BASES DE DATOS

Base de datos
El término de bases de datos fue escuchado por primera vez en 1963, en un simposio celebrado en California –USA.Una base de datos se puede definir como un conjunto de información relacionada que se encuentra agrupada ó estructurada.Desde el punto de vista de la informático, la base de datos es un sistema formado por un conjunto de datos almacenados en discos que permiten el acceso directo a ellos y un conjunto de programas que manipulen ese conjunto de datos.Este trabajo se realizara con la finalidad de aprender un poco más sobre una base de datos, sus características, usos, estructuras, diseños, entre otros.Una base de datos tiene mucha importancia en el ritmo de vida que llevamos en los actuales momentos, ya que, está acelera el ritmo en el momento realizar una búsqueda de información.
Algunos conceptos de bases de datos:Base de Datos: es la colección de datos aparentes usados por el sistema de aplicaciones de una determinada empresa.Base de Datos: es un conjunto de información relacionada que se encuentra agrupada o estructurada. Un archivo por sí mismo no constituye una base de datos, sino más bien la forma en que está organizada la información es la que da origen a la base de datos.Base de Datos: colección de datos organizada para dar servicio a muchas aplicaciones al mismo tiempo al combinar los datos de manera que aparezcan estar en una sola ubicación
Requerimientos de las bases de datos:El análisis de requerimientos para una base de datos incorpora las mismas tareas que el análisis de requerimientos del software. Es necesario un contacto estrecho con el cliente; es esencial la identificación de las funciones e interfaces; se requiere la especificación del flujo, estructura y asociatividad de la información y debe desarrollarse un documento formal de los requerimientos.Requerimientos administrativos: se requiere mucho más para el desarrollo de sistemas de bases de datos que únicamente seleccionan un modelo lógico de base de datos. La bases de datos es una disciplina organizacional, un método, más que una herramienta o una tecnología. Requiere de un cambio conceptual y organizacional.
Elementos claves de organización en un ambiente de Bases de DatosSistema de administración de base de datosAdministración de información Tecnología de administración de base de datosUsuariosPlaneación de información y tecnología de modelajeCaracterísticas de las bases de datos: Una base de datos contiene entidades de información que están relacionadas vía organización y asociación. La arquitectura lógica de una base de datos se define mediante un esquema que representa las definiciones de las relaciones entre las entidades de información. La arquitectura física de una base de datos depende de la configuración del hardware residente. Sin embargo, tanto el esquema (descripción lógica como la organización (descripción física) deben adecuarse para satisfacer los requerimientos funcionales y de comportamiento para el acceso al análisis y creación de informes.
Las bases de datos proporcionan la infraestructura requerida para los sistemas de apoyo a la toma de decisiones y para los sistemas de información estratégicos, ya que estos sistemas explotan la información contenida en las bases de datos de la organización para apoyar el proceso de toma de decisiones o para lograr ventajas competitivas. Por este motivo es importante conocer la forma en que están estructuradas las bases de datos y su manejo.
Ambiente moderno de base de datos:La tecnología de las bases de datos pueden eliminar de un tajo muchos problemas creados por la organización tradicional de archivos. Una definición más rigurosa de bases de datos dice que es una colección de datos organizada para dar servicios eficientemente a muchas aplicaciones al centralizar los datos y minimizar aquellos que son redundantes. En vez de separar los datos en archivos por separados para cada aplicación, los datos son almacenados físicamente para aparecer a los usuarios como almacenados en una sola ubicación: una sola base de datos sirve a muchas aplicaciones. Por ejemplo, en vez de que una corporación almacene los datos de personal en sistemas de información separados y archivos separados para personal, nominas y prestaciones, la corporación podría crear una sola base de datos para Recursos Humanos.

