obtienen unos documentos (en inglés,

deliverables) que son las bases de partida de la etapa siguiente –que, por tanto, no

puede comenzar antes de que haya terminado la anterior– y nunca se regresa a

etapas pasadas.

2.1.1. Etapas

La primera etapa se denomina análisis previo y también análisis de sistemas

o ingeniería de sistemas. En esta etapa se definen los grandes rasgos del sistema

de software que tendrá que dar soporte informático a unas actividades determi-

nadas de unos ciertos usuarios dentro del marco más general de la actividad de

la empresa u organización.


Además, este sistema tendrá que funcionar en un entorno de hardware y red

determinado, que será necesario indicar, y quizá también tendrá que intercam-

biar información con otro software o compartir una base de datos. Estos hechos

constituyen otros aspectos del entorno del futuro software de los cuales se tendrá

que dejar constancia.

Hay que tener en cuenta los recursos necesarios para el desarrollo del software

y los condicionamientos temporales, especialmente los plazos impuestos desde

fuera del proyecto, que a menudo están determinados por los hechos que han

causado las necesidades de información que tiene que satisfacer dicho software, y

también restricciones eventuales y condiciones adicionales que sea necesario res-

petar; y, en función de todo esto, se evalúa la viabilidad técnica, económica y le-

gal del proyecto de desarrollo de dicho software.

El documento que resulta de esta etapa se denomina Especificación del siste-

ma, y sirve de base para tomar la decisión definitiva sobre la continuación del

proyecto.

La segunda etapa es el análisis de requisitos o simplemente análisis. Su objeti-

vo es definir con detalle las necesidades de información que tendrá que resolver

el software, sin tener en cuenta, por el momento, los medios técnicos con los que

se tendrá que llevar a término el desarrollo del software.

Como el lenguaje de programación, el gestor de bases de datos, los compo-

nentes que se pueden reutilizar, etc.

En esta etapa detallamos los requisitos de la etapa anterior; ahora sólo pen-

samos en el software que es necesario desarrollar y sus interfaces con el entorno.

La figura responsable del análisis –el analista, que puede ser un informático o

un usuario– debe tener o adquirir conocimientos generales sobre el dominio de

la aplicación y obtener información de los usuarios y de otras fuentes que le per-

mita hacerse una idea precisa de las funciones, y de los requisitos en general, del

futuro software. Con esta información se redacta el documento que llamaremos

Especificación de requisitos, que tiene una doble función: especificar qué debe

hacer el software, con la suficiente precisión para que se pueda desarrollar, y servir

de base para un contrato, explícito o no, entre el equipo de desarrollo del software

y sus futuros usuarios.

El diseño es la etapa siguiente. Si el análisis especifica el problema o “qué tiene

que hacer el software”, el diseño especifica una solución a este problema o “cómo

el software tiene que hacer su función”.


Del software, hay que diseñar varios aspectos diferenciados: su arquitectura

general, las estructuras de datos (base de datos, etc.), la especificación de cada

programa y las interfaces con el usuario, y se tiene que llevar a cabo de manera

que, a partir de todo esto, se pueda codificar el software, de una manera parecida

a la construcción de un edificio o de una máquina a partir de unos planos.

El documento resultante es la Especificación del diseño. La etapa de diseño es

el mejor momento para elaborar la Especificación de la prueba, que describe con

qué datos se tiene que probar cada programa o grupo de programas y cuáles son

los resultados esperados en cada caso.

La programación o codificación, que es la cuarta etapa, consiste en traducir

el diseño a código procesable por el ordenador.

Es en esta etapa donde se le da forma real al software, es en realidad cuando se

elabora.

El entregable que se genera en esta etapa es el programa propiamente, con to-

das sus funcionalidades y componentes.

La prueba es la última etapa del desarrollo del software y la penúltima del mo-

delo de ciclo de vida del software que hemos considerado.

La etapa de prueba consiste en probar el software desde distintos puntos de

vista de una manera planificada y, naturalmente, localizar y corregir dentro del

software y su documentación los errores que se detecten.

La prueba se lleva a término en las dos fases siguientes:

1) En la primera se hacen pruebas, primero para cada uno de los programas

por separado y, después, por grupos de programas directamente relacionados, y

se aplica la especificación de la prueba que hemos mencionado con anterioridad.

2) En la segunda fase se comprueba que el conjunto de programas dé los re-

sultados que se esperan y que lo haga con el rendimiento deseado.

El primer equipo de desarrollo hace la última fase de la prueba y, si los resulta-

dos son satisfactorios, se entrega el software al cliente, el cual puede hacer una prue-

ba parecida por su cuenta y con sus datos, con la finalidad de decidir si acepta el

software. Con la aceptación por parte del cliente se da por terminado el desarrollo.

La última etapa del ciclo de vida es el mantenimiento o, si se prefiere, explo-

tación, del software, ya que siempre que se utilice el software habrá que mantener-

lo, es decir, hacer cambios –pequeños o grandes– para corregir errores, mejorar


las funciones o la eficiencia, o adaptarlo a un nuevo hardware o a cambios en las

necesidades de información.

Puesto que un software puede estar en explotación diez años o más, a menu-

do el coste total del mantenimiento durante la vida del software es de dos a cinco

veces mayor que el coste de desarrollo.

2.1.2. El caso de lenguajes de cuarta generación

Los lenguajes –o más bien entornos de programación– de cuarta generación

son de muy alto nivel (en el sentido de que a menudo una sola de sus instruccio-

nes equivale a muchas instrucciones del lenguaje ensamblador) y en gran parte

son no procedimentales y están integrados en un gestor de bases de datos rela-

cionales. Incluyen herramientas de dibujo de pantallas, generación de listados y

en ocasiones salidas gráficas y hoja de cálculo. Algunos pueden generar código en

un lenguaje de tercera generación.

Para aplicaciones sencillas, se puede pasar directamente de los requisitos a la

codificación, pero en proyectos complejos es necesario llevar a cabo una etapa de

diseño, aunque simplificada.

2.2. Los ciclos de vida iterativos e incrementales

El ciclo de vida en cascada ha sido muy criticado y se han propuesto algunos

modelos alternativos.

2.2.1. Inconvenientes del modelo de ciclo de vida en cascada

El inconveniente del modelo de ciclo de vida en cascada es que no es realista.

Como se ha visto, el modelo de ciclo de vida en cascada comporta que las

sucesivas etapas del desarrollo se hacen de manera lineal, de forma que una fase

no comienza mientras no se haya acabado la anterior, y no se vuelve nunca atrás.

También queda implícito en el modelo que, cuando se acaba una fase, se sabe

al menos aproximadamente qué porcentaje del proyecto queda por hacer, ya que


si el análisis se ha completado y su resultado es cien por cien fijo, se puede saber

con cierta precisión la duración del diseño e, incluso, de la programación.

Ahora bien, en la realidad es posible que la especificación del sistema sea fia-

ble en lo que respecta a las funciones, ya que no se espera que se describan pun-

to por punto. Sin embargo, precisamente por esto último, el coste y la duración

del proyecto se han calculado sobre una base muy poco sólida y tienen un gran

margen de error.

No obstante, el problema más grave se presenta en el análisis de requisitos,

por el hecho de que éstos casi siempre son incompletos al principio o cambian

antes de que se haya acabado de construir el software, y a menudo suceden ambas

cosas a la vez. Y si la especificación de requisitos es incompleta e insegura, es

obvio que el diseño y la programación tendrán problemas y, sobre todo, retra-

sos y aumentos de coste importantes para el trabajo no previsto que se deberá

hacer y también para el que será necesario rehacer.

Existen dos razones por las cuales es prácticamente imposible elaborar unos

requisitos completos y estables en el primer intento:

a) En primer lugar, es difícil encontrar un conjunto de futuros usuarios que

conozcan lo suficiente el entorno en el que se debe utilizar el software, que hayan

reflexionado lo suficiente sobre lo que quieren conseguir y que, además, se pon-

gan de acuerdo.

b) En segundo lugar, porque el trabajo de consolidación de las peticiones de

estos usuarios nunca será perfecto.

En cualquier caso, tenemos que contar con el hecho de que, una vez termina-

da oficialmente la etapa de análisis y comenzada la de diseño, todavía surgirán re-

quisitos nuevos y cambios en los ya existentes.

¿Qué se puede hacer, entonces? Parece que la opción más razonable sea es-

tudiar a fondo una pequeña parte de los requisitos que tenga una cierta autono-

mía, y diseñarla, programarla y probarla, y una vez que el cliente la haya dado

por buena, hacer lo mismo con otra parte, y otra. Si partimos de un software ya

construido en parte, se puede esperar que la idea que nos hacemos de los requi-

sitos restantes pueda ser cada vez más precisa y que también obtengamos una

estimación cada vez más segura del coste y de la duración del proyecto comple-

to; esto es lo que denominamos ciclo de vida iterativo e incremental (iterativo por-


que se repite dentro de un mismo proyecto e incremental porque procede por

partes). Y se tendrá que considerar normal que, a veces, cuando se construya

una parte, se vea que es necesario modificar una hecha con anterioridad.

La necesidad de estimar el coste y los plazos

Los inconvenientes del modelo del ciclo de vida clásico mencionados en este subapar-tado no quieren decir que no pueda haber plazo o límite de coste para un proyecto dedesarrollo de software; simplemente, se debe reconocer que no es realista creer que sepueda fijar de forma exacta la funcionalidad, el coste y la duración del proyecto, todoa la vez. Si el software tiene que funcionar en una fecha determinada y no se puede au-mentar el gasto en personal, será necesario estar dispuesto a aceptar que el software norealice todas las funciones deseadas; si la funcionalidad y la fecha de entrega del pro-grama son innegociables, se tendrá que aumentar el número de programadores o ana-listas. Y esto no supone ninguna renuncia en relación con los resultados que sealcanzaban hasta ahora, porque en la práctica muy pocos eran los proyectos en los queno se producían desviaciones en cuanto a la funcionalidad, presupuesto o plazo, sinoen varias de estas cosas al mismo tiempo.

Por tanto, el modelo de ciclo de vida en cascada puede ser válido si se aplica de

manera que cada etapa, del análisis de requisitos a la prueba, no prevea todo el

conjunto del software, sino sólo una parte cada vez; entonces tendríamos un ciclo

de vida iterativo e incremental basado en el ciclo de vida en cascada.

2.2.2. El ciclo de vida con prototipos

Para ayudar a concretar los requisitos, se puede recurrir a construir un proto-

tipo del software.

Un prototipo es un software provisional, construido con herramientas y téc-

nicas que dan prioridad a la rapidez y a la facilidad de modificación antes que a

la eficiencia en el funcionamiento, que sólo tiene que servir para que los usua-

rios puedan ver cómo sería el contenido o la apariencia de los resultados de al-

gunas de las funciones del futuro software.

Un prototipo sirve para que los usuarios puedan confirmar que lo que se les

muestra, efectivamente, es lo que necesitan o bien lo puedan pedir por compa-

ración, y entonces se prepara una nueva versión del prototipo teniendo en cuen-


ta las indicaciones de los usuarios y se les enseña otra vez. En el momento en que

el prototipo ha permitido concretar y confirmar los requisitos, se puede comen-

zar un desarrollo según el ciclo de vida en cascada, en este caso, no obstante, par-

tiendo de una base mucho más sólida.

Características del ciclo de vida con prototipos

El ciclo de vida con prototipos no se puede considerar plenamente un ciclo de vidaiterativo e incremental, ya que sólo el prototipo se elabora de manera iterativa, y nonecesariamente incremental. Sin embargo, es un modelo de ciclo de vida que puedeser adecuado en algunos casos, en especial cuando basta con prototipar un númeroreducido de funciones para que las otras sean bastante parecidas a éstas de forma quelas conclusiones a las que se llegue con el prototipo también les sean aplicables.

2.2.3. La programación exploratoria

La programación exploratoria consiste en elaborar una primera versión del

software, o de una parte de éste, enseñarla a los usuarios para que la critiquen y,

a continuación, hacerle los cambios que éstos sugieran, proceso que se repetirá

tantas veces como sea necesario.

La diferencia principal con respecto a los prototipos es que aquí el software

es real desde el principio.

Características de la programación exploratoria

La programación exploratoria se puede considerar un ciclo de vida iterativo, pero no in-cremental, ya que el software está completo desde la primera versión. Como consecuenciade las numerosas modificaciones que sufre, la calidad del software desarrollado de estamanera y de su documentación tiende a ser deficiente, como la de un software que hayaexperimentado un mantenimiento largo e intenso.

2.2.4. El ciclo de vida del Rational Unified Process

La empresa Rational Software ha propuesto este ciclo de vida como marco

para el desarrollo de software que utiliza sus herramientas. Es claramente un ci-

clo de vida iterativo e incremental.


Se distinguen estas cuatro etapas (denominadas fases):

1) Inicio

Se establece la justificación económica del software y se delimita el alcance del

proyecto.

2) Elaboración

Se estudia el dominio del problema, o simplemente dominio (parte de la ac-

tividad de la empresa dentro de la cual se utilizará el software) y se tienen en

cuenta muchas de las necesidades de información y eventuales requisitos no

funcionales y restricciones, se establece la arquitectura general del software y se

realiza una planificación del proyecto.

3) Construcción

Se desarrolla todo el producto de forma iterativa e incremental, se tienen en

cuenta todas las necesidades de información que debe satisfacer y se desarrolla

la arquitectura obtenida en la fase anterior.

4) Transición

Comprende la entrega del producto al cliente y el comienzo de su utiliza-

ción; aunque es posible que sea necesario hacer retoques en el software y añadir

nuevas funciones como consecuencia de errores detectados o de requisitos que

se habían pasado por alto hasta el momento.

En cada una de estas fases se llevan a cabo (en diferentes proporciones) los

siguientes componentes de proceso:

• recogida de requisitos (requirement capture),

• análisis y diseño,

• realización (implementation),

• prueba (test ).

Cada unidad en la que se ejecutan pocos o muchos de los componentes de

proceso es una iteración, y se aplica a un nuevo fragmento de software. Todas las

fases tienen iteraciones.


3. Desarrollo estructurado y desarrollo orientado a objetos

Los métodos de desarrollo de software más utilizados hasta ahora pertenecen a

dos grandes grupos: los métodos estructurados y los métodos orientados a objetos.

3.1. Los métodos estructurados

Los métodos estructurados provienen de la programación estructurada y se

utilizan técnicas no muy integradas entre sí.

Los métodos estructurados tienen, asimismo, estas características:

• La especificación de los procesos y la de las estructuras de datos generalmen-

te quedan bastante diferenciadas, y hay métodos que ponen más énfasis en

aquéllos o en éstos.

• Muchas de sus técnicas o bien pasan de lo general a lo particular (técnicas top-

down) o bien a la inversa (técnicas bottom-up).

Técnicas más utilizadas para los métodos estructurados

Las técnicas más usadas en los métodos estructurados son seguramente los diagramas

de entidad-relación y de flujo de datos, con sus variantes. Los primeros se refieren a

los datos y los segundos, a los procesos.

3.2. Los métodos orientados a objetos

Si bien los métodos estructurados continúan siendo muy utilizados, los de-

nominados métodos orientados a objetos ganan terreno rápidamente.

Si los métodos estructurados de desarrollo de software tienen su origen en la pro-

gramación estructurada, los métodos orientados a objetos tienen sus raíces en la

programación orientada a objetos.

Es lógico que haya sucedido así en los dos casos: una nueva técnica de pro-

gramar exige una nueva manera de diseñar los programas adaptada a las carac-


terísticas de la programación, y un nuevo método de diseño hace deseable un

nuevo método de análisis de requisitos que tenga la misma orientación que el

diseño, con la finalidad de evitar que el paso del análisis de requisitos al diseño

implique un cambio de modelo que inevitablemente comportaría un trabajo

adicional y un mayor riesgo de errores.

De la misma manera que la programación orientada a objetos gira en torno

al concepto de clase, también lo hacen el análisis de requisitos y el diseño. Por

esta razón, el diagrama básico de estos métodos, el diagrama de clases y objetos,

se utiliza tanto en el análisis como en el diseño; además, muchas de las clases

descritas en el análisis de requisitos se implementan en los programas pasando

por el diseño, lo cual hace que el paso del análisis de requisitos al diseño sea más

suave que en los métodos estructurados y también más sencillo y rápido.

Puesto que dentro de una clase hay a la vez atributos y operaciones, es decir,

datos y procesos, en el desarrollo orientado a objetos a medida que se definen e

implementan clases se avanza al mismo tiempo en estas dos dimensiones. El de-

sarrollo no procede ni de manera top-down ni bottom-up, sino que, más bien, se

construyen grupos de clases interrelacionadas, a menudo por niveles: clases que

gestionan la presentación de la información, o bien las entradas por pantalla, o

bien las lecturas y grabaciones de la base de datos, o bien los algoritmos princi-

pales del software; o bien proceden según un ciclo de vida incremental, tal como

hemos visto.

Cabe añadir que el desarrollo orientado a objetos, además de introducir téc-

nicas nuevas, también aprovecha algunas técnicas y conceptos del desarrollo es-

tructurado, como el diagrama de estados y transiciones, según veremos.

Hay dos características del desarrollo orientado a objetos que probablemente

han favorecido de manera decisiva su expansión hasta ahora y también con toda

probabilidad la continuarán favoreciendo:

• Parece que permite –por primera vez en la historia de la tecnología del soft-

ware– la reutilización de software en un grado significativo, en forma de cla-

ses implementadas, lo cual podría significar una vía para solucionar, aunque

sólo sea en parte, los problemas de productividad y calidad descritos en apar-

tados anteriores.

• Su relativa simplicidad facilita el desarrollo de herramientas informáticas de

ayuda al desarrollo; este factor podría ser potenciado por el hecho de que en


estos últimos años ha aparecido una notación orientada a objetos muy am-

pliamente aceptada, el UML.

3.3. Los métodos formales

Los denominados métodos formales parten de una especificación de las nece-

sidades de información en términos de un modelo matemático riguroso, del cual

se podría deducir el programa que les satisfaga. También permitían demostrar ma-

temáticamente que un programa es correcto en el sentido de que se ajusta a aque-

llas necesidades.

Aunque tendrían que permitir eliminar las ambigüedades y carencias de los

métodos no tan rigurosos, su utilización directa en el desarrollo de software para

usos reales es poco frecuente en la actualidad, sin duda debido a la gran com-

plejidad que tendría un modelado tan detallado y formalizado en casos reales.

Algunos de los lenguajes de especificación formal más conocidos son Z,

VDM, CSP y LARCH.

4. Las herramientas CASE

CASE significa Computer-Aided Software Engineering. Las herramientas CASE son

software de apoyo al desarrollo, mantenimiento y documentación informatizados

de software.

De esta definición generalmente se excluyen las herramientas que tienen

una de las funciones siguientes:

1) o bien no tienen sólo esta finalidad (herramientas de tratamiento de tex-

to, de hoja de cálculo, de dibujo en general, de planificación de proyectos de

cualquier ingeniería), ya que propiamente pertenecen a otros ámbitos;

2) o bien se utilizan para codificar el software (compiladores, entornos de

cuarta generación, editores ordinarios de programas, etc.), ya que siempre están

presentes, incluso cuando el desarrollo de software se hace de la manera más ma-

nual posible.


Quedan, pues, principalmente las herramientas que ayudan a aplicar técnicas

concretas de desarrollo y mantenimiento de software y por eso gestionan informa-

ción sobre los elementos y conceptos que se utilizan en los métodos de desarrollo,

como las siguientes:

• Las herramientas diagramáticas, las cuales, a diferencia de las de dibujo, re-

conocen que un determinado símbolo es una clase y no simplemente un rec-

tángulo. Estas herramientas también acostumbran a aceptar documentación

textual sobre aquellos elementos.

• Las herramientas de gestión de la prueba y de gestión de la calidad en general.

• Las herramientas de gestión de cambios, etc.

Herramientas UpperCASE y LowerCASE

A veces se distingue entre herramientas UpperCASE, que son las de análisis y diseño, yLowerCASE, que se usan durante la programación y la prueba.

La importancia de la integración de las herramientas

Es conveniente que las herramientas que dan apoyo a diferentes técnicas utilizadasdentro del mismo método estén integradas, en el sentido de que si hay un tipo de ele-mento que es común a dos técnicas, sea compartido por las dos herramientas respec-tivas, de manera que sólo sea necesario describirlo una vez y que todos los cambiosque se realicen después en esta descripción lleguen a las dos.

La expansión del uso de herramientas CASE en el método estructurado se fre-

nó a causa de la diversidad y de la falta de estandarización de las técnicas que se

utilizan; en los métodos orientados a objetos, en cambio, actualmente la situa-

ción es la contraria: por un lado, algunos diagramas sirven tanto para el análisis

como para el diseño, y por el otro, se ha producido una estandarización de las

técnicas y notaciones en el modelo conocido como UML que ha hecho que en

el poco tiempo transcurrido desde su publicación haya aparecido un número

importante de conjuntos integrados de herramientas CASE basadas en él. Este

soporte informatizado, amplio y creciente, en el desarrollo de software orientado

a objetos sin duda reforzará la mejora de la calidad y la productividad en el de-


sarrollo de software que, tal como hemos visto, la tecnología orientada a objetos

tiene que fomentar.

5. El OMG y el UML

Para el desarrollo orientado a objetos utilizaremos el modelo denominado

UML, del cual actualmente es responsable la organización llamada OMG.

5.1. El Object Management Group (OMG)

El Object Management Group (OMG), creado en 1989, es una organización no

lucrativa en la cual participan más de ochocientas grandes empresas de software,

de hardware, usuarias y consultoras, y tiene la finalidad de fomentar el uso de la

tecnología de objetos e impulsar la introducción de software orientado a objetos

que ofrezca reusabilidad, portabilidad e interoperabilidad en entornos distribui-

dos heterogéneos.

El medio con que el OMG intenta conseguir sus objetivos es la elaboración de

estándares, para los cuales acepta propuestas. En cambio, no produce software ni

elabora especificaciones de implementación o funcionalidad.

El otro estándar del OMG

Además del UML, otro estándar que ha elaborado el OMG es CORBA, sobre objetos dis-

tribuidos, cuyas implementaciones tienen una expansión rápida.

5.2. Unified Modeling Language (UML)

El Unified Modeling Language (UML) es un modelo para la construcción de

software orientado a objetos que ha sido propuesto como estándar de ISO por el


OMG. Consta de un conjunto de tipos de diagramas interrelacionados, dentro

de los cuales se utilizan elementos del modelo, que sirven parar describir distin-

tos aspectos de la estructura y la dinámica del software.

UML es el resultado de una cierta unificación de los modelos utilizados en

tres métodos preexistentes de desarrollo de software orientado a objetos hechos

por sus autores en colaboración. Estos métodos son los siguientes:

• el método de Grady Booch;

• el OMT, de Jim Rumbaugh y otros;

• el OOSE, de Ivar Jacobson.

Además, se encuentran conceptos aportados por muchos otros autores, en-

tre ellos Peter Coad, Edward Yourdon, James Odell y Bertrand Meyer.

Evolución del modelo UML

Los primeros pasos hacia el modelo unificado se dieron en el año 1994, cuando Boochy Rumbaugh, trabajando en Rational Software Corporation, comenzaron la unificaciónde los modelos respectivos, y en octubre de 1995 se publicó la versión provisional 0.8del entonces denominado Unified Method.

El mismo año, Jacobson se incorporó con su empresa al equipo mencionado y a Ra-tional y, como resultado del trabajo de los tres autores, en 1996 salieron las versiones0.9 y 0.91 del UML. El OMG emitió en aquella época una Request For Proposal, paraun modelo de este tipo, y entonces Rational, para responderle, constituyó un consor-cio con otras organizaciones, con el resultado de que en enero de 1997 se presentó enla OMG la versión 1.0 del UML.

Otras empresas que habían presentado también respuestas de manera independientese añadieron al consorcio y se publicó la versión 1.1, que fue aceptada por el OMG ennoviembre de 1997 (hubo otra propuesta, la del modelo OML, que tenía y todavía tie-ne un número importante de partidarios). El OMG encargó una revisión, cuyo resul-tado fue una versión 1.2, no publicada, y la versión 1.3, ya publicada como estándar.La versión 1.4 se publicó oficialmente en septiembre de 2001.

Con el UML se ha llegado a un modelo orientado a objetos único como mo-

delo oficial, pero eso no quiere decir que se haya alcanzado un método único

de desarrollo orientado a objetos; la verdad es que por el momento parece que

falta bastante para llegar al mismo, si es que alguna vez se consigue. Es decir,que


lo que se ha conseguido es que haya unos diagramas que todos los desarrollado-

res de software orientado a objetos entenderán y harán de la misma manera, lo

cual supone un adelanto realmente importante con respecto a la situación an-

terior en la que cada método tenía su notación gráfica; pero, incluso así, conti-

núa siendo posible que existan métodos diferentes que utilicen el UML y que,

por ejemplo, se valgan de los mismos diagramas en orden diferente o dentro de

modelos de ciclo de vida distintos.


Conclusiones

Se ha concretado qué se entiende por software en esta obra, se ha indicado por

qué se puede considerar un producto industrial y, como consecuencia, por qué

tiene sentido hablar de una ingeniería del software, y también hemos entrado en

contacto con los dos grandes problemas que han afectado tradicionalmente al

desarrollo de software: las carencias referidas a la productividad y calidad.

Si entramos dentro del proceso de elaboración del software, hemos visto el

concepto de ciclo de vida y sus dos grandes modelos –el ciclo de vida en cascada

o clásico y los ciclos de vida iterativos e incrementales–, más dos modalidades in-

termedias –el desarrollo con prototipos y la programación exploratoria. Como

ciclos concretos, hemos indicado de una manera más o menos detallada el ciclo

de vida del Rational Unified Process, como representante de las tendencias ac-

tuales en lo que se refiere a ciclos iterativos e incrementales, y el ciclo de vida clá-

sico, cuyo interés radica, además de en su importancia histórica, en el hecho de

que algunos de sus conceptos continúan siendo válidos todavía.

A continuación, se han presentado las tres grandes familias de métodos de

desarrollo de software: las dos más utilizadas en entornos reales, que son los mé-

todos estructurados –más tradicionales– y los métodos orientados a objetos –en

plena expansión–, sin menospreciar los métodos formales, interesantes por su

gran rigor teórico.

Después de hablar de técnicas, es lógico referirse a las herramientas que éstas

emplean; por eso hemos visto el concepto de herramientas CASE y nos hemos

informado de su situación actual y de la evolución previsible de su papel.

Puesto que para estudiar el análisis y diseño orientados a objetos –tema esen-

cial de esta obra– utilizaremos los conceptos y la notación del UML, se ha expues-

to el origen de este modelo y el cometido de la organización que se responsabiliza

del mismo, la OMG.

© Editorial UOC 37 Capítulo II. UML (I): el modelo estático

Capítulo II

UML (I): el modelo estático

Como sabemos, para el análisis y el diseño orientados a objetos utilizaremos

los conceptos y las notaciones –esencialmente gráficas– del UML.

El UML comprende un cierto número de diagramas interrelacionados me-

diante conceptos comunes. Sólo para describirlos, los consideraremos agrupa-

dos en tres modelos:

En este capítulo veremos el modelo estático, que consta, por una parte, de clases

y objetos, y por la otra, de relaciones de diferentes tipos entre clases y entre objetos.

En capítulos posteriores trataremos el resto de los modelos y la utilización

del UML en el análisis y en el diseño.

1. Concepto de modelo estático y diagrama de clases

El modelo estático del UML es aquél en el que se describen las clases y los

objetos. Se denomina estático porque muestra todas las relaciones posibles a lo

largo del tiempo, no las que son válidas en un cierto momento.

Estático describe la estructura de clases y objetos.

Dinámico (o modelo de comportamiento), describe las interacciones entre los objetos dentro del software.

Implementación describe la estructura del software en cuanto a los componentes de que consta y su ubicación.


Ejemplo de modelo estático

Un diagrama estático nos puede mostrar que cada profesor tiene, al menos, una asigna-

tura, y que cada asignatura tiene, al menos, un profesor, pero no nos dice qué asig-

naturas tiene un profesor concreto.

Este modelo consta de los dos diagramas siguientes:

• Diagrama de clases, que puede contener clases y objetos y relaciones entre és-

tos, y que se hace siempre.

• Diagrama de objetos, que sólo contiene objetos y relaciones entre éstos, y que

es opcional, ya que se utiliza principalmente para realizar ejemplos del diagra-

ma de clases con objetos concretos de las mismas.

Un diagrama de clases muestra la estructura estática de las clases en un do-

minio (porción del mundo real considerada por una aplicación); se muestran las

clases y las relaciones entre éstas, que pueden ser de herencia, asociación, agre-

gación o uso.

Uso del modelo estático

El modelo estático se utiliza en todas las etapas del ciclo de vida; en las diferentes etapasse documentan diferentes tipos de objetos. En el análisis se consideran objetos del mun-do del usuario (por ejemplo, artículos, facturas, clientes, etc.) y en el diseño, en cambio,se consideran objetos de la tecnología informática: pantallas, gestores de disco, etc.

El modelo estático pretende ser independiente del lenguaje de programa-

ción, pero, sin embargo, si se sabe cuál será, es conveniente no utilizarlo en

el análisis de conceptos que sabemos que dicho lenguaje no soporta, si que-

remos ahorrarnos muchos cambios cuando lleguemos al diseño. También se

deberá tener en cuenta que, cuando el UML permite describir elementos in-

compatibles con un lenguaje determinado, raramente la herramienta CASE

nos lo impedirá; por lo tanto, será responsabilidad del diseñador del software

evitar caer en la utilización de conceptos no soportados por el lenguaje de

programación.


Relaciones en los lenguajes de programación

Los lenguajes de programación soportan las relaciones de herencia, pero no distin-guen entre los otros tres tipos de relaciones que existen; por tanto, al pasar del diseñoa la programación, estos tipos se tendrán que transformar.

También puede suceder lo contrario; es decir, que se quieran modelar ele-

mentos que la herramienta CASE no soporta, porque UML no los prevé, o por

otros motivos; entonces se tendrán que documentar estos aspectos mediante

comentarios libres, que permiten todas las herramientas. Algunas herramientas

permiten que el usuario defina extensiones, pero si una empresa utiliza esta po-

sibilidad, los diagramas generados no serán transportables a otras empresas.

2. Clasificadores

El clasificador es la entidad básica del modelo estático. Un clasificador es

más general que una clase; es un conjunto cuyos elementos se denominan ins-

tancias.

El clasificador en sí mismo no tiene símbolo gráfico, sino que lo tienen sus

estereotipos:

• Clase: El concepto de clase es el que ya conocemos de la programación orien-

tada a objetos, y sus instancias son los objetos, que tienen identidad, en el

sentido de que incluso dos objetos que coinciden en el valor de todos sus atri-

butos son objetos diferentes si se han creado como tales.

• Tipo de dato: Por tipo de dato entendemos un tipo base ofrecido por algún

lenguaje de programación o construido por el programador; tiene operacio-

nes asociadas igual que las clases, pero sus instancias, a diferencia de los ob-

jetos, no tienen identidad.

• Interfaz: Una interfaz sólo describe las operaciones de una clase que son visi-

bles desde otras clases; se dice que dicha clase implementa la interfaz corres-

pondiente.


Estereotipo

Un estereotipo de un elemento del UML es una variante más restrictiva de dicho ele-mento; hay estereotipos que forman parte del UML, y también se pueden encontrarestereotipos definidos referidos al diagrama, que son un instrumento para extenderel UML, pero así se pierde portabilidad.

La utilidad del concepto de clasificador radica en el hecho de que los estereo-

tipos mencionados tienen mucho en común, por lo que es suficiente con reali-

zar la indicación una vez en el clasificador. La notación gráfica simplificada es

la misma para los tres: un rectángulo.

Todos los clasificadores deben tener un nombre. En un clasificador se puede

indicar la palabra clave del estereotipo (entre comillas latinas, «»). Cuando no

se indique ningún estereotipo, se tratará de una clase.

3. Paquetes

Un paquete o package es sólo una “caja” que contiene elementos, como cla-

sificadores, objetos u otros paquetes, así como otras entidades que veremos más

adelante, como los casos de uso.

Paquetes en JAVA

Por la definición que ofrecemos de paquete, podemos ver que el concepto de paqueteen el UML es diferente –y más amplio– que en Java.


Gráficamente, un paquete se representa así:

Todas las aplicaciones deben tener, por lo menos, un paquete que normal-

mente se denomina raíz. Cada elemento de un paquete tiene visibilidad, es decir,

puede ser reconocido o bien desde todos los otros paquetes, o bien sólo desde al-

gunos.

Ejemplo de paquetes

Éstas son dos maneras de representar el mismo paquete:

En la primera, se pueden incluir dentro del símbolo del paquete los símbolos de loselementos que contiene; la segunda, simplificada, es más adecuada para representarreferencias al paquete (desde otros paquetes, por ejemplo).

Se pueden establecer los siguientes tipos de relaciones entre paquetes:

• De especialización. Si un paquete A hereda de otro B todos los elementos de B,

son casos más restrictivos de elementos de A.

• De inclusión. Si el paquete A incluye el B, todos los elementos de B están

también en A.


• De importación. Desde el paquete que importa se reconocen los nombres de

los elementos del otro paquete visibles desde el exterior.

Ejemplo

Por ejemplo, públicos en el sentido de Java.

• De acceso. No sólo se reconocen los nombres de los elementos, sino que, ade-

más, se pueden utilizar.

Ejemplo de relaciones entre paquetes

En la representación gráfica, el paquete Diagramas que vemos a continuación importadel paquete Figuras, y el paquete Diagramas de UML hereda del paquete Diagramas;una relación de acceso se representaría con la palabra clave access.


4. Clase y conceptos afines

Sobre la programación orientada a objetos sabemos que una clase describe

un conjunto de objetos en el cual todos tienen los mismos atributos y las mis-

mas operaciones. Los atributos y operaciones pueden ser de instancia, es decir,

vinculados a objetos individuales, y de clase, que no están relacionados con

ningún objeto en particular de la clase. Este mismo es el concepto de clase en

el UML.

En principio, cada clase es visible (es decir, reconocida) dentro del paquete

donde se ha declarado, y su nombre no puede estar repetido en éste, pero desde

un paquete se reconocen los nombres de clases –y elementos en general– de

otro paquete del que se importa, en el sentido indicado con anterioridad; el

nombre de la clase tiene que estar calificado por el del paquete, así Paquete :

Clase.

4.1. Representación ampliada de las clases

Puesto que una clase es un clasificador, se puede utilizar como símbolo de la

clase un simple rectángulo con el nombre. Sin embargo, dado que una clase con-

siste en un encapsulado de unos atributos y unas operaciones, también se da una

representación gráfica más detallada por medio de un rectángulo dividido en los

tres compartimentos siguientes:

• El primer compartimento contiene el nombre de la clase.

• El segundo compartimento contiene la lista de los atributos.

• El tercer compartimento corresponde a los servicios de la clase.

Se ha de tener en cuenta que como sinónimos de operación se utilizan a menudo mé-todo y servicio; pero en UML, el término servicio no se usa, y por método se entiendela implementación de una operación.

El usuario puede crear otros compartimentos, además de los tres obligatorios,

para dar información adicional como excepciones, requisitos, etc.


4.1.1. El compartimento del nombre

En la parte superior del compartimento de la clase se puede indicar un este-

reotipo.

Algunos estereotipos forman parte del UML –como metaclass, del que se ha-

blará más adelante–, y se pueden definir mediante un proyecto concreto, por

ejemplo.

Justo debajo se encuentra el nombre de la clase. Se recomienda que sea un

sustantivo en singular que a veces puede tener una segunda palabra que la cali-

fique.

También es recomendable que comience por mayúscula.

Debajo del nombre se pueden encontrar comentarios optativos entre llaves

({}) denominados cadenas de caracteres de propiedades (property strings) o valores

etiquetados (tagged values)*; los puntos suspensivos que se pueden hallar al final

de uno de los apartados indican que hay más elementos, pero que no se ven. La

property string “abstract” denota una clase abstracta.

El nombre de clases

Los nombres de las clases tienen que estar bien pensados. La posibilidad de reuti-lización depende en gran medida de ello, porque cuando queramos reutilizar unaclase de una librería que tenga centenares de nombres, la única pista que tendre-mos es el nombre, y si no se le dio un nombre adecuado, será muy difícil de en-contrar.

Un atributo de clase es lo mismo que un atributo static de Java y una variable de clase deSmalltalk y C++.

Ejemplo de clase sólo con el compartimento del nombre

En la figura siguiente, el estereotipo análisis podría indicar que la clase Rectangulo seha identificado en la etapa de análisis.

*. Formato de los comentariosProperty strings y tagged values tienen la forma nombre = valor; en el caso de propiedades booleanas,el nombre solo ya indica la presencia de la propiedad.


4.1.2. Especificación de los atributos

Cada atributo tiene un nombre o identificador y un tipo. Este último puede

ser un tipo simple del lenguaje de programación (por lo menos, durante el di-

seño y la programación, porque durante el análisis puede ser que las clases se

describan sin pensar en ningún lenguaje de programación en concreto) como

entero o carácter, o bien un tipo complejo, como una lista de enteros, o tam-

bién una clase ya definida.

Un atributo, sea de instancia o de clase, se define de la siguiente forma:

visibilidad nombre ‘:’ expresión-de-tipo ?=’ valor-inicial ‘{’ property string ‘}’

Se indica que un atributo es atributo de clase* subrayando su definición.

La visibilidad de un atributo** indica hasta qué punto las operaciones de

otras clases pueden acceder al atributo, y se indica mediante los siguientes sím-

bolos.

• Público: “+”

• Protegido: “#”

• Privado: “-”

• Dentro del paquete: “ ”

También tienen visibilidad otros elementos del modelo estático, como las

operaciones y los extremos de asociación.

*. Atributo de clase. Un atributo de clase es lo mismo que un atributo static de Java y una variablede clase de Smalltalk y C++.**. La visibilidad. En el UML no hay definiciones del significado de estas opciones de visibilidad,sino que se dejan para los lenguajes de programación; si algún lenguaje incluye más tipos de visibi-lidad, también se podrán indicar aquí.


En el lugar de los atributos, se pueden utilizar property strings, que son, respec-

tivamente, public, protected o private. Las property strings son opcionales; además

de las mencionadas, podemos encontrar frozen, que indica que no se puede cam-

biar el valor del atributo.

En lo referente al nombre de los atributos, se deben tener en cuenta las siguien-

tes pautas:

• Se recomienda que comience por minúscula.

• Cuando se trate de un atributo derivado (es decir, que es redundante con

otros a partir de los cuales se puede obtener el valor), el nombre tiene que ir

precedido de “/”.

• Es conveniente que el nombre cumpla las reglas léxicas del lenguaje de pro-

gramación, si no queremos que se tenga que cambiar al llegar al diseño. La

expresión de tipo y el valor inicial también las deberán respetar.

Se pueden utilizar indicadores de multiplicidad como en el caso de los vectores

o matrices de acuerdo con el lenguaje.

Uso de los indicadores de multiplicidad

Consideremos:

hijos [0..3]: persona o bien, hijos [3]: persona; en el primer caso podría haber entre 0 y3 hijos, pero en el segundo tiene que haber exactamente tres.

Ejemplo de clase con compartimento de nombre y compartimento de atributos

Como se puede ver en la figura siguiente:


extremos serían las coordenadas de dos vértices opuestos del rectángulo, que lo determi-nan; Punto sería una clase descrita en el mismo paquete; gruesoLínea tiene el valor 1 poromisión, y área es un atributo derivado, ya que su valor se puede calcular a partir de lascoordenadas de los puntos de extremos.

4.1.3. Especificación de las operaciones

Una operación se define de la siguiente forma:

visibilidad nombre ‘(’ lista-de-parámetros ‘):’ tipo-de-retorno ‘{’property string‘}’

Se indica que una operación es operación de clase subrayando su definición.

La visibilidad se señala igual que en el caso de los atributos.

Conviene que el nombre de la operación y de los parámetros y el tipo de los

parámetros y del retorno cumplan las reglas del lenguaje de programación.

En la programación conviene que los nombres de las operaciones estén bien pensa-dos, porque son la base del polimorfismo, en el que se aplica que “a igual concepto,igual nombre”.

Se recomienda que los nombres de las operaciones comiencen por minúscula.

La lista de parámetros se compone de parámetros separados por comas; la sin-

taxis de cada uno es la siguiente:

tipo nombre ‘:’ expresión-de-tipo ‘=’ valor-por-omisión

Donde tipo es in, out o inout (por omisión, in), y nombre es el nombre del pa-

rámetro formal; expresión-de-tipo depende del lenguaje; valor-por-omisión depen-

de del lenguaje y es opcional.

El tipo-de-retorno sólo se tiene que utilizar cuando la operación devuelva un

valor como resultado, y también se puede usar un parámetro out en su lugar.

Opcionalmente, puede aparecer property strings: query, que denota que la ope-

ración no modifica el estado del sistema, y para especificar la semántica de concu-

rrencia se pueden utilizar una de éstas: sequential, guarded o concurrent, y abstract,

que indica que la operación es abstracta.

Se pueden utilizar estereotipos poniéndolos encima de la operación afectada.


Ejemplo de clase con los tres compartimentos

Tal y como se puede apreciar en el gráfico siguiente, la operación nuevoRectangulo es delestereotipo (no incluido dentro del UML) constructor y tiene dos parámetros in (poromisión); la operación calculoArea no tiene parámetros pero retorna un valor, cuyo tipose indica.

4.2. La herencia en el análisis y el diseño

Sabemos que la herencia presupone que existan dos clases, de las cuales una

desempeña el papel de superclase y la otra, el de subclase.

Se dice que la relación entre una subclase y su superclase es una relación

is_a_kind_of.

La subclase comprende un subconjunto de los objetos de la superclase, los

cuales, por tanto, tienen todos los atributos y operaciones de instancia de la su-

perclase (se dice que la subclase los hereda) y, además, pueden tener algunos adi-

cionales, específicos de la subclase.

Según se defina primero la superclase o sus subclases, tenemos respectiva-

mente dos tipos de herencia: herencia por especialización y herencia por gene-

ralización.


4.2.1. Herencia por especialización

Se llama de esta manera porque lo que se hace es crear una clase más especia-

lizada, más restrictiva, a partir de una clase definida con anterioridad.

Ejemplo de especialización

Consideramos que en la gestión de un hotel identificamos la clase Habitación y des-pués nos damos cuenta de que hay una categoría especial de habitaciones que tieneatributos y/o operaciones diferentes, que son las suites; esto se representa de la si-guiente forma:

La flecha con punta triangular vacía y cuerpo continuo expresa una relación

entre subclase y superclase, y su sentido indica cuál es cada una. También se ha-

bla de que hemos creado una jerarquía de herencia, muy sencilla en algunos ca-

sos (como por ejemplo el caso de especificación) pero que llega a ser un árbol de

diferentes niveles si hay superclases que presenten distintas subclases y subcla-

ses que sean a la vez superclases de otras.

Incluso la jerarquía se convierte en una red si algunas clases tienen más de

una superclase (herencia múltiple).

El proceso mediante el cual reconocemos una subclase dentro de otra clase –que,

consecuentemente, pasa a ser superclase de la primera– se denomina especializa-

ción o derivación.


4.2.2. Herencia por generalización. Clases abstractas

Supongamos que, al informatizar los impuestos de un municipio, encontra-

mos, por un lado, los impuestos sobre las motos y por otro, los impuestos sobre

los ciclomotores. Aunque inicialmente se había considerado que Motos y Ciclo-

motores son dos clases diferentes, después se ha observado que tienen algunos

atributos y operaciones en común y, en consecuencia, se define una superclase

común Veh2Ruedas

En este caso hemos procedido al revés: a partir de las subclases, hemos en-

contrado la superclase. Este proceso se denomina generalización.

De la misma forma que en el ejemplo del hotel podía haber habitaciones que no

fueran suites y, por tanto, había objetos que, de las dos clases, sólo pertenecían a Ha-

bitación, en este último, cualquier vehículo de dos ruedas es o bien una moto o

bien un ciclomotor. Es decir, todos los elementos de Veh2Ruedas pertenecen a

una u otra subclase y, por lo tanto, Veh2Ruedas es una clase artificial, un simple

recurso para no describir dos veces lo que tienen en común Motos y Ciclomotores; se

dice que Veh2Ruedas es una clase abstracta.

Una clase abstracta es una superclase de la cual no se pueden crear (instanciar)

directamente objetos, sino que se tienen que crear necesariamente en alguna de

sus subclases.


Otro procedimiento

En el proceso de generalización también se podría haber trazado una flecha indepen-diente desde cada subclase a la superclase. La propiedad disjoint denota que todo ob-jeto de la superclase pueda pertenecer sólo a una de las subclases como máximo.

Por esta razón se dice que las clases abstractas son no instanciables.

Se indica que una clase es abstracta o bien poniendo su nombre en cursiva,

o bien con la propiedad {abstract} en el compartimento del nombre.

Una clase abstracta puede tener operaciones abstractas, que son las que sólo es-

tán implementadas en las subclases, en principio, de forma diferente en cada una.

Una operación abstracta debe tener o bien su definición en cursiva, o bien la

propiedad {abstract} al final de la misma.

4.3. Variantes en el concepto de clase

En este subapartado consideraremos diferentes tipos especiales de clases,

pero no todos se pueden representar directamente en UML.

4.3.1. Clases diferidas

Las clases diferidas son clases abstractas que tienen alguna operación abstracta.

También se denominan clases virtuales porque en algunos lenguajes como

C++ o Delphi, los servicios de las características que acabamos de indicar se de-

claran virtual; en Java se declaran abstract, y en Eiffel, deferred. En UML se definen

simplemente como clases abstractas.

4.3.2. Clases terminales

Muchas veces, y especialmente en frameworks, nos interesa bloquear los cam-

bios que se podrían realizar con la herencia, porque al crear una subclase es fácil


que no se conozcan todas las dependencias y restricciones que se heredan, de

modo que se pueden cometer errores.

Java permite calificar diferentes elementos como terminales:

• Clases terminales, que son las que no pueden tener subclases.• Métodos terminales, que son aquellos que no pueden ser modificados en una subclase.• Atributos terminales, cuya visibilidad no se puede cambiar en una subclase.

El UML no dispone de estos conceptos.

4.3.3. Metaclases

Las metaclases son clases cuyas instancias son clases.

El concepto de metaclase raramente se encuentra implementado en los len-

guajes orientados a objetos; un lenguaje que lo implementa es el CLOS (CLOS

es la sigla de Common Lisp Object System), que fue creado por investigadores de

inteligencia artificial y es un derivado del LISP.

En UML, la metaclase es un estereotipo de la clase.

4.3.4. Clases parametrizadas o plantillas

Una clase parametrizada o plantilla (en inglés, template) es un descriptor de

clase formalmente igual a una clase, excepto que algún término de su definición

es un parámetro.

¿Qué es un parámetro de una plantilla?

Un parámetro puede ser, por ejemplo, el nombre de una operación o atributo, el tipo deun atributo o de un parámetro o del resultado de una operación, el número de elemen-tos de un atributo que sea una matriz o el número de bytes de un atributo de tipo string.

Cuando se dan valores a todos los parámetros de una plantilla se obtiene una

clase totalmente especificada que, por tanto, no puede ser modificada directa-


mente, pero se pueden definir sus subclases. Aunque una plantilla no es propia-

mente una clase, se puede definir como subclase de una clase A, y entonces las

clases que se han obtenido al dar valores a sus parámetros serán subclases de A.

Ejemplo de clase parametrizada

En el diagrama que vemos a continuación hemos definido una plantilla, hemos ge-nerado una clase y hemos dado un valor a cada parámetro. La relación entre la clasey la plantilla se puede representar de las dos formas indicadas:

Las clases parametrizadas se denominan clases genéricas* en algunos lenguajes

de programación.

4.3.5. Clases de utilidad

A veces nos encontramos con rutinas que no corresponden a ninguna clase de

operación, o bien con datos que no corresponden a ningún objeto determinado,

por ejemplo, parámetros del sistema que sólo pueden tener un valor cada uno.

Para incluir estas rutinas y datos dentro de un diagrama estático de UML, po-

demos definir una clase con el estereotipo utility, e incluir las rutinas como ope-

raciones y los datos como atributos.

*. Las clases genéricas en otros lenguajes. C++ y Eiffel soportan plenamente las clases genéricaspero con algunas diferencias, mientras que en Java se tienen que simular con la clase Object.


Puesto que esta clase no tendrá objetos, aunque los atributos y operaciones

se definan formalmente como atributos y operaciones de instancia, será como

si fuesen de clase y, por lo tanto, no se pueden definir ni operaciones ni atribu-

tos formalmente de clase.

Ejemplo de clase de utilidad

La clase de utilidad Arranque reúne diferentes elementos independientes relativos a lapuesta en funcionamiento de un programa: dos parámetros y dos rutinas de iniciali-zación.

4.4. Interfaces

Una interfaz describe un conjunto de operaciones visibles de una clase, sin

indicar su implementación. Se dice que dicha clase en cuestión implementa la

interfaz. Una interfaz no es una clase, pero equivale a una clase abstracta sin

atributos y con todas sus operaciones diferidas.

Las interfaces pueden establecer relaciones de herencia entre sí, pero no pue-

den participar en asociaciones ni tener estados.

Cada interfaz acostumbra a especificar sólo una parte del comportamiento

de una clase. Una clase puede implementar diferentes interfaces, si al menos

una de éstas no posee todas las operaciones visibles de la clase. En cambio, una

interfaz sólo es implementada por una clase.

La notación de la interfaz es como la de la clase pero con el estereotipo interfaz

y sin el compartimento de atributos, porque no los tiene.


Ejemplo de una interfaz con clase que la utiliza y otra que la implementa

El siguiente ejemplo se ha inspirado en la librería de Eiffel:

La interfaz Comparable pretende declarar todas las operaciones que deberán tener lasclases que quieran permitir que dos de sus objetos se puedan comparar según algúncriterio de igualdad que sólo se define dentro de la implementación de la operaciónesIgual dentro de la clase Cadena, que es la que implementa Comparable. La clase Cla-seCliente utiliza la interfaz Comparable, en el sentido de que la implementación dealguna operación de ClaseCliente llama alguna operación de Comparable. ¡Prestadatención a cómo es cada flecha!

Una notación equivalente más abreviada del mismo ejemplo es ésta:


5. Representación de los objetos

Un objeto se representa gráficamente de una manera muy parecida a las clases;

se indican los valores en los atributos de instancia y, opcionalmente, un nombre

en el objeto, que va seguido de “:” y del nombre de la clase, todo subrayado.

Se puede omitir el tipo de los atributos, así como el compartimento de las

operaciones, porque los dos elementos ya se conocen gracias a la especificación

de la clase.

También se puede representar la relación, denominada instanciación, entre

un objeto y la clase a la cual pertenece.


6. Relaciones entre clases

Sintácticamente, los lenguajes de programación permiten sólo dos tipos de

relaciones entre clases: de herencia, que ya hemos visto, y cliente-servidor.

Por relación cliente-servidor se entiende que un objeto (el cliente) pida a otro

(el servidor), mediante un mensaje, que ejecute una operación de las definidas en

la clase del servidor.

En lo que respecta al análisis y el diseño, se consideran otros tipos de relacio-

nes, porque las relaciones cliente-servidor son demasiado simples para describir

el mundo real.

Desacuerdo entre autores y el estándar de tipo relación

Lamentablemente, no existe acuerdo entre los autores más importantes sobre cuálesson estos tipos (y menos todavía sobre su semántica y notación). Sin embargo, si elUML, convertido en estándar, se acaba imponiendo, es probable que su versión seaaceptada por todos o casi todos. No obstante, si el UML permite modelar gráficamen-te diferentes tipos de relaciones entre clases (agregación, asociación y uso), el signifi-cado de cada uno no queda concretado en los documentos oficiales del OMG y, porlo tanto, la decisión sobre cuándo se debe aplicar un tipo de relación u otro será a me-nudo una interpretación personal.

6.1. Asociaciones

Dentro de este subapartado veremos los conceptos y terminología utilizados

para designar las asociaciones y los diferentes tipos existentes.

6.1.1. Concepto y terminología

Hay una asociación entre clases cuando una clase necesita otra u otras para

la implementación de sus operaciones, lo cual se cumple por medio del paso de

mensajes entre éstas.

Una asociación se define partiendo de la clase, y se concreta en la existencia

de enlaces (en inglés, links) entre objetos concretos de las clases relacionadas por

la asociación.


Dentro de una asociación, se considera que cada clase desempeña un papel (en

inglés, role) determinado; cada papel tiene asociada una cardinalidad. Entre las

mismas clases puede haber asociaciones diferentes con significado distinto.

Una asociación puede tener nombre, que sirve para identificar su significa-

do, y también se puede dar un nombre a cada uno de los papeles de las clases.

6.1.2. Asociaciones binarias y n-arias

Asociaciones binarias son las que tienen lugar entre dos clases. Las dos clases

pueden ser la misma (asociación reflexiva), y en este caso es posible permitir que

un objeto esté enlazado consigo mismo o que no lo esté.

En una asociación binaria, la cardinalidad de un papel A es el número de ob-

jetos del otro papel B al que puede estar enlazado cada objeto de A; se indica el

valor máximo y mínimo de este número.

Ejemplos de asociaciones binaria y reflexiva

1) Asociación binaria

Como se puede apreciar en la siguiente asociación binaria:

La asociación significa que una persona trabaja en una empresa (no al revés, obser-vad el sentido indicado por la punta de flecha coloreada); la empresa es la que ofre-ce el empleo y la persona desempeña el papel de empleado. Cada persona concretapuede tener una empresa que ofrece el empleo o ninguna, mientras que una empre-sa puede tener un empleado como mínimo y cualquier número como máximo, se-gún indican las cardinalidades.

La punta de flecha abierta encima de la línea de la asociación indica que se puede ac-ceder (navegar) de una empresa hacia sus empleados.


2) Asociación reflexivaConsideremos la figura siguiente:

El significado de esta asociación es que un trabajador depende de un jefe; tanto el jefecomo el subordinado son trabajadores. Cada trabajador puede tener como máximoun jefe, mientras que un jefe puede tener cualquier número de subordinados (el aste-risco solo indica que el número puede ser cualquiera, incluso el cero). Un trabajadorno puede ser jefe de sí mismo, pero eso no lo indica la notación gráfica.

Una relación ternaria es aquella que tiene tres papeles, y en general una

relación n-aria es la que tiene n papeles. Las relaciones no binarias, ya que no

se pueden representar mediante una línea, se representan por medio de un

rombo.

Ejemplo de asociación ternaria

Observemos la siguiente asociación:

Un chófer determinado puede conducir un autocar determinado en cualquier núme-ro de excursiones (“0..*” es equivalente a “*”), pero en una excursión concreta, unchófer sólo puede conducir un autocar, y en una excursión en particular, un autocarsólo puede tener un chófer.


El establecimiento de enlaces según una asociación

El establecimiento de enlaces entre objetos según una asociación puede ser una ope-ración de alguna de las clases asociadas, igual que la navegación de un objeto a otroenlazado a éste.

El significado de la cardinalidad en una asociación ternaria es el siguiente: la

cardinalidad del papel A expresa los límites al número de objetos de A que pue-

den estar enlazados en cada combinación concreta de un objeto del papel B y

otro del papel C.

6.1.3. Clases asociativas

En principio, una asociación no es una clase: no tiene por qué tener atributos

ni operaciones, y puede carecer incluso de nombre. No obstante, si una asocia-

ción debe tener atributos y operaciones propias o bien uno de los dos, entonces

es preciso que se defina como clase. En este caso se habla de clase asociativa.

Una clase asociativa se representa como una clase colgada del símbolo de la

asociación (la línea, en el caso de una asociación binaria, o el rombo en los otros

casos) por medio de una línea discontinua.

Ejemplo de clase asociativa binaria

El caso que presentamos aquí es el mismo que el del ejemplo de asociación binaria,excepto por el hecho de que aquí la asociación tiene un atributo. Puesto que la aso-ciación ahora es una clase, se le ha añadido una operación para crear instancias, ytambién se le ha cambiado el nombre por uno más apropiado para una clase.


6.1.4. Asociaciones calificadas

Veremos mejor este concepto si lo introducimos mediante un ejemplo.

Consideremos una clase Departamento y otra Empleados, que tienen un atribu-

to categoría, y queremos establecer una asociación separada entre el departamento

y sus empleados para la categoría A, la categoría B, etc. Una forma de hacerlo es

con una relación ternaria, así:

Esta solución es un poco forzada, porque obliga a convertir un atributo en

una clase independiente, circunstancia que se puede evitar mediante una aso-

ciación calificada en la cual el atributo calificador sea la categoría del empleado.

Esto se representa de la siguiente forma:

Este diagrama se puede interpretar de esta manera: cada empleado tiene un

departamento, y dentro de un departamento tiene que haber al menos un em-

pleado de cada categoría (mientras que si tuviéramos una asociación binaria or-


dinaria, prescindiendo de la categoría, cualquier departamento tendría al menos

un empleado, de una categoría u otra).

6.1.5. Asociaciones alternativas

Puede ocurrir que en una clase que participe en dos asociaciones, cada objeto

concreto participe en una o en la otra, pero no en las dos. Entonces se habla de

asociaciones alternativas.

Ejemplo de asociaciones binarias alternativas

Una forma de representar las asociaciones binarias alternativas se puede apreciar enla figura:

Un servicio determinado puede ser prestado por un proveedor autónomo o bien poruna empresa, pero nunca por uno y otra a la vez. Esto también se podría describir así:


6.1.6. Asociaciones derivadas

Una asociación derivada es una asociación redundante que se puede obtener

como combinación de otras relaciones del modelo.

Ejemplo de asociación derivada

En la figura representamos la siguiente asociación derivada:

donde alumnos del curso es una asociación derivada, porque los alumnos de un cursose pueden determinar recorriendo las asignaturas del curso y encontrando a los alum-nos de cada una. Sin embargo, también podría ocurrir que esta relación se definiesede una manera no redundante, por ejemplo, que comprendiese a los alumnos que es-tuviesen matriculados sólo en asignaturas de dicho curso. Entonces no se pondría “/”,que es el indicador de elemento derivado, como hemos visto al hablar de los atributosderivados en el subapartado 5.1.2.

6.2. Agregaciones y composiciones

En este subapartado consideramos las agregaciones y las composiciones.

6.2.1. Agregaciones

Una agregación es un caso particular de asociación binaria en la cual uno de

los papeles tiene el significado de ‘parte’ y el otro el de ‘todo’, en algún sentido.


Denominaremos componentes a la clase correspondiente al primer papel y a sus

objetos, y clase y objetos agregados, a los del segundo papel.

Se dice que una agregación es una relación is-part-of.

Las agregaciones pueden tener diferentes significados:

• Acoplamiento-piezas. Una máquina y sus piezas, un circuito eléctrico y sus

componentes, un sistema de software y sus programas; cada parte tiene un pa-

pel concreto y no se puede cambiar por ninguna otra.

• Continente-contenido. Un avión y los pasajeros que transporta, que no cons-

tituyen el avión, ya que un avión sin pasajeros es por sí solo un avión.

• Colectivo-miembros. Un grupo excursionista y sus excursionistas, o bien una

promoción de alumnos y dichos alumnos; se supone que los miembros no

tienen papeles diferenciados y, por tanto, son intercambiables.

Un objeto compuesto puede tener objetos componentes que pertenecen a di-

ferentes clases o, dicho de otra forma, una clase puede tener relaciones de agre-

gación con otras diferentes. Una clase puede desempeñar el papel de clase

compuesta en una agregación y el de clase componente en otra, y también es

capaz de realizar los dos papeles en la misma agregación (aunque un objeto no

puede ser componente de sí mismo). Entre dos clases puede haber más de una

agregación.

Ejemplo de agregaciones

A continuación se representa la composición clásica de un equipo de fútbol:

Cada jugador juega en un equipo (el del club al que pertenece) o en ninguno, y unjugador sólo puede estar en una de las cuatro posiciones, como indica {or}. Se supone


que las de defensa, por ejemplo, son intercambiables entre sí, o de otro modo habríaonce agregaciones diferentes. El rombo vacío en la parte de la clase compuesta u ob-jeto compuesto denota que se trata de una agregación.

6.2.2. Composiciones y objetos compuestos

La composición (o agregación de composición) es un caso particular de la agre-

gación.

En una composición, los objetos componentes no tienen vida propia sino

que, cuando se destruye el objeto compuesto del que forman parte, también se

destruyen.

Además, un objeto componente sólo puede formar parte de un objeto com-

puesto y no puede pasar de un objeto compuesto a otro. Estas restricciones no

existen en el caso de agregaciones en general.

En el ejemplo de agregaciones que hemos visto antes, los jugadores pueden

pasar de un equipo a otro y existen por sí mismos incluso cuando no están en

ningún equipo. Por tanto, las agregaciones en cuestión no son composiciones.

En una composición denominaremos a la clase agregada clase compuesta, y

al objeto agregado, objeto compuesto.

Ejemplos de composición y de objeto compuesto

1) Ejemplo de composición

Consideremos la composición siguiente:

Un centro universitario (facultad, etc.) pertenece a una sola universidad (de hecho,por la parte de la clase compuesta, la cardinalidad en una composición es siempre 1).


Una universidad debe tener, al menos, un centro universitario. Suponemos que sidesaparece una universidad desaparecen también sus centros universitarios, y que és-tos no se trasladan de una universidad a otra.

2) Ejemplo de objeto compuesto

Puesto que en una composición cada objeto componente sólo puede pertenecer a unúnico objeto compuesto, podemos representar los objetos componentes dentro delobjeto compuesto en un compartimento especial.

6.3. Relaciones de dependencia

Una relación de dependencia expresa que un elemento del modelo –denomi-

nado cliente– depende para su implementación o funcionamiento de otro ele-

mento –denominado suministrador (en inglés, supplier).

El símbolo de una relación de dependencia es una flecha de línea disconti-

nua y punta abierta.

Existen diferentes estereotipos estándar, alguno de los cuales ya hemos visto,

y se pueden definir otros más:

• derive: significa que un elemento se obtiene de otro por medio de un cálculo

o algoritmo;

• friend: da acceso al cliente a los elementos de visibilidad private contenidos en

el suministrador;

• refine: quiere decir que el cliente procede históricamente del suministrador, del

cual es una versión nueva o enriquecida (por ejemplo, una clase descrita en el

análisis en el que se realizan cambios en el diseño);


• trace: relaciona elementos que corresponden desde un punto de vista semán-

tico al mismo concepto, como por ejemplo un elemento y su implementación;

• call, create y send;

• extend e include: que existen sólo entre casos de uso.

7. Comentarios y restricciones

7.1. Comentarios

Un comentario se pone dentro de un rectángulo con un vértice doblado, en-

lazado con un línea discontinua al elemento al cual se refiere.

7.2. Restricciones

Las restricciones (en inglés, constraints), expresan condiciones que debe cum-

plir el elemento del modelo al cual se asocian. Se representan del mismo modo

que los comentarios, salvo que van entre llaves {}, lo cual indica que pueden ser

interpretadas por las herramientas CASE.

Las especificaciones del UML incluyen un lenguaje para la descripción de las

restricciones, denominado OCL. No obstante, se puede utilizar el UML sin usar

este lenguaje.

OCL es la sigla de Object Constraint Language.


7.2.1. Las restricciones de las operaciones: la programación

por contrato

En el UML hay tres tipos de restricciones relativas a las operaciones: precon-

diciones, postcondiciones e invariantes.

• Las precondiciones son restricciones que se deben cumplir antes de ejecutar

una operación. Su cumplimiento nos garantiza que la operación se ejecuta

partiendo de un estado correcto del sistema.

• Las postcondiciones se comprueban al acabar la ejecución de una operación,

y garantizan que cuando esté terminada la operación, el sistema vuelva a si-

tuarse en un estado correcto.

• Las invariantes son condiciones que se deben cumplir en todo momento. Se tie-

nen que comprobar al inicio de cualquier operación –excepto los constructores–

y al acabar.

Las restricciones pueden servir para diseñar con vistas a hacer programación

por contrato, que se basa en unas condiciones sobre operaciones y objetos de-

nominadas aserciones, las cuales se pueden expresar en forma de restricciones

del UML.


Conclusiones

En este capítulo hemos estudiado el modelo estático del UML. Se han descri-

to los diferentes elementos del modelo, y de cada uno se ha descrito la notación.

Estos conceptos son los siguientes:

• Las clases, con sus variantes (clases abstractas, metaclases y otras) y concep-

tos relacionados con la clase (clasificador, interfaz, plantilla) y la herencia.

• Las relaciones entre clases (asociaciones, agregaciones, relaciones de depen-

dencia).

• Los comentarios y las restricciones.

© Editorial UOC 71 Capítulo III. UML (II): el modelo...

Capítulo III

UML (II): el modelo dinámico y de implementación

Hemos visto que el modelo estático del UML consiste esencialmente en un

único diagrama, el de clases, que se tiene que elaborar en todo proyecto de soft-

ware. El modelo dinámico y de implementación, en cambio, comprende dife-

rentes diagramas, en parte relacionados entre sí y también con el diagrama

estático. Algunos de estos diagramas sólo se utilizan en determinados casos.

Los aspectos dinámicos o de comportamiento del sistema se pueden modelar

con los siguientes diagramas: el diagrama de casos de uso, el diagrama de esta-

dos y transiciones, el diagrama de actividad y los diagramas de interacción, que

son el de secuencias y el de colaboración. La implementación se puede modelar

con el diagrama de componentes y el de despliegue.

1. El diagrama de estados

A veces hay objetos cuyo comportamiento puede variar a lo largo del tiempo;

cuando esto sucede, se dice que el objeto tiene estados. Existen algunos tipos de

aplicaciones, como las de tiempo real, para las cuales el modelado de estados es

especialmente importante.

Información redundante, pero aclaratoria...

La información que contiene el diagrama de estados es esencialmente redundante, yaque los cambios de estado son resultado de la dinámica del sistema y, por tanto, dela ejecución de las operaciones de la misma clase o de otras. No obstante, aun así, re-


presenta otro punto de vista sobre la dinámica de una parte del sistema que puedecontribuir decisivamente a comprenderla mejor.

En el diagrama de estados o diagrama dinámico tenemos que distinguir los si-

guientes elementos:

• Las diferentes situaciones en que se puede encontrar un objeto (los estados).

• Qué cambios de estado son posibles (transiciones).

• Cuál es el hecho que los produce (acontecimientos).

En las especificaciones del UML se habla de máquinas de estados para distin-

guirías de los diagramas de estado clásicos o de Harel, con los cuales existen dife-

rencias.

Sin embargo, nosotros utilizaremos el término diagrama de estados porque

siempre representamos las máquinas de estado en forma de diagrama.

No puede haber ninguna confusión, ya que en esta asignatura no se tratarán

los diagramas de Harel.

Ejemplos de estados

Hay objetos a los cuales no se puede pedir alguna de sus operaciones en cualquier mo-mento, u objetos para los que alguno de sus atributos sólo puede tener un valor no nuloen circunstancias determinadas.

El diagrama de estados se utiliza normalmente para describir objetos del do-

minio del usuario y se documenta por lo general en la etapa de análisis.

1.1. Conceptos básicos

A continuación explicaremos una serie de conceptos básicos:

1) Un estado es una situación determinada dentro de la vida de un objeto o

la duración de una interacción durante la cual cumple alguna condición, lleva

a cabo alguna acción o espera que se produzca un acontecimiento. Un estado

no corresponde a un instante en el tiempo, sino que el objeto o interacción per-

manece en éste un tiempo finito.


2) Una transición simple consiste en que el objeto o interacción pasa de un

estado (estado de origen) a otro (estado de destino), que podría volver a ser el mis-

mo. En el caso más general, este paso comienza cuando se produce un aconte-

cimiento determinado y al mismo tiempo se cumple una condición especificada

(condición de guarda). Entonces se pueden ejecutar unas acciones y se pueden

enviar mensajes a objetos individuales o a conjuntos de objetos.

Un estado puede tener transiciones de llegada, una de las cuales será el esta-

do de destino, y transiciones de salida, una de las cuales será el estado de origen.

3) Las transiciones internas* son seudotransacciones en las cuales no hay

cambio de estado. Sirven para especificar acciones que se deben ejecutar en res-

puesta a un acontecimiento que no provoca ningún cambio de estado en el ob-

jeto o interacción en cuestión.

4) Una acción es la especificación de un proceso atómico, es decir, que o no

se ejecuta o se ejecuta hasta el final. Como consecuencia de una transición, se

puede ejecutar una acción o más. Es posible describir una acción mediante un

procedimiento o una máquina de estados.

5) Los objetos, por medio de mensajes, pueden recibir peticiones de opera-

ciones o señales. Las señales, a diferencia de las operaciones, no realizan ningún

proceso, y el único efecto directo que pueden tener es producir acontecimientos

(que sí pueden provocar transiciones y la consiguiente ejecución de acciones).

6) Los acontecimientos (en inglés, events) son hechos que, cuando se produ-

cen, pueden provocar transiciones de un estado a otro en objetos e interacciones

y/o la ejecución de determinadas acciones. Un acontecimiento no está vinculado

a ningún objeto o clase en particular, sino que es un hecho que puede afectar en

general a los elementos del paquete en cuyo interior está definido. Cada aconte-

cimiento posee un nombre que lo identifica dentro del paquete, y puede tener

parámetros.

Normalmente, un acontecimiento se tiene que tratar en el momento en que

se produce. En caso contrario, se provoca la transición porque el objeto o inte-

racción no está en el estado correspondiente: se pierde el acontecimiento a no

ser que se declare como acontecimiento diferido.

*. Conviene no confundir una transición interna con una a-totransición, que es una transiciónordinaria en la cual el estado de origen y el estado de destino son el mismo.


Tipos de acontecimientos

Ahora veremos diferentes tipos de acontecimiento:

• De llamada. Se producen cuando se llama una operación del objeto al que corres-ponde el diagrama.

• De señal. Representan la recepción de una señal por el objeto a la que correspondeel diagrama.

• De cambio. Representan una notificación de que una condición ha llegado a sercierta. Esta condición no se tiene que confundir con condición de guarda, ya queuna guarda se evalúa una vez se ha presentado el acontecimiento correspondientea una transición para determinar si se provoca la transición o no, mientras que estacondición produce el acontecimiento cuando ha llegado a ser cierta.

• De tiempo. Representan la notificación de que o ha pasado un periodo de tiempodesde que se ha producido un acontecimiento determinado (por ejemplo, que se haentrado en el estado de origen de la transición), o de que es una hora determinada.

Acontecimientos internos

Son seudoacontecimientos, ya que están vinculados a un estado en lugar de a unatransición, y sirven para poner en marcha acciones que no van asociadas a ningúncambio de estado concreto. Existen tres tipos de acontecimientos internos:

1) De entrada. Se producen cuando el objeto entra en el estado correspondiente.No tienen ni guarda ni parámetros, porque se nombrarán implícitamente cuandohaya una transición de entrada en el estado (incluida una autotransición), pero nocuando haya una transición interna, ya que entonces no se producirá un cambio deestado. Se especifican explícitamente y tienen como nombre la palabra clave entry.2) De salida. Son análogos a los de entrada, salvo que se producen a la salida del esta-do. Se especifican explícitamente y tienen como nombre la palabra clave exit.3) De acción. Especifican acciones que se ejecutan cuando se llega al estado en cues-tión y acaban por sí mismas o cuando se sale del estado. Se especifican explícitamentey tienen como nombre la palabra clave do.

1.2. Notaciones básicas

La representación más sencilla de un estado es un rectángulo con los vértices

redondeados, tal y como podemos observar en la siguiente figura:


En la práctica, es imprescindible que cada estado tenga un nombre y que este

nombre no se repita en ningún otro estado del mismo diagrama. Este hecho no

impide que el objeto o interacción pueda llegar al mismo estado varias veces a

lo largo de su vida.

Las transiciones se representan mediante flechas de punta coloreada que van

del estado de salida al de llegada. Con la flecha se encuentra una expresión (de-

nominada cadena de la transición) que presenta la siguiente sintaxis formal:

signatura ‘[’ guarda ‘]’ ‘/’ acción ‘^’ envío

Puede haber varias acciones o envíos o no haber ninguno, y pueden estar

mezclados. El orden en que aparecen es en el que se deben ejecutar.

A continuación veremos una explicación de cada uno de los elementos de la

cadena de transición:

• Signatura. Tiene un formato que depende del tipo de acontecimiento. En el

caso de un acontecimiento de llamada o de señal, se define así:

nombre_acontecimiento ‘(’ nombre_parámetro ‘:’ expresión_tipo ‘,’ ... ‘)’

Si el acontecimiento es de tiempo, la signatura adopta una de estas formas:

‘after(’ expresión_de_tiempo ‘)’

donde expresión_de_tiempo consiste en una duración a partir de un origen, o:

‘when(’ hora o fecha ‘)’

Finalmente, si el acontecimiento es de cambio, tendremos lo siguiente:

‘when(’ expresión_booleana ‘)’

Nota terminológica

Respecto al uso de términos parámetro y argumento en relación con una llamada, hayque tener presente que parámetro corresponde al punto de vista de lo que se llama, yargumento, al punto de vista de lo que hace la llamada.


• Guarda. Es una expresión que puede tomar el valor verdadero o falso, escrita

en seudocódigo o en el lenguaje de programación que se utiliza.

• Acción. Es la especificación de una acción, en seudocódigo o en el lenguaje

de programación que se usa. En el caso de un acontecimiento diferido, debe

aparecer la palabra clave defer como primera acción.

• Envío. Este elemento presenta la forma siguiente:

destino ‘.’ mensaje ‘(’ argumento ‘,’ ... ‘)’

en el que destino tiene que identificar un objeto o grupo de objetos y mensaje

puede ser una operación del objeto de destino o una señal.

Las señales se pueden definir como clases con el estereotipo signal. No tienen

operaciones, y en el compartimento de los atributos tienen los parámetros de la

señal. Pueden constituir jerarquías de herencia, pero no les es posible establecer

relaciones de ningún tipo con clases. Las señales a las cuales deben ser sensibles

los objetos de una clase se pueden especificar en un compartimento adicional

del símbolo de la clase.

Ejemplos de diagramas de estado

En los ejemplos siguientes veremos diagramas de estados con transiciones, estados,acontecimientos, autotransición, etc.

1) Ejemplo de estados, transiciones y acontecimientosEste diagrama corresponde a una clase de facturas, cuyo nombre no aparece:


Todo comienza cuando llega una factura, hecho que describimos como el aconteci-miento llegada, que tiene como parámetro la fecha. Este acontecimiento pide la ope-ración constructor de dicha clase en relación con un objeto de la clase que es la facturallegada (identificada por factura) y provoca la transición hacia el estado Recibida; fe-cha, y proveedor son parámetros de constructor. Después, la factura es verificada (estono aparece explícitamente), lo cual puede dar como resultado dos acontecimientosalternativos: aceptación –que pide la operación aceptar y provoca la transición hacia elestado Aceptada–, y error –que pide, a su vez, la operación retorno y provoca la transi-ción al estado Devuelta. Si la factura está en el estado Aceptada y se produce el acon-tecimiento pago, la factura pasa al estado Final y se pide la ejecución de la operaciónpagar en relación con dicha factura. Si la factura está en el estado Devuelta, la transi-ción hacia el estado Final es provocada por un acontecimiento de tiempo que consisteen que hayan pasado tres días (puesto que no se especifica desde cuándo, se entiendeque es desde la entrada en el estado de origen), y entonces se pide la operación borrar.

2) Ejemplo de autotransición, acción y guardaEl diagrama siguiente representa parte del diagrama de estados de los objetos de unaclase de libros de una biblioteca pública:

Cuando un lector tiene un libro en préstamo, puede pedir renovaciones, que se le conce-derán si otro lector no lo ha reservado. Los efectos del acontecimiento peticion_renovacionson la autotransición, la llamada a la operación renovacion y la ejecución de la acción es-tadisticas.

3) Ejemplo de acontecimiento de señalUn lector tiene un libro en préstamo. Cuando lo devuelve, si otro lector lo ha reser-vado, se envía un mensaje al objeto reserva con la señal devuelta, que debe estar de-finida dentro del compartimento de señales de la clase a la cual pertenece reserva.


1.3. Transiciones complejas

Un objeto o interacción puede estar en más de un estado al mismo tiempo,

y puede haber transiciones que salgan de más de uno o que vayan a parar a más

de uno, o ambas cosas a la vez. Son las denominadas transiciones complejas.

Una transición compleja con varios estados de origen sólo tiene lugar si el

objeto o interacción está en todos estos al mismo tiempo y, además, se produ-

ce el acontecimiento correspondiente a la transición (y se cumple la guarda, si

la hay) y, por tanto, realiza una función de sincronización. Por analogía, cuan-

do se produce una transición compleja con varios estados de destino, el objeto

o interacción pasa a todos estos estados a la vez.

Una transición compleja se representa utilizando un seudoestado* interme-

dio, al que van a parar varias transiciones (seudoestado de sincronización, join

pseudo-state) o del que salen varias (seudoestado de bifurcación, fork pseudostate),

o ambas circunstancias al mismo tiempo. Este tipo de seudoestado se representa

por medio de una barra vertical corta y gruesa que es origen y destino de transi-

ciones en las cuales se descompone la transición compuesta.

Ejemplo de transiciones complejas

Considerad las siguientes transiciones complejas:

*. Seudoestado. Un seudoestado es un símbolo que figura en una posición del diagrama dondenormalmente habría un estado, y no representa ningún concepto, sino que tiene una funciónpuramente gráfica.


Cuando llega una factura de una compra de material, pasa a estar pendiente de la ve-rificación mediante la comparación con el pedido (V1) y con lo que se ha recibido(V2), por medio de una transición compleja de bifurcación. Si de cada verificación re-sulta una conformidad (acontecimientos OK1 y OK2), se pasa al estado Revisado1 yRevisado2, respectivamente. Cuando llega el día 30, se paga la factura sólo si estaba almismo tiempo en estos dos estados, por medio de una transición compleja de sincro-nización.

1.4. Estados compuestos

Hemos visto que mientras un objeto o interacción permanece en un estado,

se encuentra en una situación determinada. Sin embargo, a veces esta situación

es genérica, y mientras permanece en ella –y sólo en este caso–, puede estar en

diferentes momentos en lo que podríamos considerar variantes o matices de la

situación genérica.

Una situación genérica como ésta se representa mediante un estado compues-

to, en el que hay varios subestados posibles, cada uno de los cuales puede ser un

estado compuesto a su vez o no. Los estados no compuestos –todos los que hemos

considerado hasta el momento– se denominan estados simples.

A un estado compuesto le corresponde un diagrama de subestados. Los subesta-

dos de un estado pueden ser concurrentes (es decir, que se pueden presentar de for-

ma simultánea), o secuenciales (incompatibles entre sí). En el caso más general, el

diagrama de subestados consta de varias secuencias de subestados en paralelo. Cada

secuencia comienza en un seudoestado inicial y acaba en un seudoestado final.

Un estado compuesto está representado por el mismo símbolo que un estado

simple, pero en su interior habrá al menos dos compartimentos separados por

una línea: arriba el del nombre y abajo el que contiene su diagrama de subestados.

Cada secuencia de subestados ocupará una franja horizontal separada de las fran-

jas adyacentes por una línea discontinua. Un subestado inicial se representa con

un círculo lleno, y uno final con un círculo lleno envuelto en una circunferencia.

Las transiciones entre subestados de la misma secuencia se representan igual

que entre estados. Las transiciones entre estados que pertenecen a secuencias di-

ferentes usan seudoestados de sincronización de la manera que veremos en el

ejemplo correspondiente.


Existen varios tipos de transiciones que tienen por estado de origen o de des-

tino un objeto compuesto:

• Transiciones que entran directamente en un subestado o salen del mismo.

• Transiciones que entran o salen del estado compuesto, considerado como

una unidad. Si entra, es como si la transición tuviera como estados de desti-

no los estados iniciales de todas las secuencias, mientras que si sale, es como

si la transición tuviera como estados de origen los estados finales de todas las

secuencias.

• Transiciones que tienen como destino un indicador de historia de los es-

tados, el cual es un seudoestado que indica que en una transición de re-

greso al estado compuesto se vuelve, dentro de éste, al mismo subestado

(dentro de la secuencia contenida en la misma franja que dicho indicador

de historia) del que salió la última vez que partió del estado compuesto. Si

el subestado puede ser un estado compuesto, hay una opción que indica

que se vuelva también a un subestado de éste, seleccionado de la misma

forma, y esto para tantos niveles de subestados como haya. Del indicador

de historia puede salir una transición hacia un subestado que será el de

destino, en el caso de que la transición tenga lugar sin que anteriormente

hubiera estado ninguna vez en el estado compuesto. Véase el segundo

ejemplo a continuación.

• Transiciones stubbed. Estas transiciones tienen como estado de destino (ori-

gen) algún subestado de un estado compuesto del que no se especifica el

diagrama de subestados. Dicho subestado no puede ser inicial (final), ya que,

en el caso contrario, podríamos tener como estado de destino (origen) el es-

tado compuesto, según se ha explicado anteriormente.

Ejemplos de transiciones que tienen por estado de origen o destinoun estado compuesto

Ahora veremos tres ejemplos de estas transiciones:

1) Ejemplo de estado compuesto

Este ejemplo describe el mismo caso que el ejemplo de transiciones complejas, peroesta vez, por medio de un estado compuesto (de nombre EnVerificacion). Este estadono tiene compartimento de transiciones internas.


2) Ejemplo de transiciones con subestados, indicador de historia y seudoestado desincronización

Observemos la figura siguiente:

Desde el estado Est1 se va al estado compuesto Est2 en general (es decir, a todos susestados iniciales a la vez) si se produce el acontecimiento ev1 y se cumple la guardag1. En cambio, si con el mismo acontecimiento se cumple la guarda g2, entonces sepasa al subestado de Est2, donde se estaba antes de salir de Est2 (observad que se pue-de haber salido tanto desde Sub1 como desde Sub3) si es que se había estado algunavez en el mismo, y si no se pasa a Sub1. Si Sub1 o Sub3 tuvieran subestados, se iría alsubestado de éstos en el que se estaba cuando se salió de Est2 por última vez (esto loindica el hecho de que la H del indicador de historia vaya acompañada de un asteris-co). Se puede pasar de Sub1 a Sub4 –que pertenece a otra secuencia– por medio de unseudoestado de sincronización y una transición compleja de sincronización. El aste-risco dentro del símbolo del estado de sincronización denota que no hay límite máxi-mo en el número de veces que se puede disparar la transición hacia Sub4 como


consecuencia de que se produce repetidamente ev6 mientras se está ininterrumpida-mente en Sub1 (si hubiera un valor máximo, se pondría en lugar del asterisco). Delestado Est4 se pasa directamente al subestado Sub2.

3) Ejemplo de transiciones stubbedEste ejemplo describe el mismo caso que el ejemplo anterior, pero ahora las transicio-nes que entran y salen de subestados no especifican de cuáles. Sin embargo, las tran-siciones que entran y salen del estado compuesto en su conjunto se indican de lamisma forma que antes.

1.5. Notación ampliada del estado

Igual que la clase, el estado tiene dos representaciones gráficas: una que sólo

tiene el nombre, que es la que hemos utilizado hasta el momento, y otra con va-

rios compartimentos. Los compartimentos son los siguientes:

• Compartimento del nombre, que contiene sólo el nombre del estado.

• Compartimento de las transiciones internas y los acontecimientos internos.

Contiene una lista de las cadenas de los acontecimientos y seudoaconteci-

mientos correspondientes. En el caso de los seudoacontecimientos entry y exit,

no puede haber ni condiciones de guarda ni parámetros.

• Compartimento del diagrama de subestados, que ya hemos visto, en el caso

de estados compuestos.


2. El diagrama de casos de uso

Los diagramas de casos de uso (en inglés, use case) sirven para mostrar las fun-

ciones de un sistema de software desde el punto de vista de sus interacciones con

el exterior y sin entrar ni en la descripción detallada ni en la implementación de

estas funciones.

Los casos de uso se utilizarán tanto en la recogida y documentación de requi-

sitos como en el análisis.

2.1. Actores

La finalidad de un software es proporcionar información a personas, máquinas

y dispositivos o software del exterior, cuyo conjunto denominaremos entidades

exteriores.

También hay entidades exteriores –las mismas u otras– que piden funciones al

software o le suministran información para que la trate.

Un actor es un conjunto de papeles de una entidad exterior en relación con el

sistema de software considerado.

Por tanto, un actor no es la entidad exterior en sí, sino sólo los aspectos que

tienen que ver con su interrelación con el sistema de software; podríamos decir

que un actor es la visión que el software tiene de una entidad exterior. Desde este

punto de vista, un actor es un conjunto de papeles, ya que se considera que el

actor desempeña un papel diferente en cada interacción (cada caso de uso, en el

UML) que tiene con el software. Además, si una entidad exterior forma dos con-

juntos de papeles con poca relación entre sí, le corresponderán dos actores dife-

rentes (se podría decir que, en este caso, el software no puede saber si los dos

actores son o no la misma entidad exterior).

A menudo hay discusiones sobre si una entidad exterior en particular es o no

un actor en relación con un software. Nosotros consideraremos que para ser ac-

tor, una entidad exterior tiene que cumplir estas dos condiciones:

1) Ser autónoma con respecto al software, es decir, que la actividad en que uti-

liza la información suministrada por el software no esté subordinada a la de éste.


2) Mantener relación directa con el software o con entidades exteriores que

desempeñan tareas subordinadas a la actividad del software.

Ejemplos de actores

Algunos ejemplos nos ayudarán a aclarar el concepto de actor aplicando las reglas queacabamos de indicar.

Un motor eléctrico que es puesto en marcha o parado por un software de tiempo real esun actor, ya que su actividad es autónoma (su rotación sirve para accionar algún dispo-sitivo mecánico), mientras que una impresora no tiene actividad autónoma porque selimita a imprimir la información que le envía un sistema de software (o varios) y, por tan-to, su actividad está subordinada a la generación de listados por parte del software.

Si la persona A recoge un listado de la impresora y lo entrega a una persona B quehace un resumen manual de la información y lo da a otra persona C, sólo B será actor,ya que A no tiene una actividad autónoma y C no recibe la información directamentedel software y, por tanto, el software no “conoce” su existencia. Naturalmente, si A tu-viera alguna actividad autónoma sin ninguna relación con el software –por ejemplo,barrer la oficina– no por este motivo sería actor del software.

Un actor es un clasificador (pero a pesar de esto, no es ningún estereotipo

estándar del clasificador). Si hay varias entidades exteriores que desempeñan

el mismo conjunto de papeles en relación con el software, un único actor las

representa todas, de igual manera que una clase representa todos sus objetos

posibles (o, dicho de otra forma, estas entidades exteriores serían instancias

del actor).

El ejemplo de los bibliotecarios (I)

Si en una biblioteca pública todos los bibliotecarios pueden utilizar las mismas fun-ciones del software de apoyo a la gestión de la biblioteca, definiremos un único actorpara todos. Sin embargo, si hay un bibliotecario que puede realizar algunas funciones quelos demás no pueden (como variar la duración de los préstamos), estas funciones seasignarían a otro actor. Hay dos maneras de hacerlo; podéis leer, unas líneas más aba-jo, la segunda parte de este ejemplo.

Entre actores, es posible establecer relaciones de especialización/generaliza-

ción con herencia, igual que entre clases. Un actor A que es una especialización

de otro B realiza como mínimo todos los papeles de B.


Caso especial...

Si un proceso se tiene que poner en funcionamiento, automáticamente o no, en unafecha y/o hora determinada, se considera que hay un actor ficticio, por ejemplo “Re-loj”, que desempeña este papel.

El ejemplo de los bibliotecarios (II)

En el ejemplo de los bibliotecarios, el hecho de que haya algunos de ellos (digamos,los jefes de biblioteca) que pueden efectuar todas las funciones (casos de uso, recor-démoslo) que desempeñan los demás, más otras propias, hace que sea posible definirun actor Bibliotecario y otro JefeDeBiblioteca, y este último heredará de aquél. Sin em-bargo, esto mismo se podría expresar de otra forma: haciendo que el actor JefeDeBiblio-teca sólo comprendiera los papeles que tienen los jefes de biblioteca y no tienen losdemás bibliotecarios. En este caso, evidentemente, no habría herencia, y a los jefes debiblioteca corresponderían dos actores, Bibliotecario y JefeDeBiblioteca.

2.2. Concepto de caso de uso

Un caso de uso documenta una interacción entre el software y un actor o

más. Dicha interacción tiene que ser, en principio, una función autónoma den-

tro del software.

Caso especial

Si un proceso se tiene que poner en funcionamiento, automáticamente o no, enuna fecha y/o hora determinada, se considera que hay un actor ficticio, por ejem-plo “Reloj”, que desempeña este papel.

Entre los actores que participan en un caso de uso, conviene distinguir el ac-

tor primario del caso de uso, que es el que lo pone en funcionamiento pidiendo

la función correspondiente del software.

Los casos de uso son un caso particular de los clasificadores; una instancia

de un caso de uso es una ejecución de éste con intervención de casos particu-

lares de los actores involucrados. Los casos de uso pueden tener atributos y

operaciones que pueden servir para describir el proceso (que también es posi-

ble describir de otras maneras, como texto ordinario y diagramas de estados y

de actividad).


Se pueden hacer descripciones más formales y detalladas de los casos de uso duranteel análisis, así como de su implementación “suprimir por medio de diagramas de co-laboración o de secuencias”.

Entre los casos de uso y los actores que intervienen se establecen asociaciones

(lo cual no tiene nada de especial, ya que unos y otros son clasificadores). El sig-

nificado de estas asociaciones es el papel del actor en relación con el caso de uso,

pero no representan ni la dirección ni el contenido de un eventual flujo de datos

entre el software y el actor.

2.3. Relaciones entre casos de uso

Entre los casos de uso se pueden establecer tres tipos de relación:

1) Relaciones de extensión. Se dice que el caso de uso A extiende el B si den-

tro de B se ejecuta A cuando se cumple una condición determinada. A tiene que

ser un caso de uso que también se pueda ejecutar de forma separada de B, y debe

tener el mismo actor primario que éste.

2) Relaciones de inclusión. Un caso de uso A está incluido dentro de los ca-

sos de uso B, C, etc., si es una parte de proceso común a todos éstos. A no es un

caso de uso autónomo, en el sentido de que no tendrá actor primario, sino que

siempre será puesto en funcionamiento por uno u otro de los casos de uso que lo

incluyen. No obstante, su implementación no puede depender de éstos (Por

ejemplo, no puede utilizar sus variables). Por tanto, la inclusión de casos de uso

es esencialmente una forma de reutilización.

3) Relaciones de generalización/explotación. Un caso de uso A es una espe-

cialización de otro caso de uso B si A realiza todo el proceso de B, más algún pro-

ceso específico.

Además, hay una forma de relación no tipificada (parecida a las agregaciones

entre clases) entre casos de uso que consiste en definir, por ejemplo, un caso de

uso que corresponde a todo el sistema, otros que corresponden a todos sus sub-

sistemas, etc.


2.4. Notación

Tanto para los casos de uso como para los actores, no se utiliza el símbolo de

los clasificadores, sino símbolos especiales como los siguientes:

• Los casos de uso se representan mediante elipses de trazo continuo. A veces

se agrupan todas las elipses dentro de un rectángulo que representa todo el

software.

• Los actores se representan mediante una figura humana esquemática.

• Las relaciones de especialización entre actores y entre casos de uso se repre-

sentan mediante el mismo tipo de flecha que en el caso de clases.

• Las relaciones de extensión y de inclusión entre casos de uso son estereotipos

de la dependencia entre clasificadores, y se representan mediante las palabras

clave extend e include, respectivamente.

Ejemplo de casos de uso y actores con diferentes relaciones

Consideremos el ejemplo siguiente:

Los usuarios correspondientes al actor Contable sólo pueden intervenir en los casos deuso Asiento y CreacionCuenta, mientras que el actor JefeContable puede hacer también elcaso de uso Correccion. Por tanto, JefeContable es una especialización de Contable. El casode uso CreacionCuenta extiende el caso de uso Asiento porque cuando se intenta hacerun asiento con una cuenta inexistente es necesario crear esta cuenta. El caso de uso Da-


tosCuenta representa el acceso a los datos de una cuenta desde dentro de los casos deuso Asiento y Correccion. A diferencia de CreacionCuenta, no se trata de un caso de usoque pueda ser llevado a cabo de manera directa e independiente por parte un actor y,por tanto, la relación con los casos que utilizan es de inclusión y no de extensión.

3. Los diagramas de interacción

La ejecución de un software orientado a objetos consiste en un encadena-

miento de operaciones y de cambios de estado de objetos, el cual, a su vez, con-

siste en que durante la ejecución de una operación o durante una transición se

llaman operaciones sobre otros objetos (o sobre el mismo) y se envían señales

que provocan otras transiciones. Así, se puede describir el funcionamiento de

los casos de uso y de operaciones complejas. En el UML esta acción se lleva a cabo

mediante los denominados diagramas de interacción.

3.1. Interacciones y colaboraciones

Para empezar, tenemos que definir los conceptos de interacción y colaboración.

3.1.1. Interacciones

Una interacción es la especificación del comportamiento de un caso de uso u

operación en términos de secuencias de intercambio de mensajes entre objetos

(o, más exactamente, entre instancias de clasificadores). Estos mensajes contie-

nen estímulos, que pueden ser peticiones de ejecución de operaciones o señales.

Un hilo de ejecución es una secuencia de mensajes tal que el primero contie-

ne un estímulo que provoca el envío del segundo, etc. Si el mensaje A ha sido

la causa de que se emitiera el mensaje B, se dice que A es el predecesor de B y B,

el sucesor de A. Que un mensaje tenga varios sucesores o predecesores quiere de-

cir que hay una bifurcación o confluencia de hilos, respectivamente.


3.1.2. Colaboraciones

De la misma forma que para que puedan circular mensajes entre ordenadores

es necesario que los ordenadores estén unidos por enlaces de comunicaciones,

también debe haber una cierta “infraestructura” para la circulación de mensajes

entre objetos (a diferencia del caso de las redes, aquí no se trata de una necesi-

dad física, sino de una necesidad de coherencia entre los diferentes diagramas

del UML que describen un software). Esta infraestructura está formada por las

clases o clasificadores y las asociaciones entre las mismas, definidas en el mode-

lo estático, así como las asociaciones entre actores y objetos que se obtienen

cuando se describen casos de uso mediante interacciones.

De acuerdo con esto, para cada interacción se tiene que indicar qué parte del

modelo estático utiliza.

Si un objeto de la clase A tiene que pedir una operación de un objeto de la clase B,es necesario que estén estas dos clases y que B tenga definida la operación que sepide. Sin embargo, debe haber también una asociación entre estas dos clases y queesté especificada la posibilidad de navegar a través de ella por lo menos desde la cla-se A hacia la B.

Por tanto, en una colaboración sobre la cual debe tener lugar una interacción

determinada, es necesario que figuren todos los clasificadores y asociaciones

entre éstos que se utilizarán en la interacción. Sin embargo, de la misma manera

que en un caso de uso de las entidades exteriores no nos interesan todos los as-

pectos, sino sólo el papel que ejecutan en relación con aquel caso de uso, tam-

bién en una colaboración, más que clases u objetos, lo que se tendrá en cuenta

serán sus papeles* respectivos en relación con dicha interacción, y lo mismo es

válido para las asociaciones.

Resumiendo, una colaboración es un conjunto de papeles de clasificadores o

instancias y de papeles de asociaciones entre aquellos que intervienen en una

interacción. Una colaboración se puede definir en lo que respecta a clasificado-

res o por lo que respecta a instancias.

*. Conviene no confundir estos papeles con los que desempeñan los clasificadores con respecto auna asociación que los relaciona.


La sintaxis de los nombres de los papeles de clasificadores es la que presen-

tamos a continuación:

‘/’ nombre_papel ‘:’ nombre_clasificador ‘[’ nombre_estado ‘]

o esta otra:

nombre_instancia ‘/’ nombre_papel ‘:’ nombre_clasificador

‘[’ nombre_estado ‘]’

y en el caso de una asociación, tenemos la expresión siguiente:

‘/’ nombre_papel ‘:’ nombre_asociación

El nombre_estado corresponde a uno de los estados que pueden tener los ob-

jetos de dicho clasificador, y es opcional, juntamente con los corchetes que lo

rodean. La primera forma es aplicable tanto a clasificadores como a sus instan-

cias.

La representación gráfica de los papeles es igual que la de los clasificadores y

asociaciones correspondientes, aunque sólo es necesario especificar los elemen-

tos que están modificados –siempre en sentido restrictivo– en la colaboración. En

una colaboración pueden figurar varios papeles del mismo clasificador, con nom-

bres de papel diferentes.

Los multiobjetos representan un conjunto de objetos de un papel con cardi-

nalidad mayor que 1 dentro de una asociación.

Se representan con dos rectángulos superpuestos, de los cuales el de delante

está ligeramente desplazado hacia un ángulo para dar la sensación de que hay

muchos objetos.

Los multiobjetos necesitan dos mensajes para realizar una operación en cada

uno de sus objetos: uno sirve para seleccionar el conjunto de enlaces de la asocia-

ción que corresponden a los objetos, y el otro mensaje se envía de forma separada

a cada objeto individual por medio del enlace respectivo. Estos dos mensajes pue-

den estar combinados dentro de uno que incluya tanto la interacción como la

aplicación de la operación a cada objeto individual.


Ejemplo de colaboración

Observemos la figura siguiente:

El diagrama estático de partida sería éste (tal vez con otras clases y asociaciones, que novienen al caso):

Vemos que en el ejemplo de colaboración no se utilizan todos los aspectos que tie-nen las dos clases y la asociación en el diagrama estático: sólo se usa la navegaciónen un sentido y el papel préstamos y reservas de la clase Libro se sustituye por el pa-pel más restrictivo préstamos, circunstancia que se refleja en la cardinalidad máxi-ma. Se ha definido una colaboración entre objetos (más exactamente, entre unobjeto y un multiobjeto), y al papel que desempeña el objeto unLector se le ha dadoel nombre prestatario, mientras que ni el multiobjeto de la clase Libro ni su papeltienen nombre.

3.1.3. Patrones

Una colaboración parametrizada constituye la parte estructural de un patrón

orientado a objetos.

Los patrones son recetas formales para resolver problemas de diseño que se

presentan a menudo, y la descripción de la solución que proponen tiene una par-

te estructural y otra dinámica.

Los patrones se representan como elipses con el contorno discontinuo. Una

aplicación de un patrón en un caso particular se representa conectando el sím-


bolo del patrón por medio de líneas discontinuas en las clases u objetos que sus-

tituyen las del patrón en esta aplicación.

Ejemplo de aplicación de un patrón

Este ejemplo corresponde a una aplicación del patrón Composite, muy conocido, quetrata de la implementación de un objeto compuesto, cuyos componentes pueden sercompuestos o no.

En este caso, los objetos compuestos son grupos de datos, y cada uno de sus compo-nentes puede ser un campo (es decir, un dato atómico) u otro grupo de datos. Las cla-ses Campo, Dato y GrupoDeDatos son los argumentos que en este caso concretosustituyen respectivamente las clases Leaf, Component y Composite, que son los pará-metros de la colaboración que describen los aspectos estructurales del patrón.

El UML ofrece dos diagramas para representar una interacción y la colabo-

ración en que se basa: el diagrama de colaboración, que pone énfasis en la des-

cripción de la colaboración, y el de secuencias, que lo pone en la sucesión

temporal de los mensajes de la interacción. Hay una tercera manera de descri-

bir las interacciones, el diagrama de actividades, que tiene otra orientación.


3.2. El diagrama de colaboración

El diagrama de colaboración es la representación de una interacción median-

te un diagrama estático de la colaboración correspondiente sobre la cual se re-

presentan los mensajes de la interacción.

Para cada mensaje hay una especificación con la siguiente sintaxis:

predecesores guarda expresión_de_secuencia valores_de_retorno signatura

A continuación, daremos una explicación de cada elemento del mensaje:

• predecesores es la lista de los mensajes predecesores de dicho mensaje que tiene

esta forma:

‘(’ número_de_secuencia ‘,’ número_de_secuencia ‘)’ ... ‘/’

El número de secuencia del mensaje que pone en funcionamiento toda la interacciónes 1, y los de los mensajes que envía en diferentes momentos el proceso que ha puestoen marcha directamente son 1.1, 1.2, etc., mientras que si el mensaje 1.2 activa unproceso que envía a la vez dos mensajes (y se crean, entonces, dos hilos de ejecución)tendrán los números que se distinguirán por un nombre, como 1.2a y 1.2b. Los men-sajes con nombres como 1, 1.3, 1.3.1, 1.3.1.2, etc. se dice que forman una secuencia.Los predecesores que pertenecen a la misma secuencia que el mensaje en cuestión noes preciso mencionarlos.

• guarda es la condición que se tiene que cumplir para que se envíe dicho men-

saje (además del hecho de que se hayan recibido los mensajes predecesores).

• expresión_de_secuencia tiene esta sintaxis:

número_de_secuencia ‘[’ recurrencia ‘]’ ‘,’ número_de_secuencia

‘[’recurrencia ‘]’ ... ‘:’

La recurrencia tiene este formato:

‘*’ ‘[’ cláusula_de iteración ‘]’

Si la iteración es en paralelo, en lugar del asterisco sólo aparece ‘*||’, o:

‘[’ cláusula_de_condición ‘]’


Ejemplo de cláusula de iteración

La cláusula_de iteración podría ser, pongamos por caso, [x = 1, …, 10]

• La cláusula_de_condición acostumbra a servir para definir ramas de ejecución.

Puede haber varios números de secuencia con sus cláusulas de condición res-

pectivas.

• valores_de_retorno especifica una lista de nombres de valores retornados –si

los hay– como resultado del proceso puesto en marcha por el mensaje. Pre-

senta el formato siguiente:

valor_de_retorno ‘,’ valor_de_retorno ... ‘:=’.

• signatura está compuesta por el nombre del estímulo y por una lista de argu-

mentos entre paréntesis.

Además de los mensajes, se puede indicar la creación y destrucción de ob-

jetos y enlaces durante la interacción con las palabras clave new, destroyed, y

transient, que equivale a las otras dos y, por tanto, denota que el objeto o enlace

ha sido creado y destruido durante la interacción.

Tipos de mensajes

A continuación, veremos los diferentes tipos de mensajes:

a) Mensajes asíncronos. La comunicación asíncrona se produce cuando la clase emi-sora envía un mensaje al suministrador y se continúa ejecutando sin esperar a quellegue el resultado. La clase receptora, por su parte, no ejecuta la operación inmedia-tamente, sino que deja la petición en una cola. Se representa mediante una flecha conla punta abierta y cortada horizontalmente.

b)Mensajes síncronos. Sólo se dan cuando el cliente envía un mensaje al suminis-trador y éste acepta el mensaje. La clase emisora ejecuta el código hasta que envía


el mensaje y, después, se espera a recibir el resultado de la operación asociada almensaje. Se representan mediante una flecha con la punta coloreada que indica elsentido.

Ejemplo de diagrama de colaboración

Si usamos la colaboración del “Ejemplo de colaboración”, se ha descrito una inte-racción en la cual un bibliotecario pide información sobre un objeto de la clase Lector–identificado por su número de carnet– y sus préstamos, mediante un mensaje al ob-jeto unLector que sólo tiene el número de secuencia y la firma de la operación pedida.Durante su ejecución, unLector envía un mensaje al multiobjeto de la clase Libro. Esteúltimo mensaje es sincrónico, y del primero no se indica que sea sincrónico o asíncronoporque corresponde a una interacción entre un usuario y el sistema.

3.3. El diagrama de secuencias

A diferencia del diagrama de colaboración, en el diagrama de secuencias no

se representan de forma explícita los papeles de asociaciones (quedan implícitos

en los mensajes) y se representa explícitamente el orden en el tiempo, e incluso la

duración, de los mensajes y de las operaciones que ponen en marcha.


El diagrama de secuencias está estructurado según dos dimensiones. El tiem-

po se representa verticalmente y corre hacia abajo, y no está representado ne-

cesariamente a escala. En dirección horizontal, hay franjas verticales sucesivas

que corresponden a los diferentes papeles de clasificadores que participan en la

interacción; cada papel de clasificador está representado por el símbolo habi-

tual, que encabeza su línea de vida. El orden de los clasificadores de izquierda

a derecha no es significativo, aunque la tendencia debe ser que los mensajes

circulen de izquierda a derecha y los resultados y respuestas, de derecha a iz-

quierda.

La línea de vida simboliza la existencia del papel en un cierto periodo de tiem-

po. Se representa mediante una línea discontinua vertical que va desde la creación

del objeto hasta su destrucción.

Si la destrucción no está prevista en el diagrama, entonces la línea de vida irá

hasta la parte inferior del mismo, es decir, hasta más allá del último mensaje que

se muestra. Si se quiere indicar la destrucción del objeto, entonces el final de la

línea de vida irá marcado con una X. Puede ser que durante una parte de la línea

de vida haya dos activaciones del objeto a la vez, que no serán concurrentes sino

alternativas según una condición que determina que se emita el mensaje que

pone en marcha una u otra.

Una activación es una parte de la línea de vida durante la cual dicho papel

ejecuta una acción, u otros papeles ejecutan otras acciones como consecuencia de

una acción ejecutada por el papel.

Las activaciones sirven para modelar relaciones de control entre clases y se re-

presentan mediante rectángulos alargados verticalmente insertados en las líneas

de vida. El inicio y el final del rectángulo coinciden con la llegada del mensaje

que pone en marcha la acción y el envío del mensaje de respuesta, respectivamen-

te. Pueden tener etiquetas, que especifican la acción que corresponde al mensaje.

Para especificar llamadas recurrentes del mismo papel, se representará una nueva

activación desplazada un poco más a la derecha.

Los mensajes se indican con flechas iguales a las del diagrama de colabora-

ción, que comienzan en una activación (al principio de ésta o por el medio) y

acaban en otra. Su orden de arriba abajo expresa el orden en que se producen

en el tiempo. Además, una flecha inclinada (hacia abajo, necesariamente) in-

dica un mensaje de duración no ignorado, o de otro modo la flecha sería hori-

zontal.


La especificación de los mensajes es muy parecida a la que hemos visto en el

diagrama de colaboración. Las principales diferencias son las siguientes:

• No se indican los números de secuencia, ya que quedan implícitos en el or-

den temporal de los mensajes y de las activaciones que provocan.