Poo ( programacion orientada a objetos )

diagrama b.o.o

Un concepto muy importante introducido por la programación estructurada es la abstracción. La abstracción se puede definir como la capacidad de examinar algo sin preocuparse de los detalles internos. En un programa estructurado es suficiente conocer que un procedimiento dado realiza una tarea específica. El cómo se realiza la tarea no es importante; mientras el procedimiento sea fiable se puede utilizar sin tener que conocer cómo funciona su interior. Esto se conoce como abstracción funcional.
Una debilidad de la programación estructurada aparece cuando programadores diferentes trabajan en una aplicación como un equipo. Dado que programadores diferentes manipulan funciones separadas que pueden referirse a tipos de datos mutuamente compartidos, los cambios de un programador se deben reflejar en el trabajo del resto del equipo. Otro problema de la programación estructurada es que raramente es posible anticipar el diseño de un sistema completo antes de que se implemente realmente.
En esencia, un defecto de la programación estructurada, como se acaba de ver, consiste en la separación conceptual de datos y código. Este defecto se agrava a medida que el tamaño del programa crece.

1.2 Abstracción de datos

La abstracción de datos permite no preocuparse de los detalles no esenciales. Existe en casi todos los lenguajes de programación. Las estructuras de datos y los tipos de datos son un ejemplo de abstracción. Los procedimientos y funciones son otro ejemplo. Sólo recientemente han emergido lenguajes que soportan sus propios tipos abstractos de datos (TAD), como Pascal, Ada, Modula-2 y C++.

1.3 ¿Qué es la programación orientada a objetos?

Se puede definir POO como una técnica o estilo de programación que utiliza objetos como bloque esencial de construcción.
Los objetos son en realidad como los tipos abstractos de datos. Un TAD es un tipo definido por el programador junto con un conjunto de operaciones que se pueden realizar sobre ellos. Se denominan abstractos para diferenciarlos de los tipos de datos fundamentales o básicos.
En C se puede definir un tipo abstracto de datos utilizando typedef y struct y la implementación de las operaciones con un conjunto de funciones.
C++ tiene muchas facilidades para definir y utilizar un tipo TAD.
Al igual que los tipos de datos definidos por el usuario, un objeto es una colección de datos, junto con las funciones asociadas, utilizadas para operar sobre esos datos. Sin embargo la potencia real de los objetos reside en las propiedades que soportan: herencia, encapsulación y polimorfismo, junto con los conceptos básicos de objetos, clases, métodos y mensajes.

1.4 Trabajando con objetos

En programación convencional los programas se dividen en dos componentes: procedimientos y datos. Este método permite empaquetar código de programa en procedimientos, pero ¿Qué sucede con los datos? Las estructuras de datos utilizadas en programación son globales o se pasan como parámetros. En esencia los datos se tratan separadamente de los procedimientos.
En POO un programa se divide en componentes que contienen procedimientos y datos. Cada componente se considera un objeto.
Un objeto es una unidad que contiene datos y las funciones que operan sobre esos datos. A los elementos de un objeto se les conoce como miembros; las funciones que operan sobre los datos se denominan métodos (en C++ también se llaman funciones miembro) y los datos se denominan miembros datos. En C++ un programa consta de objetos. Los objetos de un programa se comunican entre sí mediante el paso o envío de mensajes (acciones que debe ejecutar el objeto).
En POO los objetos pueden se cualquier entidad del mundo real:

- Objetos físicos
* automóviles en una simulación de tráfico
* aviones en un sistema de control de tráfico aéreo
* animales mamíferos, etc
- Elementos de interfaces gráficos de usuarios
* ventanas
* iconos
* menús
* ratones
- Estructuras de datos
* arrays
* pilas
* árboles binarios
- Tipos de datos definidos por el usuario
* números complejos
* hora del día

1.5 Definición de objetos

Un objeto es una unidad que contiene datos y las funciones que operan sobre esos datos. Los datos se denominan miembros dato y las funciones métodos o funciones miembro.
Los datos y las funciones se encapsulan en una única entidad. Los datos están ocultos y sólo mediante las funciones miembro es posible acceder a ellos.

1.6 Clases

Una clase es un tipo definido por el usuario que determina las estructuras de datos y las operaciones asociadas con ese tipo. Cada vez que se construye un objeto de una clase, se crea una instancia de esa clase. En general, los términos objetos e instancias de una clase se pueden utilizar indistintamente. Una clase es una colección de objetos similares y un objeto es una instancia de una definición de una clase.
La comunicación con el objeto se realiza a través del paso de mensajes. El envío a una instancia de una clase produce la ejecución de un método o función miembro. El paso de mensajes es el término utilizado para referirnos a la invocación o llamada de una función miembro de un objeto.