• Si hay dos expresiones de secuencia para el mismo mensaje, habrá dos fle-

chas, cada una con la cláusula de condición correspondiente, que saldrán del

mismo punto de la activación.

A diferencia del diagrama de colaboración, se pueden indicar los mensajes de

retorno al final de una activación, en forma de flechas de línea discontinua y

punta abierta.

Ejemplo de diagrama de secuencias

Diagrama de secuencias equivalente a diagrama de colaboración.

Este ejemplo corresponde al ejemplo de diagrama de colaboración del final del subapar-tado 4.2:

Observad que no se indican los papeles de los objetos ni los números de secuencia delos mensajes, pero de todas formas queda claro qué mensaje es consecuencia de qué


otro. Observad la diferencia entre línea de vida y activación: puesto que los objetos yel actor existían antes de la interacción y continuarán existiendo después, sus líneasde vida (las líneas verticales discontinuas) comienzan antes y acaban después de lasactivaciones respectivas. Que las flechas de los mensajes sean horizontales quiere de-cir que se pueden considerar instantáneos, pero en cambio, los procesos tienen unaduración no ignorada, ya que tienen una cierta medida en dirección vertical y losmensajes en cascada se encuentran en flechas cada vez más abajo.

Ejemplo de diagrama de secuencias con creación y destrucción de objetos y activaciones alternativas.

Consideremos el siguiente diagrama de secuencias:

Se trata de añadir o suprimir un campo (dato atómico) contenido dentro de un gru-po de datos, según que la función pedida sea a o s, respectivamente. Puesto que ungrupo de datos puede estar contenido dentro de otro (una vez o más) se da una ac-tivación recursiva de objetos de la clase GrupoDeDatos (naturalmente serán objetosdiferentes en cada activación, pero en el diagrama se representa un objeto en gene-ral). Los dos mensajes alternativos se producirían en el mismo momento; el hechode que uno de éstos se represente mediante una. flecha con una parte inclinada essólo por razones de dibujo. Podéis prestar atención a cómo se representan la crea-ción y la destrucción del objeto campo. La flecha del mensaje de creación (añadir)se supone que coincide con el principio de la activación, el cual lo hace, a su vez,con el principio de la línea de vida. Hay una bifurcación de la línea de vida del ob-


jeto de la clase campo desde el comienzo, pero las dos partes no se vuelven a juntarporque cuando se destruye un objeto (observad la X al final de una de sus activa-ciones), su línea de vida ya no continúa.

4. El diagrama de actividades

El diagrama de actividades se puede considerar una variante tanto del diagra-

ma de estados como de los diagramas de interacción, ya que sirve para describir

los estados de una actividad, que es un conjunto de acciones en secuencia y/o

concurrentes en el cual intervienen clasificadores.

4.1. Elementos específicos

El diagrama de actividades tiene muchos elementos comunes con los diagra-

mas de colaboración y de estados (objetos, estados, transiciones simples y com-

plejas y seudoestados, acontecimientos, señales, flujos de control). Sus elementos

específicos son éstos:

1) Estados de acción, que son un caso particular de los estados, en los cua-

les no hay un objeto que permanezca en espera de que se produzca un acon-

tecimiento que lo haga salir del mismo, sino que se está desarrollando una

acción, que es la acción de entrada del estado. Cuando ésta acabe, se producirá

la transición, lo cual significa que un estado de acción no puede tener acciones

vinculadas a otros acontecimientos que no sean el de entrada ni, por tanto,

transiciones internas.

Los estados de acción se representan como un rectángulo en el cual los la-

dos derecho e izquierdo son semicircunferencias, con el nombre de la acción

y el de un acontecimiento seguido de “/defer” si durante la acción se puede

producir un acontecimiento que no es posible tratar hasta que termine.


2) Flujos de objetos, que consisten en que un objeto es creado o cambia de

estado en una acción y es utilizado por otra u otras.

Los flujos de objetos se representan mediante flechas de punta abierta y lí-

nea discontinua. Cuando un flujo de control y un flujo de objeto coinciden,

se representa sólo el flujo de objeto.

3) Estados de flujo de objeto, que significan que un objeto, probablemente

en un estado convencional determinado, ha pasado a estar disponible al acabar

una acción (es decir, al salir de un estado de acción).

El objeto, con indicación de su estado, se representa con un flujo de objeto

que entra y otro que sale, y el símbolo del objeto en un estado es el mismo uti-

lizado en las colaboraciones. Un objeto puede figurar varias veces en un diagra-

ma, cada vez en un estado diferente.

4) Estados de subactividad, que son un caso particular de los estados com-

puestos, y corresponden a la ejecución de todo un subdiagrama de actividades.

Los estados de subactividad se representan como un estado de acción en cuyo

interior hay dos pequeños estados de acción con una transición de uno a otro.

5) Swimlanes son franjas verticales del diagrama que, a diferencia de las

del diagrama de secuencias, no corresponden a papeles de clasificadores sino

a unidades organizativas responsables de diferentes acciones. Cada estado de

acción pertenece a un swimlane, y puede haber transiciones y flujos de obje-

tos de un swimlane a otro. Los swimlanes llevan un nombre en su parte supe-

rior y están separados por líneas verticales continuas.

6) Iconos de control, que representan el envío de una señal al acabar un esta-

do de acción y su recepción en otro como entrada.

En las transiciones puede haber bifurcaciones y reunificaciones posteriores

del flujo de control basadas en condiciones de guarda incompatibles –a menudo

complementarias–. Por tanto, no expresan ninguna sincronización, ya que los

dos flujos de control son alternativos. En la bifurcación y en la reunificación se

ponen rombos en lugar de símbolos de seudoestado (barras gruesas).

Ejemplo de diagrama de actividad

En el ejemplo siguiente se describe la gestión de la compra de ordenadores en una em-presa.


Si partimos del estado inicial, el departamento que hace la petición realiza la acción Pre-paración propuesta, de la cual resulta un objeto de la clase Compra en el estado propuestaque entra en la acción Revisión presupuesto, que está a cargo de Control de gestión. Comoresultado de esta acción, si no hay presupuesto para la compra (guarda no presupuesto)el departamento que pide pone en marcha la acción Cancelación, con la que se llega alestado final. Si la guarda que se cumple es hay presupuesto, el objeto Compra pasa al es-tado presupuestada y entra dentro del estado de subactividad Gestión de compra (el cualse supone que está detallado en un diagrama de actividades aparte). Observad que a lavez se envía una señal que hace que el objeto de clase ConexionRed pase al estado acti-


vada y que la llegada a este estado produzca una señal que, juntamente con el cumpli-miento sucesivo de la actividad Gestión de compra y las acciones Envío y Transporte,permite que se ponga en marcha la acción Recepción, que lleva al estado final.

5. Los diagramas de implementación

Los diagramas de implementación, a diferencia de los estáticos y de los diná-

micos, no describen la funcionalidad del software, sino su estructura general con

vistas a su construcción, ejecución e instalación. Son dos:

• El diagrama de componentes, que muestra cuáles son las diferentes partes del

software.

• El diagrama de despliegue, que describe la distribución física de las diferentes

partes del software en tiempo de ejecución.

Se utilizan en el diseño y la implementación.

5.1. El diagrama de componentes

El diagrama de componentes describe la descomposición física del sistema de

software (y, eventualmente, de su entorno organizativo) en componentes, a efec-

tos de construcción y funcionamiento.

La descomposición del diagrama de componentes se realiza en términos de

componentes y de relaciones entre los mismos.

5.1.1. Los componentes

Los componentes identifican objetos físicos que hay en tiempo de ejecución, de

compilación o de desarrollo, y tienen identidad propia y una interfaz bien definida.


Los componentes incluyen código en cualquiera de sus formatos (código

fuente o ejecutable), DLL, imágenes, pero también pueden ser documentos

manuales cuando se describen partes no informatizadas de un sistema de in-

formación.

Ejemplo de componente

Un componente podría ser, por ejemplo, un conjunto de clases –ya sea en formafuente o ejecutable– agrupadas dentro de un paquete de UML o de Java. La interfaz co-rrespondiente constará no de todas las operaciones de alguna clase del paquete quepueden ser pedidas desde otras clases, sino sólo de las que pueden ser pedidas desde fue-ra del paquete. En un software, puede ser que se encuentren en tiempo de compilaciónvarios paquetes de clases hechas anteriormente que estén en forma ejecutable, quesean necesarios para compilar otros paquetes, éstos de clases nuevas en forma fuente.Después de la compilación, puede ocurrir que las clases resultantes, ahora ya todas enforma ejecutable, se agrupen en paquetes de otro modo (con vistas a la comercializa-ción del software, por ejemplo) y las clases de estos diferentes paquetes colaboren entiempo de ejecución.

De los componentes, se puede indicar su tipo o una instancia. Los primeros se

denominan componentes de tipo y se dan en tiempo de desarrollo o en tiempo

de compilación, y los segundos se denominan componentes de instancia y exis-

ten en tiempo de ejecución.

Un componente se representa mediante tres rectángulos, uno que contiene

el identificador del componente (el nombre del tipo y, opcionalmente, el de la

instancia, como en las clases y objetos) y dos menores incrustados en el lado iz-

quierdo del primero.

5.1.2. Relaciones entre componentes

En un diagrama de componentes se muestran las diferentes relaciones que se

pueden establecer entre componentes y otros componentes, objetos o procesos

(objetos activos).

En el caso de componentes no informáticos, el significado de la relación es

que un componente utiliza la información contenida en el otro. En el caso de


componentes de software, se distinguen dos tipos de relaciones, las relaciones en

tiempo de desarrollo y las relaciones de llamada:

• Las relaciones en tiempo de desarrollo son asociaciones entre componentes

que modelan dependencias las cuales se tendrán en cuenta en tiempo de com-

pilación o en tiempo de enlace.

• Las relaciones de llamada son asociaciones entre componentes que sirven para

modelar llamadas entre componentes, es decir, que un componente –el clien-

te– utilice servicios de otro –el proveedor–. En tiempo de desarrollo, las relacio-

nes de llamada se establecen entre componentes de tipo, y se representan en

los diagramas de componentes. En tiempo de ejecución, se producen entre dos

componentes de instancia y se representan en los diagramas de despliegue.

Además, un componente puede tener relaciones de agregación y composición

con otros componentes y con objetos. En el caso de la composición, los compo-

nentes de un componente se pueden representar dentro del mismo.

Ejemplo de diagrama de componentes

Observad el siguiente diagrama de componentes:

El componente Comp2 utiliza el Comp1 y contiene el componente Comp3 y un objetode la clase Cl1.


5.2. El diagrama de despliegue

El diagrama de despliegue permite (en inglés, deployment) mostrar la arqui-

tectura en tiempo de ejecución del sistema respecto a hardware y software.

El diagrama de despliegue se utiliza en el diseño y la implementación. Se pue-

den distinguir componentes (como los del diagrama de componentes) y nodos,

así como las relaciones entre todos éstos.

Es más limitado que el diagrama de componentes, en el sentido de que re-

presenta la estructura del sistema sólo en tiempo de ejecución, pero no en tiem-

po de desarrollo o compilación. Sin embargo, resulta más amplio en el sentido

de que puede contener más clases de elementos.

5.2.1. Los nodos

Los nodos representan objetos físicos existentes en tiempo de ejecución, sir-

ven para modelar recursos que tienen memoria y capacidad de proceso, y pue-

den ser tanto ordenadores como dispositivos o personas.

Los componentes participan mediante éstos en los procesos.

Puede haber nodos de tipo y nodos de instancia. Los nodos se representan

mediante paralelípedos rectangulares.

5.2.2. Relaciones dentro del diagrama de despliegue

Entre los nodos se establecen relaciones que significan que existe comunica-

ción entre éstos. Se representan mediante líneas continuas, y se puede hacer con

un estereotipo que indica el tipo de comunicación.

Un componente o un objeto se puede ejecutar si se utilizan los recursos de un

nodo o puede estar contenido en éste. En el primer caso, se da una dependencia

con el estereotipo supports; en el segundo, se establece una relación de agregación

o composición, que es posible representar de las maneras habituales.

Se puede representar que un objeto o componente emigra de un nodo a otro o

se transforma en otro. En el primer caso se representa el objeto o componente en


los dos nodos, y en los dos casos, la relación entre sí es una dependencia con el

estereotipo becomes. Podemos tener asociada una propiedad que indique el tiempo

en que se producirá la migración.

Además, entre componentes se pueden establecer las mismas relaciones me-

diante interfaces que en el diagrama de componentes, limitadas, pero en tiempo

de ejecución.

Ejemplo de diagrama de despliegue

Observemos el siguiente diagrama de despliegue:

El nodo Servidor contiene el componente Componente1 y tiene comunicación con elnodo Cliente, que contiene el componente Componente2 y un objeto de Clase1;Componente2 depende de Clase1 de una manera no especificada.

© Editorial UOC 107 Capítulo III. Introducción a la...

Conclusiones

En este capítulo hemos visto el resto de los diagramas que considera el estándar

UML. Dichos diagramas son los siguientes:

• diagrama de casos de uso,

• diagrama de estados,

• diagramas de interacción: diagrama de secuencias y diagrama de colaboración,

• diagrama de actividad,

• diagramas de implementación: diagramas de componentes y diagrama de

desarrollo.

Hemos visto detalladamente los conceptos y el uso de todos éstos.

También hemos tratado las conexiones que se establecen entre estos diagra-

mas, así como entre éstos y el diagrama estático. Así, por ejemplo, los clasifica-

dores figuran en el diagrama estático, el de interacción y el de implementación.

Los estados, en el diagrama de estados y en el de actividad; los actores, en el

diagrama de casos de uso y en los de interacción que describen la implementa-

ción de los casos de uso, etc.

© Editorial UOC 109 Capítulo IV. Recogida y documentación...

Capítulo IV

Recogida y documentación de requisitos

En el capítulo “Introducción a la ingeniería del software OO” se dijo que en

esta obra se seguiría el ciclo de vida iterativo e incremental del denominado

Rational Unified Process. Se vio también que el primer componente de proceso

de cada iteración es la recogida de requisitos, que es la base para los otros com-

ponentes de proceso. En este capítulo se verá cómo se realiza la recogida de re-

quisitos en forma documentada, mediante notaciones y conceptos del UML que

ya hemos visto.

La recogida de requisitos busca obtener información sobre dos aspectos esen-

ciales del software que se desarrolla:

1) Los procesos que debe realizar sobre los datos.

2) La manera en que debe pedir a los usuarios los datos de entrada y qué fun-

ción del software quieren utilizar en cada momento y presentarles los resultados,

que es lo que conocemos como interfaz de usuario del futuro software.

Aunque se trata de dos aspectos del software bastante diferentes, puesto que las

fuentes de información son las mismas, conviene recoger estos dos tipos de requi-

sitos al mismo tiempo.

El uso que se hace de la recogida de requisitos en las diferentes fases del ciclo

de vida mencionado es el siguiente:

• En la fase de inicio se identifican casi todos los casos de uso, para delimitar

el alcance del proyecto, pero sólo se describen detalladamente los más crí-

ticos.

• Durante la fase de elaboración se describen la gran mayoría de los casos de uso,

aunque sólo se implementa una pequeña parte de los mismos.


• El resto de los requisitos se describen e implementan en la fase de construc-

ción; en la fase de transición sólo intervienen los eventuales requisitos nue-

vos o modificados.

1. Los requisitos

Los requisitos son la especificación de lo que debe hacer el software; son des-

cripciones del comportamiento, propiedades y restricciones del software que hay

que desarrollar.

A menudo se dice que los requisitos deben indicar qué tiene que realizar el

software sin decir cómo debe hacerlo; pero esto es demasiado radical, por dife-

rentes razones:

• Los desarrolladores de software son técnicos y, tal vez, les resultaría difícil

entender unos requisitos extremadamente abstractos.

• Está claro que debe haber unas referencias mínimas a la tecnología utilizada.

• Finalmente, el software deberá ser compatible con el entorno técnico y orga-

nizativo.

Los requisitos tienen un doble papel:

a) Servir de base para un acuerdo entre los usuarios (más exactamente, la

empresa cliente) y los desarrolladores sobre el software que hay que desarrollar.

Esto significa que la documentación de los requisitos debe llevarse a cabo de

una manera inteligible para los usuarios, que tendrán que revisarlo.

b) Los requisitos son la información de partida para desarrollar el software;

son la entrada de la etapa siguiente, el análisis.

1.1. Clases de requisitos

Existen dos clases de requisitos, los funcionales y los no funcionales.


• Los requisitos funcionales describen qué debe realizar el software para sus

usuarios: aceptar, verificar y registrar datos, transformarlos, presentarlos, etc.

Estos requisitos quedan recogidos en los casos de uso.

• Los requisitos no funcionales* no van asociados a casos de uso concretos y

consisten en restricciones impuestas por el entorno y la tecnología, especifi-

caciones sobre tiempo de respuesta o volumen de información tratado por

unidad de tiempo, requisitos en cuanto a interfaces, extensibilidad, facilidad

de mantenimiento, etc.

2. Fuentes de información

Para recoger información de los requisitos que debe cumplir el software, de-

beremos recurrir a las fuentes de información siguientes:

a) Las entrevistas –y eventualmente las encuestas– a los futuros usuarios es

importante que vayan acompañadas de la observación directa del trabajo de los

mismos.

b) La documentación sobre el sistema actual existente. Si el sistema está in-

formatizado, deberán estudiarse los manuales de la aplicación y también los pro-

cedimientos manuales que se utilizan.

c) Colegas de los usuarios. Es posible que los usuarios estén acostumbrados a rea-

lizar su trabajo de la misma manera durante mucho tiempo. Por lo tanto, el hecho

de conocer otros puntos de vista les ayudará a salir de esquemas prefijados; pueden

hablar con los colegas de los usuarios mismos, los desarrolladores o unos y otros.

d) Finalmente, es también muy útil realizar una revisión de sistemas parecidos

que existan en el mercado. Los usuarios consideran tan evidente que determinadas

funciones forman parte del dominio que creen innecesario mencionarlas, y que,

probablemente, están implementadas en todo software parecido que exista. Lo mis-

mo ocurre con las denominadas funciones del sistema, que los usuarios no utilizan

*. Los requisitos no funcionales pueden describirse en forma de casos de uso ficticios.


en su trabajo normal, pero que son convenientes, y a menudo imprescindibles,

para el funcionamiento regular del software: reorganización de las bases de datos,

alta y baja de usuarios y mantenimiento de los parámetros y las tablas básicas del

software.

3. Pasos de la recogida y documentación de requisitos

Los pasos de la recogida y documentación de requisitos son los siguientes:

1) Conocimiento del contexto del futuro software.

2) Recogida y clasificación de los guiones.

3) Identificación de los actores.

4) Identificación de los casos de uso a partir de los guiones.

5) Identificación de relaciones entre casos de uso (extensión, inclusión, es-

pecialización).

6) Identificación de las relaciones de especialización entre actores.

7) Documentación de los casos de uso.

3.1. El contexto del software

Los desarrolladores de software que se encargarán de recoger los requisitos ge-

neralmente tendrán formación y experiencia informáticas, pero no conocerán

la actividad profesional de los usuarios. Si es así, será conveniente que adquie-

ran cierto conocimiento desde el punto de vista organizativo y, como consecuen-

cia, de la terminología que se utiliza; esto es lo que denominamos contexto del

software.

Hay dos maneras de describir el contexto de un software:

• el modelo del dominio, que es la manera simplificada, y

• el modelo del negocio, que es una modalidad más detallada.

En cualquier caso, hay que elaborar un glosario de los términos más utilizados.

Incluso si no se realiza ninguno de los dos modelos, conviene confeccionar el

glosario.


3.1.1. El modelo del dominio

El modelo del dominio recoge los tipos de objetos –las clases– más importantes.

Como objetos importantes, podemos establecer la clasificación siguiente:

• Objetos del negocio. Facturas, expedientes, cuentas, etc.

• Objetos del mundo real y conceptos relacionados con éstos (cliente, historial

de ventas, etc.).

• Acontecimientos, como llegadas de trenes, expiración del plazo para pagar una

factura, etc.

Para realizar el modelo del dominio, se utiliza el diagrama de clases del UML.

Al modelizar el contexto, hay que tener presente que se trata de realizar un

modelo del entorno del software, y no del software; esto último se realiza dentro

de otro componente de proceso, el análisis y diseño.

3.1.2. El modelo del negocio

El modelo del negocio* describe a grandes rasgos los procesos y entidades prin-

cipales en torno al software.

Este modelo describe cada una de las grandes actividades del negocio en tér-

minos de casos de uso y de entidades y unidades de trabajo (que son agrupacio-

nes de entidades que tienen un significado para el usuario) que intervienen. Se

utilizan el diagrama de casos de uso y el de objetos, y para explicar los casos de

uso se pueden usar diagramas de interacción y de actividades.

Diferencias del modelo del dominio y el modelo del negocio

El modelo del dominio y el modelo del negocio son bastante diferentes; no se puededecir que el modelo del dominio sea la parte del modelo de negocio que considera lasentidades del mismo. Las clases del modelo del dominio se han obtenido a partir deun estudio superficial del negocio, mientras que en el modelo del negocio primero se

*. Realmente, el término negocio no debe tomarse en sentido literal. El entorno del software puedeser no sólo una organización no lucrativa (o una parte de ésta), sino también un robot, por ejem-plo, si el software debe gestionar el funcionamiento de éste.


describen, en líneas generales, los casos de uso, después se identifican las entidadesque participan en el mismo y, finalmente, estos casos de uso se describen con másdetalle, pero siempre teniendo en cuenta los aspectos organizativos más que los in-formáticos.

3.2. Los guiones

En realidad, los usuarios difícilmente identificarán los casos de uso de una ma-

nera explícita y sistemática. Generalmente nos explicarán algunas de las series

de operaciones más frecuentes que realizan en su trabajo; esto es lo que se deno-

mina guiones.

Los guiones tienen las características siguientes:

• Son sesiones que un actor lleva a cabo en relación con el software.

• Para un sistema de software existen muchos guiones posibles; es suficiente con

describir un subconjunto en el que aparezcan, al menos una vez, todas las fun-

ciones que debe tener el software.

• Sirven para extraer los casos de uso.

Los guiones son la fuente de información principal, ya que expresan las nece-

sidades de los usuarios tal como ellos las ven; conviene que cada guión describa

de manera precisa y completa la interacción correspondiente entre el usuario y el

software: También es preciso que se indiquen todas las excepciones, casos particu-

lares y precondiciones.

3.3. Identificación de los actores

Como hemos visto, un actor es un papel, o más, de cualquier entidad externa

que se prevé que interactuará con el software y le dará información o bien la re-

cibirá. Las entidades externas en cuestión pueden ser personas, máquinas, otros

sistemas de software o instantes en el tiempo en los cuales debe ponerse en mar-

cha automáticamente algún proceso.


Cada actor tiene un papel para cada caso de uso en el que interviene; un papel

es primario si el actor pone en marcha el caso de uso correspondiente.

Algunas consideraciones sobre los actores:

1) A una persona, por ejemplo, le pueden corresponder diferentes actores, si

es que puede tener diferentes conjuntos de papeles independientes en relación

con el software; en realidad, no nos interesa si dos actores pueden ser la misma

persona o no.

2) Se supone que los actores no llevan a cabo, en principio, ninguna secuen-

cia de casos de uso determinada, sino que cada actor invoca diferentes casos de

uso independientemente en momentos determinados por su actividad exterior

en el software.

3) Cada actor debe corresponder al menos a un usuario concreto; así se evita

definir actores demasiado abstractos.

4) Es suficiente con identificar los actores, no es necesario describirlos de-

talladamente.

5) No tiene sentido que dos actores intervengan exactamente en los mismos

casos de uso con los mismos papeles.

A veces, puede ser útil esta clasificación de los actores:

• El usuario final o colectivo de personas que interactuarán directamente con el

sistema y utilizarán las funciones de usuario.

• El usuario privilegiado o gestor del sistema encargado de definir la forma de

funcionamiento del sistema, del que utilizará principalmente sus funciones.

• El entorno informático, concepto que agrupa todo lo que se refiere a la interfaz

no humana del software.

3.4. Identificación de los casos de uso

Los casos de uso tienen estas características:

1) Son procesos autónomos iniciados por un actor o por otro caso de uso.

Dos procesos iniciados por actores diferentes no pueden ser parte del mismo


caso de uso, como tampoco pueden serlo los procesos que no sean nunca pues-

tos en marcha directamente por un actor, excepto los casos de uso que formen

parte de otros mediante relaciones include.

2) Representan funciones ofrecidas por el software e identifican sus entradas

y salidas. Un caso de uso debe proporcionar siempre un resultado definido al ac-

tor primario.

3) Describen el qué de estas funciones y no el cómo, excepto las especifica-

ciones no funcionales, a las cuales a veces se puede dar la forma de casos de uso.

4) Pueden servir de base para pruebas de caja negra.

5) Los casos de uso que se describan por primera vez en una iteración deter-

minada deben encajar con los de las iteraciones anteriores; si es indispensable,

se pueden modificar estos últimos.

Es importante describir todos los casos de uso relativos al software considera-

do. Sin embargo, dentro de un ciclo de vida iterativo e incremental, se irá ha-

ciendo por partes.

Los casos de uso se obtienen de los guiones, y se identifican las partes autóno-

mas y eventualmente comunes a diferentes guiones en los que participa un mis-

mo actor; también puede suceder que un caso de uso agrupe diferentes guiones

enteros. A cada caso de uso se le da un nombre, que por lo general consta de un

verbo y un complemento directo.

3.5. Identificación de las relaciones

entre casos de uso

En el subapartado anterior habrán quedado claras las relaciones de exten-

sión, inclusión y generalización entre casos de uso. Con vistas a decidir si una

relación entre casos de uso es de un tipo o de otro, se pueden tener en cuenta

estas reglas:

1) Una relación de extensión siempre se relaciona con una condición. Así,

cuando hay diferentes flujos de proceso posibles o bien casos especiales o errores

que deban ser tratados de manera diferente, tendremos relaciones de extensión.

No obstante, a pesar de todo, el caso de uso que se ejecuta condicionalmente tiene


autonomía en el sentido de que da cierto resultado concreto al actor que lo ha ini-

ciado, que es el mismo que el del caso que se extiende.

Ejemplo de casos de uso con el mismo actor

Puede ocurrir que deba darse de alta a un cliente que no esté en la situación de usode registro de un pedido ni en el de planificación de una visita de un vendedor; elactor debería ser, en ambos casos, el que puede dar de alta a clientes.

2) Una relación de inclusión es únicamente un recurso para evitar la descrip-

ción de una misma parte de proceso dentro de diferentes casos de uso.

Ejemplo de relación de inclusión entre casos de uso

Una factura que tiene un error se debe poder rechazar y devolver tanto si la factura espor una compra como por un servicio. Es decir, el caso de uso de rechazo de una fac-tura se incluye tanto dentro del caso de uso de tratamiento de una factura de compracomo dentro del tratamiento de una factura de servicio.

Por lo tanto, no es necesario que el caso de uso incluido tenga autonomía ni

que sea puesto en marcha directamente por un actor (que, en cualquier caso, se-

ría el mismo que pone en marcha los casos de uso en los cuales se incluye). En

caso contrario, probablemente lo mejor será considerar que la relación es de ex-

tensión, ya que nada se opone al hecho de que un caso de uso extienda varios

con el mismo actor.

3) Una relación de especialización indica que, de los dos casos de uso rela-

cionados, uno es una versión especializada de la otra, en el sentido, por ejem-

plo, de que el primero se aplica a una subclase de la clase a la cual se aplica el

segundo.

Ejemplo de relación de especialización

El caso de uso de matrícula de un estudiante de nuevo ingreso se puede consideraruna especialización del caso de uso de matrícula de un estudiante en general, si elproceso adicional que debe realizarse en el primer caso es un conjunto de operacio-nes independientes y dispersas. Sin embargo, si este proceso adicional tuviera enti-dad propia, la relación podría ser de extensión entre el caso general y la parte quesólo se realiza para los estudiantes nuevos.


3.6. Identificación de las relaciones de especialización entre actores

El actor A es una especialización del B si A tiene todos los papeles de B (es

decir, hace los mismos papeles en relación con los mismos casos de uso) y algu-

no más. No parece que la identificación de este tipo de relaciones tenga ningún

problema.

3.7. La documentación de los casos de uso

Se pueden distinguir dos tipos de documentación de los casos de uso:

• documentación textual,

• documentación formal.

3.7.1. La documentación textual

La documentación textual se compone de la descripción textual de los casos

de uso y el glosario de los términos de la descripción textual.

La descripción textual

Es necesario elaborar una descripción textual de cada caso de uso. Conviene

realizarla mediante una plantilla y aplicar sistemáticamente unas normas de

formato.

A continuación, se describe una manera de realizar la documentación textual

de un caso de uso.

Establecemos las convenciones siguientes:

• Nombres de actor en negrita,

• Otra terminología del usuario en cursiva,

• Referencias a otros casos de uso subrayadas.


Daremos a la documentación textual la estructura siguiente:

• Cabecera. Número y nombre del caso de uso, resumen de la funcionalidad, pa-

pel del caso de uso dentro de trabajo del usuario, casos de uso relacionados,

actores.

• Cuerpo. Precondición y postcondición del sistema, etapas, contenido de las

entradas y salidas, alternativas de proceso y excepciones.

• Final. Cuestiones que hay que aclarar (las respuestas se incluirán, con autor

y fecha, dentro de los comentarios), hipótesis que se realizan sobre aspectos

no aclarados, comentarios, cambios.

El glosario

Es muy conveniente para unificar la terminología y su interpretación. Se

puede extraer del modelo del dominio o del negocio, pero también se puede ob-

tener a partir de entrevistas con usuarios.

3.7.2. La documentación formal

Es imprescindible un diagrama de casos de uso que los muestre todos con las

relaciones entre éstos y entre los actores. Además, puede ser que para casos de

uso concretos convenga utilizar algún otro diagrama como complemento de la

descripción textual: diagrama de actividades, de estados o de interacción.

Quizá podría crear alguna confusión el hecho de que en el análisis se utilizan

también estos diagramas para describir de manera detallada y formalizada los

casos de uso; pero hay diferencias importantes:

a) En el ámbito de requisitos, la descripción de los casos de uso es principal-

mente textual, y los diagramas realizan sólo una función complementaria y no

se elaboran sistemáticamente para todos los casos (no olvidemos que los usuarios

deben entender los requisitos, lo cual obliga a no usar notaciones muy formales).

En cambio, en el ámbito de análisis, los diagramas de interacción o de activida-

des se realizan sistemáticamente para todos los casos de uso como un paso de for-

malización en términos de objetos antes de su implementación.

b) Los diagramas del análisis utilizan las clases definidas en el diagrama es-

tático que se elabora, mientras que los objetos que salen en los diagramas de los


requisitos habrán sido identificados en el modelo del dominio o en el modelo

del negocio, o simplemente en el momento de realizar el diagrama en el que sa-

len, y por lo tanto son provisionales.

4. La recogida y documentación de requisitos de la interfaz de usuario

En la introducción de este módulo vimos que es necesario recoger tanto los

requisitos de funcionalidad como los de interfaz de usuario. Con Weinschenk,

Jamar y Yeo podemos hacer esta especificación de los objetivos de la recogida de

requisitos de la interfaz de usuario*.

Según los autores mencionados, la recogida y documentación de requisitos de

la interfaz de usuario consiste en documentar y verificar información sobre los

usuarios, su trabajo actual y su visión del trabajo con el software futuro, con vistas

al diseño de la interfaz de usuario del nuevo software.

Concretamente, se trata de obtener la documentación siguiente:

• Restricciones organizativas y técnicas.

• Perfiles de los usuarios.

• Descripción de las tareas actuales y futuras.

• Especificaciones de usabilidad.

• Guiones para los casos de uso.

4.1. Concepto de interfaz de usuario

La interfaz de usuario es lo que los usuarios ven del funcionamiento del software.

También se denomina interfaz hombre-máquina.

*. D. Weinschenk; P. Jamar; S.C. Yeo (1997). GUI Design Essentials. John Wiley & Sons.


Ejemplos de interfaces de usuario

Los casos más habituales de interfaces son entradas mediante teclado y pantalla ysalidas por pantalla e impresora. También se pueden considerar entradas y salidassonoras y entradas por escáner.

De la interfaz de usuario dependen en gran medida los factores siguientes:

• La comodidad del usuario. Afecta a la ansiedad, frustración, confusión, fatiga.

• La productividad del usuario. Es mejor en la medida en que sea necesario se-

leccionar menos teclas y botones, y que los recorridos que deba realizar con

el ratón sean más cortos y menos frecuentes.

• La imagen del software. Los usuarios juzgan la calidad del software sobre todo

a causa de lo que ven más directamente, es decir, a causa de las interfaces. No

se dan cuenta de la calidad de la programación, al menos mientras no afecte

de manera perceptible al funcionamiento del software; por lo tanto, la interfaz

de usuario puede determinar el éxito o el fracaso de un software.

Además, una interfaz de usuario inadecuada puede provocar errores del

usuario, sobre todo en caso de circunstancias no habituales, en las que el usua-

rio tiene como única guía la interfaz misma. También puede provocar la in-

frautilización del software (en términos de usuarios potenciales y de funciones

disponibles), e incluso su rechazo total.

4.2. Identificación de las restricciones técnicas

Hay que determinar si se ha establecido el uso de alguna tecnología, herra-

mienta, plataforma o normativa concretas, y también la disponibilidad de ratón,

pantallas de colores y tipos de letra.

4.3. Elaboración de los perfiles de usuario

No se puede diseñar correctamente una interfaz de usuario sin saber para

quién se hace, ya que un diseño apropiado para un usuario (en sentido colecti-

vo) puede no serlo para otro. Hay que evitar en especial el error de que los de-


sarrolladores del software diseñen la interfaz de usuario como si los usuarios

fueran ellos mismos, ya que tienen una cultura profesional y unos conocimien-

tos de informática muy diferentes de los de la gran mayoría de los usuarios.

Los perfiles de usuario tienen estos aspectos:

• Experiencia en torno a hardware y software (ratón, teclado, ventanas, etc.).

• Experiencia en aplicaciones del mismo dominio.

• Experiencia en el trabajo.

• Frecuencia de uso del software y grado de rotación del personal.

4.4. Documentación de las tareas actuales y futuras

De cada tarea hay que recoger los aspectos siguientes:

• La tarea en sí, su frecuencia y qué usuarios la realizan.

• El entorno en el que se lleva a cabo, especialmente si hay limitaciones de espa-

cio, la iluminación, y si hay suciedad que pueda afectar a algunos dispositivos

como los ratones.

• Su situación dentro del flujo de tareas, es decir, cuáles la preceden, la siguen

o la interrumpen y las interdependencias con otras tareas que obliguen a se-

guir un orden determinado.

• Qué información entra y sale y cuáles son los resultados y hacia dónde van.

• Qué documentos y herramientas son necesarios.

• Cuáles son los problemas y errores más frecuentes.

• Las quejas y sugerencias sobre cómo se realiza la tarea.

Esta información no se documenta de manera formalizada. Una tarea o se-

cuencia de tareas se puede representar mediante un diagrama de actividad sim-

plificado en el cual sólo se representen los flujos y los estados de actividad, que

corresponderían a operaciones, ya sea manuales o informatizadas.

El conjunto de las tareas se puede representar en forma de una tabla que tenga

una fila para cada tarea y en la que las columnas correspondan a los aspectos in-

dicados. Obviamente se documentan por separado las tareas actuales y las futuras.


4.5. Comparación entre tareas y casos de uso

A pesar de que las fuentes de información para los requerimientos de funcio-

nalidad y de interfaz de usuario son las mismas, la información necesaria no es la

misma. Así, al describir los casos de uso desde el punto de vista de la funcionali-

dad, se pone énfasis en lo que realiza el software, mientras que cuando se descri-

ben desde el punto de vista de la interfaz de usuario, lo que interesa más son las

acciones que realiza el usuario y en qué condiciones lo hace.

Podemos resumir así las diferencias entre tareas y casos de uso:

a) Allí donde, desde el punto de vista de un caso de uso, el software presenta

determinada información, desde el punto de vista de las tareas el usuario la

comprueba y toma una decisión.

b) En un caso de uso que tiene diferentes posibilidades, no es necesario in-

dicar la frecuencia de cada una; en una tarea, sí.

c) A las tareas puramente manuales no les corresponde ningún caso de uso,

y en un caso de uso tampoco se indican las operaciones manuales de una tarea,

como poner un disquete antes de empezar un trabajo; en la descripción de una

tarea deben tenerse en cuenta, al menos para determinar la duración de la mis-

ma.

d) Cuando se produce una anomalía, el software se limita a avisar al usuario,

según el caso de uso, mientras que según la descripción de la tarea, el usuario

debe tomar una decisión y tal vez empezar otra tarea independiente.

Por lo tanto, hay que recoger información sobre las mismas funciones desde

dos puntos de vista.

Una buena manera de recoger requisitos para los dos usos sería que dos de-

sarrolladores realizaran de forma conjunta las entrevistas a los usuarios y que

cada uno se interesase por uno de los dos aspectos. Parece claro que es mucho

mejor que los dos entrevistadores lleven a cabo una entrevista y no dos en-

trevistas independientes, por dos motivos: para no hacer perder más tiempo

al usuario y para evitar tener dos versiones no coordinadas de las necesidades

de usuario.


4.6. Especificaciones de usabilidad

Las especificaciones de usabilidad son los requisitos no funcionales relativos

a la interfaz de usuario.

Las especificaciones de usabilidad se pueden referir a facilidad de utilización

o aprendizaje o a rapidez y precisión en la ejecución de las tareas. Conviene ex-

presarlas de manera cuantitativa.

Ejemplos de especificaciones de usabilidad

He aquí algunos ejemplos:

• Que el 90% de los usuarios que han trabajado al menos un año con el sistema an-

tiguo sean capaces de aprender en una semana las funciones indicadas en una lista,

valiéndose sólo de la documentación y la ayuda on-line.• Que el 80% de los usuarios después de una semana de aprendizaje puedan registrar

una media de diez facturas en treinta minutos o menos.• Que después de haber practicado dando tres altas de clientes, el 75% de los usuarios

pueda dar de alta a diez clientes en veinte minutos o menos y el 90%, en veinticin-

co minutos o menos.

5. Ejemplo

Utilizaremos un ejemplo de proyecto de software, del que veremos la docu-

mentación que se va generando en los pasos sucesivos de las etapas de recogida

de requerimientos, análisis y diseño. Por razones didácticas se ha elegido un

ejemplo mucho más sencillo que los casos reales.

El ejemplo trata de la informatización de la gestión de alquileres de locales

comerciales que realiza una agencia inmobiliaria. La información no estructu-

rada del ejemplo está en letra más pequeña, para distinguirla de las explicacio-

nes eventuales.


5.1. Información inicial

Éste es el resumen de la primera entrevista que tuvo el equipo de desarrollo del

software con el representante de la agencia inmobiliaria:

La agencia inmobiliaria (que desde ahora se denominará simplemente la agencia) al-quila locales comerciales, que pueden ser tiendas-almacén, oficinas o inmuebles. Losinmuebles son edificios que es posible alquilar enteros o por oficinas y tiendas-alma-cén individuales. Además, hay unos locales, denominados polivalentes, que puedenconsiderarse tanto oficinas como almacén.

Los propietarios de los locales pueden ser particulares o empresas. El propietario pue-de cancelar en cualquier momento la oferta de su local, pero mientras no lo haga nolo puede alquilar por su cuenta y está obligado a aceptar al arrendatario que propongala agencia si cumple las condiciones estipuladas; entonces la agencia prepara el con-trato de alquiler, que siempre es por un tiempo determinado. Cuando se cumple elplazo de preaviso de la renovación o no del contrato de alquiler, si hay renovación laagencia prepara el nuevo contrato y si no hay renovación o el arrendatario cancela elcontrato antes del plazo mencionado, la agencia propone al propietario buscarle otroarrendatario.

Otro servicio que realiza la agencia es recibir peticiones de alquiler de locales con ca-racterísticas determinadas (situación y superficie, principalmente) y entonces se bus-can locales que las tengan, entre los que alquila la agencia y, si es necesario, otrasagencias. Cuando encuentra uno conveniente, se propone al propietario que se con-vierta en cliente y, si acepta, se prepara el contrato.

5.2. Modelo del dominio

A simple vista se identifican los objetos o clases ‘local’, ‘propietario’, ‘arren-

datario’ y ‘contrato de alquiler’ (objetos del mundo exterior), ‘petición de al-

quiler de local’ (objeto del dominio) y ‘plazo de preaviso de fin de alquiler’

(acontecimiento). Se han puesto algunos atributos a las clases de manera orien-

tativa (sin tipo, o reuniendo en uno lo que pueden ser varios, como es el caso

de situación).


No es necesario que los nombres de los atributos, e incluso de las clases, respe-

ten las restricciones de algún lenguaje, porque este diagrama no se utilizará para

etapas posteriores.

5.3. Modelo del negocio

Para elaborar el modelo del negocio, sería necesaria más información con

vistas a elaborar unos primeros casos de uso. La información adicional es la

siguiente:

Cuando un propietario ofrece un local, es entrevistado por un agente que le pidelos datos identificativos y la dirección, superficie, características y restricciones (queel arrendatario no pueda poner un bar de copas, por ejemplo) del local, e introduceestos datos en el ordenador; después, un inspector visita el local y realiza un infor-me, a partir del cual fija el precio del alquiler y los usos para los que es adecuado.Cuando se produce una petición de alquiler, un vendedor entrevista al eventualarrendatario e introduce en el ordenador los datos y las características del local quepide; cuando se realiza un contrato de alquiler, el vendedor introduce los datos delarrendatario y del contrato.


El diagrama de casos de uso del modelo del negocio es el siguiente:

Mediante los diagramas de colaboración, identificamos los objetos que utili-

zan los casos de uso anteriores:


El diagrama de objetos del modelo del negocio es el siguiente:

5.4. El glosario del modelo del negocio

A continuación, se presenta el glosario del modelo de negocio.

Agencia: agencia inmobiliaria X, dedicada a la intermediación en el alquiler de loca-les comerciales.

Agente: empleado de la agencia que entrevista a los propietarios.

Arrendatario: persona o empresa que alquila un local comercial.

Arrendatario eventual: persona que pide a la agencia que le busque un local conunas determinadas características para alquilarlo con vistas a un uso concreto.

Código del local: dato que identifica un local, formado por el código de la zona, eltipo de local y un número correlativo.

Contrato: contrato legal de alquiler de un local, firmado por el propietario y el arren-datario.


Informe: reporte que elabora un inspector de la agencia sobre un local después de vi-sitarlo.

Inspector: empleado de la agencia que visita los locales antes de ofrecerlos en alquiler.

Local: inmueble o parte de éste que se alquila para usos comerciales, es decir, cual-quier uso excepto de vivienda o industria. Puede ser inmueble, oficina, tienda-alma-cén o polivalente.

Precio: importe mensual del alquiler de un local.

Propietario: persona o empresa que tiene el título de propiedad del local. Los clientesde la agencia son los propietarios de los locales que alquila.

Vendedor: empleado de la agencia que entrevista a los arrendatarios y arrendatarioseventuales, busca locales adecuados para estos últimos y prepara los contratos.

5.5. Los guiones

Se han encontrado tres guiones:

El guión del agente

Llega un cliente y se le piden los datos del local que quiere alquilar: dirección, tipo,superficie, características, restricciones, el volumen si se trata de una tienda-alma-cén y las características polivalentes si es un polivalente, y se le asigna un códigoque contiene la zona, el tipo y un número correlativo. Si el propietario no estabaintroducido para un local anterior, hay que dar la razón social o los apellidos ynombre –según se trate de una empresa o de un particular–, la dirección, el teléfonoy el NIF. Una vez añadido el local, no se puede alquilar aún, sino que queda pen-diente de inspección.

El guión del inspector

La inspección consiste en una vista previa del inspector al local. El inspector examinadiferentes aspectos del local (forma, accesibilidad, instalaciones, estado de conserva-ción, visibilidad, etc.) con el objetivo de determinar el precio de alquiler y los usosposibles. El inspector mismo introduce esta información.


El guión del vendedor

Una vez que se le ha puesto precio, el local está pendiente de alquilar; se anuncia en laprensa y los vendedores lo ofrecen a los arrendatarios eventuales. Cuando llega unarrendatario eventual, le atiende un vendedor que lo entrevista e introduce sus datos(apellidos y nombre, NIF, teléfono, dirección, tipo de local que desea, zona o zonas, su-perficie mínima y diferentes requisitos). A continuación, el vendedor lleva a cabo unabúsqueda entre los locales pendientes de alquilar; si encuentra locales adecuados, le co-menta las características (excepto la dirección del local y los datos del propietario); si alarrendatario eventual le interesa algún local, se marca el local como comprometido yse pone en marcha la preparación del contrato, que empieza con el aviso al propietario.Si entre los locales que la agencia ofrece no hay ninguno apropiado, la agencia buscamás locales por otros medios y, cuando encuentra uno conveniente, ofrece al propie-tario presentarle un alquiler a cambio de que el propietario se convierta en cliente dela agencia.

5.6. Casos de uso

A lo largo de los subapartados siguientes realizaremos la identificación de los

casos de uso correspondiente a la situación planteada.

5.6.1. Actores

Los actores son tres: agente, inspector y vendedor, que son usuarios finales di-

rectos del sistema. En cambio, no son actores ni los propietarios ni los arrendata-

rios o arrendatarios eventuales, ya que no tienen interacción con el sistema, sino

que toda la relación que tienen es mediante los agentes y los vendedores (por lo

tanto, el software no los “ve”).

El agente tiene dos papeles, ya que añade locales, por un lado, y propietarios,

por otro. El vendedor tiene cuatro, ya que introduce arrendatarios, arrendata-

rios eventuales y contratos, y busca locales. Todos estos papeles son primarios.

Los tres actores son independientes. Entre ellos no hay ninguna relación de es-

pecialización, ya que, como veremos a continuación, no hay ningún caso de uso

que puedan hacer dos de los actores.


5.6.2. Diagrama de casos de uso

A continuación, vemos el diagrama de casos de uso relacionado con el ejemplo:

5.6.3. Documentación textual

Se utilizan las convenciones y la estructura descritas antes, pero, como suce-

de también en la realidad, no todos los casos de uso tienen todos los datos po-

sibles (por ejemplo, descomposición en etapas).

No se proporciona el glosario de los casos de uso porque, por la sencillez del

caso, coincidiría con el glosario del modelo del negocio. Asimismo, en los casos

reales generalmente se habrán introducido términos nuevos en las descripciones

de los casos de uso.

Caso de uso número 1: ‘Añadir local’

Resumen de la funcionalidad: añade un local a la base de datos.


Papel en el trabajo del usuario: es el caso de uso principal del trabajo de los agentes.

Actores: agente.

Casos de uso relacionados: Añadir propietario, Introducir informe, Introducir contrato.

Precondición: el local no existe en la base de datos.

Postcondición: el local está incorporado en la base de datos.

El agente introduce los datos del local: un código del local –que contiene la zona, el tipo(tienda-almacén, oficina, polivalente o inmueble entero), y un número correlativo–,la dirección, la superficie, un texto de características, otro de restricciones, el NIF delpropietario, el volumen si es tienda-almacén y el texto de características polivalentessi es un polivalente.

Alternativas de proceso y excepciones: si el propietario no estaba introducido, hay queañadirlo según el caso de uso Añadir propietario.

Cuestiones que hay que aclarar:

• ¿Hay que registrar qué agente ha añadido el local? Respuesta: sí; el nombre delagente se toma de una lista.

Caso de uso número 2: ‘Añadir propietario’

Resumen de la funcionalidad: añade un propietario a la base de datos.

Papel en el trabajo del usuario: es un caso de uso esporádico en el trabajo de los agentes.

Actores: agente.

Casos de uso relacionados: Añadir local, Introducir contrato.

Precondición: el propietario no existe en la base de datos.

Postcondición: el propietario está incorporado en la base de datos.

El agente introduce los datos del propietario: el NIF, la razón social si es una empresao los apellidos y nombre si es un particular, la dirección y el teléfono.

Este caso de uso puede ser ejecutado independientemente o ser llamado desde el casode uso Añadir local.

Caso de uso número 3: ‘Introducir informe’

Resumen de la funcionalidad : añade el informe del inspector a un local.


Papel en el trabajo del usuario: es el caso de uso único en el trabajo de los inspectores.

Actores: inspector.

Casos de uso relacionados: Añadir local, Introducir contrato.

Precondición: el local está introducido en la base, pero aún no tiene el informe y, porlo tanto, no está disponible para alquilar.

Postcondición: el local tiene incorporado el informe y está disponible para alquilar.

El inspector introduce el código del local y después los textos sobre cada uno de los as-pectos del local: la forma, la accesibilidad, las instalaciones, el estado de conservación,la visibilidad y diferentes aspectos; también introduce los usos recomendados (lostoma de una lista) y el precio. Además, puede modificar la dirección, la superficie, eltipo y el texto de características.

Cuestiones que hay que aclarar:

• ¿Hay que registrar qué inspector ha realizado el informe? Respuesta: sí; el nombredel inspector se toma de una lista.

Caso de uso número 4: ‘Introducir contrato’

Resumen de la funcionalidad: introduce en la base de datos la información necesariapara preparar un contrato.

Papel en el trabajo del usuario: pertenece a la parte principal del trabajo de los vende-dores.

Casos de uso relacionados: Añadir arrendatario.

Precondición: el local está disponible para alquilar.

Potscondición: el local está alquilado.

El vendedor introduce el código del local y después el NIF del arrendatario; después seañaden las fechas de inicio y de final del contrato.

Alternativas de proceso y excepciones: si el arrendatario no estaba introducido, se leañade según el caso de uso Añadir arrendatario.

Cuestiones que es preciso aclarar:

• ¿Hay que registrar qué vendedor ha introducido el contrato? Respuesta: sí, el nom-bre del vendedor se toma de una lista.


• ¿Hay que imprimir directamente el contrato? Respuesta: no, pero deben imprimirselos datos del propietario, arrendatario, local y fecha de inicio y final del contrato conel objetivo de preparar el contrato fuera de la aplicación.

Caso de uso número 5: ‘Añadir arrendatario’

Resumen de la funcionalidad: añade los datos de un arrendatario en la base de datos.

Papel en el trabajo del usuario: lo utilizan ocasionalmente los vendedores como pasoprevio a la introducción de un contrato.

Actores: vendedor.

Casos de uso relacionados: Añadir eventualmente arrendatario, Añadir contrato.

Precondición: el arrendatario no existe en la base de datos.

Postcondición: el arrendatario está incorporado en la base de datos y, por lo tanto,puede figurar en un contrato.

El vendedor introduce los datos del arrendatario: el NIF, los apellidos y nombre (o larazón social, si es una empresa), el teléfono y la dirección.

Caso de uso número 6: ‘Añadir arrendatario eventual’

Resumen de la funcionalidad: añade los datos de un arrendatario eventual en la basede datos.

Papel en el trabajo del usuario: lo utilizan ocasionalmente los vendedores como pasoprevio a la búsqueda de locales que puedan convenir al arrendatario eventual .

Actores: vendedor.

Casos de uso relacionados: Añadir arrendatario, Añadir contrato.

Precondición: el arrendatario eventual no existe en la base de datos.

Postcondición: el arrendatario eventual está incorporado a la base de datos y, por lotanto, puede figurar en un contrato.

Es parecido al caso de uso Añadir arrendatario, excepto que, además, el vendedor in-troduce los datos siguientes: el tipo de local, la zona o zonas deseadas, la superficiemínima y varios requisitos.

Caso de uso de número 7: ‘Buscar locales’

Resumen de la funcionalidad: busca los locales que cumplen determinadas condiciones.


Papel en el trabajo del usuario: lo utilizan ocasionalmente los vendedores para la bús-queda de locales que puedan convenir al arrendatario eventual .

Actores: vendedor.

Casos de uso relacionados: ninguno.

Precondición: ninguna.

Postcondición: ninguna, al ser una consulta.

Busca todos los locales que cumplen unas condiciones especificadas antes de la ejecu-ción en términos de tipo, zona y superficie y obtiene una lista de la que se puedenseleccionar locales uno por uno para ver toda la información o bien toda menos la di-rección y el NIF del propietario.

Otros requisitos

La información sobre propietarios, arrendatarios, locales y contratos hay que poderlaconsultar y modificar y, la que ya no se utilice, borrarla.

5.7. Requisitos de la interfaz de usuario

Aquí determinaremos los requisitos que debe cumplir la interfaz de usuario.

5.7.1. Perfiles de usuarios

De entrada, se realiza una explicación de los perfiles de los usuarios.

Todos los usuarios conocen a fondo su trabajo. Los agentes y los vendedores estánacostumbrados a utilizar ordenadores, pero los inspectores no mucho. Ningún usua-rio ha utilizado ninguna aplicación parecida. La rotación del personal es muy baja.Todas las funciones del software se realizarán muy a menudo.

5.7.2. Documentación de las tareas futuras

Aquí sólo se incluye la documentación de las tareas futuras. La de las tareas

antiguas se realizaría de la misma manera.