1.7 Mensajes: activación de objetos

Los objetos pueden ser activados mediante la recepción de mensajes. Un mensaje es simplemente una petición para que un objeto se comporte de una determinada manera, ejecutando una de sus funciones miembro. La técnica de enviar mensajes se conoce como paso de mensajes.

Estructuralmente un mensaje consta de tres partes:
- la identidad del objeto receptor
- la función miembro del receptor cuya ejecución se ha solicitado
- cualquier otra información adicional que el receptor pueda necesitar para ejecutar el método requerido.
En C++, la notación utilizada es nombre_del_objeto.función_miembro

Ejemplo: Se tiene un objeto o1 con los siguientes miembros dato: nombre_alumno y curso y con las funciones miembro: leer_nombre e imprimir. Si el objeto o1 recibe el mensaje imprimir, esto se expresa:
o1.imprimir()
La sentencia anterior se lee: "enviar mensaje imprimir al objeto o1". El objeto o1 reacciona al mensaje ejecutando la función miembro de igual nombre que el mensaje.

El mensaje puede llevar parámetros:
o1.leer_nombre("Pedro Pérez")
Sin los mensajes los objetos que se definan no podrán comunicarse con otros objetos. Desde un punto de vista convencional, el paso de mensajes no es más que el sinónimo de llamada a una función.

1.8 Programa orientado a objetos

Un programa orientado a objetos es una colección de clases. Necesitará una función principal que cree objetos y comience la ejecución mediante la invocación de sus funciones miembro.
Esta organización conduce a separar partes diferentes de una aplicación en distintos archivos. La idea consiste en poner la descripción de la clase para cada una de ellas en un archivo separado. La función principal también se pone en un archivo independiente. El compilador ensamblará el programa completo a partir de los archivos independientes en una única unidad.
En realidad, cuando se ejecuta un programa orientado a objetos, ocurren tres acciones:

1. Se crean los objetos cuando se necesitan
2. Los mensajes se envían desde uno objetos y se reciben en otros
3. Se borran los objetos cuando ya no son necesarios y se recupera la memoria ocupada por ellos

1.9 Herencia

La herencia es la propiedad que permite a los objetos construirse a partir de otros objetos.
Una clase se puede dividir en subclases. En C++ la clase original se denomina clase base; las clases que se definen a partir de la clase base, compartiendo sus características y añadiendo otras nuevas, se denominan clases derivadas.
Las clases derivadas pueden heredar código y datos de su clase base añadiendo su propio código y datos a la misma.
La herencia impone una relación jerárquica entre clases en la cual una clase hija hereda de su clase padre. Si una clase sólo puede recibir características de otra clase base, la herencia se denomina herencia simple.
Si una clase recibe propiedades de más de una clase base, la herencia se denomina herencia múltiple.

1.10 Polimorfismo

En un sentido literal, significa la cualidad de tener más de una forma. En el contexto de POO, el polimorfismo se refiere al hecho de que una misma operación puede tener diferente comportamiento en diferentes objetos. Por ejemplo, consideremos la operación sumar. El operador + realiza la suma de dos números de diferente tipo. Además se puede definir la operación de sumar dos cadenas mediante el operador suma.

La programación orientada a objetos, intenta simular el mundo real a traves del significado de objetos que contiene caracteristicas y funciones. Los lenguajes orientados a objetos se clasifican como lenguajes de quinta generacion. Como su mismo nombre indica, la programación orientada a objetos se basa en la idea de un objeto, que es una combinacion de variables locales y procedimientos llamados metodos que juntos conforman una entidad de programación.

El termino encapsulacion se usa para describir la combinacion de estructuras de datos y de metodos que son manipulados por el objeto. La llamada a un objeto es lo que se denomina pasar un "aviso" a un objeto.

En la programación orientada a objetos, encapsular significa, reunir y controlar el grupo resultante como un todo y no individualmente.

En la programación orientada a objetos la abstraccion es un termino externo al objeto, que controla la forma en que es visto por los demas.