Añadir un local

El agente teclea la dirección y superficie del local (en m2) y los textos de característicasy restricciones. Respecto al código del local, la zona y el tipo se eligen de las listas res-pectivas. El sistema lo asigna automáticamente el número correlativo. El agente te-clea también el NIF del usuario y, si no existe, el agente puede optar entre cambiarloy añadir un nuevo propietario con aquel NIF.

Cuando se añade un propietario, el NIF es el que se había dado con los datos del local.El agente teclea la dirección, el teléfono y el nombre y apellidos o la razón social.

Introducir un informe

El inspector trae escrita en un impreso la información que ha recogido durante la vi-sita. Para introducirla en el ordenador, teclea en primer lugar el código del local; lacomprueba y la puede modificar, excepto el código del local y el texto de restriccio-nes. Teclea los campos textuales de forma, accesibilidad, instalaciones, visibilidad yprecio, y selecciona de una lista un valor para el estado de conservación, y de otra lis-ta, el valor o valores de los usos posibles del local.

Introducir un contrato

El vendedor introduce el código del local y le sale toda la información sobre el mismo;la comprueba y si había algún error, cancela la tarea, y si no hay ninguno, introduceel NIF del arrendatario. Si el arrendatario existe, salen todos los datos y el vendedorpuede cancelar la tarea o continuar, y modificar los datos o no hacerlo; si no existe,salen los datos en blanco y puede introducirlos o cancelar la tarea; si introduce losdatos y los confirma, está en el mismo punto que si hubiera encontrado un arrenda-tario inicialmente. Si continúa, introduce la fecha de inicio y la fecha de la vigenciadel contrato. Entonces puede confirmar la tarea o cancelarla; si la confirma, se impri-men los datos del contrato, que son éstos:

• del propietario, los apellidos y nombre o la razón social, el NIF y la dirección;

• del local, la dirección;

• del arrendatario, los apellidos y nombre o la razón social, el NIF y la dirección;

• los datos de inicio y de fin de la vigencia.

Introducir un arrendatario eventual

El vendedor introduce el NIF y puede confirmar o cancelar la tarea; si el NIF ya existeen la base de datos, sale toda la información del arrendatario eventual, que puede sermodificada, y si no, salen los mismos datos pero vacíos. Estos datos son el apellido ynombre o la razón social, la dirección, el teléfono, el tipo de local y las zonas desea-


das, la superficie mínima en m2 y el campo de diferentes requisitos. El tipo de local ylas zonas se eligen de las listas respectivas, mientras que el resto de los datos se teclea.

Buscar locales

Se pueden buscar locales si se da alguno de los datos siguientes:

• el código del local;• la zona;• el NIF del propietario;• el NIF del arrendatario o arrendatario eventual;• la superficie mínima (en m2).

Sólo puede darse uno de estos valores, excepto la zona y la superficie mínima, que pue-den darse a la vez. Cuando se da el NIF de un arrendatario, salen los locales que tienealquilados, y si es un arrendatario eventual, salen los locales que cumplen sus requisitosen cuanto a superficie y zona. Se puede elegir entre que salgan todos los locales o sólolos disponibles, y que salgan todos los datos de los locales o todos excepto el NIF de pro-pietario y la dirección. La lista sale en pantalla y opcionalmente se puede imprimir.

En la tabla siguiente resumimos todos estos aspectos:


5.7.3. Requisitos de usabilidad

Los agentes e inspectores deben ser capaces de utilizar el sistema después de

una explicación y práctica de una hora, y los vendedores después de una expli-

cación y práctica de dos horas.

© Editorial UOC 139 Capítulo IV. Introducción a la...

Conclusiones

Se ha visto un procedimiento para recoger y documentar los requisitos del

software que se quiere desarrollar desde sus dos vertientes: los procesos y la in-

terfaz de usuario. Antes de proceder a la recogida de requisitos del software, los

desarrolladores deben adquirir y documentar un cierto conocimiento del entor-

no en que se utilizará el software, aspecto que se consigue realizando el modelo

del dominio o el modelo del negocio (más extenso, como sabemos).

A pesar de que hay diferentes fuentes de donde se puede extraer información

útil con el objetivo de establecer los requisitos, la fuente más importante son los

futuros usuarios, gracias a sus entrevistas. En cada entrevista conviene estable-

cer tanto los requisitos en cuanto a proceso como los requisitos en cuanto a in-

terfaz de usuario, que sirven para especificar los casos de uso y las tareas

respectivamente.

Se ha visto un ejemplo de recogida y documentación de requisitos. De la

misma manera que en un caso real, no se ha dado toda la información de una

sola vez, sino que se supone que se ha completado durante la elaboración de la

documentación y en forma de respuesta a dudas que se presentaban entonces.

También se puede ver que la documentación de las tareas incluye aspectos que

no abarcan la documentación de los casos de uso y viceversa, ya que la finali-

dad con que se elaboran es diferente, pero no deberían existir contradicciones

entre las dos, pues serían errores.

© Editorial UOC 141 Capítulo V. Análisis orientado a objetos

Capítulo V

Análisis orientado a objetos

Este capítulo trata del análisis del software con técnicas orientadas a obje-

tos, aplicando las notaciones y conceptos del UML y siguiendo el ciclo de vida

del Rational Unified Process. Dentro de este ciclo de vida, el análisis y el diseño

constituyen un solo componente del proceso, pero nosotros los considerare-

mos dos etapas diferentes, por razones que se irán explicando a lo largo del

capítulo.

En los apartados siguientes se verá detalladamente el papel del análisis en

relación con la etapa que lo precede, la recogida y documentación de requisi-

tos, y la que lo sigue, el diseño (siempre con la condición de que consideramos

que el desarrollo de software no es un proceso lineal, sino que el ciclo de vida

es iterativo e incremental, y que, por lo tanto, sus etapas se repiten para dife-

rentes partes del software hasta completarlo). Aquí decimos, no obstante, que

el análisis es la primera etapa del desarrollo del software propiamente dicho, y

que consiste en traducir los requisitos a una forma más adecuada para ser la

base de partida de este desarrollo.

En el análisis distinguiremos los pasos siguientes:

• La revisión de los casos de uso,

• La identificación de las clases de análisis,

• La identificación de las relaciones entre clases,

• La especificación formal de los casos de uso,

• El análisis de la interfaz de usuario.


1. El papel del análisis

1.1. La relación entre la recogida de requisitos y el análisis

La etapa de recogida y documentación de requisitos establece los requisitos

del futuro sistema de software con suficiente detalle para que se pueda empezar

a desarrollar. Se supone que hay un acuerdo entre los usuarios (o sus supuestos

representantes) y los desarrolladores del software sobre estos requisitos; esto sig-

nifica que los requisitos están expresados de una manera poco formalizada, ya

que, de otra forma, serían inteligibles sólo por profesionales del desarrollo del

software. Sin embargo, unos requisitos en esta forma no son una buena base para

construir un software de manera sistemática.

Por lo tanto, un primer cometido del análisis es el de traducir los requisitos

a un lenguaje más formal, que en el método que seguimos son los modelos y

diagramas del UML; así se obtiene lo que se denomina modelo del análisis.

¿Cuáles han sido los productos de la etapa de recogida y documentación de

requisitos? Básicamente, la descripción de las funciones del software en forma

de casos de uso, por un lado, y de tareas de los usuarios, por el otro; el modelo

del dominio o el modelo del negocio y el glosario son sólo documentos previos

o, como mucho, complementarios, de estos dos. Ahora bien, un desarrollo

orientado a objetos debe utilizar un formalismo de clases y objetos que en los

casos de uso y las tareas no aparece todavía.

Por lo tanto, un segundo cometido de la etapa de análisis será la identifica-

ción de unas clases fundamentales que serán la base de la implementación del

software. Un tercer cometido será la expresión de los casos de uso en términos

de estas clases.

1.2. La relación entre el análisis y el diseño

Tanto en el análisis como en el diseño se describe el futuro software de ma-

nera orientada a objetos. La diferencia fundamental es el hecho de que en el

análisis se describe el funcionamiento del futuro software, sin entrar en la pro-

blemática de la implementación.


En realidad, el análisis se puede realizar sin tener en cuenta en qué lenguaje de

software se implementará, e incluso es muy conveniente hacerlo de este modo

(excepto, tal vez, los nombres de clases, atributos y operaciones). Asimismo,

existe un alto grado de continuidad entre el análisis y el diseño, ya que la ma-

yoría de las definiciones de clases del análisis se utilizan después en el diseño;

en los métodos de desarrollo no orientados a objetos, en cambio, se utilizan mo-

delos diferentes al análisis y el diseño.

1.3. La utilidad del análisis

Jacobson, Booch y Rumbaugh mencionan cuatro razones que pueden justi-

ficar la elaboración de una documentación de análisis separada de la del diseño:*

1) Es posible analizar todo el software con un coste relativamente bajo y des-

pués implementarlo por partes de una manera coherente, ya que el análisis ha-

brá proporcionado una perspectiva global.

2) La documentación del análisis ofrece una visión general del software, pero

sin llegar a los detalles de la implementación, que es muy útil para adquirir rá-

pidamente un conocimiento del mismo.

3) De sistemas de software en los cuales la seguridad es crítica, se pueden rea-

lizar varias implementaciones partiendo de un único análisis. Lo mismo se puede

hacer si se desea encargar varias implementaciones para quedarse con la mejor.

4) Para conformar de nuevo un sistema antiguo con tecnología actual, la

descripción de éste realizada mediante análisis puede ser una base de partida

mucho más conveniente que la implementación existente, en la que aparecen

muchos más detalles que no hay que tener en cuenta.

El uso que se lleva a cabo del análisis en las diferentes fases del ciclo de vida

del Rational Unified Process puede ser uno de estos tres:

• El modelo del análisis se va actualizando y se utiliza en todo el ciclo de vida.

*. I. Jacobson; G. Booch; J. Rumbaugh (2000). El proceso unificado de desarrollo de software. Addison-Wesley.


• El modelo de análisis se considera un resultado transitorio y cuando se en-

tra de lleno en el diseño y la programación se abandona; los problemas de

análisis que aparezcan se resuelven en el ámbito de diseño y programa-

ción.

• No hay modelo de análisis, o bien se integra con la documentación de los

requisitos –y entonces es necesario que ésta sea mucho más formal, lo cual

dificulta que la puedan entender la mayoría de los usuarios– o bien se pasa

directamente de los requisitos al diseño. Esto último significa ponerse a re-

solver un problema que no ha sido especificado formalmente y, por lo tan-

to, de manera suficientemente clara y coherente, lo cual sólo podría ser

aconsejable en casos extremadamente sencillos.

2. Paquetes de análisis y paquetes de servicios

Por poca envergadura que tenga un proyecto de software, será necesario divi-

dir la documentación en paquetes de UML, cada uno de los cuales contendrá

clases, casos de uso u otros elementos del UML. En una división bien hecha, los

paquetes cumplirán dos condiciones:

1) Serán coherentes, es decir, los elementos del mismo paquete estarán fuer-

temente relacionados.

2) Serán poco dependientes unos de otros, es decir, existirán pocas conexio-

nes entre elementos de paquetes distintos.

Se distinguen dos niveles de paquetes: paquetes de análisis y paquetes de ser-

vicios; unos y otros se basan en la funcionalidad (es decir, en ningún caso en los

requisitos no funcionales). Cada paquete de servicio está incluido dentro de un

solo paquete de análisis.

Una vez descompuesto el software en paquetes, o un paquete de análisis en

paquetes de servicio, conviene identificar las dependencias entre paquetes. Si se

considera que hay demasiados, se cambia la descomposición.


2.1. Los paquetes de análisis

Los paquetes de análisis constituyen una división del sistema de software que

tiene sentido desde el punto de vista de los expertos en el dominio. Cada paque-

te de análisis corresponde a uno o varios subsistemas enteros, y puede servir para

repartir el trabajo del análisis entre varias personas o equipos.

La descomposición del software en paquetes se establece cuando uno tiene

una idea que considera suficientemente fiable de la cantidad de trabajo y del nú-

mero y la complejidad de los diagramas, situación a la cual se puede haber llega-

do tanto al principio de la etapa de análisis como un tiempo después. Se pueden

asignar paquetes separados a los grandes procesos del negocio o bien a los actores

primarios, y en cualquier caso, los casos de uso entre los que hay relaciones de

extensión, inclusión o generalización deben asignarse al mismo paquete.

Puede suceder que una clase (generalmente una clase de entidad) se utilice

en más de un paquete; si hay diferentes clases compartidas por los mismos pa-

quetes, se puede hacer un paquete aparte con éstas, mientras que si sólo hay una

clase, se la puede dejar fuera de los paquetes. También se puede desarrollar la clase

dentro de un paquete –en el que se creen los objetos, por ejemplo– mientras que

los otros la utilizarían. En cualquier caso, entre los paquetes que utilizan la misma

clase o clases y la clase o paquete mencionado se establecen las relaciones de de-

pendencia correspondientes.

2.2. Los paquetes de servicios

Los paquetes de servicios* son subdivisiones de los paquetes de análisis desde

un punto de vista que podríamos denominar comercial, es decir, son opciones

separadas en lo que respecta a las organizaciones clientes.

Ya sabemos que los casos de uso son autónomos, en el sentido de que cada

uno lo entrega de manera independiente al actor primario respectivo.

Asimismo, hay casos de uso relacionados en el sentido de que no es posible

poner en marcha uno si antes no se ha llevado a cabo otro (por ejemplo, no se

*. Podríamos decir que los paquetes de servicios son opciones de catálogo comercial.


puede emitir una factura para un cliente si antes no se ha creado el pedido co-

rrespondiente); en estas circunstancias, es lógico que ambos casos formen parte

del mismo paquete de servicios. En cambio, un caso de uso relativo a la obten-

ción de estadísticas sobre el tiempo transcurrido entre la creación de un pedido

y la emisión de la factura correspondiente podría formar parte de un paquete de

servicios opcional de estadísticas, que unas empresas clientes del software com-

prarían y otras, no (aunque el actor de los tres casos de uso fuera el mismo).

Los paquetes de servicios presentan las características siguientes:

• Comprenden casos de uso relacionados.

• Generalmente, sus casos de uso tienen que ver sólo con un actor o, en cual-

quier caso, con pocos.

• Son indivisibles, en el sentido de que un cliente o tiene un paquete de servi-

cios completo, o no lo tiene.

• Pueden ser incompatibles o, por el contrario, uno puede necesitar de otro o

de varios.

• En un caso de uso pueden intervenir varios paquetes de servicios.

• Existen muy pocas relaciones de dependencia entre elementos de paquetes

de servicios diferentes y, en consecuencia, se pueden analizar, diseñar y más

adelante mantener de manera totalmente independiente o casi.

• Se pueden reutilizar, por lo menos entre diferentes configuraciones del siste-

ma de software.

La descomposición de los paquetes de análisis en paquetes de servicios se rea-

liza asignando un paquete de servicios a cada conjunto de casos de uso opcional.

3. Revisión de los casos de uso

La base de partida para el análisis es la documentación sobre los casos de uso

elaborada en la etapa anterior. Por lo tanto, conviene que ésta sea precisa y de-

tallada. Si la documentación se había realizado con el objetivo principal de ser


la base de un acuerdo entre usuarios y desarrolladores, puede ocurrir que no

cumpla estas condiciones y será necesario revisarla.

Podrían existir carencias como que no se muestren las relaciones entre casos

de uso o que haya algunas ambigüedades en la terminología utilizada en las des-

cripciones textuales. Si no se han estudiado suficientemente las relaciones entre

casos de uso, podría ser que haya dos casos que realicen funciones parecidas,

quizá de manera contradictoria. Es posible que la descripción de la función de

un caso de uso realizada en lenguaje ordinario sea ambigua en cuanto a las com-

binaciones de condiciones; entonces tal vez sea conveniente escribirla de nuevo

en forma de seudocódigo.

4. Especificación de las clases de análisis

Se consideran los tres tipos de clases de análisis que mencionamos a conti-

nuación:

1) Las clases de frontera (en inglés, boundary classes) representan en el nivel

de análisis la interfaz de usuario por pantalla. Debe haber al menos una para cada

papel de cada actor; por lo tanto, cada una representa la interfaz de usuario entre

un caso de uso y un actor. Las clases de frontera representan objetos gráficos

complejos como ventanas, diálogos por pantalla y menús; en esta etapa no se

pretende describir los detalles del formato de estos objetos –y, por lo tanto, nor-

malmente no tendrán atributos– pero pueden tener relaciones de agregación.

Ejemplo de agregación entre clases de frontera

Una relación de agregación podría ser la que hay entre un formato de pantalla y un

botón de la misma, cuando se pone en marcha un proceso.

2) Las clases de entidades corresponden a los objetos del dominio, es decir,

los que modelan entidades o acontecimientos del mundo real de los que el soft-

ware debe utilizar información (que son los atributos de estas clases). Muchos de


estos objetos tendrán que ser persistentes, es decir, deben durar más que el pro-

ceso que los crea, lo cual obliga a guardarlos en algún fichero o base de datos.

3) Las clases de control corresponden a objetos internos del software y no

persistentes. Las operaciones de este tipo de clases contienen la parte principal

de los algoritmos de aplicación (sólo quedan fuera de la verificación de la in-

formación entrada por la pantalla y la lectura y grabación de los objetos persis-

tentes). Generalmente, no tendrán atributos. En un caso de uso puede haber

cualquier número –raramente no habrá ninguna– pero si hay más de una, debe

haber una que controle el conjunto del caso de uso.

El hecho de distinguir estos tres tipos de clases da más estabilidad a las clases

de cada uno de ellos. Así, si se modifica la manera en que se presenta la infor-

mación al usuario sin cambiar el procesamiento de los datos, sólo hay que mo-

dificar clases de frontera. Si se cambian los algoritmos de proceso de los datos

sin cambiar la especificación de los datos ni su presentación a los usuarios, sólo

será necesario modificar clases de control. Para cada uso, se realiza un diagrama

de colaboración donde figuran las clases de los tres tipos y las operaciones que

se piden una a la otra.

La notación para este tipo de clases es la siguiente:

Esta notación, igual que esta tipificación de las clases, no forma parte del UML.

4.1. Identificación de las clases de entidades

Probablemente, es el paso más difícil y también el que tiene más repercusio-

nes sobre los pasos y etapas posteriores.


La identificación de las clases de entidades consiste en identificar unas pri-

meras clases mediante las cuales se pueda especificar los casos de uso en forma

de interacciones.

Muchas de estas clases pasarán al diseño y a la implementación, etapas en las

que se definirán muchas más clases, cuyo papel será de implementación, y no

conceptual.

Buscamos clases en el sentido habitual de conjuntos de objetos homogéneos

que tienen unos mismos datos (atributos) y comportamiento (operaciones).

Además –y a diferencia de cuando se elabora el modelo del negocio– nos intere-

san las clases de dentro del software y no del entorno.

Clases de entornos y de entidades

Las clases del entorno pueden ser actores de los casos de uso. En cambio, las clases quesean el modelo de cosas del entorno tratadas por el software sí que son clases de entidades.

Regla poco recomendable para determinar las clases fundamentales

Una de las reglas utilizadas para determinar cuáles deben ser las clases fundamentaleses buscar los sustantivos que haya dentro de la documentación textual de los requi-sitos y, a continuación, revisar esta lista desde diferentes puntos de vista. Ésta no esuna técnica muy aconsejable porque dentro de la documentación textual hay siem-pre muchos sustantivos que no corresponden a clases, a menudo hay clases impor-tantes que no se designan explícitamente por un sustantivo e incluso puede sucederque los desarrolladores –que no deben tener necesariamente una formación lingüís-tica sólida– tengan dificultades para identificar los sustantivos, sobre todo cuandoson idénticos a formas verbales o adjetivos.

He aquí algunas fuentes de clases de entidades:

• Una buena fuente de clases, si existen, la constituyen las bibliotecas de clases

ya definidas y programadas donde se puedan encontrar clases que tengan rela-

ción con los objetivos del software. Una de las ventajas de las bibliotecas de cla-

ses es que no sólo conseguiremos identificar clases, sino también reutilizarlas.

• Clases sugeridas por los expertos en el dominio.

• La documentación (revisada) de los casos de uso, especialmente las descrip-

ciones textuales y el glosario: en términos que aparecen a menudo, entidades

definidas explícitamente y términos que se dan por conocidos (todos ellos


pueden ser, por ejemplo, personas y papeles de personas, objetos físicos,

acontecimientos, unidades organizativas –empresas, grupos de estudiantes,

equipos, departamentos–, lugares), se eliminan los sinónimos y se adopta la

forma singular. Se excluyen inmediatamente los términos que son demasia-

do vagos o que corresponden a entidades exteriores al sistema, y también en

general todo lo que sean acciones o procesos, ya que es más probable que se

trate de operaciones (a menos que tengan atributos).

Nada impide utilizar las tres fuentes a la vez.

Excepto el caso de clases ya implementadas, conviene eliminar las que ten-

gan alguna de estas características:

a) Clases sin atributos. Esto indica que el sistema no tiene información para

tratar.

b) Clases sin operaciones, es decir, que no tienen un papel ni activo ni pasi-

vo en ninguna operación.

c) Clases que tienen sólo un atributo; puede ser que realmente no sea una

clase, sino un atributo de otra.

d) Clases con un sólo objeto. Si se da este caso, es necesario observar si hay

otras con atributos y operaciones similares, e intentar unificarlas. También hay

que ver si no es preferible considerar los atributos y operaciones de este único

objeto como atributos y operaciones de clase.

4.2. Especificación de los atributos de las clases de entidades

Los atributos de las clases de entidades son generalmente datos mencionados

de forma explícita en los casos de uso. Esto significa que los usuarios los usan di-

rectamente.

Puesto que el modelo de análisis conviene que sea independiente del lenguaje

de programación, los tipos de los atributos serán tipos abstractos y no tipos so-

portados por un lenguaje de programación concreto. Asimismo, conviene que se

establezca cuáles son estos tipos. Por la misma razón, los nombres de los atribu-

tos no deben estar sometidos necesariamente a las restricciones de los nombres


de ningún lenguaje de programación concreto, pero para evitar cambiar los

nombres al llegar al diseño, conviene que los nombres de atributo tengan un for-

mato compatible con el de la mayoría de los lenguajes de programación.

Formato de los nombres de atributos compatible con la programación

Un formato compatible con la programación podría ser, por ejemplo, atributos cons-tituidos sólo por letras, cifras y underscores, sin que éstos puedan figurar ni al principioni al final. Esto vale para todos los nombres en general: nombres de operaciones, declases, de parámetros, etc.

4.2.1. Casos especiales en los atributos

Ahora veremos una serie de casos especiales en los atributos:

1) Atributos cuyo valor es compartido por diferentes objetos. Serán atributos

de clase.

2) Atributos no aplicables a todos los objetos de la clase. Se puede crear una

superclase que tenga sólo los atributos que sean aplicables a todos los objetos y

después una subclase o más de atributos que sean aplicables a todos los objetos

respectivos.

3) Atributos con valores repetitivos. A veces puede ser conveniente definir-

los como clase aparte con una asociación n a 1 con la primera, sobre todo si son

atributos compuestos o pares de atributos con la misma cardinalidad.

4) Atributos derivados (edad, etc.). Sólo se incluirán si figuran en salidas

descritas en los casos de uso, mientras que los que sean simplemente un re-

curso para reducir la duración de los procesos a cambio de utilizar más espa-

cio en memoria o en la base de datos no se introducirán hasta el diseño, que

es cuando se tiene en cuenta este punto de vista.

4.3. Identificación de las relaciones entre clases

Llegados a este punto, tenemos una lista en principio completa, aunque pro-

visional, de las clases del software.


Clases de entidades y tablas relacionales

Las clases de entidades con sus atributos son parecidas a las tablas de una base de da-

tos relacional (ya se ha mencionado antes que muchas de las clases de entidad son

persistentes). Pues bien, es como si la tablas estuvieran sin normalizar. De la misma

manera que la normalización hace cambiar el contenido de las tablas en términos de

atributos y de filas, así como hace definir tablas nuevas, también habrá atributos que

pasarán de una clase a otra y se definirán clases nuevas. No obstante, asimismo, con-

viene tener claros los límites de esta analogía: ni hay correspondencia clara entre los

pasos de la normalización de tablas relacionales y los de la revisión de la lista de cla-

ses, ni ésta se encuentra tan formalizada como aquélla, por ahora.

Se examinarán las relaciones de herencia, las asociaciones y las relaciones de

agregación. A pesar de que hablaremos sobre esto en este orden, es un proceso

iterativo en el cual puede suceder, por ejemplo, que la identificación de una aso-

ciación haga cambiar una jerarquía de herencia.

4.3.1. Jerarquías de herencia

Es necesario establecer las jerarquías de herencia, tarea que se realiza por me-

dio de dos vías, la generalización y la especificación.

Especificación

En lo que respecta a la especificación, hay que tener en cuenta lo siguiente:

1) Sólo hay que añadir una subclase si sus atributos tendrán atributos, opera-

ciones o asociaciones que no tendrá el resto de los objetos de la superclase. Es pre-

ciso evitar sistemáticamente subclases correspondientes a los diferentes estados

que pueden tener los objetos de la superclase. Sólo debe definirse una subclase

para un estado si se da alguna de las circunstancias mencionadas. Como el join de

dos tablas en una base de datos relacional.

2) Si se puede, hay que evitar la doble especificación, es decir, que de una su-

perclase se distingan dos conjuntos independientes de subclases. A veces, esto

puede ser consecuencia del hecho de que la superclase sea en realidad la combi-

nación de dos clases.


Ejemplo de combinación de dos clases

Consideremos el ejemplo siguiente, adaptado de uno de Richter: si las cuentas deun banco se dividen, desde un punto de vista, en cuentas corrientes y cuentas a pla-zo, y, desde otro, en cuentas de personas y cuentas de empresas, sería mejor distin-guir dos clases diferentes –cuentas y clientes– unidas por una asociación y con dossubclases en cada una, cuentas corrientes y cuentas a plazo, en cuentas, y personasy empresas, en clientes.

Generalización

En cuanto a la generalización, hay que tener en cuenta estos puntos:

1) Si diferentes clases de significado parecido tienen atributos u operaciones

en común, hay que considerar la posibilidad de definir una superclase común

a todas estas clases que agrupe todos los atributos y operaciones en cuestión.

Para que los atributos comunes puedan ponerse dentro de la superclase, es ne-

cesario que estén definidos igual en todas las clases, pero las operaciones sólo

deben tener la misma signatura (o, por lo menos, el mismo nombre) y una fun-

ción análoga a todas las clases, ya que las operaciones de la superclase pueden

ser abstractas.

La superclase será abstracta, ya que todos sus objetos pertenecerán a alguna

de las clases iniciales (a menos que al definir la superclase nos demos cuenta de

que hay objetos de ésta que no son de ninguna de estas clases y que, por lo tan-

to, faltaban clases por identificar). Ahora bien, que la superclase sea abstracta no

significa que deban serlo todas sus operaciones –las operaciones que se realicen

de la misma manera en todas las subclases serán operaciones concretas de la su-

perclase.

2) Conviene situar todos los atributos y operaciones comunes lo más arriba

posible dentro de la jerarquía de herencia, aunque las operaciones deban ser

abstractas.

3) Habiendo definido una superclase, puede ocurrir que una subclase tenga

todos sus atributos y operaciones heredados, es decir, que no tenga ninguno

propio; entonces se puede suprimir esta subclase, y la superclase será evidente-

mente concreta.

4) No tiene sentido que una superclase abstracta tenga sólo una subclase (y

tampoco se prevean más en el futuro). Será necesario suprimir la superclase. En


cambio, puede ser normal que suceda lo mismo con una superclase concreta,

por ejemplo, como resultado de la situación del punto anterior.

5) Una superclase abstracta puede heredar tanto operaciones concretas como

operaciones abstractas, y sus operaciones propias pueden ser tanto abstractas

como concretas.

6) ¿Qué se puede hacer si hay tres subclases, y un atributo u operación es

común sólo a dos de éstas? Una solución es añadir un nivel intermedio en la

jerarquía de herencia, de manera que las dos clases en cuestión sean subcla-

ses de una que tenga el atributo u operación mencionado. No obstante, si

también existiera un atributo u operación que fuera común a las subclases

primera y tercera, sería necesaria una nueva subclase intermedia, y entonces

la primera subclase lo sería de las dos subclases intermedias, ya que tiene am-

bas operaciones, y por lo tanto estaríamos en un caso de herencia múltiple.

En el caso de una operación, existe la opción adicional de incluirla dentro de

la superclase de las tres subclases y redefinirla como una operación nula den-

tro de la tercera subclase (esto sólo sería viable si la superclase fuera abstrac-

ta, ya que si fuera instanciable y se crease un objeto de ésta que también

fuera de la tercera subclase, le sería aplicable la operación tal como se habría

definido en la superclase). Hablando de la agregación veremos otra solución

a este problema.

4.3.2. Herencia múltiple

La herencia múltiple consiste en el hecho de que una clase tiene diferentes

superclases y, por lo tanto, hereda atributos, operaciones, asociaciones y agre-

gaciones de todas éstas.

Existe conflicto si la superclase hereda dos atributos, operaciones o asocia-

ciones con el mismo nombre y diferentes propiedades (herencia repetida), ya

que en principio no se sabe cuál prevalece, y hay que establecer un criterio,

poco o muy arbitrario, para decidirlo. Algunos lenguajes de programación no

soportan la herencia múltiple, y entonces en la etapa de diseño hay que adap-

tar el diagrama estático, pero no por esta razón se debe renunciar a utilizar la

herencia múltiple en el análisis si procede.


4.3.3. Interfaces

Recordad que las interfaces del UML equivalen a clases abstractas sin atribu-

tos y con todas las operaciones abstractas.

En el lugar de las subclases, definidas estáticamente, están las clases que im-

plementan la interfaz, que se pueden sustituir sin modificarla. Esto hace que las

interfaces sean una alternativa a las clases abstractas que puede ser ventajosa

desde el punto de vista de la flexibilidad.

4.3.4. Asociaciones

Hay una asociación entre clases cuando los objetos de una necesitan la cola-

boración de objetos de otra para llevar a cabo sus operaciones.

Por esta razón, es obvio que hay asociaciones entre las clases de frontera y

al menos algunas clases de control, por un lado, y entre clases de entidades,

por otro. Las clases de control que no estén asociadas a clases de frontera esta-

rán asociadas a otras clases de control.

En relación con las asociaciones conviene tener en cuenta lo siguiente:

1) Tanto las asociaciones como los papeles que hacen las clases en las mis-

mas pueden tener nombres. Muchas veces no es necesario dar a la vez nombres

a la asociación y a todos sus papeles, puesto que uno u otro sería banal, pero si

la asociación no tiene nombre, debe tenerlo al menos uno de sus papeles.

2) Entre dos clases (o más) puede haber más de una asociación, con signifi-

cado diferente (y entonces puede ser que estas asociaciones enlacen todas ellas

los mismos objetos concretos o no). Es necesario que sean diferentes los nom-

bres de estas asociaciones o los nombres de sus papeles.

Asociaciones diferentes: entre dos clases

Consideremos el ejemplo siguiente, adaptado de Richter: en una clase de vuelos co-merciales, hay la compañía, el número de vuelo, el aeropuerto de origen y el de des-tino, el día y la hora de salida, y todos los vuelos con el mismo número tienen lamisma compañía y los mismos aeropuertos de origen y de destino. Una opción me-


jor, que evitaría estas repeticiones, sería sustituir la clase por dos: una que tuviera elnúmero de vuelo, la compañía y los aeropuertos de origen y de destino y otra que tu-viera la fecha y hora de salida, con una asociación de una a varias entre las dos (estoes análogo al paso de la segunda a la tercera forma normalizada en bases de datos re-lacionales).

3) Si existen asociaciones entre la clase A y cada una de las subclases de la

clase B, es mejor sustituirlas por una única asociación entre A y B; no sólo el

diagrama es más sencillo, sino que, si se añade una nueva subclase, no es necesa-

rio añadir una nueva asociación.

4) Puede haber una asociación (binaria o no) entre una clase y ella misma.

Ejemplo de asociación entre una clase y ella misma

Todos los empleados de una empresa (menos uno) tienen un jefe que es también em-pleado. Ahora bien, un empleado no puede ser jefe de sí mismo, y en general un ob-jeto no puede estar asociado a sí mismo, ya que esta situación podría producir unbucle sin fin.

5) Conviene una clase asociativa cuando se da una de estas circunstancias:

la asociación tiene atributos o bien hay una clase cuya vida de los objetos está

relacionada con la de los enlaces de la asociación y sólo tiene un objeto para

cada enlace.

6) Conviene revisar cada asociación con cardinalidad múltiple en los dos pa-

peles para determinar si no debería ser una clase asociativa.

Es decir, las asociaciones m : n.

4.3.5. Agregaciones

Las agregaciones se pueden considerar un caso particular de las asociaciones,

en el cual el significado de la asociación es que un papel es parte del otro en algún

sentido, y ciertamente conviene aplicarlo, en general, siempre que nos encontre-

mos en casos de este tipo.

La agregación, no obstante, tiene algunas propiedades que la pueden hacer

útil también para situaciones en las que puede sustituir a otras relaciones, prin-

cipalmente de herencia, con vistas al hecho de que el software desarrollado sea

más flexible:


• La clase compuesta delega en las clases componentes las operaciones y atribu-

tos que hacen referencia a ellas. Esto no es imprescindible, pero es muy reco-

mendable en general.

• Los componentes se pueden crear y borrar en tiempo de ejecución, mientras

que las subclases deben definirse en tiempo de compilación.

• Los componentes –sobre todo si la agregación es composición– no es necesario

que sean visibles desde el exterior, lo cual significa que se puede cambiar la es-

tructura de los objetos de una clase compuesta sin afectar a otras clases.

• Entre dos clases puede haber varias relaciones de agregación (que entonces

deberán distinguirse por el nombre), de la misma manera que puede haber

distintas asociaciones.

Algunas aplicaciones no obvias del concepto de agregación son éstas:

1) Para utilizar la agregación como alternativa a las subclases, es necesario hacer

lo siguiente: los atributos y operaciones que serían específicos de la subclase se po-

nen en una nueva clase que se define como componente de la anterior con una car-

dinalidad mínima de cero, de manera que los objetos de la clase inicial que deben

tener los atributos y operaciones en cuestión tendrán este componente y los demás

no lo tendrán. Para cambiar de subclase un objeto, sería necesario borrarlo y crearlo

otra vez, ahora en la subclase nueva, con lo cual las eventuales referencias a éste de-

jarían de ser válidas; con la agregación, simplemente sería necesario borrar del ob-

jeto el componente correspondiente a la subclase antigua y añadirle el de la nueva.

2) Puesto que el valor máximo de la cardinalidad de un componente puede

ser mayor que 1, el caso de los atributos con valores repetitivos descrito en otro

subapartado puede ser resuelto con agregación (en principio, composición) en

lugar de asociación.

3) El hecho de que en una agregación o composición los componentes pue-

den ser compartidos sugiere una alternativa a la herencia múltiple, que además

soluciona la herencia repetida, ya que no habrá dos atributos u operaciones con

el mismo nombre, sino sólo uno.

4) El caso de los atributos u operaciones compartidos por dos subclases de tres

mencionado en otro subapartado se puede resolver poniendo todos los atributos

y operaciones no comunes a dos subclases en una nueva clase que sería compo-

nente compartido de ambas.


5) La herencia múltiple también se puede resolver al revés de como se ha he-

cho antes: haciendo que la subclase sea la clase compuesta y las superclases, sus

clases componentes. Esta solución permite añadir superclases sin que sea nece-

sario modificar la subclase.

4.4. Identificación de las clases de frontera, las clases de control

y de las operaciones. Diagrama estático de análisis

De la descripción textual de los casos de uso salen las operaciones de las clases

de frontera y también, de manera más indirecta, las de las clases de control; las de

las clases de entidades muchas veces están implícitas, pero casi siempre son obvias.

Operaciones

1) Las operaciones de las clases de frontera son: introducir y presentar datos.2) Las operaciones de las clases de entidades son: añadir, borrar, leer, regrabar o equi-valentes.

Una manera sistemática de buscar y documentar las clases de frontera, de

control y las operaciones de los tres tipos de clases es elaborar diagramas de co-

laboración simplificados de los casos de uso representando las tres clases de los

tres tipos. Después, conviene realizar un diagrama estático en el que figuren to-

das las clases de los tres tipos, con los atributos y operaciones identificadas y con

todas las relaciones entre ellas, que es el diagrama estático de análisis.

5. Especificación formal de los casos de uso

Cuando llegamos a este punto, tenemos descrito de manera formal –median-

te el diagrama estático de análisis– lo que podríamos denominar la estructura

estática del software que se desarrolla. Queda representar de manera formalizada

el comportamiento del sistema, y el modo más natural de hacerlo es describien-

do formalmente los casos de uso.


En el paso de especificación de las clases de análisis se han elaborado unos

diagramas de colaboración simplificados de los casos de uso, cuya finalidad no

era describir de manera formal y detallada el proceso de cada uno, sino identi-

ficar las clases de frontera y de control y las operaciones de éstas y de las clases

de entidades. La forma simplificada que se ha utilizado no tiene en cuenta la se-

cuencia de los mensajes ni el hecho de que puedan ser repetidos un cierto nú-

mero de veces o sujetos a condiciones. Esta especificación puede ser suficiente

para algunos casos de uso sencillos, pero otros necesitarán una especificación

complementaria; para éstos, será necesario realizar diagramas de secuencia o de

colaboración completos, o, a veces, diagramas de actividades.

También se pueden hacer diagramas de estados para ilustrar, más que casos

de uso en particular, el comportamiento de algunas clases de entidades o de

control. En el caso de las primeras, el diagrama de estados seguramente repetirá

desde otro punto de vista lo que ya se haya especificado en los casos de uso afec-

tados, mientras que en el caso de clases de control, puede formar parte de la des-

cripción de su comportamiento.

6. Análisis de la interfaz de usuario

El análisis de la interfaz de usuario parte de la información siguiente:

• la documentación de las tareas futuras,

• las especificaciones de usabilidad,

• la lista de las clases frontera,

y tiene como objetivo un esquema del contenido de cada ventana asociada

a una clase de frontera, excepto las denominadas ventanas secundarias, que sólo

sirven para aspectos como presentar mensajes al usuario o pedirle confirmacio-

nes o la introducción del valor de un parámetro.

Es muy importante comentar con los usuarios el contenido de las ventanas

y la interacción entre el actor y el sistema.


7. Ejemplo

Ya hemos visto un ejemplo de recogida y documentación de requisitos. Aho-

ra continuaremos el proceso realizando el análisis para el mismo caso.

7.1. Revisión de los casos de uso

Consultad la documentación textual en el subapartado 6.6.3 del capítulo

“Recogida y documentación de requisitos” de esta obra.

Los casos de uso obtenidos en la etapa anterior son sencillos y parece que tal

como son ya se pueden utilizar como base para los pasos posteriores. Ahora

bien, en la documentación textual, en el apartado de “Otros requisitos”, se in-

dica que debe ser posible consultar, modificar y borrar toda la información. Para

cumplir con este requisito, sería necesario añadir algunos casos de uso, triviales

en general; no se ha hecho, porque no aportarían ningún concepto nuevo im-

portante y alargarían mucho el ejemplo.

En cualquier caso, conviene tener presente que en sistemas de software reales

la información debe poderse modificar (para corregirla, por lo menos), que toda la

información se debe poder consultar –a menudo de diferentes maneras– y que

raramente hay información eterna; hay que borrar la que ya no sea necesaria (a

veces, puede ocurrir que, en lugar de borrar totalmente la información que ya no

se utiliza, se copie en un fichero histórico, normalmente en soportes no perma-

nentemente on-line como disquetes y cintas magnéticas).

7.2. Paquetes de análisis y de servicios

Evidentemente, en la realidad, en un caso tan sencillo como éste sólo habría

un paquete. Sin embargo, si atendemos al grado de dependencia entre los casos

de uso, podríamos distinguir dos paquetes de análisis: Locales, que comprende

los casos de uso relativos a los locales y propietarios (los casos de uso 1, 2 y 3),

y los referentes a contratos y alquileres (el resto); dentro del primero podríamos

distinguir dos paquetes de servicios: BasicoLocales e Informes si consideramos


opcional la introducción del informe del inspector, y Alquileres, dentro del cual

se podría considerar que los casos de uso 6 y 7 son opcionales y constituyen un

paquete de servicio Consultas separado de Contratos, que comprende los casos

de uso 4 y 5.

El esquema de las relaciones entre los paquetes sería el siguiente:

Las flechas como las del diagrama indican relaciones de dependencia.

7.3. Identificación de las clases de entidades

Empezaremos por identificar las clases de entidades a partir de los casos de

uso. Para cada caso de uso se indican las clases que se encuentran; cuando una

clase ya se había identificado en un caso de uso anterior, su nombre va seguido

de un asterisco, mientras que las clases que son dudosas van seguidas de un in-

terrogante.

• Caso de uso número 1: ‘Añadir local’. Clases: Local, Propietario, Zona?

• Caso de uso número 2: ‘Añadir propietario’. Clases: Propietario*, Particular?

Empresa?


• Caso de uso número 3: ‘Introducir informe’. Clases: Local*, Instalación? Inspector?

• Caso de uso número 4: ‘Introducir contrato’. Clases: Local*, Arrendatario, Con-

trato, Vendedor?

• Caso de uso número 5: ‘Añadir alquiler’. Clases: Alquiler*.

• Caso de uso número 6: ‘Añadir arrendatario eventual”. Clases: Arrendatario

eventual.

• Caso de uso número 7: ‘Buscar locales’. Clases: Local*.

Comentarios

Las clases Zona e Instalación se descartan porque no tienen ningún atributo y,

por lo tanto, se pueden considerar atributos de otras clases. Inspector y Vendedor,

que no se mencionan en la descripción de los casos de uso, pero sí en las cuestio-

nes que hay que aclarar y sus propuestas, están en el mismo caso. Particular y Em-

presa se descartan como clases (serían subclases de Propietario y de Arrendatario)

porque no tienen ni atributos ni operaciones propias.

Por lo tanto, la primera lista de clases de entidades es ésta: Local, Propietario,

Arrendatario y Arrendatario eventual.

7.4. Especificación de los atributos de las clases de entidades

En la lista que vemos a continuación, presentamos los atributos de las clases

de entidades correspondientes al ejemplo que consideramos.

• Clase Local: zona(string), tipo(string), numero(integer), direccion(text),

superficie(real), caracteristicas(text),

volumen(real), caracteristicas_polivalente(text), NIF_propietario(string),

accesibilidad(text), instalaciones(text), agente(string), inspector(string).

Clase

El atributo nombre del Propietario, Arrendatario y Arrendatario eventual contiene los ape-llidos y nombre o bien la razón social según si el propietario es una persona física ouna empresa.*

*. Conviene que los nombres de los atributos respeten el formato soportado por los compiladores;por lo tanto, es mejor no poner acentos ni caracteres especiales.


• Clase Propietario: NIF(string), nombre(text), direccion(text), telefono(string).

• Clase Arrendatario: NIF(string), nombre(text), direccion(text), telefono(string).

• Clase Arrendatario eventual: NIF(string), nombre(text), direccion(text),

telefono(string), tipo_local(string), zona(string), superficie_minima(real), va-

rios(text).

• Clase Contrato: NIF_arrendatario(string), NIF_propietario(string), vendedor(string).

7.5. Relaciones

7.5.1. Relaciones de herencia

Puesto que las tiendas-almacén tienen un atributo propio, el volumen, se de-

fine TiendaAlmacen como subclase de Local. Debido a que los polivalentes tie-

nen también un atributo propio, las caracteristicas_polivalente, se define la

subclase Polivalente de TiendaAlmacen; puesto que los polivalentes son también

oficinas, igualmente deben ser subclase y, por lo tanto, hay que definir Oficina

como subclase de Local.

La subclase Inmueble se añade por claridad del diagrama, ya que todos los lo-

cales que no son tiendas-almacén ni oficinas son inmuebles; por esta razón, Lo-

cal es una clase abstracta.

Por claridad, el hecho de que una clase es abstracta se indica de dos maneras: con elnombre en cursiva y con la propiedad abstract. Recordad, sin embargo, que con unasola es suficiente.

Los atributos comunes a Propietario y Arrendatario se ponen dentro de una

superclase abstracta, Cliente; ArrendatarioEventual es subclase de Arrendatario a

consecuencia de los atributos.

Puesto que resulta que Propietario y Arrendatario no tienen más atributos que

los heredados, podríamos pensar en suprimirlas, pero no se hace porque tienen

comportamiento diferente: Propietario tiene apartamentos y Arrendatario los al-

quila.


7.5.2. Asociaciones

En este diagrama podéis ver las asociaciones del ejemplo:

La asociación entre Propietario y Local se deduce del caso de uso 1: ‘Añadir local’,

y la clase asociativa Contrato se deduce del caso de uso 4: ‘Introducir contrato’.

Fijaos en que la asociación Contrato se establece con la superclase Local y no

con sus subclases, ya que es común a todas. En cambio, las relaciones se estable-

cen con las subclases Propietario y Arrendatario por la razón contraria.

Observad también que se han podido suprimir los atributos NIF_propietario y

NIF_arrendatario de las clases Contrato y Local, porque son redundantes con las

asociaciones.

Implementación de las asociaciones

Podría suceder que a la hora de programar las asociaciones se implementasen preci-samente mediante atributos como los que se acaban de ver (más una lista de los có-digos de los locales de cada propietario), y entonces sería necesario volver a añadirlos;pero también se podrían implementar las asociaciones de otras maneras.


7.5.3. Agregaciones

Según los requisitos, un inmueble se compone de tiendas-almacén y/o ofici-

nas; por lo tanto, entre estas tres subclases hay las agregaciones correspondien-

tes. Estas agregaciones son composiciones, puesto que cada tienda-almacén u

oficina pertenece a un solo inmueble.

7.6. Identificación de las clases de frontera, las clases de control

y de las operaciones

Para cada caso de uso, realizaremos un diagrama de colaboración simplificado.

En todos los casos de uso se ha puesto que el actor pide una opción a la clase de

frontera Menu, que corresponde al menú de la aplicación, y ésta la pasa a la clase de

control GestorMenu, que llama a la clase de control principal del caso de uso. Los

nombres de los mensajes serán operaciones de las clases destinatarias: los que van

de las clases de frontera al actor no le piden ninguna operación, como es lógico.

Caso de uso 1: ‘Añadir local’

Este caso de uso comprende el caso de uso 2: ‘Añadir propietario’, el cual,

como sabemos, lo extiende cuando no se ha encontrado al propietario.


Caso de uso 2: ‘Añadir propietario’

Caso de uso 3: ‘Introducir informe’

Como se puede ver en el diagrama de colaboración de este caso de uso:

Se busca el local y, si no se encuentra, se envía un mensaje de error al actor.

Si se ha encontrado, una vez introducidos los datos del informe se modifica el

objeto Local dando valores a los campos correspondientes y grabándolo de nue-

vo en la base de datos.

Caso de uso 4: ‘Introducir contrato’

Como podéis observar en el diagrama, si no se encuentra al arrendatario, se

crea (caso de uso 5: “Añadir arrendatario”), pero, si no se encuentra el local, se en-


vía un mensaje de error al actor. La clase ImpresionContrato imprime los datos del

contrato.

Casos de uso 5 y 6: ‘Añadir arrendatario’ y ‘Añadir arrendatario eventual’

Sabemos que el caso de uso 6 es una especialización del caso de uso 5, ya que

difiere de éste en que se añaden los valores de los atributos que indican qué tipo

de locales quiere el arrendatario eventual, que están en la subclase Arrendatario-

Eventual. Por lo tanto, los podemos convertir en un único caso de uso que crea o

bien un objeto de Arrendatario o bien un ArrendatarioEventual, respectivamente.


Caso de uso 7: ‘Buscar locales’

Como podéis ver en el diagrama de colaboración:

El actor da los argumentos de la consulta. Le sale una lista de los códigos de

los locales que cumplen las condiciones, dentro de la cual el actor puede elegir

un local de la lista, y se le presentan allí los datos del mismo (todos o bien todos

excepto la dirección del local y el NIF del propietario).

7.7. Especificación formal de los casos de uso

Seguramente habréis observado que en algunos de los diagramas de colabora-

ción simplificados que acabamos de ver hay mensajes que sólo se envían cuando

se cumple una condición, y que también, a veces, entran y salen diferentes men-

sajes de una misma clase sin que quede claro en qué orden lo hacen. Por lo tanto,

será necesario realizar una especificación más detallada de estos casos de uso.

Puesto que ya hemos realizado un diagrama de colaboración –aunque sea sim-

plificado–, ahora utilizaremos el diagrama de secuencias, porque da una visión de

los casos de uso que es complementaria de la que ya tenemos; sólo se hará para un

caso de uso, el más complicado, el caso de uso 4: ‘Introducir contrato’. También ve-

remos el diagrama de estados de la única clase en que no es trivial, la clase Local.


a) Diagrama de secuencias del caso de uso 4: ‘Introducir contrato’:

b) Diagrama de estados de la clase Local:


7.8. Análisis de la interfaz de usuario

Veamos el esquema de ventana correspondiente a cada clase de frontera.

1) Clase PantallaAñadirLocal.

2) Clase PantallaAñadirPropietario


3) Clase PantallaIntroducirInforme.

4) Clase PantallaIntroducirContrato


5) Clase PantallaAñadirArrendatario

6) Clase PantallaBuscarLocales

En la cabecera…

… salen los valores de los argumentos de la búsqueda dados por el usuario y, debajo,la lista de los códigos de los locales que cumplen las condiciones correspondientes.“Información completa?” sirve para indicar si el usuario quiere que aparezcan tam-bién la dirección del local y el NIF del propietario. “Selección” sirve para pedir los da-tos de un local concreto.


7) Clase PantallaListaLocales

8) Clase PantallaDatosLocal

El esquema de la ventana es el mismo que para la clase PantallaIntroducirIn-

forme más una opción para imprimir su contenido.


Conclusiones

Hemos visto cómo se lleva a cabo la etapa de análisis según un método basa-

do en el Rational Unified Process. El objetivo de esta etapa es modelar los requi-

sitos de una manera adecuada para servir de base del desarrollo propiamente

dicho del software.

Se empieza por revisar los casos de uso especificados en la etapa anterior con

el objetivo de eliminar redundancias y añadir eventuales casos de uso no pedidos

explícitamente por los usuarios, pero que, sin embargo, son necesarios para satis-

facer los requisitos.

Después se identifican las clases de entidades, sus atributos y las relaciones en-

tre ellas, y a continuación se realiza un diagrama de colaboración simplificado

para cada caso de uso con el objetivo de identificar las clases de frontera, de con-

trol y las operaciones de éstas y de las clases de entidades. De este modo se acaba

de obtener la información necesaria para elaborar el diagrama estático de análisis.

Después se realizan diagramas de interacción más detallados para los casos

de uso que sean necesarios, y eventualmente se hacen también diagramas de ac-

tividades, de estados y transiciones. El análisis de la interfaz de usuario consiste

en describir el contenido de las ventanas asociadas a las clases frontera, partien-

do de la lista de las mismas y de la descripción de las tareas futuras. Así se ha

obtenido lo que hemos denominado modelo de análisis.

© Editorial UOC 177 Capítulo VI. Diseño orientado a objetos

Capítulo VI

Diseño orientado a objetos

Este capítulo trata del diseño del software con técnicas orientadas a obje-

tos, aplicando las notaciones y conceptos del UML y siguiendo el ciclo de

vida del Rational Unified Process. Recordemos que, en este ciclo de vida, el

análisis y el diseño constituyen un único componente de proceso, pero no-

sotros los consideraremos dos etapas diferentes porque tienen una finalidad

distinta y porque los resultados de uno y otro son también claramente dife-

rentes.

Se verá con detalle el papel del diseño en relación con la etapa que le precede,

el análisis, y la que le sigue, la realización. Avanzamos, sin embargo, que así

como el análisis formaliza los requisitos recogidos anteriormente, el diseño es el

primer paso de la elaboración de una respuesta a estos requisitos.

Una de las ventajas esperadas de la tecnología orientada a objetos, y quizá la

más importante, es la posibilidad de reutilizar software. Durante el diseño se de-

cide qué se reutiliza y qué se hace de nuevo y, por tanto, en este módulo tene-

mos que tratar las técnicas de reutilización.

Dentro del diseño, distinguiremos los pasos siguientes:

• El diseño arquitectónico.

• El diseño de los casos de uso.

• La obtención del diagrama estático de diseño.

• La especificación de las clases del diseño.

• El diseño de la persistencia.

• El diseño de la interfaz de usuario.

• El diseño de los subsistemas.


1. El papel del diseño

La etapa de diseño hace de puente entre el análisis y la realización. El modelo

del análisis describe las funciones que tiene que desempeñar el software y tam-

bién especifica los eventuales requisitos no funcionales, es decir, plantea el pro-

blema que se debe resolver con el software. Las etapas siguientes tendrán que ver

con la elaboración de una solución a este problema. Ahora bien, el modelo del

análisis no es una base adecuada para emprender directamente la realización, ya

que no se expresa en términos de la tecnología que deberá utilizar en el proyecto

(principalmente el lenguaje de programación y la herramienta de apoyo a la in-

terfaz gráfica de usuario).

Justificación de la etapa de diseño

Está claro que, al especificar los requisitos, se habrán tenido en cuenta las posibilida-des generales de la tecnología disponible, con el fin de no pedir requisitos imposibles,ni tampoco infrautilizar esta tecnología en el caso de que permitiera atender más ne-cesidades del usuario o atenderlas mejor (por ejemplo, hoy día el análisis consideraimplícitamente que la presentación de la información a los usuarios se hará mediantepantallas con apoyo de gráficos e impresoras modernas). No obstante, seguramenteno se habrá tenido en cuenta, si no es de una manera muy general, en qué lenguajede programación se implementarán las clases y qué clases programadas en proyectosanteriores se reutilizarán, o qué sistema de gestión de bases de datos se usará.

Dentro del Rational Unified Process, el diseño se hace principalmente al final

de la fase de elaboración y al comienzo de la de construcción.

1.1. La relación entre el diseño y la realización

La realización da como producto el software acabado, y comprende la progra-

mación propiamente dicha más la generación de ficheros binarios y ejecutables,

la prueba uno a uno de los mismos y el enlace de todo. Las clases definidas en

el diseño se programan una a una, y se generan los componentes y los subsiste-

mas. Entre el modelo del diseño y el software acabado existe la misma relación

que entre el proyecto de un edificio y el edificio construido.


1.2. La utilidad del diseño

Hemos visto que en proyectos muy sencillos se puede llegar a prescindir del

análisis. En cambio, el diseño es siempre necesario.

Preguntar para qué sirve el diseño es lo mismo que preguntar por qué no se

puede implementar directamente el modelo de análisis. Jacobson, Booch y

Rumbaugh mencionan una relación de 1 a 5 entre el coste del análisis y el del di-

seño. Este hecho ya indica que en el modelo del diseño hay muchas más clases y

operaciones que se deben identificar y especificar antes de programarlas.

2. La reutilización

La reutilización en el diseño orientado a objetos tiene cuatro modalidades: la

reutilización de clases, la reutilización de componentes, los patrones y los marcos.

Meyer menciona las siguientes ventajas de la reutilización:

• Se abrevia el desarrollo del software.

• Disminuye el trabajo de mantenimiento del software en el futuro.

• Mejora la fiabilidad.

• A menudo el código reutilizado es más eficiente, probablemente porque se

ha ido mejorando con el tiempo. Es cierto que el código hecho a medida para

un caso concreto podría ser más eficiente, pero en la práctica no es posible

optimizar todo el código de un proyecto.

• Se gana en coherencia. Normalmente no se reutiliza una sola clase, sino va-

rias, procedentes de una misma librería y que, por tanto, seguramente esta-

rán programadas según las mismas normas y con el mismo estilo.

• Preservación de la inversión. Si se reutiliza un buen fragmento de código,

será mucho más difícil que se pierda, ya que habrá muchas copias.

2.1. La reutilización de clases

Principalmente, se reutilizan clases que tienen funciones independientes del

dominio, como elementos de interfaz gráfica y estructuras de datos generales.


Por lo común, la reutilización de clases de un dominio concreto sólo es viable

en el caso de sistemas de software de una misma organización. Las clases que se

reutilizan se suelen agrupar por función en librerías como los paquetes de Java.

La reutilización de clases se puede hacer de varias maneras. La más sencilla y

directa es reutilizar la clase misma, en forma fuente o compilada. No obstan-

te, si se le tienen que añadir o modificar operaciones o atributos, hay que com-

plementarla con subclases o mediante agregación. Si la clase es abstracta, la

única manera de reutilizarla es, evidentemente, con subclases.

2.2. La reutilización de componentes

Un componente es un conjunto de clases, cuyos objetos colaboran en tiem-

po de ejecución con el fin de llevar a cabo una función concreta.

Un componente implementa una interfaz determinada, que es el conjunto

de todas las operaciones de sus clases que se pueden pedir desde el exterior del

componente. Por tanto, se puede sustituir un componente por otro que imple-

mente la misma interfaz.

Un componente, por el hecho de que implementa una interfaz, se comporta

como una clase, y las clases que lo componen no son visibles desde el exterior.

Para que un componente se pueda reutilizar correctamente, se debe conocer su

interfaz y también el contrato. El contrato describe los efectos de las operaciones

comprendidas en la interfaz y qué invariantes mantiene.

2.3. Los patrones

Los patrones (en inglés, patterns) son una manera organizada de recoger la ex-

periencia de los diseñadores de software para volverla a utilizar en casos parecidos.

Cuando un experto trabaja en un problema, raramente inventa una solución

del todo nueva, partiendo de cero, sino que en general recuerda algún caso que

tiene semejanzas con el suyo y adapta la solución. Esto es lo que acostumbramos

a denominar aplicar la experiencia, y se supone que es lo que hace que los exper-

tos lo sean.


No es necesario decir que sería mucho mejor tener esta experiencia recogida

y documentada de manera más o menos formal para hacerla accesible a otros

expertos o futuros expertos, por un lado, y para hacer más sistemática y cohe-

rente la aplicación de la experiencia por los mismos expertos, por el otro.

Un patrón no es un programa, aunque puede incluir un programa como

muestra, pero no para utilizarlo directamente.

Un patrón es una idea de diseño e implementación detallada y práctica (una

“receta”) que constituye un esbozo de solución de un problema que se presenta

con una cierta frecuencia. Los detalles de esta solución cambian para cada caso al

que se aplica. Por tanto, el núcleo de un patrón es una pareja problema-solución.

En general, un patrón no está vinculado a un método concreto de diseño. De

hecho, muchos patrones se pueden utilizar tanto en diseño orientado a objetos

como en diseño estructurado, si bien los patrones tienden a estar documentados

en forma orientada a objetos, simplemente porque se han divulgado cuando esta

tecnología ya estaba en boga.

Los patrones representan un nuevo intento de aumentar la reusabilidad del

software (como la tecnología de objetos, por ejemplo) partiendo de la idea de

que en casos determinados en los que no se puede reutilizar código, al menos se

puede reutilizar el diseño, como mínimo las ideas básicas.

De igual manera que los entornos de desarrollo orientados a objetos acos-

tumbran a ofrecer una amplia biblioteca de clases predefinidas, en el diseño

orientado a patrones se puede disponer de “recetarios” de patrones preexistentes,

que hay que esperar a que se vayan enriqueciendo con el paso del tiempo. Además,

también hay que esperar a que vayan apareciendo (ya han comenzado a hacerlo)

específicos por dominios.

Como programación en tiempo real, programación distribuida y muchos otros.

El principal beneficio que se espera obtener de la utilización de patrones es

que no hay que pensar una solución para muchos de los problemas de diseño

más frecuentes y, por tanto, se puede concentrar el esfuerzo de diseño en los

aspectos más innovadores de cada proyecto.

Patrones y derechos de propiedad

Sin duda se plantearán, si todavía no se han presentado, cuestiones como patentes ypropiedad intelectual sobre patrones, patrones que sean secreto de empresa, etc.


2.3.1. Características de los patrones

Las características más importantes que presentan los patrones son las que

mencionamos continuación:

1) Recogen la experiencia, es decir, son un extracto y un denominador común

de numerosos diseños anteriores: no se inventan en un momento dado.

2) Son algo más amplio que, por ejemplo, una clase o un objeto.

3) Crean vocabulario. Dentro de un diseño se hace referencia a los patrones por

su nombre. En particular, dentro de un patrón se puede hacer referencia a otros.

4) Son un instrumento de documentación, dado que dentro de la documen-

tación del diseño, una referencia a un patrón ahorra describir con detalle una

parte del diseño.

5) Si se utiliza el mismo patrón, facilitan la coherencia de los diseños por to-

das las partes donde se presenta el mismo problema.

6) No dan una solución completa a un problema en un caso concreto: sólo

proporcionan una solución genérica que hay que completar.

7) Ayudan a hacer frente a la complejidad del diseño, resolviendo de en-

trada algunas partes.

2.3.2. Componentes de los patrones

Un patrón tiene las cuatro partes que mencionamos a continuación:

1) El nombre. La asignación de nombre a un patrón no es una cuestión tri-

vial, ya que, por el hecho de que crean vocabulario, es vital que en los nombres

de los patrones no haya sinónimos o alias, ni menos aún homónimos; y esto,

no sólo en lo que respecta al proyecto o empresa, sino también en cuanto a la

literatura sobre patrones en general, dado que cualquier experto que mire el di-

seño tiene que dar la misma interpretación.

2) El contexto. Es el entorno o la situación dentro de la cual se presenta el pro-

blema que el patrón resuelve. A menudo se define en términos de una lista de si-

tuaciones.


3) El problema. Se define en términos de lo que se conoce como fuerzas: re-

quisitos que la solución tiene que cumplir, restricciones y cualidades que se desea

que tenga la solución. A veces, las fuerzas están contrapuestas.

4) La solución. Es un compromiso entre las fuerzas. La solución tiene los dos

aspectos siguientes:

• Estático o estructural, que se expresa en términos de componentes y relacio-

nes entre los mismos.

• Dinámico o de comportamiento, que describe las funciones de cada compo-

nente y cómo colaboran entre sí a lo largo del tiempo.

2.3.3. Clasificaciones de los patrones

Se admiten varios tipos de clasificaciones para los patrones. En concreto, se

les puede clasificar según el nivel, el propósito o el ámbito:

1) En la clasificación por nivel, algunos autores hablan simplemente de pa-

trones de diseño. Otros distinguen tres clases:

• Patrones arquitectónicos. Se utilizan durante el diseño arquitectónico y tra-

tan sobre la estructuración de un sistema de software en subsistemas.

• Patrones de diseño propiamente dichos. Patrones dirigidos a resolver proble-

mas puntuales del diseño.

Diversidad de definiciones para patrón

La inclusión de las frases hechas permite ver que no todos los autores entienden lo mis-mo por patrón, ya que algunas definiciones afirman que los patrones no tienen que es-tar vinculados a un lenguaje de programación.

• Frases hechas (idioms). Describen la manera de implementar algo (eventual-

mente un componente de un patrón de diseño) en un lenguaje de programa-

ción concreto.


2) La clasificación por propósito establece la jerarquía siguiente:

• Patrones de creación. Se utilizan para la instanciación, con el fin de hacer

que el software sea independiente de cómo las clases y objetos se crean, re-

presentan y agregan. Los patrones en el nivel de clase utilizan herencia para

variar la clase, mientras que en el nivel de objetos se delega la instanciación

a otro objeto.

• Patrones de estructura. Hacen referencia a la manera como las clases y los ob-

jetos se combinan para formar estructuras mayores. En el nivel de clase se

utiliza la herencia para agregar interfaz o implementación, y en el nivel de

objetos se hace agregación en tiempo de ejecución.

• Patrones de comportamiento. Describen la comunicación entre clases y obje-

tos. En el nivel de clases se aplica la herencia y en el nivel de objetos, la agre-

gación.

3) La clasificación por ámbito de los patrones identifica los siguientes:

• Patrones sobre clases. Hacen referencia a las relaciones de herencia, que se es-

tablecen en tiempo de compilación.

• Patrones sobre objetos. Hacen referencia a las relaciones entre objetos, las cua-

les pueden variar dinámicamente en tiempo de ejecución.

2.3.4. Un ejemplo de patrón: Composite

El patrón Composite* tiene como objetivo representar jerarquías de estructu-

ras parte-todo.

Este patrón se puede utilizar en los casos que se mencionan a continuación:

a) Cuando se quieren representar jerarquías de tipo de agregación entre

objetos.

*. E. Gamma; R. Helm; R. Johnson; J. Vlissides (1995). Design Patterns. Addison-Wesley.


b) Cuando se quiere que los clientes no necesiten distinguir entre objetos

compuestos y no compuestos. Los clientes tratarán todos los objetos de la mis-

ma manera.

Las clases que figuran en esta estructura tienen las funciones siguientes:

a) La clase Componente implementa el comportamiento de los objetos

eventualmente compuestos y declara una interfaz para acceder a sus componen-

tes y gestionarlos.

b) La clase Hoja representa los objetos que no tienen componentes.

c) La clase Composite define el comportamiento de los componentes que tie-

nen componentes, y almacena estos últimos.

2.3.5. Sistemas de patrones

Ya se ha dicho que los patrones a menudo se refieren a otros patrones, ya sea

porque se utilizan en su implementación, ya sea porque los complementan. Por

tanto, más que de listas de patrones hablaremos de sistemas de patrones relaciona-

dos. La documentación de un sistema de patrones será algo más que la suma de

la documentación de cada uno de los mismos: habrá que incluir también un es-

quema de las relaciones entre éstos y la descripción de las dependencias entre ellos

cuando se utilizan juntos.


Algunas características deseables en un sistema de patrones son las que enu-

meramos a continuación:

1) Cantidad. El sistema de patrones debe tener un número suficiente de pa-

trones de varias clases o niveles; de otro modo no se puede hacer diseño basado

en patrones, sino sólo diseño ordinario utilizando algún patrón.

2) Descripción. Todos los patrones del sistema deben estar descritos de una

manera tan uniforme como sea posible.

3) Relaciones. Las relaciones entre patrones tienen que estar indicadas explí-

citamente.

4) Organización. El catálogo de patrones del sistema debe estar organizado

de manera que sea fácil encontrar el patrón más adecuado en cada caso. En par-

ticular, debe haber un sistema de criterios de clasificación como los descritos

con anterioridad.

5) Practicidad. El sistema de patrones tiene que ser práctico, en el sentido de

que se vea fácilmente cómo se pueden utilizar e implementar los patrones.

6) Acceso. El sistema tiene que ser abierto: debe ser posible que se integren

con facilidad nuevos patrones, que se tienen que poder incorporar de manera

natural al esquema de clasificación mencionado, y los patrones que ya existen

se deben poder adaptar a los cambios tecnológicos.

Cuando se habla de sistemas de patrones, se piensa principalmente en siste-

mas públicos, como los descritos en libros. No obstante, también puede haber

sistemas para uso interno de una empresa o de un proyecto, que probablemente

incluyan también patrones públicos.

Los sistemas de patrones más conocidos son los que mencionamos a conti-

nuación:

a) El de Gamma, Helm, Johnson y Vlissides.*

b) El sistema de Buschmann, Meunier, Rohnert, Sommerlad y Stal.

*. La Banda de los cuatroLos autores Gamma, Helm, Johnson y Vlissides se conocen de manera informal con el nombre deGang of Four (La Banda de los cuatro).


c) Los patrones documentados por Larman, que corresponden a principios

generales de diseño más que a problemas específicos.

Estos sistemas se publicaron en el mismo orden en el que se han menciona-

do, y cada sistema hace referencias a los anteriores. Por esta razón, creemos que

se pueden considerar un solo sistema. Mencionamos todos los patrones en una

única tabla que podéis ver a continuación. La descripción detallada de cada pa-

trón se puede encontrar en las obras citadas en la bibliografía de este módulo.

Nombre Tipo Sistema Propósito

Abstract

Factory

Creación GHJV Proporciona una interfaz para crear objetos relacionados sin que sea necesario saber su clase.

Adapter Estructura GHJV Sustituye la interfaz de una clase, lo cual permite reutilizar algunas clases.

Blackboard Arquitectónico BMRSS Coordina la comunicación entre los componentes de sistemas de software distribuidos.

Bridge Estructura GHJV Desacopla una clase abstracta de su implementación para que puedan

variar independientemente.

Builder Creación GHJV Permite que la construcción de un objeto complejo pueda crear diferentes representaciones.

Chain of responsibility

Comportamiento GHJV Implementa llamadas de operaciones por medio de otros objetos.

Client-Dispatcher-Server

Estructura BMRSS Proporciona transparencia respecto a la ubicación y los mecanismos de conexión entre cliente

y servidor.

Command Comportamiento GHJV Convierte una llamada de una operación en un objeto que se puede manipular.

CommandProcessor

Comportamiento BMRSS Separa la petición de una operación de su ejecución con la finalidad de permitir deshacerla,

por ejemplo.

Composite Estructura GHJV Construye una jerarquía de composiciónde objetos.

Controller Comportamiento Larman Asigna el tratamiento de los acontecimientos a las clases que representan el sistema o la organización

en conjunto, o un papel o un caso de uso.

Creator Estructura Larman Asigna a la clase B la responsabilidad de crear los objetos de otra clase A si B ya agrega, contiene, registra o usa de manera principal objetos de A

o tiene la información para inicializarlos.



Decorator Estructura GHJV Añade responsabilidades a un objeto dinámicamente, sin añadirlas a la clase.

Don’t call to Strangers

Comportamiento Larman Limita la variedad de objetos a los cuales pide operaciones un objeto dentro de la

implementación de sus operaciones: sólo él mismo o un atributo suyo, los parámetros de la operación

o los objetos creados dentro del método.

Expert Comportamiento Larman Asigna cada operación a la clase que tienen los atributos que intervienen en la misma.

Facade Estructura GHJV Proporciona una interfaz única a un subsistema con muchos objetos.

FactoryMethod

Creación GHJV Define una interfaz para instanciar un objeto,cuya clase se decide en el ámbito de subclases.

Flyweight Estructura GHJV Permite que muchos pequeños objetos puedan ser compartidos haciendo que

su estado sea independiente del contexto en que se usan.

Forwarder-Receiver

Estructura BMRSS Aísla de los mecanismos de comunicación la comunicación entre procesos.

HighCohesion

Comportamiento Larman Asigna las operaciones a las clases de manera que la cohesión del diseño sea alta (es decir, que cada

clase implemente un conjunto no demasiado grande de operaciones muy relacionadas).

Indirection Comportamiento Larman Asigna una operación a una clase intermediaria para desacoplar la clase cliente de la servidora.

Interpreter Comportamiento GHJV Representa las reglas de un lenguaje mediante clases.

Iterator Comportamiento GHJV Accede a los componentes de un objeto agregado uno detrás de otro, sin ver su contenido.

Layers Arquitectónico BMRSS Estructura una aplicación en grupos –de diferentes niveles– de subtareas.

Low Coupling Comportamiento Larman Asigna las operaciones a las clases de manera que el acoplamiento entre las clases sea bajo, lo cual quiere decir que cada clase haga poco

uso de operaciones de otras clases dentro de las suyas.

Master-Slave Estructura BMRSS El maestro reparte trabajo a varios esclavos idénticos y obtiene el resultado final a partir

de los resultados obtenidos por éstos.

Mediator Comportamiento GHJV Define un objeto que encapsula la interacción de otros.



Memento Comportamiento GHJV Captura y externaliza el estado de un objeto (sin violar su encapsulación), para que pueda

ser restituido más adelante.

Microkernel Arquitectónico BMRSS Dentro de un software, separa un núcleo funcional de la funcionalidad añadida.

Model-View-Controller

Arquitectónico BMRSS Descompone un software interactivo en tres componentes: el Modelo que contiene

la funcionalidad y los datos, la Vista que presenta la información en la pantalla y el Controlador

que trata las entradas de información.

Observer Comportamiento GHJV Define una dependencia entre objetos de manera que cuando cambia el estado de un objeto

se comunica el cambio a otros.

Pipesand Filters

Arquitectónico BMRSS Proporciona un estructura de tubos y filtros para tratar flujos secuenciales de datos.

Polymor-phism

Comportamiento Larman Conviene aplicar el polimorfismo (dar el mismo nombre a operaciones análogas de clases diferentes) para que el objeto cliente no tenga que preguntar

por la clase antes de pedirle la operación.

Presentation-Abstraction-Control

Arquitectónico BMRSS Descompone un software interactivo en una jerarquía de agentes que colaboran. Cada agente

desempeña alguna función de presentación por pantalla, funcionalidad básica (abstracción)

o comunicación entre agentes (control).

Prototype Creación GHJV Instancia objetos haciendo copias de un prototipo.

Proxy (1) Estructura GHJV Proporciona un representante para un objeto, que no hay que crear hasta que se necesite

efectivamente. También puede controlar el acceso.

Proxy (2) Estructura BMRSS Hace que los clientes de un componente pidan las operaciones a un representante de éste y no a él directamente, por razones de eficiencia, control

de acceso u otras.

Publisher-Subscriber

Comportamiento BMRSS Un publicador notifica sus cambios a varios suscriptores. Es una variante de Observer.

PureFabrica-tion

Estructura Larman A veces conviene definir una clase que no corresponde a ninguna entidad del dominio,

sino que es una “pura invención” para agrupar operaciones de manera más coherente que si estuvieran asignadas a clases de entidades.

Reflection Arquitectónico BMRSS Proporciona un medio para cambiar dinámicamente la estructura y el comportamiento

de un software.

Singleton Creación GHJV Garantiza que de una clase sólo haya un objeto.


GHJV = Gamma, Helms, Johnson y VlissidesBMRSS = Buschmann, Meunier, Rohnert, Sommerlad y Stal

2.3.6. Los patrones para la ayuda en la resolución de problemas

de diseño

Los patrones sirven de ayuda a la hora de resolver problemas de diseño en

los aspectos siguientes:

a) Sugieren clases y objetos.

b) Sugieren interfaces entre objetos, independientes de la implementación de

los mismos, por ejemplo, mediante clases y operaciones abstractas.

c) Ofrecen posibilidades de reutilización de código mediante superclases y

objetos que se puedan utilizar como componentes de otros.

d) Sugieren posibilidades de delegar operaciones de una clase a otra.

e) Los sistemas de software son más fáciles de modificar por el hecho de que

muchas veces los patrones se pueden implementar de varias maneras, mantenien-

do estables las interfaces.

Más adelante, veréis el uso de varios patrones combinados para resolver un

único problema.


State Comportamiento GHJV Hace que, cuando un objeto cambia de estado, cambie su comportamiento como si hubiera

cambiado de clase.

Strategy Comportamiento GHJV Encapsula varios algoritmos haciéndolos intercambiables.

TemplateMethod

Comportamiento GHJV Define el esqueleto de un algoritmo de una operación, y algunos de sus pasos se concretarán

en subclases.

View Handler Comportamiento BMRSS Permite a sus clientes abrir, manipular y cerrarlas presentaciones de los datos, y gestiona sus

dependencias.

Visitor Comportamiento GHJV Sustituye la interfaz de una clase, de forma que permite reutilizar algunas clases.

Whole-part Estructura BMRSS Hace que una operación sobre los componentes de una estructura pueda cambiar sin que los

componentes cambien de clase.


2.3.7. Selección del patrón adecuado

Para seleccionar el patrón adecuado en cada caso, hay que suponer que se

dispone de un único sistema de patrones (si inicialmente se tenían varios, con-

viene consolidarlos) con un catálogo adecuado.

El proceso de selección del patrón adecuado consiste en seguir los siguientes

pasos:

1) En primer lugar, hay que especificar por escrito el problema que inten-

tamos resolver con patrones, y si se ve que consta de partes bien diferenciadas,

descomponerlo en subproblemas. De cada subproblema se tienen que descri-

bir las fuerzas que le afectan.

2) En segundo lugar, deberemos establecer una primera delimitación del

conjunto de patrones aplicables mediante el catálogo.

3) A continuación, afinaremos más la selección teniendo en cuenta los objeti-

vos de los patrones seleccionados antes. Interesarán tanto los patrones que contem-

plan todo el (sub)problema como también los que pueden resolver alguna parte.

4) Después, añadiremos a la selección todos los patrones relacionados direc-

tamente con los anteriores.

5) Entonces consideraremos los patrones que tienen como objetivo facilitar

las modificaciones del software futuras, e incluiremos en la selección los que

sean aplicables.

6) Más tarde, consideraremos las ventajas e inconvenientes descritos en la

documentación, y evaluaremos qué importancia tienen en el caso considerado.

7) Finalmente, cuando un patrón seleccionado tenga variantes, selecciona-

remos la más adecuada.

2.3.8. Utilización de un patrón

A continuación, se describe la manera de utilizar un patrón:

1) Se hace una lectura general de los puntos de la documentación del patrón

que no se hubiesen leído todavía.


2) Se estudian con detalle los apartados sobre participantes, estructura y pa-

pel de los participantes.

3) Se estudia el ejemplo resuelto.

4) Se sustituye la terminología abstracta del patrón por la del proyecto y se

establece una lista de equivalencias.

5) Se definen las clases nuevas necesarias, y se modifican las ya existentes

que haga falta entre las que ya se habían definido durante el proyecto.

2.4. Marcos de aplicaciones

Un marco (en inglés, framework), es un conjunto de clases que constituye una

aplicación incompleta y genérica. Si el marco se complementa de manera adecua-

da (si se “especializa”), se obtienen aplicaciones especializadas de un cierto tipo.

Hay dos tipos de marcos:

1) Un marco de caja blanca consta de un conjunto de clases (denominadas

abstracciones) de las cuales está definida tanto la interfaz como la implementa-

ción. Para especializarlo, hay que implementar subclases de estas clases.

2) Un marco de caja negra, en lugar de abstracciones, tiene definidas unas

interfaces denominadas papeles (en inglés, roles). Para especializarlo, hay que

añadirle clases que implementen sus papeles.

2.4.1. Ventajas e inconvenientes de los marcos

Algunas ventajas de los marcos son las que mencionamos a continuación:

a) Reducen el trabajo de programación y mantenimiento de aplicaciones.

Los marcos reducen la codificación y la puesta a punto, ya que proporcionan

subsistemas que sabemos que funcionan. En definitiva, suministran código que

ya no se deberá volver a escribir ni a mantener.

b) Proporcionan una arquitectura para el software.

c) Llevan a desarrollar pequeñas aplicaciones que encajan dentro de los mar-

cos, en lugar de aplicaciones monolíticas.


d) Son una buena base para la industria de componentes de software. Los mar-

cos bien diseñados permiten que terceras compañías puedan suministrar compo-

nentes o partes de componentes que los desarrolladores podrán añadir.

Como inconvenientes de los marcos, podemos enumerar los siguientes:

a) Limitan la flexibilidad. Los componentes que se construyan para un mar-

co tienen que amoldarse a las restricciones impuestas por la arquitectura de éste.

b) Dificultan el aprendizaje. Antes de utilizar un marco para construir apli-

caciones, hay que estudiarlo a fondo. Para este aprendizaje, se puede calcular

un tiempo inicial de tres semanas (para un marco de complejidad media) más un

tiempo adicional con un plazo medio determinado por la arquitectura de la apli-

cación que hay que construir. De todos modos, este aprendizaje sólo se tiene que

hacer una vez y puede servir para muchas aplicaciones basadas en el marco.

c) Reducen el grado de creatividad del trabajo de los desarrolladores.

2.4.2. Comparación entre marcos y patrones

Finalmente, estableceremos una comparación entre los marcos y los patro-

nes. Esta comparación se centra en los siguientes aspectos:

1) Los patrones son menores. Un marco puede contener varios patrones, nun-

ca lo contrario.

2) Los patrones son más abstractos. Cada vez que se aplica un mismo patrón,

produce programas diferentes.

3) Los patrones son menos especializados, ya que se pueden utilizar en cual-

quier tipo de aplicación.

3. El diseño arquitectónico

El diseño arquitectónico tiene como objetivo definir las grandes líneas del mo-

delo del diseño.


El diseño arquitectónico comprende las actividades siguientes: establecer la

configuración de la red, decidir la utilización de un marco ya disponible, si

procede, y establecer los subsistemas, sus interfaces y las dependencias entre

éstos.

3.1. Establecimiento de la configuración de la red

El establecimiento de la configuración de la red consiste en determinar los

nodos que habrá y las características que tendrán, las conexiones entre éstos y

cómo serán, y los protocolos de comunicaciones en cuanto al ancho de banda,

fiabilidad y calidad.

3.2. Establecimiento de los subsistemas

Los subsistemas pueden ser propios del proyecto, reutilizados por otros pro-

yectos o software del mercado, como software de sistemas y software intermedia-

rio o middleware.

Se puede partir de la descomposición del software en paquetes hechos en la

etapa de análisis. Las modificaciones que se harán en el mismo normalmente

consistirán en segregar algún subsistema de un paquete de servicio con vistas

a reutilizarlo en varios lugares del software, o a separar en subsistemas diferen-

tes lo que ya está hecho de lo que se tiene que llevar a cabo en el proyecto, o a

permitir que se reparta un paquete entre varios nodos. También conviene tener

en cuenta la posibilidad de aplicar patrones arquitectónicos.

Por interfaz de un subsistema entendemos las operaciones que se pueden pe-

dir al subsistema desde otros subsistemas. Ahora bien, aparte de estas interfaces,

no necesariamente definidas de manera explícita, para conseguir un diseño más

flexible de cara a modificaciones futuras, puede ser conveniente definir interfa-

ces explícitas implementadas por subsistemas que se pueden ir sustituyendo a

lo largo del tiempo, igual que en el caso de interfaces de clases considerado de

manera estándar en el UML.


Es especialmente importante definir interfaces para los subsistemas que corres-

ponden a software del sistema o a middleware, aunque hay que esperar a que vayan

evolucionando a lo largo del tiempo de una manera independiente del software

que desarrollamos.

Las dependencias entre subsistemas se presentan cuando hay elementos de

un subsistema que tienen relaciones con elementos de otro. Como mínimo,

habrá todas las dependencias que ya existen entre los paquetes de análisis y de

servicios correspondientes.

4. El diseño de los casos de uso

Dado que los requisitos se recogieron esencialmente en forma de casos de uso,

una manera lógica de enfocar el diseño es describir la implementación de cada

uno, partiendo de la versión revisada y documentada con diagramas de interac-

ción obtenida en la etapa de análisis.

El diseño de la implementación de los casos de uso (que a partir de ahora de-

nominaremos simplemente diseño de los casos de uso) parte del diagrama de co-

laboración resumido que se ha hecho en el análisis, y se consideran por separado

las clases de frontera, de entidades y de control.

Las clases de frontera son el punto de partida del diseño de la interfaz de

usuario. El diseño de las clases de entidades incluye el diseño de los instrumen-

tos para gestionar la persistencia. No hablaremos aquí del diseño de la interfaz

con el usuario y de la persistencia, sino en otros apartados.

La implementación de la funcionalidad de los casos de uso se hace dentro de

las clases de control y las clases de entidades. Dado que esta funcionalidad pue-

de ser extremadamente variada, sólo se pueden dar algunas reglas generales so-

bre su distribución entre clases y las operaciones de éstas:

a) Conviene que una de las clases de control dirija todo el proceso del caso

de uso.

b) Hay que aprovechar las oportunidades de reutilizar componentes y apli-

car patrones. En lo que respecta a las otras formas de reutilización, el uso de


marcos ya se habrá considerado durante el diseño arquitectónico y la posibili-

dad de reutilización de clases se estudia de forma sistemática más adelante. Sin

embargo, si se encuentran posibilidades obvias de reutilizar alguna clase, hay

que hacerlo.

El proceso del diseño de las clases de control es éste: se estudia la implemen-

tación de las operaciones ya identificadas en el análisis, una por una. A menudo

ocurre que, para implementar una, son necesarias nuevas operaciones de clases

ya definidas o también de clases nuevas. Después, habrá que estudiar la imple-

mentación de estas operaciones nuevas, etc.

Como vemos, mientras se diseñan los casos de uso se van incorporando cla-

ses y operaciones nuevas al diagrama estático de análisis, que así llega a ser el

diagrama estático de diseño. Una vez terminado el diseño de los casos de uso,

será necesario revisarlo de la manera que describiremos más adelante, lo cual

puede llevar a realizar retoques también en el diseño de los casos de uso.

5. Revisión del diagrama estático de diseño

Como ya hemos visto, la obtención del diagrama estático de diseño no es un

paso independiente, sino que se va haciendo esencialmente durante el diseño

de los casos de uso. Una vez acabado éste, queda hacer una revisión del diagra-

ma obtenido.

El diagrama revisado, juntamente con la especificación de las operaciones de

sus clases, será la base para la implementación de las clases de control y de en-

tidades.

Diferencias entre el diagrama estático de diseño y el de análisis

Generalmente, el diagrama estático de diseño contiene muchas más clases que el deanálisis (ya hemos mencionado antes un factor típico de 5 a 1). No obstante, eso no


quiere decir que el diagrama estático de diseño tenga todas las clases que tendrá elsoftware una vez implementado. Dejando de lado las clases de la interfaz gráfica, si laherramienta utilizada está orientada a objetos, durante la programación se definiránmuchas más clases que tendrán un papel puramente instrumental y que generalmen-te no se reflejan en un diagrama, ya que éste sería muy complejo (sin embargo, no sedescarta hacer diagramas estáticos parciales si se cree conveniente).

La revisión del diagrama estático de diseño tiene en cuenta los aspectos si-

guientes: la normalización de los nombres, la reutilización de clases, la adapta-

ción de la herencia en el ámbito soportado por el lenguaje de programación, la

mejora del rendimiento, el incremento de la velocidad y la reducción del trán-

sito de mensajes mediante la agrupación de clases, la adición de clases tempo-

rales para almacenar resultados intermedios, y la revisión desde el punto de

vista de cohesión y acoplamiento.

Todas estas razones pueden justificar la modificación del modelo creado an-

teriormente, y lo haremos en un nuevo diagrama para respetar lo que hemos

pactado con nuestro cliente.

5.1. Normalización de los nombres

En la recogida y documentación de requisitos es muy posible (e incluso re-

comendable) que hayamos utilizado la terminología del cliente para facilitar la

comunicación con él. Por continuidad, seguramente será bueno utilizar la mis-

ma terminología en el diagrama estático del análisis y en la especificación for-

mal de los casos de uso hecha dentro del análisis y, por tanto, en el diseño de

los casos de uso.

No obstante, incluso si se ha ido con cuidado de no utilizar nombres no sopor-

tados por los lenguajes de programación, puede ocurrir que haya que cambiar al-

gunos nombres de clases, atributos y operaciones, bien porque vulneren alguna

norma aplicable al proyecto o bien para respetar una terminología ya establecida

en proyectos anteriores. Esto es importante de cara a la reutilización de clases, ya

que la librería de clases puede contener muchas y pueden ser difíciles de encontrar,

si no se usa una nomenclatura unificada.


5.2. Reutilización de clases

Durante el diseño de los casos de uso, las clases se hacen “a medida” de acuer-

do con las operaciones que deben contener, y sólo se reutilizan clases cuando la

posibilidad de hacerlo es obvia. Ahora se trata de revisar sistemáticamente las po-

sibilidades de reutilizar clases ya existentes de acuerdo con lo que sabemos.

5.3. Adaptación de la herencia en el nivel soportado por el lenguaje

de programación

La herencia múltiple se da bastante a menudo en diagramas estáticos de aná-

lisis, pero hay lenguajes de programación que no la soportan, y por esta razón,

cuando se pretende realizar la implementación con uno de estos lenguajes, en

el diagrama estático de diseño hay que sustituir los casos de herencia múltiple

por otra estructura equivalente.

Justificación del uso de la herencia múltiple

Se podría pensar que, si sabemos que la aplicación se tiene que desarrollar en un lenguaje

que no soporta la herencia múltiple, lo mejor es evitarla desde el principio, de la misma

manera que se recomienda que los nombres respeten las restricciones más habituales en

los lenguajes de programación. No obstante, utilizar la herencia múltiple cuando proceda

puede hacer que el diagrama estático de análisis sea mucho más comprensible.

Para deshacer la herencia múltiple, habrá que utilizar alguna de las técnicas que

describimos a continuación. En todos los casos nos referiremos al mismo ejemplo:


5.3.1. Supresión de la herencia múltiple por duplicación

Una manera de suprimir la herencia múltiple consiste en duplicar en la sub-

clase los atributos que heredaría de una de las superclases:

5.3.2. Supresión de la herencia múltiple por delegación

La herencia múltiple se puede suprimir por delegación si se mantiene una

sola de las superclases y se incluye dentro de la subclase una referencia a un


objeto de la otra superclase, que tiene el valor de los atributos correspondien-

tes:

5.3.3. Supresión de la herencia múltiple con interfaces

También se puede suprimir la herencia múltiple si se sustituye la herencia

doble por herencia simple más una interfaz implementada por otra superclase:

5.3.4. Supresión de la herencia múltiple por agregación

Las relaciones de herencia se pueden sustituir por agregaciones. Esto se pue-

de hacer de dos maneras:


5.4. Sustitución de las interfaces

Si el lenguaje de programación no soporta las interfaces, se pueden sustituir por

clases abstractas, de las cuales, como sabemos, las interfaces son un caso particular.

5.5. Cambios para la mejora del rendimiento

En el análisis normalmente no nos preocupamos por la cuestiones de eficien-

cia, pero en el diseño es imprescindible. Se pueden realizar cambios en el diagra-

ma estático de diseño simplemente por esta razón.

5.5.1. Agrupación de clases para reducir el tránsito de mensajes

Hemos visto que, por flexibilidad, es mejor sustituir los atributos con valores

múltiples por una clase aparte que comparta con la primera una asociación de n


a 1. Pues bien, por razones de eficiencia quizá es conveniente realizar el cambio a

la inversa, ya que así no hay que enviar un mensaje de una clase a otra.

5.6. Especificación de las operaciones implícitas

En todos los proyectos o en casi todos, hay operaciones que permanecen implí-

citas dentro de las especificaciones del análisis. Dado que se deberán implementar

igual que las otras, también conviene tenerlas en cuenta en la fase de diseño.

Indicamos a continuación algunas reglas que nos pueden servir de ayuda a

la hora de encontrar operaciones implícitas:

1) Para toda clase debe haber una operación que la instancie, otra que des-

truya los objetos y operaciones que lean y que pongan los valores de todos los

atributos (naturalmente, quizá estas acciones queden comprendidas dentro de

operaciones que realizan más acciones). La operación que crea un objeto agre-

gado tiene que inicializar a nulo la lista de sus componentes.

2) Para cada asociación debe haber una operación que cree un enlace entre

objetos y otra que lo recorra.

3) Para cada estado que puedan tener los objetos de una clase tiene que ha-

ber una operación que los haga llegar a este estado.

4) Para cada atributo derivado tiene que haber una operación que calcule su

valor.

5.7. Referencias a las clases de frontera

Sabemos que las clases de control piden operaciones a las clases de frontera.

Estas clases son provisionales y se sustituyen por elementos gráficos (general-

mente también en forma de clases) durante el diseño de la interfaz de usuario. A

menos que éste se hubiera llevado a cabo antes del diseño de los casos de uso,

dentro de la especificación de las operaciones de las clases de control habrá que

sustituir las llamadas operaciones de las clases de frontera por operaciones en ele-

mentos de la interfaz de usuario.


5.8. La clase inicial

Generalmente, se crea un objeto cuando lo pide una operación que se ejecuta

en relación con otro objeto ya existente, pero es obvio que tiene que haber un

primer objeto que no es creado por ningún otro. Este mecanismo, que varía se-

gún el lenguaje de programación, se tiene que prever en el diseño.

5.9. Cohesión y acoplamiento

Llega un momento en el cual estamos razonablemente seguros de que el

diagrama estático tiene todas las clases que deberá tener para la implementación

y que todas estas clases tienen definidas todas las operaciones. Entonces convie-

ne revisar este diagrama desde el punto de vista de la cohesión y el acoplamien-

to para dar la máxima flexibilidad al diseño, de cara a cambios futuros.

5.9.1. Cohesión

Una clase muy coherente lo es si sus atributos y operaciones tienen mucha

relación entre sí, hasta el punto de que se puede considerar que forman una uni-

dad. En cambio, una clase poco coherente agrupa atributos u operaciones que

no tienen nada o casi nada que ver los unos con los otros, a menudo como con-

secuencia del hecho de que la clase implementa lo que en realidad son dos en-

tidades más o menos autónomas. Una operación poco coherente es la que no

tiene un proceso con un objetivo único y claro.

Las clases y las operaciones poco coherentes son más difíciles de entender, y

además tienen los siguientes inconvenientes:

Uso de clases y operaciones poco coherentes

A veces, no hay más remedio que agrupar varios procesos independientes, que no sonpropios de ninguna clase, en una sola. Por eso, existen las clases de utilidad del UMLy el patrón Pure Fabrication.


• Presuponen que las varias entidades que representan están en relación de 1

a 1, lo cual no siempre es cierto.

• Puede suceder que se tengan que especializar según diferentes criterios.

• Se ven afectadas por más modificaciones.

En general, interesa evitar las clases y operaciones poco coherentes. La cohe-

sión de las clases se puede conseguir si se trasladan a éstas las reglas utilizadas en

la normalización de bases de datos relacionales. Por otro lado, es conveniente des-

componer en distintas operaciones, de la misma clase o de varias, las operaciones

poco coherentes, de manera que cada una tenga un propósito concreto.

5.9.2. Acoplamiento

El acoplamiento de las clases y de los objetos expresa el grado en que éstos de-

penden de otras clases y objetos para llevar a cabo su responsabilidad.

Cuanto más acoplamiento tenga una clase, más se verá afectada por cambios

en otras y, por tanto, se deberá modificar más a menudo. Existen varias formas

de acoplamiento:

1) Acoplamiento por referencia. Acoplamiento en el cual un objeto contiene

una referencia a otro. Se puede reducir si se suprimen asociaciones o si las referen-

cias se hacen unidireccionales.

2) Acoplamiento por representación. En este tipo de acoplamiento, un objeto

utiliza otro. El acoplamiento por representación puede tener varios grados: el ac-

ceso directo a atributos públicos (el grado más bajo), la petición mediante ope-

raciones de los valores de los atributos (privados) para evaluar un resultado, o la

llamada a una operación que dé este resultado ya calculado (el grado más alto).

3) Acoplamiento por subclases. Acoplamiento en el que una clase A tiene

una asociación con cada una de las subclases o les pide operaciones. Para exten-

derlo a una subclase nueva, habría que modificar la clase A. En cambio, el aco-

plamiento es menor si la asociación o las llamadas desde operaciones se dirigen

a la superclase, ya que no hay que modificar A por el hecho de que se añadan

subclases. En este caso, habría problemas si la asociación o la operación no se

tuvieran que extender a la subclase nueva.


El acoplamiento es todavía más bajo si las llamadas a operaciones se dirigen

a una interfaz, ya que entonces se podría incluso sustituir la superclase sin tener

que modificar la clase A, siempre que la nueva clase implementara la misma in-

terfaz.

4) Acoplamiento por herencia. La subclase no puede prescindir de los atribu-

tos y operaciones que hereda de la superclase. En cambio, esto sí que es posible si

se sustituye la herencia por la agregación.

6. Diseño de la persistencia

Cuando un proceso acaba, libera la memoria que utilizaba y todo lo que ha-

bía, en principio, se pierde. Si un objeto debe tener una vida más larga que el

proceso que lo crea o, dicho de otra manera, el objeto se crea en un proceso y se

utiliza en procesos posteriores, hay que grabarlo en un sistema de almacena-

miento permanente. Entonces se dice que dicho objeto se ha hecho persistente

y se habla de un objeto persistente.

Denominamos clases persistentes a las clases que pueden tener objetos per-

sistentes, y clases temporales a las no persistentes.

En relación con un objeto persistente, tiene que ser posible llevar a cabo al me-

nos dos operaciones: grabarlo y leerlo (la operación ‘leer’ también se conoce como

‘materializar’). En la práctica también será necesario poderlo borrar e identificar

entre los otros objetos persistentes de la misma clase.

De un objeto, se graban los valores de los atributos (es decir, lo que se deno-

mina estado del objeto). Ahora bien, es posible que no todos los atributos de un

objeto persistente sean persistentes. El estado persistente del objeto en cuestión

lo constituyen los valores de los atributos que se hacen persistentes. Los objetos

persistentes de una clase se pueden leer de dos maneras: o bien todos a la vez al

comienzo del proceso, o bien cada uno cuando es necesario (modalidad de ma-

terialización según demanda).

Podemos distinguir tres tipos de sistemas de almacenamiento según la ma-

nera como se implementa la persistencia: bases de datos orientadas a objetos, ba-

ses de datos relacionales y ficheros clásicos, y bases de datos object-relational.


6.1. Persistencia con bases de datos orientadas a objetos

La implementación de la persistencia con bases de datos orientadas a objetos es

el caso más sencillo de todos, ya que no hay que transformar los objetos para ha-

cerlos persistentes.

No es necesario hacer un diseño de la persistencia: para especificar que los ob-

jetos de una clase pueden ser persistentes, sólo hay que enriquecer la definición

de la clase, indicando cuáles de los atributos son persistentes y qué política de

lectura de objetos se quiere seguir (se leen todos de una vez, o según demanda).

Cálculo automático de los atributos no persistentes

El sistema de gestión de bases de datos calculará de manera automática los atributosal materializar los objetos.

A partir de las definiciones de las clases enriquecidas de esta manera, se ge-

nera código que se pasa a un preprocesador que le añadirá los métodos necesa-

rios para gestionar la persistencia de los objetos.

6.2. El modelo para bases de datos relacionales y ficheros clásicos:

alternativas

En el modelo para bases de datos relacionales y ficheros clásicos, a un objeto

le corresponde, en principio, una fila de una tabla de una base de datos relacio-

nal o un registro de un fichero, respectivamente y a los atributos de los objetos

les corresponden columnas de la tabla correspondiente.

Hay que realizar la transformación mencionada antes de grabar un objeto, y es

preciso llevar a cabo la transformación inversa antes de que sea posible utilizarlo

una vez leído.

Con este sistema de almacenamiento existen tres maneras de llevar a cabo la

gestión de la persistencia:

1) Hacer que cada clase persistente tenga operaciones para que los objetos se

graben, borren, etc., por sí mismos. Esta opción tiene la ventaja de que es más


eficiente que las otras, dado que requiere menos llamadas entre objetos, pero

tiene el inconveniente de que la implementación de las clases persistentes de-

penderá de un sistema de gestión de bases de datos concretos por el hecho de

que son clases de entidades que corresponden a entidades del dominio del soft-

ware, lo cual limita la portabilidad de la aplicación.

2) El segundo método define una clase denominada gestor de disco para cada

clase persistente. El gestor de disco accede directamente al fichero o base de da-

tos. Con este método, la clase de entidades se desacopla del sistema de gestión

de base de datos, y tiene la ventaja adicional de que el gestor de disco puede ha-

cer de memoria caché de los objetos de la clase de entidades (si los objetos leídos

se materializan dentro de instancias del gestor antes de crear instancias de la clase

de entidades). Ahora bien, esta solución es menos eficiente que la anterior.

3) El tercer método es una mezcla de los anteriores y consiste en crear los

gestores de disco y además añadir operaciones de grabación, lectura, etc., a las

clases del dominio. La diferencia con el primer método es que las operaciones

de la clase no implementan la persistencia directamente, sino que llaman ope-

raciones del gestor de disco.

Con el fin de aislar las clases de entidades del sistema de gestión de bases de

datos, es muy útil implementar la persistencia por medio de un marco.

6.2.1. Obtención de la definición de la estructura de base de datos

relacional o de ficheros clásicos

La base de partida para obtener la definición de la estructura de bases de da-

tos relacional o de ficheros clásicos es la parte del diagrama estático de diseño

que contiene las clases de entidades que son clases persistentes, y las relaciones

entre éstas.

Los pasos para llegar a obtener la definición de esta estructura serán los si-

guientes:

1) Transformar el modelo estático en un modelo entidad-relación (modelo ER).


2) Suprimir la herencia, dado que el modelo relacional no la soporta. Si el

modelo ER utilizado tampoco la soporta, este paso se habrá debido hacer antes

del anterior.

3) Transformar el modelo ER en un modelo relacional según las reglas habi-

tuales del diseño de bases de datos relacionales. En el caso de ficheros clásicos,

en lugar de tablas relacionales tendremos ficheros planos.

4) Crear un gestor de disco para cada clase persistente que implemente los

accesos a las tablas o ficheros planos correspondientes.

6.2.2. Transformación del modelo estático en el modelo ER

Si nos fijamos, un modelo OO es muy parecido a un modelo ER, sobre todo

en el caso de las variantes del modelo ER que soportan la herencia de tipo de

entidades.

En este caso, la transformación del modelo estático en el modelo ER consiste

en convertir cada clase con un atributo con valores múltiples en dos clases uni-

das por una asociación, y después hacer corresponder un tipo de entidad a cada

clase no asociativa. Más tarde, se añade una relación para cada asociación o cla-

se asociativa o agregación, con cardinalidades que son obvias.

Cuando la supresión de la herencia se lleva a cabo al pasar del modelo está-

tico al modelo ER, el término tablas hace referencia a entidades y relaciones. Al

pasar del modelo ER al relacional, el concepto clases se refiere a entidades y re-

laciones.

6.2.3. Supresión de la herencia

Supondremos el caso presentado en la siguiente figura:


Hay tres formas de resolver la situación planteada:

1) Definir una tabla para cada clase, que contendría tanto los atributos pro-

pios de la clase como los heredados.

2) Crear una tabla para la superclase y una complementaria para cada subcla-

se de ésta que tenga atributos propios. Cada tabla complementaria contendría

los atributos propios de la subclase respectiva más los atributos que identifican

cada fila (es decir, cada objeto) dentro de la tabla de la superclase para juntar todos

los atributos (heredados y no heredados) de cada objeto de la subclase.

Nota terminológica

Cuando la supresión de la herencia se lleva a cabo al pasar del modelo estático almodelo ER, el término tablas hace referencia a entidades y relaciones. Al pasar del mo-delo ER al relacional, el concepto clases se refiere a entidades y relaciones.

3) Crear una sola tabla para toda la jerarquía de clases, que tendría los atri-

butos propios de cada subclase más los de la superclase. En cada fila, todos los

atributos que no fuesen aplicables a la subclase a la que pertenece el objeto de-

berían tener el valor nulo.

Supresión de la herencia por definición de una tabla para cada subclase

Al definir una tabla para cada clase, las filas de Cliente_Especial tendrán tanto

los atributos específicos de Cliente_Especial como los heredados.

Tabla Cliente:

NIF: String, clave principal

Nombre: String

...

Tabla Cliente_Especial:


Nombre: String

Descuento: Integer

...


Evidentemente, esta solución es muy sencilla, pero tiene los siguientes incon-

venientes:

• Hay tantas tablas como subclases.

• Hay que crear un gestor de disco para cada subclase.

• Un cambio en la definición de Cliente obligaría a cambiar los gestores de dis-

co de todas las subclases.

• Complicará los procesos que tengan que tratar todos los clientes, ya que será

necesario realizar una fusión de todas las tablas.

Supresión de la herencia por creación de una tabla para la superclase y una com-

plementaria para subclase

Para suprimir la herencia, también se puede crear una tabla para la super-

clase en la que se graba a todos los clientes. Al mismo tiempo, crearemos una

tabla complementaria para cada subclase con el identificador del objeto y los

atributos específicos de la subclase. Un gestor de disco único se encargará de

leer y hará un join por identificador entre las diferentes tablas con la finali-

dad de obtener toda la información de cada clase. Según la información que

lea, el gestor creará una instancia de una subclase u otra y la llenará con sus

datos.

Tabla Cliente:


Nombre: String

...

Tabla Auxiliar Cliente_Especial:


Descuento: Integer

...

Esta solución puede ser la mejor opción si sólo una fracción pequeña de los

objetos de la clase pertenecen a la subclase y, además, los valores de los atributos


de ésta son de longitud fija, ya que entonces los valores nulos ocuparían mucho

espacio, si hubiera para todos los objetos de la superclase.

Supresión de la herencia por creación de una tabla única para toda la jerarquía

de herencia

Esta tercera solución es más eficiente en tiempo, pero menos en ocupación

de disco.

La supresión de la herencia por creación de una tabla única para toda la je-

rarquía de herencia consiste en crear una sola tabla con todos los campos, tanto

de la superclase como de todas sus subclases, y añadirle un campo que nos diga

qué subclase del objeto corresponde a cada fila.

Tabla Cliente:


Tipo: Integer

Nombre: String

...

Descuento: Integer

....

donde Tipo se define de la siguiente manera:

Tipo =

Esta solución puede ser buena cuando el espacio ocupado por los valores nu-

los de los atributos no aplicables a todas las subclases sea reducido. Es decir, si

hay pocas subclases, éstas tienen pocos atributos propios o bien casi todos los

atributos son aplicables a la mayoría de los objetos.

0 si es Cliente

1 si es Cliente_Especial, etc.⎩⎨⎧


6.2.4. Los gestores de disco

Consideremos ahora el método alternativo del gestor de disco para la su-

presión de la herencia.

El gestor de disco es una clase diferente de la clase persistente, y dentro de las

operaciones de ésta hay llamadas a operaciones del gestor de disco.

Consideraremos por separado el gestor de disco básico y los gestores de disco

para la materialización según demanda.

Diseño básico de gestores de disco

Podemos considerar que todos los gestores de disco tienen al menos unas

operaciones básicas (leer, grabar, regrabar y borrar). Por tanto, podemos enten-

der que todos son subclases de una superclase que denominaremos GestorGene-

rico, en la cual estas operaciones serían abstractas. Incluso podríamos considerar

que hay unas subclases intermedias GestorRelacional y GestorFicheros, que serían

superclase de todos los gestores relacionales y de todos los gestores de ficheros

clásicos, respectivamente.

En el diseño básico de gestores de disco puede aplicarse el patrón Template

Method, en el cual hay una superclase abstracta que tiene una operación concre-

ta que llama operaciones abstractas de sí misma, las cuales llegan a ser concretas

en las subclases.

El diagrama de clases correspondiente a este diseño es como el que veis a

continuación (el parámetro id es de tipo string por todas partes):

La clase abstracta GestorGenerico tiene la operación leerId (entre otras operacio-

nes públicas para borrar, etc.) que lee un objeto a partir de un identificador del

orientado a objetos mismo. En primer lugar, esta operación comprueba si el ob-

jeto ya está materializado y entonces lo coge de memoria (operación enCache).

De otro modo, lo tiene que leer de la base de datos o fichero con la operación

abstracta materializar. Esta operación llega a ser concreta en las subclases (tam-

bién abstractas) GestorRelacional y GestorFicheros, y llama la operación leerFila o

leerRegistro, respectivamente, y después, filaAObjeto o registroAObjeto, también de

forma respectiva, que hacen los movimientos de datos entre la fila o registro leído

y el objeto creado (de una clase concreta). Por tanto, estas operaciones dependen

de cuál sea la clase persistente y, en consecuencia, son abstractas.


Las operaciones leerFila y leerRegistro también dependen de la tabla o fichero

que se debe leer, que podría ser un parámetro adicional de la operación (por

ejemplo, si se utiliza una técnica de acceso como SQL dinámico) o debería ser

sustituida en el nivel de subclase por medio de polimorfismo. Esto último se de-

bería hacer necesariamente si la materialización requiriese acceder a más de una

tabla o fichero.

El proceso para añadir o modificar una fila es simétrico del de materializar: en

GestorGenerico y en GestorRelacional hay una operación grabar abstracta y Gestor-

Ficheros llama dos operaciones: objetoAFila y grabarFila, y objetoARegistro y grabarRe-

gistro, respectivamente. Si la fila o registro existe, se sustituyen sus valores, y si no,

se añade a la tabla. También habría que prever una operación para borrar filas

o registros uno por uno.


Para implementar la materialización según demanda, se puede utilizar una

combinación del patrón Template Method con la modalidad denominada Virtual

del patrón Proxy más los patrones Factory Method y Singleton.

Diseño de gestores de disco para la materialización según demanda

Este diseño es evidentemente más complejo y sólo está justificado o bien

cuando debe ser posible sustituir la clase de entidad sin tener que modificar to-

das las que la utilizan, o bien cuando la materialización es costosa y hay que es-

perar a hacerla cuando sea absolutamente necesario. Sin embargo, mientras no

se haga, es necesario que las referencias exteriores al objeto apunten a un objeto

existente.

Las referencias exteriores no se hacen a objetos de la clase de entidades en

cuestión, sino a objetos de una clase sustituta. La clase original y la sustituta

implementan la misma interfaz (o clase abstracta, si el lenguaje de programa-

ción no soporta explícitamente las interfaces), y la clase sustituta llama las

operaciones del original. La clase sustituta puede ser subclase de una clase abs-

tracta.

Antes de pedir operaciones al gestor de disco, hay que crear una instancia. Ob-

viamente, la instancia que se tiene que crear debe ser del gestor de disco correspon-

diente a la clase de entidades en cuestión y a su sustituta. El patrón Factory Method

define una clase creadora abstracta (que puede ser la clase sustituta abstracta) y

crea una instancia de la clase adecuada con una operación abstracta de creación.

Esta operación es sustituida por operaciones concretas en el nivel de subclases que

crean instancias del gestor correspondiente.

Lectura recomendada

Encontraréis ampliaciones sobre el diseño de gestores de disco para la materialización

según demanda que consideran otros aspectos de la persistencia (por ejemplo, tran-

sacciones) con más patrones en la siguiente obra: C. Larman (1998). Applying UML

and Patterns. An Introduction to Object-Oriented Analysis and Design. Prentice Hall.

La aplicación del patrón Singleton garantiza que sólo se cree una instancia de

cada clase gestor, y lo consigue haciendo que la instancia creada sea el valor de un


atributo de clase y la operación de creación sea una operación de clase, mientras

que el estado del objeto se compone de atributos de instancia y es accesible por

medio de operaciones de instancia.

6.3. Persistencia con bases de datos object-relational

En principio, el método diseño de la persistencia con bases de datos object-

relational es el mismo que el de las bases de datos relacionales, con la diferencia

de que este nuevo modelo puede tener atributos de tipo compuesto y, por tanto,

no será necesario crear gestores de disco para todas las clases persistentes, sino

sólo para aquéllas a las cuales se accederá directamente.

Ejemplo de diseño de persistencia con bases de datos object-relational

En el ejemplo de una clase Persona con hijos, si la base de datos que utilizamos per-mite tener como campo un array de hijos, modelaremos esta relación como un atri-buto de persona y evitaremos tener que definir un gestor de disco de hijos. Decimos“si permite” porque de momento no existe ningún estándar y cada fabricante de sis-temas de gestión de bases de datos ofrece un modelo propio. Por tanto, se tendrá queir con cuidado al escoger una base de datos de este tipo para que satisfaga las necesi-dades de nuestra empresa.


7. Diseño de la interfaz gráfica de usuario

En las etapas de recogida y documentación de requisitos había un cierto para-

lelismo entre las actividades relativas a la funcionalidad y las relativas a la interfaz

de usuario: en la recogida y documentación de requisitos había casos de uso, por

un lado, y tareas, por el otro. En la etapa de análisis, había colaboración entre cla-

ses de frontera, de control y de entidades, por una parte, y esquema del aspecto

visual de las clases de frontera, por la otra.

La razón de esta dualidad es clara: cuando se trata de la funcionalidad, se

considera el funcionamiento del software desde el punto de vista interno, mien-

tras que cuando se trata de la interfaz, lo que cuenta son los efectos del funcio-

namiento del software visibles por el usuario.

En la etapa de diseño esta dualidad se mantiene por dos motivos:

• Por un lado, por la razón ya mencionada. Hay un diseño de la interfaz de

usuario separado del diseño de los casos de uso.

• Por otro lado, como veremos a continuación, porque en el diseño de la interfaz

de usuario se utiliza una metodología diferente en muchos aspectos.

También es posible que al comienzo de la implementación se trabaje por se-

parado en la funcionalidad y en la interfaz de usuario, pero en algún momento

se tendrán que juntar las clases de la interfaz gráfica con el resto, puesto que de-

berán colaborar.

La coherencia entre la funcionalidad y la interfaz de usuario debería estar ga-

rantizada por el hecho de que las bases de partida de los desarrollos respectivos

(la documentación de los casos de uso y la de las tareas futuras, ambas obtenidas

en la etapa de recogida y documentación de requisitos) describen lo mismo des-

de dos puntos de vista. Sin embargo, está claro que conviene comprobar que

esta concordancia se mantenga entre la documentación respectiva correspon-

diente a las etapas de análisis y de diseño.

El diseño de la interfaz de usuario considera tres aspectos de ésta:

a) El contenido, que ya está establecido en los esquemas de las ventanas ela-

borados en el análisis.


b) El formato, que se especifica íntegramente en esta fase.

c) La interacción, es decir, la dinámica de la interfaz de usuario, denomina-

da también diálogo entre el usuario y el sistema. La interacción está establecida

dentro de la especificación de los casos de uso en términos formales (clases de

frontera), pero independientes de la herramienta que se utilizará. Por tanto, en

el diseño deberá describirse la implementación con los elementos que ofrece la

herramienta de apoyo de la interfaz gráfica.

Antes de entrar en el diseño de la interfaz gráfica de usuario propiamente di-

cho, veremos brevemente los aspectos estáticos y dinámicos de la interfaz grá-

fica de usuario, que son los elementos con los cuales se elabora el diseño.

La interfaz gráfica de usuario es sólo una parte de la interfaz de usuario en ge-

neral: es únicamente la interfaz implementada por medio de pantallas gráficas

con teclado y ratón.

La interfaz gráfica de usuario no incluye, por tanto, las salidas impresas, en

especial las alfanuméricas (los clásicos listados).

Interfaces alfanuméricas

Las interfaces alfanuméricas por pantalla son una reliquia de la época en que la uni-dad direccionable dentro de las pantallas no era el píxel, sino el carácter, y se puedenconsiderar un caso particular, muy simple, de las interfaces gráficas.

7.1. Elementos y funcionamiento de la interfaz gráfica de usuario

Comenzaremos por describir brevemente los principales tipos de elementos

que componen las interfaces gráficas y después hablaremos de la interacción en-

tre el usuario y el sistema.

7.1.1. Elementos de la interfaz gráfica de usuario

Los elementos de las interfaces gráficas se acostumbran a denominar objetos u

objetos gráficos.


Ejemplos de objetos gráficos

Un objeto de la interfaz puede ser tanto una ventana como un botón, un texto, unapalabra o un carácter dentro de un texto.

Los objetos gráficos no son necesariamente instancias de clases, aunque sí que

lo son cuando la interfaz se implementa con una herramienta orientada a objetos.

Es normal que un objeto de la interfaz esté formado por otros objetos.

Los objetos gráficos se pueden basar en píxeles o en unos objetos que se

denominan primitivas gráficas. Sin embargo, para visualizar e imprimir las

primitivas gráficas generalmente hay que convertirlas en mapas de bits (ras-

terización).

Una interfaz gráfica tiene los siguientes tipos de componentes: escritorio, cur-

sores y punteros, ventanas, menús, controles, elementos complejos y cajas de

diálogo.

El escritorio

El escritorio es el fondo de pantalla que ve el usuario cuando se pone en mar-

cha el sistema y también antes de poner en marcha alguna aplicación. Sobre él

aparecen los objetos de la interfaz gráfica.

Los dispositivos de entrada: ratón, teclado, pluma y pantalla táctil

Una interfaz gráfica utiliza dos dispositivos de entrada típicos: el teclado y el

ratón.

El puntero sigue el movimiento del ratón y cambia de forma según los usos:

flechas de una, dos o cuatro puntas, cruz, reloj, etc. Tanto el puntero como

los objetos que puede seleccionar tienen una zona alrededor dentro de la cual

los clics tienen efecto.

El ratón puede tener de uno a tres botones y se puede utilizar de cuatro ma-

neras básicas:

• Arrastrar el puntero sin apretar ningún botón.

• Pulsar el botón sobre un icono y dejarlo ir inmediatamente (hacer clic).

• Pulsar el botón y arrastrar el icono antes de dejarlo ir.


• Pulsar el botón y dejarlo ir dos veces seguidas o más sobre un icono (doble

clic, etc.).

Del teclado nos interesan especialmente las combinaciones de teclas que

equivalen a la selección de opciones dentro de un menú. El cursor señala el pun-

to, dentro de un campo o un texto, donde tiene efecto lo que se haga con el te-

clado. Se dice que el objeto donde está el cursor “tiene el foco”. La navegación

del cursor se puede llevar a cabo haciendo clic con el ratón en la posición desea-

da, o con las teclas de principio de línea (Home), final de línea (End), retroceso

de página (Page Up), avance de página (Page Down), las cuatro flechas y el tabu-

lador (Tab).

La pluma puede hacer las funciones del ratón, pero además puede escribir.

Entonces, según la forma y dirección del trazo se ejecutan diferentes mandos:

seleccionar, copiar/enganchar, anular, tabular, borrar un carácter, tecla de retor-

no de carro (Return), espacio, etc.

Funciones equivalentes de la pluma y el ratón

Marcar en un punto con la pluma equivale a hacer clic con el ratón, marcar dos vecesequivale a hacer doble clic. Por otro lado, con la pluma se puede arrastrar como conel ratón.

Las pantallas táctiles son útiles cuando el volumen de datos que se tiene que

introducir es muy pequeño y la entrada consiste esencialmente en selecciones.

Las ventanas

Una ventana viene a ser una pantalla virtual asociada a una aplicación acti-

va, y es un marco dentro del cual aparecen los objetos propios de la aplicación.

Si en un momento dado hay varias aplicaciones activas en un ordenador con

una sola pantalla física, y por tanto con un único escritorio, lo tienen que com-

partir, y la manera de hacerlo es que cada aplicación tenga su ventana (de he-

cho, una aplicación puede tener varias ventanas, como veremos).

La ventana de la aplicación con la que trabaja el usuario en cada momento

recibe la entrada del ratón y el teclado (se dice que “tiene el foco”) y a menudo


tapa de forma total o parcial las otras. Por el contrario, las ventanas de las otras

aplicaciones activas permanecen en segundo plano, pero a punto para volver a

aparecer cuando el usuario vuelva a trabajar con la aplicación respectiva.

Hay dos maneras de gestionar el foco de las aplicaciones:

1) La gestión implícita del foco, en la cual la ventana que tiene el foco es

siempre aquélla sobre la cual está el puntero del ratón.

2) La gestión explícita del foco, en la que la asignación del foco a una ven-

tana se hace explícita e independientemente de la posición del cursor.

En el caso más general, las ventanas tienen un marco y pueden llevar un tí-

tulo y contener elementos gráficos activos (controles) para las siguientes opera-

ciones:

• Variar su tamaño.

• Maximizarla, que quiere decir hacer que ocupe toda la pantalla.

• Minimizarla, convirtiéndola en un icono. Si se hace doble clic sobre la mis-

ma recupera las dimensiones que tenía antes de la minimización.

• Restaurarla, es decir, restituirle las dimensiones que tenía antes de maximi-

zarla.

• Dividirla en dos, verticalmente u horizontalmente, arrastrando la línea de di-

visión.

• Desplazar el contenido arriba y abajo y a la derecha y a la izquierda (scroll)

por medio de las barras que hay a la derecha y debajo respectivamente.

• Arrastrar toda la ventana, normalmente situando el cursor en la barra de

título.

• Esconderla (es decir, hacerla transparente, de manera que deje ver la ventana

de debajo o el escritorio).

• Cerrarla, acabando o no la aplicación respectiva.

Podemos distinguir diferentes tipos de ventanas:

1) Ventanas de aplicación. Son las ventanas que aparecen cuando un usua-

rio activa una aplicación. Tienen un título con el nombre de la aplicación, con-


troles para redimensionarlas, el menú de barra de la aplicación, botones para

maximizarlas, minimizarlas y cerrarlas, un área de mensajes y un área de estado,

y son movibles.

Ventana de aplicación y menús

En la figura podéis ver una ventana de aplicación y una cascada de menús: el menúde barra y dos niveles de menús desplegables.

2) Ventanas de documento. Son ventanas asociadas a una aplicación y gene-

ralmente dentro de la ventana de ésta (observad la figura siguiente). Se crea una

cada vez que se abre un documento o se crea un documento nuevo. Puede haber

varias ventanas de documento abiertas al mismo tiempo, pero sólo una tiene el

foco, incluso si hay varias visibles al mismo tiempo, es decir, el usuario en cada

momento sólo puede trabajar con un documento. Tiene que haber alguna ma-

nera de pasar de un documento a otro: generalmente se selecciona de una lista o

se hace clic en una porción visible.


Las ventanas de documento tienen un título con el nombre del documento,

controles de ventana con las mismas opciones que la ventana de la aplicación y

también controles para el desplazamiento (en inglés, scroll) horizontal y vertical

y para dividir la ventana.

Ventana de documento y menú emergente

Esta figura es un ejemplo de ventana de documento (en este caso, un diagrama) en lacual se ve también un menú emergente.

3) Ventanas de cajas de diálogo o ventanas secundarias. Tienen una barra de

título con el nombre del mando que las ha abierto y contienen al menos una

caja de diálogo. No tienen área para documentos, ni barras de menú y de esta-

dos, ni controles de redimensionamiento, ni área de mensajes; se pueden mover

y redimensionar estirando para que haya más opciones visibles. Generalmente,

son ventanas modales, es decir, mientras están abiertas, el usuario no puede tra-

bajar con ninguna otra ventana de la misma aplicación o incluso, según en qué

sistema operativo, de todo el sistema.


Elementos estáticos

Los elementos estáticos son elementos fijos y pasivos contenidos dentro de

una ventana o un control complejo: títulos y otras etiquetas, líneas, logotipos,

dibujos que no sean iconos, etc.

Controles simples

Los controles son los componentes activos de la interfaz por medio de los

cuales el usuario interactúa con el software. Los hay simples y compuestos.

Los principales tipos de controles simples son los que citamos a continuación:

a) Botones de mandato. Acostumbran a ser cuadrados o rectangulares. A me-

nudo van agrupados por funciones relacionadas. Para identificar su función, lle-

van un icono, un texto o ambos. Cuando se seleccionan, aparentan estar hundidos

o presentan algún otro cambio de aspecto.

Ejemplos de botones de mandatos

En la figura podéis ver un ejemplo de ventana modal con una caja de diálogo, carpetacon separadores y Check boxes.


b) Iconos. Son pequeños dibujos. Cuando no van asociados a botones, es

posible hacer clic, doble clic y arrastrar / dejar (en inglés, drag and drop).

c) Check boxes. Son casillas cuadradas que corresponden a una variable

booleana. Cuando ésta toma el valor “verdadero”, la casilla aparece marcada.

d) Botones de radio. Representan variables booleanas de las cuales sólo una

puede ser cierta en cada momento, o bien valores posibles e incompatibles de

una variable. Por tanto, en un grupo de botones de radio, hay siempre uno se-

leccionado, y sólo uno. En cambio, las check boxes son independientes.

Caja de diálogo y texto con scroll

En la figura podéis observar una caja de diálogo con carpeta con separadores, un conjun-to de botones de radio (Export Control) y un texto de posibles líneas múltiples con barrade desplazamiento vertical.

e) Value sets. Son como botones de radio, pero con iconos en lugar de eti-

quetas. Por ejemplo, las paletas de colores.


f) Campos de texto. Un texto es un campo alfanumérico de longitud vir-

tualmente ilimitada. Según la aplicación, un texto puede ser un documento o

sólo el contenido de un control. En el último caso, el texto puede ser de una

línea o de líneas múltiples con eventual barra de desplazamiento vertical y ho-

rizontal.


g) Spin boxes. Permiten dar un valor, o aumentarlo o disminuirlo por saltos ha-

ciendo clic en unos botones con puntas de flecha.

Listas desplegables y spin boxes

En la figura se pueden ver ejemplos de listas desplegables (una está desplegada) y al-gunas spin boxes (Sangría izquierda, derecha y otras).

Controles complejos

Los controles complejos son los que están formados por otros controles.

A continuación mencionamos algunos tipos de controles de esta clase:

a) Listas y listas combo. Sus elementos pueden ser etiquetas o, más rara-

mente, iconos. En las listas combo se puede seleccionar un elemento existen-

te o teclearlo; en cambio, en las listas ordinarias sólo es posible seleccionar

un elemento existente. Las listas y listas combo pueden ser permanentes (con

barras de desplazamiento o no) o desplegables (en este caso tienen un con-

trol para desplegarlas, normalmente un botón con una punta de flecha hacia

abajo).


b) Tablas o matrices. Así como las listas son unidimensionales, las tablas o ma-

trices son bidimensionales y se organizan en celdas.

c) Cajas de diálogo. En este contexto, un diálogo es un intercambio de sím-

bolos y acciones entre el sistema y el usuario. Las cajas de diálogo presentan op-

ciones para escoger en forma de controles simples de todo tipo y también de

listas, y tienen al menos un botón para confirmar y a menudo botones de ayuda


y de cancelación. Generalmente, van solas dentro de una ventana modal. Usos

típicos de las cajas de diálogo son la elección de opciones de impresión, la aper-

tura de ficheros y la presentación de mensajes que exigen respuesta, o al menos

confirmación, que ya se han visto.

d) Formularios. Son plantillas para la introducción de datos. Se pueden con-

siderar cajas de diálogo en las cuales predominan los campos de texto por enci-

ma de los controles para la selección de opciones.


e) Carpetas. Carpetas de ficheros, y también carpetas con separadores a cada

uno de los cuales corresponde una caja de diálogo.

f) Barras de herramientas. Son grupos de botones de mando, que a veces el

usuario puede personalizar, de manera que es posible poner sólo los botones de-

seados. Las barras de herramientas se pueden ocultar o hacer cambiar de forma,

de más alargada a más cuadrada, y viceversa. A veces son flotantes y tienen ven-

tana propia, que permanece en primer término aunque no tenga el foco.


Los menús

Un menú es una lista de etiquetas (que denominamos opciones del menú) den-

tro de la cual el usuario puede seleccionar una cada vez haciendo clic con el ratón.

Ejemplos de opciones de menú

Las opciones del menú pueden representar funciones de una aplicación, ficheros deuna carpeta, ordenadores de una red, valores de una variable, etc.

Las opciones del menú pueden ser palabras o frases cortas o iconos y pueden

tener significados muy variados. Es posible que haya opciones las cuales en un

momento dado no sean seleccionables, y entonces aparecen en gris en lugar de

en negro.

Además de las opciones, puede haber líneas de separación de grupos de opcio-

nes. Cada opción puede ir acompañada de un acelerador (combinación de teclas

equivalente a la opción), un mnemotécnico (una letra equivalente a la opción) y

una marca que indica que se ha seleccionado la opción.

Clasificación de los menús

a) Menús permanentes. Son aquellos menús que están asociados a una ven-

tana de aplicación y son visibles mientras la ventana permanece activa. Los más

habituales son los menús de barra.


b) Menús temporales. Estos menús son visibles sólo cuando el usuario los

abre*, y desaparecen cuando el usuario selecciona un elemento, o bien cuando

suelta el botón del ratón (en algunos casos), o hace clic en otro objeto.

Además de las opciones, puede haber líneas de separación de grupos de op-

ciones. Cada opción puede ir acompañada de un acelerador (combinación de

teclas equivalente a la opción), un mnemotécnico (una letra equivalente a la

opción) y una marca que indica que se ha seleccionado la opción.

c) Menús desplegables. Los denominados menús desplegables o menús de

persiana (en inglés, pull_down, drop down menus) se despliegan hacia abajo.

*. Un menú se abre por ejemplo, seleccionando un elemento del menú de barra o de otro menútemporal, o bien haciendo clic en un icono.


d) En los sistemas de menús en cascada, cuando se selecciona un elemento

de un menú desplegable, se despliega otro menú al lado. Un elemento de un menú

al cual le corresponde un nuevo menú acostumbra a ir acompañado de un trián-

gulo negro con la punta hacia el lado donde está dicho menú.

e) Menús emergentes. Estos menús (en inglés, pop_up menus) no forman par-

te de una cascada, sino que surgen (a menudo hacia arriba o hacia la dirección

en que hay más espacio disponible) cuando el usuario hace clic con el ratón

dentro de un área determinada de una ventana o del escritorio. Entre estos tipos

de menús están los asociados a un objeto gráfico, que a menudo se despliegan

con el botón derecho.


7.1.2. La interacción

En este subapartado pasamos a mencionar los diferentes tipos de interacción

que podemos encontrar y la manera en que se resuelven.

El modelo objeto-acción Para describir la interacción entre el usuario y el

ordenador mediante una interfaz gráfica utilizaremos el modelo objeto-ac-

ción.

El modelo objeto-acción considera que una interacción elemental tiene dos

fases:

• Primero, el usuario selecciona un objeto.

• Después, el usuario selecciona una acción que se aplicará sobre este objeto.

A veces intervienen dos objetos: aquél con el cual el usuario trabaja y aquél al

cual transfiere información.

Por ejemplo, cuando un fichero se mueve en una carpeta.

La selección de objetos

La selección de objetos consiste en la identificación por el usuario de un ob-

jeto o más de cara a hacer después una acción o más sobre éstos, pero no sobre

el resto de los objetos.

La selección se realiza principalmente haciendo clic en los objetos con el ra-

tón, pero también se puede llevar a cabo con el cursor si se utilizan las teclas que

lo mueven. Los objetos seleccionados cambian de aspecto.

La selección puede ser de dos tipos:

1) Selección simple. Se selecciona un único elemento de una lista (un icono

o un carácter de un texto).

2) Selección múltiple. Los otros casos de selección, incluida la selección

total de un documento, lista, tabla o diagrama. En la selección múltiple de

los objetos de una lista o de caracteres de un texto, ésta puede ser contigua

o no.


La activación

Ejemplos de activación de objetos

Para activar un botón, se le invoca mediante la selección y a la vez se pone en marchauna acción vinculada al mismo.

Para activar una ventana, hay que hacer clic sobre la misma en cualquier lugar. En-tonces la ventana pasa a primer término, aparecen los controles de redimensiona-miento y su marco toma color, mientras que la ventana que antes era activa pierdelos controles, su marco se vuelve gris y queda en segundo término.

La activación de menús emergentes se hace a menudo con el botón derecho del ratón.

Transferencia de datos

La transferencia de datos consiste en mover objetos de un objeto contenedor

(objeto fuente) a otro (objeto de destino).

Las modalidades generales de transferencia de datos que podemos encontrar

son:

• Arrastrar y dejar (en inglés, draf and drop), por manipulación directa.

• Cortar / copiar y pegar (en inglés, cut/copy and paste) mediante el portapape-

les, por manipulación indirecta.

La retroalimentación

La finalidad de la retroalimentación (en inglés, feedback) es que el usuario vea

inmediatamente el efecto de sus acciones, incluso cuando todavía no se han com-

pletado.

Ejemplos de modalidades de retroalimentación

Hay muchas modalidades de retroalimentación. A continuación mencionamos algunas:

• Los cambios de la forma del cursor cuando se sitúa en diferentes partes de una ventana.• Los cambios de color de los objetos seleccionados.


• La silueta del objeto fuente que sigue el cursor durante una operación de arrastre,mientras que el objeto de destino cambia de color cuando se entra en él.

• Los indicadores de progreso de operaciones largas, en forma de barras vacías (gra-duadas o no) que se van llenando, o de porcentajes que se van actualizando, o demensajes.

Estilos de interacción

La interacción con la interfaz de usuario se puede llevar a cabo mediante

menús, formularios, pregunta-respuesta, que puede ser lineal (siempre la mis-

ma serie de preguntas) o jerárquica (cada pregunta depende de las respuestas

anteriores); lenguaje de mandatos, teclas de función, que pueden ser dedicadas

(siempre la misma función) o programables; manipulación directa o lenguaje

natural.

Manipulación directa e indirecta

La manipulación de los objetos por el usuario puede tener lugar de una ma-

nera más concreta o más abstracta, según una gama de posibilidades bastante

amplia. Los extremos de esta gama son los siguientes estilos genéricos:

a) Manipulación directa, en la cual el usuario indica al sistema la acción que

quiere llevar a cabo sobre el objeto seleccionado simulándola con el ratón, esti-

rando el objeto, arrastrándolo, etc.

b) Manipulación indirecta, en la cual, una vez seleccionado el objeto, el usua-

rio indica al sistema la acción que quiere llevar a cabo sobre el objeto de una ma-

nera abstracta. Las ventajas de la manipulación directa son las siguientes:

Definición de abstracto y concreto

La definición de qué es concreto y qué es abstracto depende del usuario, puesto quepara un matemático el hecho de operar con ecuaciones se podría entender como unamanipulación directa.

• La manipulación directa hace el aprendizaje mucho más fácil.

• El usuario recuerda mejor el uso del producto.

• El usuario tiene la sensación de que controla más lo que pasa.

• El usuario ve de manera inmediata el resultado de sus acciones.


Por otro lado, la manipulación directa presenta los siguientes inconvenientes:

• A menudo ocupa mucho espacio en la pantalla.

• A veces, su uso es más lento.

• No siempre es fácil encontrar un modelo adecuado.

Ayuda en línea al usuario

La ayuda en línea (en inglés, on_line) al usuario es una alternativa a los tra-

dicionales manuales impresos, que tiene importantes ventajas en comparación

con éstos:

• No ocupa lugar en estanterías ni en la mesa de trabajo.

• No tiene deterioro físico.

• Es más fácil y barato ponerla al día.

• Se presta al aprendizaje interactivo (tutoriales on-line).

• El usuario puede recurrir a la información que busca de una manera más rá-

pida y flexible.

• No tiene una estructura lineal, sino en red (hipertexto).

Ahora bien, también presenta algunos inconvenientes y limitaciones, que

mencionamos a continuación:

• Generalmente, es un poco más difícil leer de una pantalla que de un manual.

• El paso entre páginas consecutivas es más lento (en cambio, el salto a una pá-

gina referenciada es mucho más rápido).

• No se pueden hacer anotaciones al margen (pero hay sistemas que permiten

que el usuario añada anotaciones propias en los textos de ayuda).

• La ayuda presentada tapa temporalmente la ventana donde trabajaba el usua-

rio, al menos en parte.

7.2. El diseño de las interfaces gráficas

En primer lugar, veremos algunas características que conviene que tengan las

interfaces, después estudiaremos el proceso del diseño y, finalmente, haremos

algunas recomendaciones sobre el uso de los distintos elementos gráficos.


7.2.1. Características de un buen diseño

El diseño debe tender a conseguir el mejor compromiso, para un software

concreto, entre las siguientes características:

a) Sensación de control. Los usuarios no quieren tener la sensación de ser

controlados por el ordenador, e incluso en el caso de tutoriales guiados convie-

ne dejar que el usuario tome la iniciativa de vez en cuando; es preciso que la in-

terfaz sea esencialmente pasiva y la ayuda en línea, discreta.

b) Adecuación al usuario. Los usuarios no son iguales que el diseñador (no

son profesionales de las GUI) y tampoco son iguales entre ellos.

c) Familiaridad para el usuario. Conviene utilizar los conceptos, terminolo-

gía y organización a los que el usuario está acostumbrado.

d) Adecuación a la tarea del usuario. La interfaz gráfica de usuario debe inte-

grarse en el flujo de trabajo del usuario.

e) Adecuación al flujo de operaciones. Hay casos en los cuales el usuario cam-

bia de tarea de manera frecuente e imprevisible. En estas situaciones, el cambio

de tarea informática debe ser ágil. En cambio, en ocasiones el usuario cambia de

una tarea determinada a otra, que es siempre la misma; entonces conviene que

el sistema pase directamente.

f) Continuidad con las versiones anteriores del software. Aunque un soft-

ware nuevo siempre se hace para mejorar, conviene no obstante aprovechar al

máximo la experiencia del usuario con las versiones anteriores, y presentarle

lo mismo de igual manera, si no hay una razón de peso para hacerlo de un

modo distinto.

g) Manipulación directa. Generalmente será mejor para el usuario. Ahora bien,

la manipulación directa no siempre es viable.

h) Flexibilidad. Conviene que la interfaz sea adaptable a las preferencias del

usuario, y también a su nivel de experiencia.

i) Tiempo de respuesta adecuado. El usuario espera que el ordenador respon-

da rápido, pero, sobre todo, que cada vez que realiza la misma operación tarde

más o menos el mismo tiempo. Cuando se prevé que una operación puede ser lar-

ga, conviene sacar un mensaje para tranquilizar al usuario que diga que la opera-

ción va bien, o bien mostrarle el avance del proceso por medio de una barra que

va cambiando de color por partes o un porcentaje de cumplimiento de la tarea.


j) Atención a la posibilidad de errores de usuario.

k) Feedback inmediato al usuario. Por un lado, el usuario debe poder darse

cuenta de que su acción ha sido aceptada o rechazada o de si ya se ha completado

o no. Por otro lado, cuando la acción se ha completado, el usuario tiene que ver

el resultado claramente (punteros y cursores situados de modo inmediato, silue-

tas que siguen el arrastre de objetos), etc.

l) Sensación de seguridad del usuario. Se debe facilitar que el usuario explo-

re el producto sin riesgo de perder información o de perderse, permitiéndole

deshacer la última acción y pidiendo confirmación de las acciones peligrosas.

m)Robustez. El ideal de robustez es que, haga lo que haga el usuario, el soft-

ware no se descontrole.

n) Coherencia. Es necesario que los elementos que desempeñan el mismo

tipo de función tengan el mismo aspecto: títulos, nombres de campos. Es de-

seable que haya consistencia tanto dentro de una aplicación como entre apli-

caciones, ya que en ambos casos puede facilitar extraordinariamente el

aprendizaje. En el caso de interfaces implementadas con una herramienta

orientada a objetos, el uso sistemático de la herencia facilita el mantenimiento

de la coherencia.

Ejemplo de coherencia

Conviene que los botones en pantallas diferentes que sirven para la misma función

sean iguales en cuanto a forma, medidas, color, texto y, si procede, posición.

o) Facilidad de utilización.

p) Facilidad de aprendizaje.

A menudo, es difícil hacer compatibles todas estas características.

7.2.2. Método de diseño de las interfaces gráficas

Consideraremos un método con las siguientes etapas: elaboración de una

guía de estilo, diseño y evaluación del diseño en cuanto a las características de


buen diseño mencionadas y al cumplimiento de la normativa y recomendacio-

nes de estilo.

1) Elaboración de una guía de estilo

La guía de estilo debe incluir una normativa sobre todos los aspectos de la

interfaz que conviene que estén normalizados:

• Ventanas de aplicación, de documento y de cajas de diálogo: estilo, colores

y controles.

• Tipo de letra e iconos estándar.

• Controles estándar, como botones de confirmación, cancelación y ayuda.

• Feedback: formas del puntero y del cursor y uso de cada una, etc.

• Si la herramienta de interfaz gráfica está orientada a objetos, definir las su-

perclases básicas, de las cuales se definirán subclases en la etapa de imple-

mentación.

2) Diseño

La etapa de diseño parte del esquema del contenido de las ventanas y de la

especificación formal de los casos de uso obtenidos en la etapa de análisis.

El esquema del contenido sólo indica qué datos deben figurar en cada venta-

na y cuáles de éstos tienen una lista de valores posibles limitada, y aquellos as-

pectos que deban ser comunes a todas las ventanas de un mismo tipo estarán

fijados por la guía de estilo. A partir de esta información se debe determinar la

mejor manera de representar cada dato con la herramienta de interfaces gráficas

disponible y después establecer el formato de cada ventana, ya sea mediante la

herramienta con que se implementará la interfaz de usuario definitivamente, ya

sea haciendo alguna clase de prototipo que después se tendrá que implementar

de manera fiel.

Teniendo en cuenta el diálogo* descrito dentro de la especificación formal de

los casos de uso, se diseñará el instrumento para seleccionar la función (menús,

barras de herramientas, etc.) y también los controles que servirán para pasar de

*. El diálogo es el intercambio de mensajes entre el software y el usuario.


una ventana a otra. Habrá que buscar unos iconos adecuados; para asegurarse

de que lo son, se comprobará si los usuarios los reconocen fácilmente.

7.2.3. Recomendaciones sobre el diseño de objetos gráficos

Aquí veremos algunas recomendaciones relativas a ventanas, menús, contro-

les y cajas de diálogo y también algunas orientaciones sobre la ayuda en línea.

Recomendaciones sobre ventanas

a) Cuando se abra una ventana, conviene situarla en primer lugar, darle el

foco y mantener una lista seleccionable de ventanas abiertas. Si es necesario,

conviene ponerle controles de maximizar y minimizar.

b) Cuando se reabra una ventana, es recomendable que se haga en la misma

posición y con las mismas medidas.

c) Es conveniente prever algún control para cerrar las ventanas de aplica-

ción y de documento, cerrando o no la aplicación o documento respectivos.

d) No se tiene que permitir que la ventana se pueda mover a una posición

en la que sea inaccesible, y conviene hacer saber al usuario que se está a punto

de mover la ventana o de redimensionarla (puntero con una forma especial) y

el movimiento en curso.

e) Cuando se maximiza una ventana, hay que guardar sus dimensiones an-

teriores y poner el control de minimizar o restaurar.

f) Cuando se minimiza una ventana por primera vez, se tiene que colocar el

icono en la parte baja del escritorio. Si la ventana ya se había minimizado, se

debe poner el icono en el lugar en que estaba antes.

Recomendaciones sobre menús

a) Hay que presentar de manera diferente del resto la opción que se selec-

ciona y las que están inhabilitadas. En el caso de opciones binarias, conviene


indicar cuáles están seleccionadas, o cambiar el texto según estén selecciona-

das o no.

b) Las opciones que se prevé que se utilizarán más deben ir al comienzo del

menú.

c) Conviene evitar un número de niveles excesivo en los menús en cascada.

d) Los menús pop-up tienen que ser de un solo nivel y no repetir las opciones

de los menús ordinarios.

Recomendaciones sobre controles

a) La lista combo se utilizará cuando un campo pueda tomar unos valores

muy frecuentes (que serán los de la lista), pero, no obstante, pueda tomar otros,

que debe ser posible teclear.

b) La lista ordinaria es adecuada cuando la lista de valores posibles está ce-

rrada y es reducida. No obstante, si hay pocos valores posibles, se debe conside-

rar la alternativa mucho más rápida de los botones de radio, si los valores son

excluyentes entre ellos, o las check boxes en el caso contrario.

c) Tanto la lista ordinaria como la lista combo se harán desplegables cuando

haya problemas de espacio, y persistentes con barra de desplazamiento cuando se

disponga de espacio, pero la lista tenga demasiados valores. Los valores de la lis-

ta tienen que ir ordenados por frecuencia de uso decreciente o por orden alfa-

bético, etc.

d) Una spin box es conveniente principalmente cuando los valores sugeridos

son numéricos con intervalos iguales. Se puede admitir o no un valor tecleado

directamente.

e) Los campos de texto de una sola línea pueden tener visible sólo la parte

donde está el cursor. Los campos de líneas múltiples pueden tener barra de des-

plazamiento vertical y horizontal, y puede ser necesario permitir los saltos de

línea con una tecla que ya no se podrá dedicar a otro uso en la misma ventana.

Recomendaciones sobre cajas de diálogo

a) Una caja de diálogo modal es adecuada cuando hay que interrumpir el

proceso para advertir al usuario de una circunstancia anómala o pedirle una


confirmación de una acción conflictiva que haya pedido. Tiene que aparecer en

primer término y recibir el foco. No se tiene que recurrir casi nunca a las cajas

de diálogo modales, ya que hacen perder tiempo al usuario.

b) Si la caja de diálogo puede tapar información que el usuario puede nece-

sitar para tomar la decisión que se le pide, es necesario que sea posible despla-

zarla por la pantalla.

c) Las cajas de diálogo no tienen que llenar toda la pantalla. Pueden tener

doble formato: primero se presenta una caja de diálogo con los controles impres-

cindibles, y se da opción al usuario de desplegar el resto.

d) En una caja de diálogo debe haber al menos un botón para cerrarla. A me-

nudo hay dos, uno para confirmar y otro para cancelar, que se recomienda que

estén separados de los eventuales botones de mando. Se aconseja que los bo-

tones estén alineados horizontalmente (en la parte de abajo, hacia el ángulo de-

recho) o bien verticalmente. Conviene que haya un botón por omisión (es decir,

el botón que se selecciona con la tecla de retorno de carro) con el contorno más

grueso que los otros botones y colocado en la parte superior de una columna de

botones o en el extremo de una fila. El botón de ayuda también debe estar en una

posición destacada.

e) Si hay un número significativo de controles, se deben distribuir en gru-

pos. Los controles de un grupo deben estar relacionados lógicamente, pero no

hace falta que sean del mismo tipo. Los grupos tienen que estar rodeados por

alguna línea o bien deben tener un texto de cabecera del grupo y sus campos

tienen que estar alineados entre sí y sangrados respecto al texto de cabecera. Si

hay varios grupos, los textos de cabecera respectivos tienen que estar alineados.

En un mismo grupo de controles puede haber campos de texto y grupos de botonesde radio.

f) Las carpetas con separadores son convenientes cuando la cantidad de in-

formación que se presenta es tan grande que puede llenar varias veces la ventana

de la caja de diálogo.

Principios del diseño de la ayuda en línea

A continuación, mencionamos algunos principios que se deben tener en

cuenta a la hora de realizar el diseño de la ayuda en línea:


1) El acceso a la ayuda tiene que ser fácil de encontrar.

2) La redacción de los textos se tiene que hacer poniéndose en el lugar del

usuario, igual que en el caso de los manuales.

3) La información tiene que ser tan completa como sea posible, pero debe es-

tar estructurada de manera que resulte fácil localizar exactamente lo que el usua-

rio quiere en cada momento.

4) Debe ser posible volver a los textos de ayuda ya vistos en la misma sesión

de ayuda.

5) Debe ser posible salir fácilmente de la ayuda y volver al punto en el que

el usuario había interrumpido su trabajo.

6) El tiempo de respuesta tiene que ser breve, ya que a menudo el usuario no

encuentra lo que buscaba en el primer intento.

7) Debe tener un formato y un estilo coherentes tanto con el resto de la in-

terfaz como con el resto de la documentación.

8. Diseño de los subsistemas

Al comenzar el diseño, dentro del diseño arquitectónico, se había establecido

una descomposición del sistema de software en subsistemas y se habían especi-

ficado las interfaces respectivas y las dependencias entre éstas. Todo esto era

provisional porque no se conocían todavía todas las clases del diagrama estático

del diseño.

Cuando se acaba el diseño, conviene llenar de contenido los subsistemas

mencionados especificando qué clases comprende cada uno, haciendo explí-

citas las dependencias en el nivel de clase y de operación entre sí y compro-

bando si entre todas las clases y subsistemas de cada subsistema se implementa

la interfaz explícita o implícita de la cual es responsable el subsistema. Si hay

interfaces definidas explícitamente, conviene que las dependencias queden

especificadas no entre subsistemas sino entre un subsistema y una interfaz,

para facilitar la sustitución de un subsistema por otro que implemente la mis-

ma interfaz.


9. Ejemplo

En este apartado continuamos el ejemplo de los capítulos anteriores. Veamos

ahora el diseño.

En situaciones reales, las especificaciones del diseño utilizarían la terminolo-

gía propia del lenguaje de programación, la herramienta de interfaz gráfica y el

sistema de gestión de bases de datos concretos que se tengan que utilizar en la

implementación, pero al tratarse de un ejemplo general se ha utilizado una ter-

minología neutra.

9.1. El diseño arquitectónico

Puesto que no se utilizarán subsistemas ya existentes ni tampoco se prevé

que ningún subsistema sea reutilizable, los subsistemas corresponden a los pa-

quetes identificados en el análisis.

9.2. El diseño de los casos de uso

Caso de uso 1: ‘Añadir local’

Cuando el usuario selecciona la opción correspondiente al menú, se llama la

operación crear de la clase AdicionLocal. Esta operación instancia la clase, deter-

mina el valor del número correlativo del local, abre una ventana e instancia el

formato de pantalla PAñadirLocal.

Otro procedimiento

En lugar de especificaciones textuales (sangradas para indicar qué condiciones estánsubordinadas a otras) se podrían realizar diagramas de secuencia, pero en los casosreales a menudo serían muy complejos.


1) Si el usuario cancela, se llama la operación borrar de la clase AdicionLocal

y se devuelve control al menú.

2) Si el usuario confirma, se llama la operación buscar de la clase Propietario

con el NIF del propietario como parámetro. Entonces esta clase llama materiali-

zar de GestorCliente con el mismo parámetro.

a) Si no se encuentra al propietario, se llama la operación crear de la clase

AdicionPropietario descrita en el caso de uso 2.

b) Si está el propietario o se ha añadido, se llama la operación crear de la clase

TiendaAlmacen, Oficina, Inmueble o Polivalente y se le pasa como parámetros la zo-

na, el tipo, el número, la dirección del local, la superficie, el NIF del propietario,

las características, las restricciones y el agente y el volumen en el caso de tienda-

almacén y polivalente, y las características polivalentes en el caso de polivalente.

Esta operación crea un objeto de la subclase correspondiente, mueve estos valores

uno a uno a sus atributos y llama grabar de GestorLocal con el objeto creado como

parámetro.

Caso de uso 2: ‘Añadir propietario’


operación crear de la clase AdicionPropietario y ésta abre una ventana modal para

introducir el NIF.

1) Si el usuario cancela, se llama la operación borrar de la clase AdicionPropie-

tario y se devuelve el control al menú.

2) Si el usuario confirma, se llama la operación buscar de la clase Propietario

con el NIF del propietario como parámetro y entonces la clase llama materializar

de GestorCliente con el mismo parámetro.

a) Si se encuentra el propietario, se abre una ventana modal y se muestra el

mensaje “El propietario con NIF X ya existe”.

b) Si no se encuentra el propietario, se abre una ventana y se presenta el for-

mato de pantalla PAñadirPropietario.


• Si el usuario cancela, se llama la operación borrar de la clase AdicionPropietario

y se devuelve el control al menú.

• Si el usuario confirma, se llama la operación crear de la clase Propietario y se

le pasan como parámetros el NIF, los apellidos y nombre/razón social, la di-

rección y el teléfono. La crea el objeto, le pone los valores de los atributos y

llama grabar de GestorClientes con el objeto como parámetro.

Caso de uso 3: ‘Introducir informe’


operación crear de la clase IntroduccionInforme. Esta operación instancia la clase

y abre una ventana modal que pide el código del local.

1) Si el usuario cancela, se llama la operación borrar de la clase IntroduccionIn-

forme y se devuelve control al menú.

2) Si el usuario confirma, se llama la operación buscar de la clase Local con los

componentes del código del local (zona, tipo y número) como parámetros. Ésta

llamará materializar de GestorLocal.

a) Si no se encuentra el local, se muestra el mensaje “El local XXX no existe”

en una ventana modal, se llama la operación borrar de la clase IntroduccionInforme


b) De otra manera, se abre una ventana y se presenta el formato de pantalla

PIntroducirInforme.

• Si el usuario introduce los datos y confirma, se llama la operación modificar

de la clase Local y se le pasan como parámetros los mismos que para la ope-

ración crear más un valor nulo para el NIF del arrendatario, la forma, la ac-

cesibilidad, las instalaciones, la visibilidad, la conservación, el precio y el

inspector. Esta operación sustituye los valores de los atributos por los valo-

res tecleados, llama grabar de GestorLocal y le pasa el objeto de Local como

parámetro.

• Si el usuario cancela, se llama la operación borrar de la clase AdicionPropietario



Caso de uso 4: ‘Introducir contrato’

Cuando el usuario selecciona la opción correspondiente al menú, se llama

la operación crear de la clase IntroduccionContrato. La operación instancia la

clase, abre una ventana y presenta el formato de pantalla PIntroducirContrato.

1) Si el usuario cancela, se llama la operación borrar de la clase Introduccion-

Contrato y se devuelve control al menú.

2) Si el usuario confirma, se llama la operación buscar de la clase Local con

la zona, el tipo y el número como parámetros.

a) Si no se encuentra el local, se muestra el mensaje “El local XXX no existe”,

se llama la operación borrar de la clase IntroduccionContrato y se devuelve el con-

trol al menú. De otro modo, se llama la operación buscar de la clase Arrendatario

con el NIF como parámetro.

b) Si no se encuentra el arrendatario, se llama la operación crear de la clase

AdicionArrendatario, que abre una ventana y presenta el formato de pantalla PIn-

troducirArrendatario.

• Si el usuario cancela, se llama la operación borrar de la clase IntroduccionContrato


• Si el usuario confirma, se llama la operación crear de la clase Arrendatario y se

le pasan como parámetros el NIF, los apellidos y nombre/razón social, la di-

rección y el teléfono. Entonces la clase llamará grabar de GestorCliente con los

mismos parámetros.

Después se llama la operación crear de la clase Contrato y se le pasa como pa-

rámetros el NIF del arrendatario y el NIF del propietario, el código del local, la

fecha de inicio y la de finalización. Esta operación crea un objeto Contratos, le

pone los valores de los atributos y llama estas otras: buscar de Propietario y de

Arrendatario con los NIF respectivos como parámetros, buscar de Local con la zo-

na, el tipo y el número como parámetros, modificar de Local con los datos leídos

más el NIF del arrendatario y grabar de GestorContrato, e imprime los datos del

contrato: NIF, apellidos y nombre/razón social y dirección tanto del propietario


como del arrendatario, la dirección del local, la fecha de inicio y la de finaliza-

ción.

Caso de uso 5: ‘Añadir arrendatario’


operación crear de la clase AdicionArrendatario. Ésta abre una ventana modal para

introducir el NIF.

1) Si el usuario cancela, se llama la operación borrar de la clase AdicionArrenda-

tario y se devuelve el control al menú.

2) Si el usuario confirma, se llama la operación buscar de la clase Arrendatario

con el NIF del arrendatario como parámetro.

a) Si se encuentra el arrendatario, se abre una ventana modal y se muestra el

mensaje “El arrendatario con NIF ya existe”.

b) Si no se encuentra al arrendatario, se llama la operación crear de la clase

AdicionArrendatario, que abre una ventana y presenta el formato de pantalla PA-

ñadirArrendatario.

• Si el usuario cancela, se llama la operación borrar de la clase AdicionArrendatario

y se devuelve control al menú.

• Si el usuario confirma, se llama la operación crear de la clase Arrendatario y pasa

como parámetros el NIF, los apellidos y nombre/razón social, la dirección, el te-

léfono. Esta operación crea un objeto Cliente, le pone los valores de los atributos

y llama grabar de GestorCliente con el objeto creado como parámetro.

Caso de uso 6: ‘Añadir eventual arrendatario’

Este caso es una especialización del caso de uso número 5 en el cual las

clases Arrendatario y AdicionArrendatario se sustituyen por EventualArrendata-

rio y AdicionEventualArrendatario respectivamente. La operación crear de la clase

EventualArrendatario tiene como parámetros la lista de zonas, el tipo, la superfi-

cie y los requisitos además de los parámetros de crear de Arrendatario.


Caso de uso 7: ‘Buscar locales’


operación crear de la clase BuscaLocales. La operación instancia la clase, abre una

ventana y presenta el formato de pantalla PBuscarLocales.

Casos de uso adicionales

De acuerdo con lo que se ha especificado en la etapa de análisis habría que prever casosde uso adicionales para que toda la información se pudiera consultar, modificar y borrar.

1) Si el usuario cancela, se llama la operación borrar de la clase BuscaLocales


2) Si el usuario confirma, se llama la operación consultar de la clase Local con

el NIF del propietario y del arrendatario, la zona, el tipo, el número y la super-

ficie mínima como parámetros. Esta operación llama consultar de GestorLocal

con los mismos parámetros. En el caso de que el tipo pedido sea tienda-almacén

u oficina se buscan también los de tipo polivalente.

a) Si no se encuentra ningún local, se abre una ventana modal y se muestra

el mensaje “No hay ningún local que cumpla las condiciones”.

b) Si se encuentra al menos un local, se abre una ventana y se presenta el for-

mato de pantalla PListaLocales.

• Si el usuario selecciona un local de la lista y confirma, se llama la operación

buscar de la clase Local y se le pasan como parámetros la zona, el tipo y el nú-

mero del local seleccionado; después, se abre una ventana y se presenta el

formato de pantalla PDatosLocal. Cuando el usuario cancela, se vuelve a sacar

el formato de pantalla PListaLocales.

• Si el usuario cancela, se llama la operación borrar de la clase BuscaLocales y se

devuelve el control al menú.

9.3. El diagrama estático de diseño

En las clases del diagrama estático de diseño se han indicado sólo los atribu-

tos que se han añadido a la versión de análisis para implementar las asociacio-

nes; las operaciones se indican todas.


En Local se han incluido el NIF del propietario y el del arrendatario para im-

plementar las asociaciones de esta clase con Propietario y arrendatario respectiva-

mente; sólo se ha implementado uno de los sentidos de estas asociaciones, ya

que no es necesaria la navegabilidad en sentido contrario. En Contrato se han

añadido el NIF del arrendatario y la zona, tipo y número del local para imple-

mentar las asociaciones correspondientes.

La herencia doble de Polivalente se ha convertido en herencia simple de Tienda-

Almacen sin tener que hacer nada más, ya que no hereda ni atributos ni operaciones

de Oficina.

Sólo se especifica la lista de parámetros de las operaciones cuando es corta,

por razones de espacio y porque ya están descritas completamente en la especi-

ficación de los casos de uso. Sin embargo, cuando se documentan las clases con

herramientas CASE, que a menudo permiten visualizar las listas de parámetros

de varias maneras, sí que se especifican completamente.

Sólo se han incluido las operaciones que figuran en el diseño de los casos de

uso. Todas las clases deben tener una operación para borrar los objetos y es con-

veniente que todas las clases de entidades tengan al menos una operación para

modificar los atributos. Naturalmente, tendría que haber también casos de uso

que las utilizasen.

9.4. El diseño de la persistencia

Para realizar el diseño de la persistencia en este ejemplo, consideraremos que

se utiliza una base de datos relacional.

9.4.1. Diseño de la base de datos

Para hacer el diseño de la base de datos, primero eliminaremos la herencia,

después elaboraremos el diagrama ER equivalente al diagrama estático de las cla-

ses persistentes y, por último, obtendremos la especificación de la base de datos

relacional.


Supresión de la herencia

Existen dos jerarquías de herencia encabezadas por las clases Local y Clien-

te, respectivamente. Entre las opciones mencionadas para la supresión de la

herencia (una tabla diferente para cada subclase, una tabla para la superclase

y otra para cada subclase, y una sola tabla para todo), hacemos la elección si-

guiente:

1) Para la jerarquía de Local, la tercera, ya que se supone que las tiendas-alma-

cén serán la mayoría de los locales y el atributo caracteristicas_polivalentes es de lon-

gitud variable y, por tanto, su valor nulo ocupa muy poco espacio.

2) Para la jerarquía de Cliente, la segunda, ya que sólo hay que prever una

tabla complementaria para una de las subclases, EventualArrendatario, y ésta es

minoritaria, dado que un eventual arrendatario, o bien pasa a arrendatario (y

entonces se borran los atributos de la subclase) o bien se borra completamente

al poco tiempo.

Diagrama entidad-relación

El diagrama entidad relación que corresponde a este caso es el que vemos a

continuación:


Base de datos relacional

En los casos reales, la descripción de la base de datos se hace en términos de

un sistema de gestión de bases de datos concreto, obviamente el que se utilizará

en el proyecto. Sin embargo, aquí, para que el ejemplo sea más general, se utiliza

la terminología general del modelo relacional.

Las tablas de la base de datos serán éstas:

• tabla_clientes, con las columnas NIF, nombre, direccion y telefono. La clave prima-

ria es NIF.

• tabla_eventuales_arrendatarios, con las columnas NIF, tipo_local, zona1, ...,

zona5, superficie_minima y requisitos_varios. NIF es la clave primaria y a la vez

clave secundaria correspondiente a NIF de tabla_clientes.

• tabla_locales, con las columnas zona, tipo, numero, direccion, superficie, carac-

teristicas, NIF_propietario, accesibilidad, instalaciones, agente, inspector, volumen

y caracteristicas_polivalente. La clave primaria se compone de los atributos zo-

na, tipo y numero y NIF_propietario es clave secundaria correspondiente a NIF

de tabla_clientes.

• tabla_contratos, con las columnas zona, tipo, numero, NIF_arrendatario,

fecha_inicio, fecha_fin y vendedor. La clave primaria se compone de los atri-

butos zona, tipo, numero, NIF_arrendatario y fecha_inicio. Hay dos claves se-

cundarias NIF_arrendatario correspondientes a NIF de tabla_clientes, y otra

compuesta de los atributos zona, tipo y numero que corresponde a la clave

primaria de tabla_locales.

En lo que respecta a los índices, debería haber uno por cada clave primaria.

En principio, no hace falta índice para ninguna de las claves secundarias.

9.4.2. Gestores de disco

Aplicaremos a este caso el esquema general que seguimos en este capítulo.

Los gestores son GestorLocal, GestorCliente y GestorContrato, y son subclases de

GestorRelacional:

a) GestorLocal se instancia al poner en marcha el sistema, por medio de la

operación crear. La operación leerFila lee una fila de tabla_locales identificada


por la clave primaria con los valores de todas las columnas. La operación fi-

laAObjeto crea un objeto de Local y mueve estos valores uno a uno a sus atri-

butos. La operación objetoAFila mueve uno a uno los atributos del objeto de

Local a los valores de las columnas de una fila de tabla_locales. La operación

grabarFila graba esta fila en tabla_locales. La operación consultar hace una con-

sulta en tabla_locales con una condición que dependerá de cuáles de los pará-

metros tengan un valor no nulo y llama filaAObjeto para cada una de las filas

obtenidas.

b) GestorCliente se instancia al poner en marcha el sistema por medio de la

operación crear. La operación leerFila lee una fila de tabla_clientes y otra de

tabla_eventuales_arrendatarios identificadas por la clave primaria, y la opera-

ción filaAObjeto crea un objeto de EventualArrendatario, si alguno de los atribu-

tos específicos de esta subclase tiene un valor no nulo, o un objeto de Cliente

y le mueve los valores de las filas mencionadas. La operación objetoAFila mue-

ve uno a uno los atributos del objeto de Cliente a los valores de las columnas

de una fila de tabla_clientes y otra de tabla_eventuales_arrendatarios. La opera-

ción grabarFila graba la primera de estas filas siempre y la segunda sólo si al-

guno de los atributos específicos de EventualArrendatario tiene un valor no

nulo.

c) GestorContrato se instancia al poner en marcha el sistema por medio de la

operación crear. La operación leerFila lee una fila de tabla_contratos identificada

por la clave primaria con los valores de todas las columnas y la operación fila-

AObjeto crea un objeto de Local y mueve estos valores uno a uno a sus atributos.

La operación objetoAFila mueve uno a uno los atributos del objeto de Contrato a

los valores de las columnas de una fila de tabla_contratos. La operación grabarFila

graba esta fila en tabla_contratos.

9.5. El diseño de la interfaz de usuario

En este subapartado veremos cómo se representan los diferentes datos, cómo

se implementan los diálogos y el diseño de algunas ventanas. No establecere-

mos ninguna guía de estilo concreta, ya que puede variar bastante de una orga-

nización a otra.


9.5.1. Presentación de los datos

Con vistas a conseguir una interfaz de usuario coherente, es necesario que

cada dato se presente de la misma manera en todos los formularios en los que sale.

Empezaremos por decidir cómo se presentará cada dato:

• Los datos de tipo textual se presentarán en forma de áreas de texto con barra

de desplazamiento vertical, ya que permiten textos medianamente largos y

son menos incómodas que las que tienen también barra de desplazamiento

horizontal.

• Los campos de longitud fija se presentarán como campo de texto cuando son

sólo de salida. Cuando son también de entrada, si el número de valores po-

sibles es reducido, el valor se escogerá de una lista (una lista combo, si se pue-

den añadir valores y una lista ordinaria, en caso contrario); en lugar de una

lista ordinaria de menos de seis valores fijos se utilizará un conjunto de bo-

tones de radio.

• Para datos booleanos, utilizaremos check boxes.

Aplicando estas normas, el tipo de local se introducirá mediante botones

de radio; la zona, el agente, el inspector y la conservación se seleccionarán de

listas ordinarias; el número de local, los NIF, los teléfonos, las superficies, los

datos y el precio serán campos de texto, y también lo serán todos los datos

anteriores cuando no se puedan modificar; el resto de los datos lo constitui-

rán textos con barra de desplazamiento vertical. No hay ningún dato boolea-

no y, por tanto, las check boxes sólo se usarán para opciones dentro de las

ventanas.

9.5.2. Implementación de los diálogos

Veremos en primer lugar la implementación de la selección de la función y

después los instrumentos para pasar de una pantalla a otra.


Los menús

Las opciones del sistema de menús son las que corresponden a los casos de

uso más las opciones de salir del sistema y de llamar la ayuda en línea. Puesto

que son pocas y caben en el menú de barra, no es preciso menús desplegables.

Tampoco es necesaria una barra de herramientas, ya que sería una duplicación

del menú de barra con iconos en lugar de etiquetas.

El menú de barra sale en la parte superior de la pantalla inicial y tiene las

entradas correspondientes a estas etiquetas, de izquierda a derecha: ‘Salir’, ‘Al-

ta local’, ‘Informe’, ‘Contrato’, ‘Eventual arrendatario’, ‘Locales’, ‘Propietario’,

‘Arrendatario’ y ‘Ayuda’. ‘Salir’ se ha puesto como primera opción y ‘Ayuda’

como última porque es la misma colocación que en el resto del software que

utilizan los usuarios. Se ha utilizado la etiqueta ‘Alta local’ en lugar de ‘Local’

porque la última se parece demasiado a otra.

Paso de una pantalla a otra

La opción de cancelar la función se pide por medio de un botón con la eti-

queta ‘Cancelar’; la llamada en la ayuda en línea se hace con un botón con la

etiqueta ‘Ayuda’; para confirmar los datos introducidos, se hace clic en un bo-

tón con la etiqueta ‘Confirmar’ y, para salir de una ventana que muestra el re-

sultado de una consulta, hay un botón con la etiqueta ‘Salir’.

9.5.3. Formato de algunas ventanas

En una situación real, las ventanas y su contenido estarían codificadas con la

herramienta con que se implementarán finalmente, o bien con una herramienta

de prototipos (en este último caso, durante la implementación se codificaría una

interfaz con la misma apariencia por medio de la herramienta definitiva). Aquí

hay un dibujo esquemático de las ventanas, si tenemos en cuenta que muchos de-

talles dependerían tanto de las prescripciones de la guía de estilo como de la he-

rramienta.

Veremos dos de las ventanas: la del alta de local (PantallaAñadirLocal) y una

ventana modal para un mensaje.


Como se ha dicho anteriormente, el tipo de local se representa mediante un

grupo de botones de radio que corresponden a los cuatro valores posibles. Cuan-

do se presenta la ventana, está seleccionado el valor ‘Tienda-Almacén’, que es el

más frecuente. Esto tiene la ventaja de que muchas veces el usuario no deberá

seleccionar el valor y el inconveniente de que, si tenía que haber seleccionado

otro y no lo hace, da un valor erróneo y no ha recibido ningún aviso.

Una punta de flecha sola indica una lista desplegable, y un par significa una

barra de desplazamiento vertical.


No todas las ventanas modales deben tener los tres botones indicados. Por

ejemplo, una ventana que simplemente presente un mensaje muy fácil de in-

terpretar sólo debe tener un botón ‘Salir’.

9.6. El diseño de los subsistemas

Como hemos visto, los subsistemas coinciden con los paquetes establecidos

en la etapa de análisis. Estos paquetes son los que vemos a continuación:

El contenido de los subsistemas es el siguiente:

a) BasicoLocales comprende las clases Local con todas sus subclases y Cliente

con su subclase Propietario, y los gestores de disco correspondientes. En lo que

respecta a los casos de uso, incluye el 1 ‘Añadir local’ y el 2 ‘Añadir propietario’.


b) Informes comprende el caso de uso 3 ‘Introducir informe’.

c) Contratos comprende las clases Arrendatario y Contrato y los casos de uso 4

(‘Introducir contrato’), y 5 (‘Añadir arrendatario’).

d) Consultas contiene la clase EventualArrendatario y los casos de uso 6 (‘Aña-

dir eventual arrendatario’), y 7 (‘Buscar locales’).

De la utilización de las clases y sus operaciones en los casos de uso obtenemos

que las interfaces (no formalizadas en términos de UML) de estos subsistemas son

las siguientes:

• Locales. Las operaciones ‘buscar’, ‘modificar’ y ‘consultar’ de la clase Local.

• BasicoLocales. Las operaciones ‘buscar’ y ‘modificar’ de la clase Local.


Conclusiones

En la etapa de diseño se especifica cómo se tiene que implementar el software

para que satisfaga las necesidades de información reunidas en la etapa de reco-

gida y documentación de requisitos y formalizadas en la etapa de análisis.

La reutilización es un aspecto cada vez más importante de la construcción de

software; durante el diseño se toman las decisiones sobre la reutilización. Los

marcos, componentes y clases ya están implementados y, por tanto, se pueden

incluir directamente dentro del software a la hora de implementarlo, mientras

que los patrones sólo son ideas (probadas y documentadas) para resolver proble-

mas de diseño concretos.

El primer paso del diseño es el diseño arquitectónico, dentro del cual se de-

ciden dos aspectos que condicionarán de manera decisiva el resto del diseño: la

eventual utilización de marcos y la descomposición del software en subsistemas.

La parte principal de la etapa es el diseño de la implementación de los casos

de uso, que consiste en la especificación de la colaboración entre las clases de

control y también entre éstas y las clases de entidad. Así, se obtiene el diagrama

estático de análisis que, un vez revisado de cara a conseguir un acoplamiento

bajo, coherencia alta y flexibilidad ante los probables cambios futuros, se com-

plementa con la especificación detallada de las clases que contiene, y en especial

de sus operaciones.

También hay que diseñar la interfaz de usuario y los mecanismos relativos a

la persistencia de las clases de entidades.

© Editorial UOC 261 Capítulo VII. Introducción al software...

Capítulo VII

Introducción al software distribuido

Todos sabemos que cada vez son más raros los ordenadores que no forman

parte de una red (más bien, tendríamos que decir de la red mundial). A pesar de

que cada uno de los ordenadores de una red podría tener un software indepen-

diente que se ejecutase sólo de forma local, en muchas aplicaciones es ventajoso

que colaboren distintos ordenadores; las modalidades, conceptos y herramien-

tas básicas para esta colaboración es lo que se ve de forma introductoria, cierta-

mente en este capítulo.

1. Entornos distribuidos y entornos abiertos

Hablamos de entorno distribuido cuando el software de una aplicación se eje-

cuta repartido entre varios ordenadores de una red; entonces, también decimos

que el software en cuestión es distribuido.

La utilización de entornos distribuidos es relativamente reciente, y se debe a

la sustitución de las plataformas más antiguas de hardware y software básico.

Simplificando, se puede decir que la razón decisiva para la evolución hacia los

entornos distribuidos es que la misma capacidad de proceso resulta mucho más

barata si se consigue con PC que con mainframes o máquinas Unix.

La evolución de las plataformas

Por un lado, las tarjetas perforadas fueron arrinconadas por los terminales de panta-lla, y después las sustituyeron los microordenadores, que al principio las emulaban;


por otro lado, los ordenadores medianos (miniordenadores) reemplazaron, en parte,los mainframes, y después las redes locales y los sistemas cliente/servidor han ocupadoel lugar de los sistemas con los miniordenadores y mainframes que quedaban.

1.1. Objetivos de los entornos distribuidos

Los entornos distribuidos fueron creados para alcanzar los siguientes objetivos:

1) Portabilidad de aplicaciones y de servicios del sistema, que quiere decir

que las dos se pueden ejecutar indistintamente en varios ordenadores.

2) Interoperabilidad, que significa que sus diferentes ordenadores y aplica-

ciones sean capaces de comunicarse por medio de instrucciones y formatos de

datos que todos comprendan.

3) Integración, que significa que los intercambios de información se pueden

hacer sin necesidad de intervenciones externas, y también que el funcionamiento

del software y la presentación de la información tengan una cierta uniformidad.

Por ejemplo, compartiendo directamente la información.

4) Transparencia, en el sentido de que los usuarios puedan leer datos de un or-

denador sin saber dónde está (transparencia en la ubicación de los datos), y los

procesos se puedan ejecutar indistintamente en varios ordenadores sin que los

usuarios sepan en cuál se ejecutan (transparencia en la ejecución).

5) Facilidad de crecimiento del sistema, que tiene dos vertientes: que se pueda

añadir con facilidad hardware o software, y que los componentes de este hardware

o software se puedan sustituir sin demasiada complicación por otros más avan-

zados o más potentes.

6) Compartimiento, en el sentido de que las aplicaciones, los recursos y los

servicios puedan ser compartidos sin barreras técnicas (otra cosa son las restric-

ciones de acceso intencionadas).

7) Finalmente, también es importante la seguridad, que consiste en el hecho de

que los datos de un usuario estén protegidos, en lo que respecta a consulta y actua-

lización, de los demás usuarios y de los agentes externos, así como de evitar que las

comunicaciones se espíen.


1.2. Importancia de las normas en los entornos distribuidos

Para que una arquitectura distribuida se pueda considerar bien diseñada, es

preciso que tenga potencialmente una vida mucho más larga que los productos

con los que está implementada.

Para conseguirlo, es necesario que la arquitectura se base en normas amplia-

mente aceptadas, hecho que constituye una cierta garantía de que durante bas-

tantes años se encontrarán en el mercado productos que las cumplan y que, por

lo tanto, se puedan utilizar para renovar y ampliar el sistema y aumentar su ca-

pacidad. Es necesario que la estandarización se aplique en los siguientes cam-

pos: ordenadores, plataformas de soporte de la interfaz con el usuario, sistemas

operativos, protocolos de comunicaciones y sistemas operativos de red.

1.3. Concepto de sistema abierto

Un sistema abierto es un sistema distribuido en el que se intentan conse-

guir, por lo menos parcialmente, los objetivos de los sistemas distribuidos, y

hacer que las interfaces entre sus componentes respeten un conjunto amplio

y completo de normas sobre comunicaciones, programación, presentación e

interfaces entre aplicaciones y servicios del sistema aceptadas internacional-

mente.

Las interfaces en los sistemas abiertos

Por ejemplo, en un sistema abierto no hace falta que todos los sistemas operativossean de tipo Unix, ni es necesario prescindir de los sistemas operativos propios deuna marca, siempre que todos los utilizados cumplan las normas que posibiliten elgrado necesario de comunicación mediante unas interfaces adecuadas (dicho de otromodo: que un sistema sea o no abierto no es cosa de los productos en sí, sino de susinterfaces).

Cuando hablamos de normas en este contexto, queremos decir lo siguiente:

• o bien –y de forma preferente– normas ampliamente utilizadas y establecidas

por organizaciones independientes,


• o bien normas que inicialmente pertenecen a un fabricante, pero que se han

convertido en estándares de facto.

Por lo tanto, con el fin de conseguir un sistema abierto, sería necesario evitar

los siguientes aspectos:

• Los productos muy utilizados pero cerrados, en el sentido de que difícilmen-

te pueden compartir datos con otros productos;

• y aquellas normas que, por las razones que sean, han sido objeto de escasas

implementaciones.

1.3.1. Beneficiarios de los sistemas abiertos

Los sistemas abiertos benefician a los siguientes grupos:

• Fabricantes de hardware y sistemas operativos: en la medida en que algunos

aspectos del producto están fijados por normas y ya no hace falta estudiar

sus alternativas, se puede dedicar más esfuerzo a mejorar sus arquitecturas y

su funcionalidad.

• Fabricantes independientes de software: se benefician de un mercado más am-

plio a consecuencia de la portabilidad, hecho que evita la necesidad de versio-

nes específicas para cada plataforma.

• Empresas usuarias: se benefician de poder conectar sin problemas productos

de fabricantes diferentes y de encontrar más productos en el mercado (ya que

muchos productos pasan a ser utilizables en muchas plataformas) y con pre-

cios más bajos a causa del aumento de la competencia.

2. Entornos cliente/servidores clásicos

Actualmente, el entorno distribuido que se utiliza más es el denominado clien-

te/servidor.


La idea básica de la arquitectura cliente/servidor es que un programa, el ser-

vidor, gestiona un recurso compartido concreto y hace determinadas funciones

sólo cuando las pide otro, el cliente, que es quien interactúa con el usuario.

Un ejemplo sencillo de entorno cliente/servidor sería tener un sistema de gestión debase de datos activado en un servidor, y que los programas que se ejecutaran en losordenadores clientes pudiesen emitir instrucciones de SQL para acceder a esta basede datos.

Normalmente, estos dos programas, el servidor y el cliente, están en ordena-

dores distintos.

Los requerimientos de los ordenadores clientes en lo que respecta a velocidad,

memoria y capacidad de disco son muy diferentes de los de los servidores; unos y

otros pueden ser ordenadores de modelo y marca diferentes y, además, con fre-

cuencia utilizan un sistema operativo diferente.

2.1. Ventajas e inconvenientes de la arquitectura cliente/servidor

Las ventajas de la arquitectura cliente/servidor son las siguientes:

a) Permite que la información se procese cerca de donde se ha generado.

b) Dado que las funciones del software quedan repartidas entre varias máqui-

nas, es posible utilizar PC o estaciones de trabajo para los clientes, y máquinas

UNIX (por ejemplo) para los servidores, todas de un coste mucho menor que los

mainframes.

c) El crecimiento del hardware puede ser gradual:

• Se puede aumentar gradualmente el número de clientes sin que sea necesario

cambiar cada vez el servidor.

• Se puede sustituir el servidor sin que los clientes se vean afectados.

• Se puede aumentar la capacidad de un cliente sin tener que cambiar ni el ser-

vidor ni a los otros clientes.

• En algunas modalidades, se pueden añadir servidores sin tener que rediseñar

la arquitectura en su conjunto.


d) Facilita el uso de interfaces gráficas de usuario y aplicaciones multimedia;

la razón es que estas funciones necesitan el tratamiento de un volumen impor-

tante de información. Este tratamiento, si tuviese que hacerse de forma centra-

lizada, necesitaría un host de gran capacidad y unos envíos de información muy

considerables mediante las líneas.

Muchas de estas ventajas significan simplemente que se consiguen, en ma-

yor o menor grado, los objetivos de los entornos distribuidos.

Los inconvenientes de la arquitectura cliente/servidor son los siguientes:

a) El servidor puede ser un cuello de botella.

b) El software distribuido es más complejo que el no distribuido, y también

es más difícil probarlo y depurar errores en él; también la administración y la

problemática de seguridad son bastante más complejas.

c) Cualquier sistema distribuido tiende a fallar con más frecuencia que un

sistema centralizado, ya que tiene más componentes que pueden fallar indepen-

dientemente.

2.2. Arquitecturas cliente/servidor de dos capas

Ahora veremos diferentes entornos de arquitecturas cliente/servidor de dos

capas:

1) Entornos cliente/servidor de primera generación: es típico de las redes de

área local (LAN); los clientes son PC o estaciones de trabajo en los que se eje-

cutan las aplicaciones; al principio, los servidores sólo llevan a cabo funciones

generales y de bajo nivel, como por ejemplo gestionar ficheros o impresoras

compartidas. Más adelante se empieza a pasar parte de las aplicaciones a un ser-

vidor adicional, si bien los clientes continúan iniciando y controlando los pro-

cesos en parte.

2) Entornos de igual a igual: un ordenador actúa como cliente para otras má-

quinas, y como servidor para estas mismas u otras, incluso para sí mismo.


3) Entornos cliente/servidor de segunda generación: hay varios servidores

especializados en funciones diferentes que pueden pedir los clientes; por ejem-

plo, gestión de bases de datos, aplicaciones, etc. Los clientes pueden ser móviles.

2.2.1. Imitaciones de la arquitectura cliente/servidor de dos capas

Este tipo de arquitecturas presenta las siguientes limitaciones:

• Limitaciones al crecimiento del número de clientes, ya que todos se conec-

tan directamente al servidor.

• Dificultad de mantener el software de los clientes, ya que cualquier cambio

se debe hacer en todos al mismo tiempo.

2.3. Arquitecturas de más de dos capas

2.3.1. Arquitectura de tres capas basada en plataformas

En el caso más general de arquitectura de tres capas basada en plataforma, la

estructura es la siguiente:

1) Primera capa: el servidor.

2) Segunda capa: los agentes.

3) Tercera capa: los clientes.

Los agentes pueden realizar funciones como por ejemplo éstas:

• Traducción de aplicaciones.

Ejemplo

Una traducción de aplicación consiste, por ejemplo, en adaptar a un entorno cliente/

servidor una aplicación antigua sobre el servidor.


• Control de la carga del servidor.

• Servicios de agente inteligentes, como por ejemplo descomponer una peti-

ción de servicio por parte de un cliente en varias peticiones a uno o a varios

servidores; el hecho de que hubiese varios servidores representaría cierta

transición hacia el middleware (programa intermedio).

Este modelo se puede expandir horizontalmente a todos los niveles con una

cierta facilidad. El inconveniente principal es la fuerte dependencia de las plata-

formas utilizadas.

2.3.2. Arquitectura de tres capas basada en las funciones

Este tipo de arquitectura presenta las tres capas siguientes:

1) Clientes, que tienen la lógica de tratamiento de la interfaz con el usuario

y parte de la lógica de aplicación.

2) Servidores de aplicación, en los que reside la mayor parte de la lógica de

aplicación y manipulación de datos.

3) Servidores de datos, que presentan los gestores de bases de datos.

3. Entornos con middleware: CORBA

3.1. Concepto de middleware

Cuando la red aumenta todavía más sus dimensiones e incorpora multiplici-

dad de aplicaciones, plataformas y redes, es necesario un componente que gestio-

ne la comunicación entre todos estos elementos; este componente va colocado

entre los clientes y los servidores, y por este motivo se denomina software inter-

medio o middleware.


El software intermedio debe soportar diferentes protocolos e interfaces de co-

municaciones y de acceso a los datos, así como permitir conexiones dinámicas

entre clientes y servidores.

3.2. CORBA

El software distribuido se puede desarrollar con tecnología orientada a obje-

tos y con tecnología clásica. Sin embargo, la forma en que funciona el software

orientado a objetos, por medio de mensajes entre objetos que piden la ejecución

de operaciones, se presta muy bien a la distribución; esto se debe a que un men-

saje a un objeto que está en otro ordenador puede ser igual, en cuanto a la for-

ma, que un mensaje a un objeto que está en el mismo ordenador, si se cuenta

con la infraestructura necesaria para hacer llegar cada mensaje a su destinatario,

esté donde esté.

Dicho de otro modo, cualquier software orientado a objetos funciona por lla-

madas a operaciones entre un objeto que actúa de cliente y otro que actúa de

servidor; observad que decimos actúa y no es porque el mismo objeto puede ha-

cer de cliente en una llamada y de servidor en otra.

La Common Object Request Broker Architecture (CORBA) es una arquitectura para

sistemas de objetos distribuidos desarrollada por la OMG. Comprende las especi-

ficaciones de un software intermedio orientando a objetos diseñado para ofrecer

portabilidad e interoperabilidad dentro de una red de sistemas heterogéneos.

La OMG es la misma asociación que desarrolló UML.

3.2.1. Terminología básica

A continuación veremos algunos conceptos importantes para la descripción de

CORBA:

1) Interfaz

Sabemos que en el software orientado a objetos, y como consecuencia de su

encapsulación, los objetos se comunican por medio de mensajes en los que se


piden operaciones y valores de atributos –estos dos elementos son públicos o,

como mucho, protegidos– y que, por ello, se distingue entre una clase y la in-

terfaz o interfaces que implementa.

Sin embargo, en el caso de software no distribuido, el objeto cliente y el ob-

jeto servidor están en el mismo proceso y, por lo tanto, la interfaz y la clase que

la implementa también; en el caso de software distribuido, el cliente y el servi-

dor pueden estar en diferentes procesos e, incluso, en máquinas diferentes, y

por lo tanto, en el proceso del cliente no encontramos la clase del servidor, sino

sólo su interfaz. Está claro que continúa habiendo una clase que implementa

la interfaz, pero esta clase no es visible desde el cliente (sólo su interfaz, como

ya hemos dicho). De este modo, el software intermedio –y por lo tanto CORBA–

sólo considera las interfaces, ya que el concepto de clase no se necesita para la

comunicación entre objetos clientes y objetos servidores; este concepto tampo-

co es necesario para la implementación, ya que son los objetos y no las clases

los que implementan las interfaces, porque cualquier operación se pide a un

objeto concreto.

Además de las interfaces de los objetos de la aplicación, que son propias

de cada aplicación, hay interfaces estándar, cuya definición forma parte de

las especificaciones de CORBA. Estas interfaces se utilizan en las comunica-

ciones entre la aplicación y los componentes de CORBA, así como entre estos

componentes.

Las interfaces en CORBA y en UML

El concepto de interfaz en CORBA es muy parecido al de UML (lo cual es lógico, yaque la misma organización los ha especificado a ambos; sin embargo, CORBA no hacereferencias a UML).

Como diferencias un poco significativas, encontramos que las interfaces de UML no in-cluyen atributos y las de CORBA sí (pero esta diferencia no tiene ninguna repercusiónefectiva, ya que un atributo puede ser sustituido por dos operaciones, una que le poneel valor y otra que lo lee), y que en CORBA no hay operaciones ni atributos de clase.

Entre interfaces se produce herencia: las denominadas interfaces derivadas he-

redan de las respectivas interfaces básicas. Puede darse el caso de interfaces abs-

tractas, parecidas a las clases abstractas en el sentido de que no tienen atributos


porque no puede haber objetos que las satisfagan directamente, sino sólo median-

te interfaces derivadas de ellas.

Herencia múltiple entre las interfaces

Puede darse herencia múltiple –por lo menos, la hay entre las interfaces estándarmencionadas– pero es estrictamente aditiva (es decir, no hay coincidencia de nom-bres entre las operaciones o atributos que se heredan de interfaces básicas diferentes).En las interfaces estándar se dan algunos casos de polimorfismo; en estos casos, ope-raciones del mismo nombre se comportan en el caso de la interfaz derivada de formadiferente que en el caso de la interfaz básica.

2) Objeto

Dentro de este modelo, un objeto es una entidad que proporciona servicios

(operaciones) a las entidades que se los pidan (los clientes). Los objetos tienen

identidad, interfaz e implementación.

3) Referencia a un objeto

Una referencia a objeto es algo que identifica el mismo objeto cada vez que

se utiliza; un objeto puede tener varias referencias diferentes. El formato y el va-

lor de las referencias a objetos pueden depender del ORB.

La unidad de las referencias

No es obligado que no pueda haber nunca dos objetos con la misma referencia, perosí que lo es que no pueda haberlos dentro de un ámbito espacial y temporal suficien-temente amplio como para que los conflictos sean prácticamente imposibles.

4) Tipo de objeto

Un tipo de objeto es un tipo cuyos miembros son referencias a objetos. Un tipo

de objeto corresponde a una interfaz, en el sentido de que los objetos correspon-

dientes a las referencias de un tipo satisfacen la interfaz correspondiente.

5) Petición (request)

La petición es el mensaje de un objeto cliente a un objeto servidor para soli-

citar la ejecución de un método de este último objeto. Una petición comprende

la identificación del objeto que la debe hacer, una operación, cero o más argu-


mentos que correspondan a los parámetros de la operación definidos en la inter-

faz utilizada y, eventualmente, un contexto. Los parámetros de las operaciones

son esencialmente como los de las operaciones en UML; se identifican por posi-

ción y cada uno tiene un modo (in, out o inout) y un tipo. El resultado, si lo hay,

es un parámetro out especial.

La invocación de una petición se puede dar de las dos formas siguientes:

• Estática, y entonces la interfaz que se utiliza queda determinada en tiempo

de compilación.

• Dinámica, y entonces la interfaz no se determina hasta el tiempo de ejecución

(si bien la interfaz se debe haber compilado antes).

6) Operación y método

Dentro de una petición se invoca una operación de una interfaz, pero lo que

se ejecuta realmente es un método que forma parte de la implementación del

objeto servidor al que está dirigida la operación.

7) Object Request Broker (ORB)

Teniendo en cuenta que CORBA es una arquitectura de objetos distribuida

con software intermedio, es lógico que su núcleo sea un componente responsa-

ble de la distribución de mensajes entre objetos; este componente se denomina

Object Request Broker (ORB); el ORB es responsable de encontrar el objeto servi-

dor dentro de la red, de prepararlo para recibir la demanda, de transmitirlo y

de hacer llegar al cliente los datos devueltos como resultado de la petición o su

respuesta.

La actividad del ORB hace que el objeto cliente sólo tenga que conocer la in-

terfaz y el valor de una referencia que lo identifique entre los demás para invo-

car una petición sobre un objeto servidor, pero no el lugar ni el lenguaje en que

está programado.

3.2.2. Arquitectura de CORBA

La siguiente figura representa la arquitectura de CORBA:


3.2.3. Descripción de los componentes de la arquitectura

A continuación, haremos una descripción de los componentes de la arqui-

tectura que estamos considerando:

• Aplicaciones del cliente: por medio de CORBA, los clientes efectúan peti-

ciones con las que solicitan operaciones sobre objetos de los servidores me-


diante invocación estática o dinámica. Con las dos formas de invocación se

pueden hacer las mismas demandas, y el servidor no puede saber si se ha uti-

lizado una u otra.

• Stub: debe haber uno para cada interfaz utilizada; establece la corresponden-

cia entre las operaciones definidas en la interfaz y las rutinas que dependen

del lenguaje de programación que llama la aplicación del cliente cuando

hace una petición. Se genera a partir de la interfaz descrita en IDL, y se enlaza

con la aplicación. Los lenguajes de programación orientados a objetos no ne-

cesitan stubs.

• ORB al cliente: como hemos visto, el ORB aísla el objeto servidor y actúa

como intermediario para las demandas, de forma que no es necesario que el

cliente y el servidor tengan información uno del otro. El ORB al cliente se

enlaza con la aplicación y verifica los argumentos de la demanda, los com-

para con los parámetros de la interfaz y envía la petición al servidor. Dentro

de una arquitectura CORBA puede haber más de un ORB al mismo tiempo,

con estilos de invocación diferentes y referencias a los objetos con una es-

tructura diferente también; entonces, cada ORB debe saber encontrar su im-

plementación de un objeto solicitado por un cliente sin que éste se lo tenga

que indicar.

• Depósito de interfaces: contiene las interfaces, así como las constantes y de-

finiciones de tipo que se utilizan.

• ORB al servidor: recibe las peticiones de ejecución de módulos, da formato

a los argumentos e invoca la ejecución del método a partir del esqueleto. Se

enlaza con la aplicación del servidor.

• Portable Object Adapter (POA): los adaptadores de objetos llevan a cabo

tareas generales relativas a la implementación de los objetos; por ejemplo,

activar los objetos y sus implementaciones a partir de referenciarlos, desac-

tivarlos, registrar las implementaciones disponibles en los servidores dife-

rentes, generar los identificadores de los objetos (si no se encarga de ello la

aplicación) e interpretar las referencias a estos objetos mediante estos iden-

tificadores. Para conseguir todas estas tareas, se aplican varias opciones, que

son las denominadas políticas del adaptador. Los adaptadores de objetos se

enlazan con la aplicación. En un momento determinado puede haber varios

POA que formen una jerarquía para un ORB, cada uno de los cuales gestiona

un grupo de objetos; de éstos, el POA raíz se pone en funcionamiento auto-


máticamente, y los demás lo hacen según la jerarquía por medio del activa-

dor del adaptador.

Adaptador de objeto en CORBA

Las primeras versiones de CORBA especificaban otro adaptador de objetos en lugardel POA: el BOA (Basic Object Adapter).

• Aplicaciones al servidor: incluyen una implementación o más de los obje-

tos y de sus métodos y, obviamente, también el código para el inicio y la fi-

nalización de la misma aplicación.

• Métodos: cada método es el código, contenido en la implementación de un

objeto, que implementa una determinada operación de una interfaz. El con-

junto de las implementaciones de las operaciones de una interfaz –y, por lo

tanto, el conjunto de los métodos correspondientes– se denomina sirviente

(en inglés, servent). Para una misma interfaz puede haber varios sirvientes

y, por lo tanto, una operación de una interfaz puede ser implementada por

varios métodos. La implementación de los objetos debe ser independiente

del ORB.

• Esqueletos: son correspondencias, dependientes del lenguaje de programa-

ción y del ORB, que se establecen entre las definiciones de operaciones de

IDL y los métodos correspondientes y las implementaciones que los contie-

nen; incluyen la programación necesaria para lanzar los métodos imprescin-

dible para una petición. Se generan en forma fuente a partir de la definición

de la interfaz respectiva, se compilan y se enlazan con la aplicación del ser-

vidor. Los utilizan los adaptadores de objetos. Además de los esqueletos que

establecen relaciones permanentes entre operaciones y métodos, o esquele-

tos específicos del tipo, también puede haber esqueletos dinámicos, que ac-

ceden en tiempo de ejecución al código de la operación y a sus parámetros.

• Servicios de objetos y servicios comunes: se describen aparte.

• Depósito de implementaciones: contiene información que permite al

ORB localizar y activar las implementaciones de un objeto al que se ha he-

cho referencia, y encuentra las interfaces pedidas dentro del depósito de

interfaces.


3.2.4. El procesamiento de las demandas: visión resumida

El procesamiento de las peticiones tiene las siguientes fases:

1) El cliente invoca la petición.

2) Cuando llega al ORB, la demanda incluye una referencia al objeto que es

su destinatario. El ORB, utilizando el depósito de implementaciones, localiza el

proceso del servidor o lo pone en funcionamiento si es necesario.

3) El ORB localiza el POA correspondiente al objeto destinatario de la de-

manda, o bien pide su creación al activador del adaptador; si no lo consigue, el

cliente recibirá la excepción object_not_exist.

4) El POA localiza o activa el sirviente del objeto de formas distintas según las

políticas vigentes. Una vez que el sirviente está activo, el POA selecciona dentro

de éste el método correspondiente a la operación invocada dentro de la petición.

5) Se localiza el esqueleto.

6) Se hace la gestión de las respuestas y las excepciones.

3.2.5. IDL

Las interfaces utilizadas dentro del entorno de CORBA se definen mediante

la Interface Definition Language (IDL).

Otros lenguajes IDL

En el mismo seno de la tecnología de sistemas distribuidos se encuentran otros len-guajes que también se denominan IDL.

IDL no es un lenguaje de programación, y no está pensado para que se pueda

generar código objeto o ejecutable a partir de sí mismo; sin embargo, las imple-

mentaciones de CORBA acostumbran a poder generar código fuente –principal-

mente en C++, pero también en lenguajes como por ejemplo COBOL, Smalltalk

y Java– a partir de IDL. La compilación de una interfaz definida con este lengua-

je genera tres salidas:

• un stub;


• un esqueleto;

• un fichero de cabecera, que contiene definiciones de tipos de datos como es-

tructuras y constantes, y se incluye dentro de las aplicaciones de los clientes

y de los servidores.

Además, la interfaz compilada queda depositada en el denominado depósito

de interfaces.

La gramática de IDL es un subconjunto de la norma que se ha propuesto

sobre C++ ANSI, ampliado para soportar el mecanismo de invocación de peti-

ciones. IDL es un lenguaje declarativo y contiene la sintaxis de C++ para la de-

claración de constantes, tipos y operaciones (si bien en algunos aspectos la

sintaxis de IDL es más restrictiva).

Las especificaciones de IDL

Una especificación de IDL es un fichero fuente, que puede contener defini-

ciones de módulos, interfaces, tipos de valores, constantes y excepciones.

Los tipos de valores...

... son tipos con posibilidad de herencia, cuyos valores no tienen identidad.

Los módulos agrupan definiciones de interfaces y sirven principalmente para

definir ámbitos de validez de los nombres dentro de una especificación; en gene-

ral, las referencias a nombres de elementos definidos dentro de un módulo deben

llevar como prefijo el nombre del módulo. Hay un módulo especial, CORBA, que

reúne todos aquellos nombres que forman parte de las especificaciones de CORBA.

3.2.6. Conexión de una aplicación en el entorno CORBA

Para que una aplicación pueda entrar en el entorno de CORBA, antes es ne-

cesario hacer lo siguiente:

• Inicializarla dentro del entorno de un ORB o más –primero– y después tal vez

también dentro del respectivo entorno del adaptador de objetos.


• Obtener referencias al pseudoproyecto del ORB y, eventualmente, también a

otros objetos como el POA raíz, el POA Current, el depósito de interfaces y

algunos servicios de objetos, para posteriormente pedirles operaciones.

3.2.7. Las invocaciones dinámicas

Las invocaciones dinámicas son invocaciones de peticiones en las que la pe-

tición se crea en tiempo de ejecución, a diferencia de las invocaciones estáticas,

en las que la petición queda determinada en tiempo de compilación. En la invo-

cación dinámica de peticiones se pueden utilizar dos modos de comunicación:

síncrono y síncrono diferido.

Una invocación dinámica gestionada por CORBA tiene típicamente los siguien-

tes pasos:

1) Obtención de la información sobre la interfaz del objeto.

2) Creación de la estructura de datos que se pasará al objeto.

3) Creación de una petición para el objeto.

4) Invocación de la petición.

3.2.8. La interfaz de esqueletos dinámicos (DSI)

Cuando se utilizan esqueletos dinámicos, a diferencia de los específicos de

un tipo, el nombre de la operación e incluso el tipo del objeto, no se conocen

hasta la ejecución.

En cierto modo, se trata de un caso simétrico, por parte del servidor, de lo que

es la invocación dinámica por parte del cliente; del mismo modo que un servidor

no sabe si el cliente ha utilizado invocación estática o dinámica, un cliente no

sabe si el servidor utiliza un esqueleto específico del tipo o dinámico.

Junto con la invocación dinámica, los esqueletos dinámicos son una forma

de conseguir puentes genéricos entre ORB.

Otras utilidades de los esqueletos dinámicos son las herramientas interacti-

vas de desarrollo del software basadas en intérpretes, las herramientas de prueba


y los monitores que se interponen dinámicamente entre los objetos, y los len-

guajes de tipificación dinámica, como por ejemplo LISP.

Para todas las peticiones a un mismo objeto se utiliza la misma rutina, deno-

minada rutina de implementación dinámica (DIR); para un mismo lenguaje de

programación, todas las llamadas a la DIR tienen los mismos argumentos.

DIR es la sigla de la expresión inglesa correspondiente a rutina de implementacióndinámica.

3.2.9. Los servicios de objetos

Características comunes

A pesar de no formar parte del entorno CORBA en sentido estricto, la forma

en que se utilizan los objetos en las especificaciones de los servicios de objetos

respeta muchos de sus principios:

• Se utilizan interfaces para tipificar los objetos.

• Hay una separación clara entre la interfaz y la implementación; los clientes

sólo ven las interfaces, pero no sus implementaciones.

• Se utiliza la herencia –incluso múltiple– entre interfaces para extender y es-

pecializar la funcionalidad, y permitir su evolución.

Además, el diseño de los servicios de objetos respeta, en líneas generales, los

siguientes principios:

• Son servicios genéricos, en el sentido de que son independientes del tipo del

cliente y también –en general– del tipo de datos pasados en las peticiones.

• Generalmente, están implementados en forma de objetos de CORBA que se

pueden activar local o remotamente.

• Con frecuencia, las interfaces permiten implementaciones con diferentes ca-

lidades de servicio.

• Muchos servicios tienen interfaces diferentes para tipos de clientes diferentes.

• Los servicios utilizan con frecuencia interfaces callback; es decir, hacen pe-

ticiones al cliente mediante interfaces que éste debe soportar. De este mo-


do, también se aprovechan las ventajas de las interfaces en las llamadas al

cliente.

• Las excepciones sólo sirven para comunicar situaciones anómalas. Los códi-

gos de retorno normales se pasan al cliente por medio de parámetros de sa-

lida.

• Generalmente, hay operaciones distintas en lugar de varias modalidades de

una operación diferenciadas, por ejemplo, por un parámetro de indicadores.

El servicio de nombres

El servicio de nombres gestiona estructuras de nombres de objetos que sirven

para localizarlos desde otros objetos.

Un objeto puede tener varios nombres. Una asociación entre un objeto y su

nombre es un name binding. Un contexto de nombres (en inglés, naming con-

text) es un espacio de nombres en el que los nombres de los objetos no se pue-

den repetir.

Un contexto de nombres, que es un objeto, tiene nombre dentro de otro con-

texto de nombres, y de este modo se pueden constituir jerarquías –eventualmente

distribuidas– de nombres que dan lugar a nombres compuestos, constituidos por

una secuencia de los mismos, en la que todos excepto el último (el nombre sim-

ple) pertenecen a contextos de nombres. Un componente consta de un atributo

identificador y un atributo de clase (en inglés, kind attribute), que hace una ti-

pificación de los nombres; esta tipificación no tiene valor sintáctico para permi-

tir nombres vinculados a los lenguajes de programación o idiomas concretos.

El servicio de acontecimientos

Por lo que respecta a CORBA, un acontecimiento es un hecho que guarda re-

lación con un objeto y tiene interés para otros objetos, a los que se hace accesi-

ble mediante un mensaje denominado notificación.

La notificación no la hace el objeto –que no tiene por qué saber que hay obje-

tos interesados en saber que se ha producido el acontecimiento–, sino el servicio

de acontecimientos.

Este servicio distingue dos tipos de objetos: suministradores (en inglés, su-

ppliers), que generan acontecimientos, y consumidores, que los procesan. Ade-

más, puede haber un tercer tipo de objetos: los canales de acontecimientos, que


son consumidores y suministradores al mismo tiempo, y permiten que varios su-

ministradores se comuniquen con diversos suministradores sin que se conozcan

entre sí.

Los acontecimientos con tipo (en inglés, typed events) posibilitan que las apli-

caciones describan el contenido de los acontecimientos por medio de IDL, con

parámetros sólo de entrada y sin retorno. En este caso, puede haber dos canales

de acontecimientos en serie, uno de los cuales puede filtrar los acontecimientos

para el otro basándose en el tipo.

Para la notificación hay dos mecanismos:

1) Push, en el que el suministrador toma la iniciativa de transmitir informa-

ción sobre el acontecimiento a los consumidores, ya sea directamente o mediante

un canal de acontecimientos; el consumidor se puede “suscribir” a los aconteci-

mientos de un tipo determinado y también puede decidir dejar de recibir aconte-

cimientos.

2) Pull, en el que el consumidor que pide la información sobre el acontecimien-

to al suministrador, ya sea directamente o mediante un canal de acontecimientos;

el consumidor puede preguntar periódicamente por los acontecimientos,

mientras que el suministrador puede registrar el identificador del consumidor

y ofrecer sus servicios; también puede dejar de aceptar demandas sobre acon-

tecimientos.

Cuando la notificación tiene lugar mediante un canal de acontecimientos,

también puede ser mixta: push entre consumidor y canal y pull entre canal y su-

ministrador, o al revés.

Los consumidores y suministradores se deben haber puesto de acuerdo en lo

que respecta a la semántica de los acontecimientos, pero el canal de aconteci-

mientos no la conoce.

El servicio de notificaciones

Es una extensión del servicio de acontecimientos con las funciones adicio-

nales siguientes:

• La transmisión de acontecimientos con estructuras de datos complejas lla-

mados acontecimientos estructurados.


• La posibilidad de añadir filtros a los proxies para que los clientes puedan es-

pecificar qué acontecimientos quieren recibir.

• La posibilidad que los suministradores de un canal sepan qué tipo de acon-

tecimiento quieren recibir los consumidores de este canal.

• La posibilidad que los consumidores de un canal sepan qué tipos de aconte-

cimiento ofrecen los suministradores de este canal para que los puedan pe-

dir.

• La posibilidad que haya diferentes calidades de servicio a nivel de canal,

proxy y acontecimiento.

• Un depósito opcional de tipos de acontecimientos que permita que los usua-

rios creen filtros de acontecimientos en un lenguaje que se especifica.

Los acontecimientos estructurados se definen por dominios (finanzas, por

ejemplo), en el sentido que cada dominio puede tener definidos sus tipos de

acontecimientos y que los nombres de estos tipos se pueden repetir en domi-

nios diferentes. Cada acontecimiento que se produce puede tener un nombre

que no tiene significado para el servicio sino sólo para el usuario.

Los filtros son objetos que sirven para seleccionar los acontecimientos por

medio de restricciones expresadas o bien en un lenguaje estándar o bien en uno

propio del implementador.

El servicio de relaciones

El servicio de relaciones permite crear relaciones, permanentes y temporales,

entre dos objetos o más, sin modificarlos y sin que éstos lo sepan. El concepto de

relación en este servicio es similar al de asociación en UML.

Hay tres niveles de servicio:

1) El nivel de base define relaciones y papeles.

2) El nivel de grafos considera grafos de objetos relacionados (es decir, co-

nectados por relaciones); en este nivel se definen objetos nodos y objetos de re-

corrido de un grafo, que permiten recorrer un grafo sin activar sus objetos.

3) El tercer nivel considera dos tipos específicos de relaciones: por contenido

y por referencia.


El servicio de ciclo de vida

El servicio de ciclo de vida proporciona operaciones para crear, copiar, mover

y borrar objetos de forma local o remota; además, soporta asociaciones entre gru-

pos de objetos (ya sean por contenido o por referencia) y condiciones de integri-

dad referencial entre objetos.

Para crear un objeto es necesario que el cliente encuentre un objeto factoría

–es decir, un objeto que sabe cómo se crea un objeto de la clase correspondien-

te–, que emita una petición de creación y que obtenga el identificador del ob-

jeto creado. El objeto factoría debe asignar los recursos necesarios, obtener el

identificador del objeto y registrar el nuevo objeto mediante el adaptador de

objetos y el depósito de implementaciones. También se puede crear un objeto

copiándolo.

El servicio de propiedades

El servicio de propiedades sirve para definir atributos de los objetos dinámi-

camente, en contraste con las interfaces de IDL, que lo hacen estáticamente.

Los atributos dinámicos o propiedades tienen un nombre, un tipo y un valor

que se puede leer y modificar, así como un modo de propiedad, que puede tomar

estos valores:

• normal, es decir, sin restricciones;

• read-only, que sólo deja leer y borrar;

• fixed-normal, que deja modificar pero no borrar;

• fixed-readonly, que sólo deja leer.

El servicio de tiempo

El servicio de tiempo se utiliza para obtener la hora, confirmar el orden en que

se han producido diferentes acontecimientos, generar acontecimientos relativos

al tiempo y calcular el tiempo transcurrido entre dos acontecimientos.

La representación de tiempo UTC El servicio de tiempo utiliza la representación del

tiempo denominada Universal Time Coordinated (UTC), definida dentro de la especifi-

cación X/Open DCE Time Service, en la que la unidad son cien nanosegundos y la base

son las cero horas (hora de Greenwich) del 15.10.82.


El servicio de tiempo integra dos servicios:

• El servicio básico de la hora (en inglés, Basic Time Service): comprende operacio-

nes para obtener y manipular la hora.

• El servicio de acontecimientos de temporización (en inglés, Timer Event Service):

proporciona operaciones para implementar gestores de acontecimientos dispa-

rados por tiempo y gestionar los acontecimientos que generan.

El servicio de externalización

Externalizar un objeto quiere decir convertirlo en un objeto stream, e inter-

nalizarlo quiere decir hacer lo contrario; el servicio de externalización sirve para

las dos cosas.

Un objeto stream es un área de datos con un cursor, que está en memoria o en

disco o se envía a la red.

La externalización sirve para facilitar la exportación/importación de un objeto

de un proceso, ordenador u ORB a otro (o al mismo proceso), en el que se hará una

internalización para crear un nuevo objeto.

El servicio de estados persistentes

Su función es guardar el estado de un objeto en memoria permanente y recu-

perarlo. Para el cliente del objeto es transparente el hecho que este esté en memo-

ria o que haya de ser recuperado del almacenamiento permanente.

El sistema de almacenamiento tiene estos componentes:

• Los objetos de almacenamiento: es la forma en qué este servicio presenta la

información persistente. Cada objeto de almacenamiento tiene un tipo, al cual

hay asociados atributos de estado y operaciones de estado; entre estos tipos

puede haber herencia.

• Los almacenes de datos (datastores): son las implementaciones que almace-

nan la información persistente de un objeto como una base de datos o un con-

junto de ficheros.

• Un almacén de datos se compone de storage homes, cada uno de los cuales

almacena objetos de almacenamiento de un solo tipo; cada storage home tie-

ne un tipo, que consta del tipo de objetos de almacenamiento que puede

contener y de operaciones y claves. Hay una jerarquía de tipos de storage homes


paralela a la de los tipos de los objetos de almacenamiento respectivos; un

(tipo de) storage home y todos los que se deriven constituye una familia de

storage homes. En un almacén de datos cada storage home gestiona no sola-

mente sus objetos de almacenamiento sino los de todos los tipos de la familia

que encabeza. Cada objeto de almacenamiento tiene un identificador no

repetido en su storage home (short-pid) y un identificador global (pid), no re-

petido en del catálogo (ver el apartado siguiente).

• Una clave es una lista de miembros de estado de un tipo de objetos de alma-

cenamiento que constituye un identificador no repetido de los objetos de

este tipo; un storage home puede tener cualquier número de claves.

• Los catálogos gestionan storage homes, los cuales a su vez gestionan objetos

de almacenamiento. Hay dos clases de catálogos:

– session pools,

– sesiones, que son conexiones lógicas entre un proceso y un almacén de datos

o más; se puede controlar por programa la asignación de las sesiones y su aso-

ciación a transacciones.

Las sesiones pueden ser transaccionales o no; las transaccionales están aso-

ciadas a recursos, que son transacciones de almacén de datos.

• Los conectores son objetos locales que crean los catálogos. Están registrados

en un registro de conectores único por ORB que soporta la interfaz Conector-

Registry.

La especificación del almacenamiento se puede hacer de dos maneras:

• mediante un lenguaje especial llamado PSDL (Persistente State Definition

Language), que es una extensión de IDL;

• mediante traducciones estándar a Java o C++ de las instrucciones de PSDL

(persistencia transparente).

El servicio de control de la concurrencia

La finalidad del servicio del control de la concurrencia es arbitrar los accesos

concurrentes a un objeto con la intención de garantizar su integridad. Propor-


ciona interfaces para que los clientes puedan reservar y liberar recursos para co-

ordinarse en su uso compartido.

Este servicio puede funcionar en dos modos:

• Transaccional, es decir, en representación de una transacción; entonces, el

servicio de transacciones se encarga de la liberación de los recursos reserva-

dos cuando la transacción acaba, ya sea de forma normal o anormal.

• No transaccional; es decir, en representación del hilo que se ejecuta en cada

momento, que no tiene por qué ser una restricción; entonces, el mismo ser-

vicio de control de la concurrencia es el que se encarga de llevar a cabo las

liberaciones cuando es necesario.

Está diseñado para funcionar en combinación con el servicio de transaccio-

nes de objetos y puede soportar transacciones encajadas.

No se define qué es un recurso; es responsabilidad de los clientes de este ser-

vicio tanto definir los recursos como identificar sus usos potencialmente con-

flictivos; en el caso más típico, los recursos son objetos.

Es posible que haya recursos de varios niveles o granularidades; es decir, re-

cursos que contienen otros recursos. Sin embargo, el servicio no ve estas jerar-

quías. Se puede optar por definir pocos recursos de alto nivel o muchos de bajo

nivel; en el primer caso es preciso hacer menos reservas, pero los conflictos se-

rán más frecuentes.

Equivale a reservar ficheros enteros en lugar de registros individuales.

Tampoco se define qué es cada transacción; esto lo hace el servicio de tran-

sacciones. Se considera que en los clientes transaccionales cada transacción tie-

ne un solo hilo, y que una transacción no se ejecuta para más de un hilo al

mismo tiempo.

Un solo hilo por transacción no impide el paralelismo, ya que hay soporte para tran-sacciones encajadas (consultad el servicio de transacciones más adelante).

Una reserva (lock) es la capacidad de un cliente concreto de acceder a un re-

curso determinado de un cierto modo; una reserva corresponde, por lo tanto, a

un cliente y un recurso. Un cliente debe conseguir una reserva sobre un recurso


antes de acceder a él; dado que existen reservas de distintos modos, el cliente

debe pedir la reserva de una forma que le permita llevar a cabo las actividades

previstas sobre el recurso.

El arbitraje mencionado en la definición del servicio consiste en evitar que va-

rios clientes tengan al mismo tiempo reservas del mismo recurso si las actividades

de estos clientes pudieran entrar en conflicto. El servicio concederá una reserva a

un cliente sólo si ningún otro tiene un reserva de un modo incompatible con el

de la reserva que se pide ahora.

Otro aspecto es el de la liberación de recursos reservados (en inglés, unlocking).

Si se piden reservas en una transacción, el servicio de transacciones libera los re-

cursos cuando ésta acaba; si se piden reservas fuera de transacciones, el cliente

debe liberar explícitamente los recursos reservados. Con frecuencia, las reservas

se mantienen hasta el final de la transacción, pero en el caso de que una transac-

ción no modifique el recurso, lo puede liberar cuando ya sabe que no lo necesi-

tará más.

Locksets

Cada lockset es un conjunto de reservas sobre un mismo recurso; los clientes

deben asignar un lockset a cada recurso.

También encontramos unos coordinadores de reservas, cada uno de los cuales

puede gestionar locksets sobre recursos de un mismo tipo que deban ser liberados

cuando se acaba una misma transacción. La creación de locksets y la liberación de

recursos cuando una transacción se confirma o se aborta es responsabilidad del

cliente.

El servicio de transacciones

Las transacciones son unidades de proceso que o bien llegan a acabar normal-

mente, o bien, en el caso de que se vean abortadas, las actualizaciones en bases de

datos que hubiesen hecho se anulan, como si no hubiesen empezado.

El servicio de transacciones tiene las siguientes funciones:

• Controlar el alcance y la duración de las transacciones.

• Permitir que participen varios objetos en una sola transacción.

• Permitir que estos objetos asocien sus cambios de estado a una transacción.

• Coordinar el término de las transacciones.


El servicio de transacciones soporta dos modelos de transacción:

• Transacciones encajadas de cualquier número de niveles. Una subtransac-

ción puede confirmar o anular (a petición de cualquiera de los objetos que

participen en la misma), sin que necesariamente lo hagan las subtransac-

ciones que la contienen, pero su confirmación no será definitiva mientras

la transacción no confirme. Una transacción sólo puede confirmar cuan-

do lo hayan hecho todas sus subtransacciones; además, cuando la tran-

sacción es anulada, también lo son todas sus subtransacciones.

• Transacciones planas según el modelo DPT de X/Open, que no pueden tener

subtransacciones.

El servicio de seguridad

El servicio de seguridad tiene estos aspectos:

• Confidencialidad: que sólo tengan acceso a la información los usuarios au-

torizados.

• Integridad: que la información sólo pueda ser modificada por los usuarios

autorizados y de la forma autorizada.

• Responsabilidad: que los usuarios sean responsables de sus acciones en rela-

ción con la seguridad.

• Disponibilidad: que el acceso al sistema no se pueda negar injustificadamen-

te a los usuarios. Las funciones de este servicio son las siguientes:

• Identificación: pedir al principal (el principal es una persona u objeto titular

de una autorización de acceso) que diga quién es.

• Autenticación: comprobar que el principal es quien dice que es.

• Autorización de los principales.

• Control de acceso: determinar si se debe permitir el acceso de un principal

(previamente identificado y autenticado) a un objeto a partir de los atributos

de uno y otro.

• Auditoría de seguridad: determinar a los principales responsables de las ac-

ciones en materia de seguridad e identificarlos incluso mediante una cadena

de peticiones.

• Seguridad de la comunicación entre objetos, que requiere la autenticación mu-

tua de cliente y servidor.


• No-repudiación: suministrar pruebas irrefutables del origen de los datos y de

su recibimiento por el destinatario.

• Gestión de las políticas de seguridad.

El servicio tiene estos niveles de funcionalidad:

1) El nivel 1, que proporciona servicios de seguridad a aplicaciones que no

tienen conocimiento de ello y a aplicaciones que tienen unas necesidades redu-

cidas de control y auditoría de la seguridad; comprende la seguridad de las in-

vocaciones, la protección de los mensajes, algunas posibilidades de delegación,

control y auditoría.

2) El nivel 2, que permite a las aplicaciones controlar la seguridad en las in-

vocaciones de objetos y soporta una gestión de seguridad portátil.

3) La funcionalidad opcional, de la cual las especificaciones actuales sólo in-

cluyen la no-repudiación.

El servicio de colecciones

Las colecciones son tipos diferentes de agrupaciones de objetos (elementos).

Típicamente, los elementos de una colección o bien son del mismo tipo o bien

tienen una misma interfaz. Los diferentes tipos de colecciones difieren en lo que

respecta a la existencia de una ordenación de los objetos, la existencia de acceso

a los objetos por clave, la existencia de un criterio de igualdad de los objetos y so-

bre si puede haber o no varios objetos con el mismo valor de la clave; diferentes

combinaciones de estas restricciones dan lugar a tipos distintos de colecciones; a

cada tipo de colección le corresponde una interfaz, y todas ellas constituyen una

jerarquía de derivación en la que los niveles, a excepción del más bajo, son inter-

faces abstractas.

Para recorrer los objetos de las colecciones, existen unos cursores denomina-

dos iteradores; hay un tipo diferente de ellos para cada interfaz abstracta de co-

lecciones.

El servicio de consultas

Las consultas no se limitan sólo a accesos de lectura como podría parecer,

sino que son instrucciones declarativas con predicados, que pueden compren-

der valores de atributos e invocaciones y otros servicios de objetos.


El resultado de una consulta puede ser una colección obtenida por medio de

la selección de aquellos objetos de una colección fuente (que también podría ser

el resultado de una consulta anterior) que cumplen un predicado dado o bien

puede provenir de un evaluador de consultas a partir de un predicado que se

evaluaría por encima de una colección virtual.

El servicio de consultas puede coordinar varios evaluadores encajados y fede-

rados.

Los objetos pueden participar en el servicio de dos formas:

1) A título individual; entonces el evaluador de consultas se encarga de eva-

luar el predicado de la consulta y de llevar a cabo todas las operaciones de la

consulta por medio de operaciones definidas en la interfaz correspondiente a

los objetos. Éste es el mecanismo más general, pero también el menos optimi-

zado. En este caso, los objetos afectados constituirían una colección virtual de

las que hemos hablado.

2) Como elementos de una colección, que soporta una interfaz para con-

sultas; el evaluador le pasa el predicado y esta interfaz lo evalúa, hace las ope-

raciones sobre los objetos individuales, combina los resultados y transmite el

resultado definitivo al objeto que lo había invocado. Este mecanismo permite

que los evaluadores apliquen sus instrumentos de optimización.

La especificación del servicio de consultas no define mecanismos de evalua-

ción, indexación ni optimización, pero sí prevé lenguajes de consulta concretos,

que son los siguientes:

• SQL-92 Query y sus sucesores.

• OQL-93 y OQL-93 Basic, del ODMG, y sus sucesores.

Algunas características destacadas del servicio de consultas son las siguientes:

• Proporciona operaciones para seleccionar, insertar, actualizar y borrar ele-

mentos dentro de colecciones.

• Los elementos afectados pueden ser objetos persistentes o transitorios, locales o

remotos.


• En los predicados se pueden utilizar atributos, herencia y navegación me-

diante relaciones, todo por medio de las interfaces de los objetos elementos.

El servicio de licencias

En el mundo de los objetos distribuidos podemos encontrar objetos de pago;

entonces conviene que sea posible medir el uso de los objetos con vistas a una

posterior facturación. El servicio de licencias da apoyo a esta función.

Se consideran los siguientes tipos de licencias: con periodo de gracia, con listas

de usuarios, con licencias reservadas siempre disponibles y con licencias multiu-

so. Desde otro punto de vista, licencias para una máquina, licencias en el ámbito

de instalación y licencias flotantes para un número máximo de usuarios concu-

rrentes.

El servicio de licencias debe cumplir unas características necesarias para op-

timizar su rendimiento:

• Posibilidad de crecimiento.

• Medidas para evitar que queden licencias asignadas indefinidamente a una

aplicación.

• Garantía de que sólo se utilicen las licencias compradas.

• Prevención de clientes y servidores impostores.

Un productor (en inglés, producer) es una empresa o persona que tiene la pro-

piedad intelectual cuyo uso se quiere controlar.

Un cliente del productor (en inglés, producer client) es cualquier objeto cuyo uso

de una licencia debe ser controlado.

Una política del productor (en inglés, producer policy) es un conjunto de datos

que describe los términos y las condiciones detalladas que rigen el control del uso

de una licencia.

Un documento de licencia proporciona un medio para especificar las limita-

ciones en el uso de la licencia: número de ejemplares de la propiedad intelec-

tual, limitaciones temporales, etc.

El servicio del intermediario de objetos (Object Trader)

Un objeto que presta unos servicios determinados (exportador) pide ser re-

gistrado y, por ello, para cada servicio comunica la oferta de servicio, que con-


tiene el número del tipo de servicio, una referencia a la interfaz que proporciona

el servicio y los valores de las propiedades del servicio.

Entonces se dice que el objeto exporta estos servicios.

La información sobre cada tipo de servicio con el que trata un objeto interme-

diario determinado comprende un tipo de interfaz y, opcionalmente, un tipo de

propiedad o más. Un tipo de servicio puede ser subtipo de otro.

Se retorna un identificador de la oferta al exportador, que le permite modifi-

carla o retirarla posteriormente.

Los clientes (importadores) pueden obtener una lista de servicios disponi-

bles (importarlos), en general, o bien del tipo de las páginas amarillas. Por ello se

debe indicar el tipo de servicio deseado, y una restricción especificada en el len-

guaje de restricciones (en inglés, standard constraid language), cuyos elementos

principales son: tipos de valores de propiedades, operadores y literales.

El intermediario busca el servicio que mejor se ajusta a lo que pide el cliente,

pero es éste quien interactúa directamente con el proveedor que elige: utiliza el

tipo de servicio, la restricción especificada y las preferencias que deben servir para

establecer un orden de presentación al importador de las ofertas seleccionadas.

Unas políticas permiten identificar el conjunto de ofertas de servicios dentro

del cual se debe efectuar la búsqueda. Las políticas tienen un nombre y un valor.

Se pueden crear federaciones de objetos intermediarios y, por lo tanto, de los

dominios de tipos de servicio o particiones, en cuyo ámbito se propagan las con-

sultas entre intemediarios.

3.2.10. Los servicios comunes (Common Facilities)

Los servicios comunes son servicios que pueden ser compartidos por las apli-

caciones y que son de una naturaleza menos básica que los servicios de objetos.

Se dividen en servicios horizontales, que son utilizables en la mayoría de las apli-

caciones, y servicios verticales, que son específicos de un dominio o sector empre-

sarial. Los servicios comunes horizontales son los siguientes:

• de internacionalización, tiempo y servicios relacionados


• de agentes móviles

• mientras que los servicios verticales que se han especificado hasta ahora son

éstos:

• Healthcare (Person Identification Service, Lexicon Query Service)

• Telecoms (Audio/Video Streams, CORBA TC Interworking and SCCP Inter-ORB

Protocol, CORBA/TMN Interworking, Notification Service, Telecoms Log Service)

• Finance (Currency, General Ledger)

• Manufacturing (Distributed Simulation Systems, Product Data Management)

• Transportation (Air Traffic Control).

Sólo se tratará de los servicios horizontales.

El servicio de internacionalización y tiempo y servicios relacionados

El servicio de Internacionalización se basa en las características locales (loca-

les) de POSIX y X/Open, que son aspectos del entorno del usuario que depen-

den del idioma y las convenciones culturales. Los usuarios pueden escoger unas

características locales por omisión. Se consideran las características locales del

POSIX, que son éstas:

• la clasificación de los caracteres y la conversión de las letras,

• la ordenación alfabética,

• el formato de los valores monetarios,

• el formato de los valores numéricos no monetarios,

• formatos de mensajes y respuestas interactivas.

Se consideran caracteres ampliados como los de IDL.

El servicio de agentes móviles

Pretende conseguir la interoperabilidad entre agentes móviles de diferentes

fabricantes programados en el mismo lenguaje. Con vistas a este objetivo se es-

tandarizan:

• La gestión de los agentes por un administrador del sistema, con funciones

como la creación de un agente de una clase determinada y suspensión,

rearranque y cancelación del hilo de ejecución de un agente.


• La transferencia de agentes, que permite que dos agentes que se tendrán que

comunicar durante la ejecución (por ejemplo, para la monitorización de da-

tos) se coloquen en sistemas de agentes próximos físicamente.

• Los nombres de agentes y de sistemas de agentes, a más de la estandarización

de las operaciones y de las ubicaciones, para permitir identificar el agente del

cual se pide una operación y determinar rápidamente si un sistema de agen-

tes determinado puede soportar un agente que llega a él.

• Las ubicaciones y los tipos de sistemas de agentes, para que un agente pueda

acceder a información sobre un sistema de agentes y los sistemas de agentes

se puedan identificar entre sí.

Un agente es un programa (no necesariamente orientado a objetos) que ac-

túa de manera autónoma en representación de una persona u organización. Los

agentes se programan generalmente en lenguajes interpretados, como Java y

Tcl, para conseguir portabilidad, y tienen su propio hilo de ejecución. Hay dos

tipos de agentes:

• Agentes estacionarios, cuya ejecución se completa en el mismo sistema don-

de ha empezado. Cuando se han de comunicar con agentes de otros sistemas

o necesitan información externa a su sistema usan mecanismos como RPC,

que pueden ser gestionados por sistemas de objetos distribuidos como COR-

BA, DCOM y RMI.

• Agentes móviles, que pueden viajar del sistema en que se han arrancado al

sistema donde hay un agente con el cual han de interactuar y también pue-

den utilizar los servicios de objetos de este último.

3.2.11. Interoperabilidad entre ORB

La interoperabilidad entre ORB pretende soportar la distribución y la interco-

municación de objetos entre copias e implementaciones de ORB diferentes que

cumplan las especificaciones de CORBA.

Se puede decir que así como un ORB hace posible que los objetos se envíen

y reciban peticiones y respuestas de forma transparente, la interoperabilidad en-


tre ORB extiende esta transparencia al caso en que los objetos mencionados es-

tán gestionados por ORB diferentes.

La interoperabilidad se basa en los siguientes elementos: la arquitectura de la

interoperabilidad, el soporte de puentes entre ORB y dos tipos de protocolos in-

terORB: los generales (GIOP) y los de Internet (IIOP), además de protocolos espe-

cíficos para determinados entornos, como por ejemplo el DCE (ESIOP).

La arquitectura de la interoperabilidad

La arquitectura de la interoperabilidad proporciona un marco conceptual

para identificar los elementos de la interoperabilidad y definir los aspectos que

deben cumplir. También establece mecanismos y convenciones para conseguir

la interoperabilidad entre ORB producidos de forma independiente; en particu-

lar, introduce el concepto de puentes interORB.

En este contexto, un dominio es un conjunto de objetos (los miembros del do-

minio) que tienen una característica en común.

Un objeto puede pertenecer a varios dominios.

Un dominio es también un objeto. Hay dos tipos de dominios:

• administrativos, como por ejemplo los dominios de nombres o los relaciona-

dos con recursos;

• tecnológicos, vinculados a protocolos, por ejemplo.

Entre dominios se pueden establecer dos tipos de relaciones:

• de contención, cuando el ámbito de uno es subconjunto del ámbito de otro;

• de federación, cuando los dominios se juntan por acuerdo de los respectivos

gestores.

Los puentes entre dominios

El interés del concepto de dominio para la interoperabilidad está en el hecho

de que ésta consiste precisamente en superar las fronteras de los dominios, algo

que se consigue mediante unas correspondencias o puentes entre dominios que

permitan transformar las demandas expresadas en términos de un dominio en

peticiones expresadas en términos del otro. Dado que el concepto de interope-

rabilidad es simétrico, es necesario que las transformaciones que los puentes so-

portan sean bidireccionales.


Puentes seguros entre dominios

No siempre es deseable la transparencia total, ya que en ocasiones se establecen do-minios precisamente por razones de seguridad o de gestión de recursos compartidoso compartibles; en estos casos, el puente debe incorporar los filtros necesarios.

Los puentes permiten que los ORB colaboren sin que deban tener en cuenta

los detalles de la implementación del otro; también puede haber puentes que

permitan la interoperabilidad con sistemas no basados en CORBA, como ocurre

en el caso de COM de Microsoft. Además, los puentes pueden servir para deter-

minadas situaciones transitorias, generación automática de implementaciones

para un ORB a partir de implementaciones hechas para otro, etc.

Existen dos tipos de puentes:

a) Inmediatos, en los que los elementos de un dominio se transforman direc-

tamente en los del otro; es una opción adecuada cuando el cambio de dominio es

puramente administrativo (es decir, cuando no hay cambio de tecnología).

b) Intermediados; en este tipo de puentes, lo que se construye son “medios

puentes” que realizan transformaciones entre los formatos internos de los dos

dominios y un tercer formato; es una opción más flexible pero menos eficiente

que la anterior.Por lo que respecta a su relación con los ORB, los puentes se pue-

den implementar de dos formas: internamente en el ORB (in-line), ya sea como

servicios o como código de stubs y esqueletos, y como capas por encima del ORB

(request-level).

Transitoriamente, se puede empezar a utilizar un nuevo ORB que coexista con el an-tiguo.

Las referencias interoperables a objetos

Las referencias interoperables a objetos presentan las siguientes premisas:

1) No es necesario que los clientes sepan si las referencias de los objetos a los

que dirigen peticiones son locales o remotas, ni si son del mismo ORB o de otro.

2) No es necesario que un ORB pueda tratar las referencias a objetos asigna-

das por otro ORB.


Por lo tanto, en principio hay un dominio de referencias a objetos por cada

ORB, y es necesario prever el puente correspondiente. También hace falta prever

la conversión de códigos de caracteres.

El protocolo interORB general (GIOP)

El protocolo interORB general sirve para la comunicación directa entre ORB,

y está pensado para funcionar directamente sobre cualquier protocolo orienta-

do a la conexión. Consta de los siguientes elementos:

1) La Common Data Representation (CDR), que es una sintaxis estándar que

transforma tipos de datos de IDL en una representación de bajo nivel para la

transferencia entre ORN o bien entre puentes interORB.

2) Un conjunto de formatos de mensajes que pueden ser de cliente, de ser-

vidor o mixtos, para facilitar las peticiones, localizar implementaciones de ob-

jetos (incluso cuando pueden emigrar dinámicamente) y gestionar canales de

comunicaciones, además de soportar toda la funcionalidad de CORBA entre

ORB.

3) Un conjunto de requisitos en lo que respecta al transporte: debe estar

orientado a la conexión, debe garantizar que los bytes lleguen en el orden en

que se han enviado y sin repeticiones, no debe haber límites en el tamaño del

mensaje y no debe hacer falta fragmentación o alineación.

El protocolo interORB de Internet (IIOP)

El protocolo interORB de Internet forma parte de la especificación del GIOP.

Especifica cómo se pueden intercambiar mensajes de GIOP mediante TCP/IP,

y también se puede utilizar como protocolo entre puentes intermediatos (“me-

dios puentes”). Las definiciones del GIOP son abstractas, y el IIOP las convierte

en concretas; de este modo, el IIOP describe el uso de las conexiones de TCP/

IP y cómo se identifican los objetos.

Los protocolos interORB para entornos específicos (ESIOP)

CORBA prevé que haya protocolos para la interoperación con infraestructu-

ras concretas preexistentes de red o de computación distribuida. Estas infraes-

tructuras pueden soportar para los protocolos funciones específicas como la

seguridad y la administración. Estos protocolos deberían cumplir las reglas ge-


nerales para la interoperabilidad. La versión 2.3 de CORBA incluye la especifi-

cación de un ESIOP para DCE, DCE Common Inter-ORB Protocol (DCE-CIOP).

4. RMI

RMI (Remote Method Invocation) es la herramienta de Java para el soporte de

objetos distribuidos.

RMI tiene una funcionalidad muy reducida en comparación con CORBA,

pero en cambio presenta la ventaja de que las invocaciones remotas tienen lugar

sin salir del entorno Java. Aquí no se verán las sentencias de Java que cumplen

esta función, sino sólo sus aspectos generales.

Las invocaciones remotas equivalen a las locales desde el punto de vista for-

mal. Del mismo modo que en las locales, por lo tanto, el valor de un argumento

o el resultado puede ser un objeto de cualquier clase; de esta manera, no sólo se

pueden transmitir datos entre los objetos cliente y el servidor, sino también ob-

jetos completos e implementaciones de objetos que se pueden ejecutar una vez

recibidas. Para pasar los objetos se utilizan los mecanismos estándar de seriali-

zación de Java.

RMI se puede combinar con JNI para acceder a servidores programados en

otros lenguajes, y con JDBC para acceder a bases de datos relacionales. Se pue-

den aplicar las funciones de seguridad y la comprobación de tipos de Java.

4.1. Mecanismos de una invocación remota

Es preciso definir las referencias para cada servidor que hay que exportar.

Cuando un cliente recibe una referencia en un servidor RMI, obtiene un stub

que da formato a los argumentos, utiliza la serialización y envía la invocación

al servidor. Por la parte del servidor, RMI recibe la invocación y la conecta a un

esqueleto que restituye el formato a los argumentos e invoca la implementación

del método al servidor; una vez ejecutado el método, el esqueleto da formato al


resultado –ya sea un valor o una excepción– y envía el valor al cliente o provoca la

excepción. Tanto los stubs como los esqueletos se generan a partir de la imple-

mentación del servidor.

5. Documentos compuestos distribuidos: DCOM

A pesar de que se acostumbra a considerar que la manipulación de documen-

tos pertenece más al dominio de la ofimática que al de la informática profesio-

nal, los documentos compuestos nos interesan por dos razones:

1) Porque dentro de una interfaz gráfica de usuario pueden figurar documen-

tos, considerados objetos.

2) Porque los documentos compuestos pueden resultar de la combinación de

documentos distribuidos, y la tecnología de documentos distribuidos es un caso

particular de la tecnología de objetos distribuidos.

5.1. Concepto de documento compuesto

Los documentos son objetos que se presentan directamente al usuario de for-

ma visual y/o auditiva.

Los documentos compuestos son aquellos documentos que resultan de la agrega-

ción de otros (que también pueden ser compuestos), que denominaremos compo-

nentes, dentro de un determinado documento marco.

Los objetos compuestos acostumbran a ser generados en tiempo de ejecución;

por otro lado, diferentes objetos componentes pueden ser gestionados y presen-

tados por aplicaciones distintas. Por lo tanto, la característica básica que debe te-

ner una herramienta de gestión de documentos compuestos es un protocolo que

permita la comunicación entre un conjunto lo bastante amplio de aplicaciones

que gestionen tipos diferentes de documentos. La utilización de las aplicaciones

diferentes en cuestión es mucho más cómoda para el usuario si se hace mediante


un documento compuesto que si se hace pasando de una aplicación a otra de la

forma convencional: pasando de una ventana a otra, abriendo manualmente

cada fichero, etc.

5.2. Aspectos de la gestión de los documentos compuestos

A continuación presentamos aspectos diferentes de la gestión de los docu-

mentos compuestos:

a) Presentación: el documento marco se presenta dentro de una sola venta-

na; cualquier documento compuesto debe tener la apariencia de un documento

único. La aplicación que se encarga de un documento compuesto gestiona los

contenedores donde se ubican los documentos componentes y, en particular, co-

munica a las aplicaciones que los gestionan todos los acontecimientos que tie-

nen que ver con el contenedor respectivo.

Por ejemplo, si se redimensiona.

b) Almacenamiento estructurado: un documento simple se guarda en un fi-

chero monolítico, mientras que un documento compuesto se guarda en uno

que tiene partes que corresponden a los diferentes documentos componentes;

la parte que corresponde a un documento puede contener, en efecto, el docu-

mento, o bien tener un puntero hacia el documento, que entonces reside en un

fichero independiente.

c) Scripts: son programas que se ejecutan cada vez que se produce un deter-

minado acontecimiento, cuya función puede ser, por ejemplo, pedir una clave

de acceso, dar acceso a más o menos partes del documento según la clave, acce-

der a un gestor de datos (data warehouse), etc. Es conveniente decir que los scripts

se deben poder preparar de una forma que no requiera programación conven-

cional, ya que generalmente los usuarios que crean los documentos no son pro-

gramadores.

Por ejemplo, cuando se lee o se graba un documento.


d) Transferencia de datos uniforme: los documentos compuestos deben per-

mitir el intercambio datos –principalmente documentos que incluyen documen-

tos compuestos enteros– con aplicaciones exteriores.

Por ejemplo, cut and paste, drag and drop, enlace mediante punteros, etc.

5.3. OLE, COM y DCOM

OLE es una ampliación del portapapeles y de DDE para crear documentos

compuestos orientados a objetos.

Dynamic Data Exchange (DDE) permite vincular un elemento componente a variosdocumentos compuestos, sin estar contenido en ninguno de éstos y de forma que sepuede editar, en principio, tan directamente como en un documento compuesto.

La inclusión de documentos componentes se puede llevar a cabo de dos formas:

• con embedding (inclusión), una copia del objeto y su formato de presentación

se almacenan dentro del documento y se transfieren con éste;

• con linking (enlace), el documento que se incluye dentro del compuesto con-

tinúa dentro de su ubicación original en un documento exterior o dentro del

mismo documento compuesto, y el objeto que lo representa en este último

sólo contiene el formato y un puntero.

Evolución de la tecnología de integración de documentos

La sigla OLE viene de Object Linking and Embedding. En 1990, Microsoft introdujo la tec-nología OLE 1 como herramienta básica para integrar documentos creados por diferen-tes aplicaciones y datos multimedia en un documento marco; funcionaba sobre la basede que cuando una aplicación necesitaba un documento creado por otra, esta últimaaplicación se ponía en marcha en una ventana aparte.

En 1993 apareció OLE 2, incorporaba como núcleo una tecnología de encapsulaciónde objetos denominada COM (Component Object Model); de este modo, OLE 2 ya noera sólo una herramienta para gestionar documentos compuestos, sino también unaarquitectura para objetos bastante más general. En 1994 se le añadió un concepto


nuevo, el OCX, que fue un componente genérico que se incluye dentro del documen-to marco. Sin embargo, ya no hubo un OLE 3: desde entonces las versiones nuevas deOLE simplemente forman parte de las versiones nuevas de Windows.

Posteriormente, ha aparecido DCOM (Distributed Component Object Model); DCOMextiende COM a entornos LAN, WAN e incluso a Internet. COM y DCOM han pasadode Microsoft al consorcio ActiveX, y DCOM está disponible para Windows NT 4.0 yWindows 2000, así como para Windows 95 y 98. Además, Software AG ha hecho im-plementaciones de ello para diversas plataformas Unix: Solaris, Linux y HP/UX. Sinembargo, la estrategia de Microsoft no es que Windows funcione necesariamente conOLE, sino que la interfaz de usuario de Windows pueda estar soportada también porproductos como Taligent y OpenStep.

5.3.1. Arquitectura

El Component Object Model (COM) es algo parecido a un ORB para un único or-

denador; DCOM soporta la distribución.

Dentro de la arquitectura podemos encontrar el grupo de los siguientes ele-

mentos: objetos, clases, interfaces y servidores.

1) Se denominan componentes los objetos de OLE, es decir, los documentos

que se pueden incorporar a un documento complejo. Un objeto de COM no es

un objeto clásico: es sólo un grupo de funciones (denominadas también méto-

dos o funciones de miembros) relacionadas, pero que no tienen estado ni iden-

tidad, y un cliente no puede volver a conectar con el mismo objeto, sino sólo

con un puntero de interfaz de la misma clase.

En estos subapartados, los términos objeto, componente y documento se uti-

lizarán indistintamente.

Un documento compuesto es el resultado de la interacción entre contenedo-

res y servidores; se podría decir que los contenedores son lugares y los servidores

son cosas que se ponen en estos lugares.

Atención

Aquí, el significado del término servidor no es el mismo que cuando se habla de cliente/servidor; sin embargo, los contenedores se pueden considerar clientes de los servidores


2) Las clases que implementan una interfaz o más tienen un identificador

único que se denomina CLSID; un objeto es una implementación en tiempo de

ejecución de una clase. Un componente consta de una clase que implementa

una interfaz o más y una factoría de clase que instancia un objeto de la clase.

3) OLE y COM especifican interfaces entre objetos componentes dentro de

una aplicación o entre aplicaciones, y proporcionan una API para la localización

dinámica de interfaces y para cargarlas y ejecutarlas. Un componente puede te-

ner una interfaz o más. Hay interfaces del mismo OLE e interfaces de usuario.

Para definir estas interfaces, Microsoft tiene dos lenguajes: Interface Definition

Language (IDL) y Object Description Language (ODL), que lo contiene. El lenguaje

ODL para la definición de interfaces es un lenguaje textual que se puede codifi-

car manualmente o bien se puede generar mediante Visual C++ de Microsoft.

Las interfaces de COM no generan código en lenguajes de programación, como

las de CORBA, sino únicamente una API en binario para acceder a las interfaces

mediante punteros. Se depositan en una biblioteca de tipo (type library), que tie-

ne un papel similar al del depósito de interfaces de CORBA.

Las interfaces tienen nombres que deben empezar por I, pero en tiempo de

ejecución se identifican por un identificador de interfaz (IID), que es generado

por COM y no repetido, y que también identifica al objeto. Todas las interfaces

de COM derivan de la interfaz IUnknown.

Las interfaces del usuario constan de métodos con sus parámetros, se crean

en IDL y se les aplica el compilador de MDL; de esta compilación se obtienen

servidores intermediarios (proxies) del cliente, stubs del servidor y el código que

hace corresponder los parámetros de unos y otros. Todo esto tiene lugar en C.

Los proxies (servidores intermediarios) y los stubs se utilizan cuando el cliente y el ob-jeto llamado están en diferentes procesos.

Encontramos tanto la invocación estática de interfaces como la dinámica,

que puede utilizar una biblioteca de tipo, donde hay descripciones de objetos

en ODL precompiladas, con sus interfaces y parámetros.

4) Un servidor es un fichero .dll o .exe que contiene una clase o más; cuando

un cliente pide un objeto de un determinado CLSID, COM pide al servidor crear

un objeto de aquella clase, y por este motivo el servidor debe proporcionar la


factoría de clase; cuando se crea un objeto, el servidor retorna el IID de la inter-

faz primaria.

La herencia

No hay referencia múltiple, pero se suple sobre la base de que los objetos pue-

den soportar varias interfaces. Esto permite crear objetos que presenten a los clien-

tes los servicios de los objetos que agrupan (es decir, que los encapsulen), efecto

que se puede conseguir mediante dos métodos:

• Contención y delegación: el objeto “contenedor” envía a los objetos inter-

nos las invocaciones de los respectivos métodos que recibe de los clientes.

• Agregación: la interfaz de cada objeto interno forma parte de la del objeto

“contenedor” y, por lo tanto, los clientes se pueden dirigir directamente

a los objetos internos.

Acontecimientos

En COM, el soporte de los acontecimientos se hace por medio de los objetos o

las fuentes conectables, que soportan interfaces de salida (además de las de entra-

da); cada función de una de estas interfaces corresponde a un tipo de aconteci-

miento COM que proporciona interfaces, denominadas sumideros, para que otros

objetos se puedan suscribir a los acontecimientos que las fuentes envían codifica-

dos en ODL; no hay nada parecido en los canales de acontecimientos de CORBA.

5.3.2. Los documentos compuestos y los OCX

Un documento compuesto de OLE contiene tantos datos propios como ob-

jetos gestionados por otras aplicaciones; típicamente le corresponde un fichero

compuesto, y hace de intermediario entre dos tipos de componentes: los conte-

nedores, que proporcionan lugares donde poner las cosas, y los servidores, que

son las cosas que se ponen. Un tercer tipo de componentes de OLE son los OCX,

que tienen un conjunto de interfaces predefinidas.

Un contenedor es una aplicación de OLE que contiene un documento com-

puesto (o bien físicamente o bien sólo un puntero en este documento, en forma


de moniker del servidor o los servidores del objeto). Para cada servidor, el conte-

nedor crea un lugar donde actuará el servidor y presentará su contenido.

Clasificación de los contenedores y servidores

Los contenedores pueden ser puros (que sólo soporten embedding), y linked

(que sólo soporten linking).

La clasificación de los servidores es la siguiente:

a) In-process: se implementan en forma de DLL en el mismo espacio de direccio-

nes que el contenedor, y sólo pueden tratar objetos embedded; se subdividen en los

siguientes:

• InProcHandlers, en los que varios servidores pueden compartir una misma

ventana y menús relativos a un documento.

• InProcServers, DLL locales utilizadas por los servidores locales.

• Controls.

b) Locales, que se implementan en forma de ficheros .exe separados, se comu-

nican por Lightweight RPC con los contenedores y se ejecutan en la misma máquina

y el mismo sistema operativo que sus clientes. Una clasificación de los servidores

por función es la siguiente:

• full servers, que soportan tanto embedding como linking y son aplicaciones au-

tónomas, como Excel y Word;

• miniservers, que sólo soportan embedding y sólo pueden funcionar en la aplica-

ción del contenedor, como ocurre en el caso de Graph de Microsoft.

c) Remotos, que se comunican por medio de RPC ordinarias con los conte-

nedores.

Los OCX

Un OCX es una combinación de un servidor in-process y un servidor de auto-

matización, y soporta embedding, edición in-place, automatización, notificaciones

y, además, objetos conectables, licencias y edición de propiedades.

Los contenedores para los OCX son contenedores para objetos embedded y

edición in-place que, además, tienen unas propiedades de entorno accesibles al


OCX y unas propiedades extendidas que gestionan para éste (aparte de las pro-

piedades que gestiona el mismo OCX, que son las propiedades de control).

Propiedades como por ejemplo el color del fondo, el tamaño del tipo de letra, etc.

5.3.3. La transferencia de datos

Lo que se transfiere –mediante un protocolo de transferencia de OLE– son

objetos de datos, cuyo contenido puede estar representado en tres formatos di-

ferentes:

1) estándar, que comprende los formatos utilizados en el portapapeles de

Windows;

2) privados, que son específicos de las aplicaciones;

3) de OLE, que pueden tener dos estructuras diferentes:

a) FORMATETC, que contiene una descripción del tipo de datos, el dispo-

sitivo de almacenamiento y un puntero en los datos.

b) STGMEDIUM, que describe el medio utilizado para transferir los datos

(memoria, disco u objetos de documentos compuestos de OLE), y un punte-

ro en la variable que se utiliza para hacerlo.

Existen tres protocolos para la transferencia de datos: recortar/copiar y pegar

por medio del portapapeles, drag and drop y mediante enlaces.

Transferencia de datos mediante enlaces

El enlace entre documentos incluye un mecanismo de actualización automática detodas las copias del documento por “publicación y suscripción”: se crea un objeto conuna copia de los datos, que se deposita dentro de un directorio al que tienen accesolos suscriptores y que también contiene los enlaces a éstos. Dentro de cada documen-to suscriptor hay un objeto que contiene la copia (que es único incluso cuando la co-pia se utiliza en más de un lugar del documento); cuando se modifica el documento,se envía una notificación a todos los suscriptores, que entonces pueden pedir una co-pia actualizada.


5.3.4. El almacenamiento estructurado y los monikers

OLE tiene la arquitectura estructurada de almacenamiento que permite guar-

dar en un solo fichero compuesto varios documentos independientes entre sí.

Los servicios de persistencia y almacenamiento estructurado de OLE utilizan

tres tipos de elementos:

1) Los ficheros compuestos u objetos de almacenamiento constituyen una

jerarquía de ficheros implementada en forma de elementos de directorio deno-

minados almacenamientos, y de un tipo de ficheros denominados streams, que

contienen una porción de datos más un puntero para acceder a éstos. Entre los

almacenamientos, encontramos hay uno que es la raíz del fichero compuesto,

que tiene una función para asociar el objeto de almacenamiento a un fichero de

los gestionados por el sistema operativo. Un objeto de almacenamiento no con-

tiene datos de la aplicación, pero sí nombres de almacenamientos y de streams.

2) Los objetos persistentes son objetos que se pueden leer o grabar en sí mis-

mos. Los objetos pueden soportar interfaces diferentes -una o más al mismo

tiempo- que les dan niveles distintos de persistencia.

3) Los monikers son objetos que actúan como alias persistentes de otros; por

ejemplo, ficheros, consultas a bases de datos, párrafos de documentos, etc. Además,

hay definidas distintas clases aplicables a diferentes tipos de objetos: de ficheros, de

ítems (fragmentos de documentos), anti (que anulan un moniker anterior), de pun-

teros en memoria, y compuestos (que incluyen otros monikers, incluso compues-

tos). DCOM también utiliza monikers de URL, para los protocolos HTTP, HTTPS,

FTP y GOPHER, que permiten acceder a objetos persistentes en Internet.

5.3.5. Los scripts y las librerías de tipos

Los programas clientes pueden invocar métodos que manipulan objetos con

scripts. Para ello hay tres clases de componentes:

1) Servidores de automatización, que son los objetos a los que da acceso una

aplicación con scripts. Puede haber más de uno por aplicación. Tienen métodos,

que son funciones de miembros, y propiedades, cada una de las cuales es un par

de funciones de miembros: una que pone un valor y otra que lo lee.


2) Controladores de automatización, que son las herramientas y los pro-

gramas de los clientes que acceden al servidor de automatización. Visual Basic,

a partir de la versión 3.0, es un controlador de automatización.

3) Una librería de tipos describe los métodos de entrada y de salida y las pro-

piedades de un servidor.

4) Un solo programa puede controlar servidores de automatización de varias

aplicaciones.

5.3.6. La interoperabilidad entre CORBA y COM/DCOM

La interoperabilidad entre CORBA y COM/DCOM pretende permitir el acce-

so de un cliente CORBA a un servidor DCOM, y al revés.

Las especificaciones de CORBA describen las correspondencias entre diferen-

tes elementos de CORBA y de COM: tipos de datos, identificadores de interfaces,

excepciones, operaciones, atributos y herencia para que se puedan automatizar.

6. Desarrollo del software distribuido

6.1. El análisis de requisitos en el caso de software distribuido

El análisis de requisitos en el caso de software distribuido es independiente del

hecho de que el software que se derive de éste sea distribuido o no; la razón es que

este análisis se ocupa de lo que le debe aparecer al usuario por las pantallas y por las

impresoras, independientemente de que todo el proceso se haga localmente o no.

6.2. La distribución de los objetos

En el caso de software distribuido, el diseño es igual que en el caso general, a

excepción de que tiene un paso más al final: la distribución de los objetos; las cla-


ses y los objetos que tenga el software, independientemente de que deba estar dis-

tribuido o no, son los mismos porque están determinados por la funcionalidad.

6.2.1. Uso del diagrama de despliegue

En el caso de que el diseño se haga orientado a objetos y con UML, está claro

que el diagrama de despliegue se presta muy bien a describir la distribución de

objetos entre los nodos. De hecho, sin embargo, lo que se distribuirá no serán ob-

jetos y clases individuales, sino componentes más complejos.

6.2.2. Distribución de los diferentes tipos de clases de análisis

Una forma sencilla de distribuir los objetos consiste en partir de la distinción en-

tre clases de frontera, de entidades y de control; podemos establecer estas reglas

orientativas:

a) Las clases de frontera se deben ubicar en las máquinas en que trabajan los

usuarios directamente.

b) Las clases de entidades y los respectivos gestores de disco estarán normal-

mente en las máquinas servidoras que tienen las bases de datos.

c) Las clases de control se colocarán justo con las de frontera o bien con las

de entidades, según tengan más interacción con unas u otras.

6.2.3. Un paradigma alternativo

Scott Ambler, basándose en técnicas de Rebecca Wirfs-Brock y otros autores,

propone una técnica para la distribución de los objetos en arquitecturas clien-

te/servidor de n capas sin agentes móviles. Distingue cinco tipos de clases:

• Clases de la interfaz con el usuario.

• Clases del negocio/dominio.


• Clases de proceso, que implementan procesos que afectan a varias clases del

dominio.

• Clases de persistencia, que pueden ser gestores de disco o frameworks.

• Clases del sistema, como por ejemplo las de comunicación entre procesos.

La distribución de los objetos se haría en nueve pasos:

1) Distribución de las demás clases antes que las del negocio/dominio. Las

clases de la interfaz con el usuario se asignarían sistemáticamente a los clientes,

y las de persistencia, a los nodos donde debe estar la base de datos, si es única, y

en caso de que no lo sea, en un nodo aparte. Las clases del sistema que corres-

ponden a servicios de uso general se replicarían en todos los nodos, mientras

que las de servicios más específicos se pondrían en un nodo aparte.

Por ejemplo, seguridad.

2) Definir el contrato (interfaz pública) de las clases.

3) Simplificar las jerarquías de especialización y agregación. Si una subclase

no tiene contrato propio, irá donde vaya la superclase; un componente por

composición irá con la clase compuesta.

4) Identificar los componentes potenciales del dominio. Un componente es

un conjunto de clases que colaboran para ofrecer un conjunto de contratos que

sea coherente visto desde el exterior. Se supone que hay mucha más circulación

de información entre las clases de un componente que entre el componente y

el exterior. Una clase servidora con varios clientes probablemente tendrá que ser

un componente aparte, igual que aquellas clases que son sólo clientes; sin em-

bargo, si una clase servidora tiene un solo cliente, se pueden poner o bien juntas

o bien en máquinas diferentes, unidas por una conexión de alta velocidad. Dos

clases que colaboren con frecuencia irán dentro del mismo componente.

5) Definir los contratos en lo que respecta a componente del dominio. Si todo

el contrato de una clase servidora está incluido dentro del contrato de compo-

nente al que pertenece, probablemente será mejor segregarla como componente

aparte; en cambio, si ninguna operación del contrato de una clase forma parte

del contrato del componente al que pertenece, entonces debe constituir un sub-

sistema interno del componente.


6) Simplificar los contratos de los componentes, agrupando operaciones con

vistas a reducir el número de tipos de mensaje diferentes.

7) Asignar componentes a nodos mediante el diagrama de despliegue. Será

necesario buscar la minimización del tráfico por la red. La distribución se tendrá

que probar, y si es necesario, se deberá cambiar.

8) Añadir clases complementarias, como por ejemplo clases que actúan

como interfaz de los componentes.

9) Distribuir las clases de la interfaz con el usuario según los casos de uso que

tendrán lugar en cada nodo.


Bibliografía

Bibliografía básica

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© Editorial UOC 313 Bibliografía

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Glosario

acción f Proceso que o no se ejecuta o se ejecuta hasta el final.

acontecimiento m Hecho que se produce en un instante en el tiempo y que puede pro-

vocar una transición.

activación f Parte de la línea de vida de un papel de clasificador durante la cual se eje-

cutan acciones vinculadas al mismo.

actor m Conjunto de papeles de una entidad exterior en relación con el sistema del software

considerado.

arquitectura cliente/servidor m Sistema distribuido en el que un programa, el ser-

vidor, gestiona un recurso compartido; en relación con este recurso, otros programas y

los clientes pueden pedir funciones determinadas.

asociación binaria f Aquélla en la cual participan sólo dos clases.

asociación derivada f Asociación redundante que resulta de la combinación de otras

relaciones.

asociación reflexiva f Asociación binaria de una clase consigo misma.

atributo de clase m Atributo que tiene un único valor para toda la clase.

atributo derivado m Atributo cuyo valor se puede obtener a partir del de otros atributos.

cardinalidad m En una asociación binaria, la cardinalidad de un papel A es el número

de objetos del otro papel B al que puede estar enlazado cada objeto de A; se indica el

valor máximo y mínimo de este número. En una asociación ternaria es lo siguiente: la

cardinalidad del papel A expresa los límites al número de objetos de A que pueden estar

enlazados en cada combinación concreta de un objeto del papel B y uno del papel C.

CASE sigla de Computer-Aided Software Engineering.

caso de uso m Interacción entre el software y un actor o más que comporta una o más

acciones.

ciclo de vida clásico m Ciclo de vida en el que se supone que cada etapa se basa en los

productos de la anterior y no se vuelve nunca a etapas anteriores. sin: ciclo de vida en cascada.

© Editorial UOC 315 Glosario

ciclo de vida en cascada m sin: ciclo de vida clásico.

ciclo de vida iterativo e incremental m Todo ciclo de vida en el que se pasa de ma-

nera repetida por las mismas fases desarrollando cada vez un fragmento más de software.

ciclo de vida m Conjunto de etapas del desarrollo de software por las cuales se pasa enel orden previamente establecido.

clase abstracta f Superclase de la cual no se pueden instanciar objetos porque cada uno

de sus objetos debe pertenecer a alguna de sus subclases.

clase asociativa f Asociación que, por el mero hecho de tener atributos y/o operacionespropias, llega a ser una clase.

clase de control f Clase no persistente que implementa todos los algoritmos principa-

les de un caso de uso o parte de ellos.

clase de entidades f Clase del dominio del software.

clase de frontera f Clase que implementa una parte de la interfaz de usuario en el ám-

bito de análisis.

clase de utilidad f Recurso para agrupar procesos y/o datos en forma de una clase queno puede tener objetos.

clase diferida f Clase abstracta que tiene alguna operación abstracta. sin.: clase virtual.

clase parametrizada f Especificación de una clase en la cual permanecen sin concretar

algunos aspectos de sus operaciones o atributos en forma de parámetros a los que se debedar un valor. sin.: plantilla.

clase persistente f Clase que puede tener objetos que se deban hacer persistentes.

clase temporal f Clase que no es persistente, es decir, cuyos objetos no se pueden hacerpersistentes.

clase terminal f Clase cuyas subclases no se permite que se definan.

clase virtual f Ved clase diferida.

clase f Conjunto de objetos que tienen los mismos atributos y operaciones.

clasificador: Concepto que comprende las clases, las interfaces y los tipos de datos.


COM véase Component Object Model.

Common Object Request Broker Architecture: Especificaciones de un middleware

para objetos distribuidos elaborado por la OMG con el fin de que se convierta en un es-

tándar.sigla: CORBA

Component Object Model: Herramienta de gestión de objetos que se encarga de la ges-

tión de documentos de OLE. sigla: COM

componente m Conjunto de clases que colaboran para llevar a cabo una función con-

creta. Exteriormente se ve como una clase que implementa una interfaz determinada.

componente m Objeto físico que existe en tiempo de desarrollo, de compilación o de

ejecución y que tiene identidad propia e interfaz.

Computer-Aided Software: véase CASE.

contexto (del software) m Entorno en el cual se utilizará el software que hay que desa-

rrollar; nos interesa especialmente la organización y la terminología.

CORBA: véase Common Object Request Broker Architecture

Custom Control: sin.: OCX

desarrollo de software orientado a objetos m Desarrollo de software con métodos

centrados en el concepto de objeto derivados de la programación orientada a objetos.

desarrollo estructurado de software m Desarrollo de software con métodos derivados

de la programación estructurada e históricamente anteriores a los orientados a objetos.

diagrama estático de análisis m Diagrama estático obtenido durante la etapa de aná-

lisis que comprende las clases de entidades, de control y de frontera con sus atributos, ope-

raciones y relaciones.

dominio m Porción del mundo real considerada por una aplicación.

especialización f Identificación de una o más subclases dentro de una clase.

esqueleto m Correspondencia entre las operaciones de una interfaz y los métodos de los

sirvientes que la implementan. Depende del ORB (es decir, su formato no es estándar) y

del lenguaje de programación. Se obtiene al compilar la interfaz.


estado de acción m Estado que corresponde al hecho de que se encuentre en curso una

acción determinada.

estado de un objeto mv Conjunto de los valores de los atributos de un objeto en un

momento dado.

estado persistente de un objeto m Estado del objeto que está grabado en un sistema

de almacenamiento permanente. Puede ser sólo una parte del estado del objeto, y en un

momento dado puede ser diferente del estado del objeto en memoria.

estado m Situación durante la vida de un objeto o la duración de una interacción en la

cual cumple alguna condición, lleva a cabo alguna actividad o espera algún aconteci-

miento.

estereotipo m Variante de un elemento del UML. Hay estereotipos estándares, defini-

dos dentro del UML, y se pueden definir como específicos para un proyecto. Los estereo-

tipos se identifican por una palabra clave entre « ».

estímulo m Petición de una operación o comunicación de una señal que llega a un objeto.

framework véase marco.

general InterORB Protocol Protocolo general para la comunicación directa entre ORB. sigla: GIOP

generalización f Definición de una superclase por abstracción de los atributos y ope-

raciones comunes en di-ferentes clases, que pasan a ser sus subclases.

GIOP véase General InterORB Protocol

herencia f Característica por la cual todas las subclases tienen al menos todos los atri-

butos y operaciones de cada una de sus superclases.

herramientas CASE fs Software de apoyo al desarrollo, mantenimiento y documenta-

ción informatizados de software.

IIOP véase Internet InterORB Protocol.

ingeniería del software f Conjunto de las técnicas, métodos y herramientas que se

utilizan para producir software.

instancia f Un objeto es una instancia de su clase. Este concepto se extiende a los cla-

sificadores.


interacción f Especificación del funcionamiento de una operación o caso de uso en tér-

minos de secuencias de mensajes entre instancias de clasificadores que piden operacio-

nes o envían señales.

interfaz de usuario f Lo que ven los usuarios del funcionamiento del software.

Interfaz: Conjunto de operaciones de una clase visibles desde otras clases.

Internet InterORB Protocol: Forma concreta que toma el GIOP en el caso de que la

conexión entre ORB se haga mediante el protocolo de Internet, TCP/IP.

invocación dinámica f Invocación de una demanda que se construye justo antes de

ser invocada, en tiempo de ejecución.

línea de vida f Intervalo de tiempo durante el cual existe un papel.

marco: Conjunto de clases que constituye una aplicación genérica e incompleta que

hay que complementar con clases del usuario.Sin.: framework.

métodos formales de desarrollo de software m pl Métodos de desarrollo que se ba-

san en la especificación de los requisitos en términos de un formalismo matemático ri-

guroso.

middleware Software que cumple el papel de intermediario entre múltiples clientes y

múltiples servidores.

modelo estático m Modelo que describe las propiedades permanentes del software en

términos de clases y objetos.

nodo m Representación de un objeto físico existente en tiempo de ejecución con memoria

y capacidad de proceso.

object Linking and Embedding: Herramienta de Microsoft para integrar dentro de

un documento marco documentos gestionados por diferentes aplicaciones y datos mul-

timedia.sigla: OLE

object Management Group véase OMG.

object Request Broker Pseudoobjeto que constituye aquella parte de CORBA que se

encarga de transmitir las peticiones de los objetos clientes a los objetos servidores. sigla: ORB


objeto persistente m Objeto que no se debe destruir cuando acaba el proceso que lo

ha creado porque lo tiene que utilizar algún proceso posterior. Hay que grabar su estado

en un fichero permanente o base de datos.

OCX: Combinación de un servidor in-process y uno de automatización. Como fichero

tiene la extensión .ocx. sin.: Custom Control

OLE véase Object Linking and Embedding

OMG Organización no lucrativa de empresas productoras y consumidoras de bienes y

servicios informáticos que tiene la finalidad de fomentar el uso de la tecnología de obje-

tos, y el medio con el que intenta conseguirlo es la elaboración de estándares.

operación abstracta: Operación de una superclase que no está implementada en ésta

sino sólo en sus subclases.

ORB véase Object Request Broker

paquete m Elemento del modelo que puede contener elementos de cualquier tipo, in-

cluso paquetes. Sirve para fraccionar el modelo según algún criterio.

patrón m Idea de diseño ampliamente probada y documentada.

petición f Mensaje dentro de CORBA de un objeto cliente a un objeto servidor, para pe-

dir la ejecución de una operación contenida en una superficie soportada por este objeto

servidor.

plantilla f véase clase parametrizada.

poa véase Portable Object Adapter

Portable Object Adapter Componente de CORBA, en el lado del servidor, que se en-

carga de transmitir las demandas recibidas del ORB a los sirvientes que implementan los

objetos servidores a los que están dirigidas. sigla: POA

prototipo: El prototipo de un sistema de software es una versión provisional del sistema,

que sólo tiene lo imprescindible para que el usuario pueda comprobar si se han entendi-

do bien sus requisitos.

Remote Method Invocation: Parte de JAVA que soporta la invocación de operaciones

entre objetos distribuidos. sigla: RMI


Requisitos m pl Descripción del comportamiento, propiedades y restricciones del software.

RMI véase Remote Method Invocation

señal f Estímulo entre dos instancias de clasificadores que puede provocar un aconteci-miento.

sirviente: En CORBA, implementación de una interfaz a la que el POA correspondientepuede encargar la ejecución de una demanda dentro del servidor.

sistema abierto m Sistema distribuido basado en un conjunto de normas ampliamenteaceptadas en el ámbito internacional.

transición compuesta f Transición con varios estados de origen y/o de destino.

transición interna: Recurso para especificar que cuando se produce un determinadoacontecimiento que tiene lugar mientras el objeto está en un cierto estado, se deben eje-cutar determinadas acciones sin que se produzca cambio de estado.

transición simple f Paso de un estado de origen a otro de destino provocado por unacontecimiento. Puede poner en funcionamiento acciones.

UML: Modelo estándar para la construcción de software orientado a objetos. sigla: UnifiedModeling Language.

Unified Modeling Lenguage véase UML.

visibilidad f Propiedad de diferentes elementos del modelo que representa que son re-conocidos en un ámbito más o menos grande externo a aquél en el cual se han definido.

IngenierÃa del software - INFORMATICA

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