En la programación orientada a objetos la modularidad se considera de la siguiente manera: Un programa grande siempre sera más complicado que la suma de varios programas pequeños, con lo que se considera ventajoso dividir un gran sistema en diversos modulos.

En la programación orientada a objetos tenemos la jerarquia, la cual consiste en la clasificacion y organizacion de las abstracciones segun su naturaleza. El más claro ejemplo de jerarquia es la herencia.

En la programación orientada a objetos se define la herencia como una jerarquia de extracciones, y la relacion entre clases, donde se comparte la estructura y el comportamiento de una o más clase considerada como clases superiores o una superclase, con lo cual se resume que la herencia es una unidad independiente por si misma heredada de una abstraccion o superclase. Un ejemplo cotidiano lo encontramos en las aplicaciones que existen cactualmente en el mercado, donde un formulario cualquiera hereda las caracteristicas de uan ventana del sistema operativo Windows (Maximizar, Minimizar, Cerrar

Diagrama de secuencia

El diagrama de secuencia es uno de los diagramas más efectivos para modelar interacción entre objetos en un sistema. Un diagrama de secuencia muestra la interacción de un conjunto de objetos en una aplicación a través del tiempo y se modela para cada método de la clase. Mientras que el diagrama de uso permite el modelado de una vista business del escenario, el diagrama de secuencia contiene detalles de implementación del escenario, incluyendo los objetos y clases que se usan para implementar el escenario, y mensajes intercambiados entre los objetos. Típicamente uno examina la descripción de un caso de uso para determinar qué objetos son necesarios para la implementación del escenario. Si tienes modelada la descripción de cada caso de uso como una secuencia de varios pasos, entonces puedes "caminar sobre" esos pasos para descubrir qué objetos son necesarios para que se puedan seguir los pasos. Un diagrama de secuencia muestra los objetos que intervienen en el escenario con líneas discontinuas verticales, y los mensajes pasados entre los objetos como flechas horizontales.

Ejemplo de Diagrama de Secuencia

Existen dos tipos de mensajes: síncronos y asíncronos. Los mensajes síncronos se corresponden con llamadas a métodos del objeto que recibe el mensaje. El objeto que envía el mensaje queda bloqueado hasta que termina la llamada. Este tipo de mensajes se representan con flechas con la cabeza llena. Los mensajes asíncronos terminan inmediatamente, y crean un nuevo hilo de ejecución dentro de la secuencia. Se representan con flechas con la cabeza abierta.

También se representa la respuesta a un mensaje con una flecha discontinua.

Los mensajes se dibujan cronológicamente desde la parte superior del diagrama a la parte inferior; la distribución horizontal de los objetos es arbitraria. Durante el análisis inicial, el modelador típicamente coloca el nombre 'business' de un mensaje en la línea del mensaje. Más tarde, durante el diseño, el nombre 'business' es reemplazado con el nombre del método que está siendo llamado por un objeto en el otro. El método llamado, o invocado, pertenece a la definición de la clase instanciada por el objeto en la recepción final del mensaje.

Diagrama de flujo

Diagrama de flujo sencillo con los pasos a seguir si una lámpara no funciona.

Un diagrama de flujo es una forma de representar gráficamente los detalles algorítmicos de un proceso multifactorial. Se utiliza principalmente en programación, economíay procesos industriales, pasando también a partir de estas disciplinas a formar parte fundamental de otras, como la psicología cognitiva. Estos diagramas utilizan una serie de símbolos con significados especiales y son la representación gráfica de los pasos de un proceso. En computación, son modelos tecnológicos utilizados para comprender los rudimentos de la programación lineal.

Definición

Es la representación gráfica de flujo de un algoritmo o de secuencia rutinarias. Se basan en la utilización de diversos símbolos para representar operaciones específicas. Se les llama diagramas de flujo porque los símbolos utilizados se conectan por medio de flechas para indicar la secuencia de la operación.

Símbolos utilizados

Los símbolos que se utilizan para diseño se someten a una normalización, es decir, se hicieron símbolos casi universales, ya que, en un principio cada usuario podría tener sus propios símbolos para representar sus procesos en forma de Diagrama de flujo. Esto trajo como consecuencia que sólo aquel que conocía sus símbolos, los podía interpretar. La simbología utilizada para la elaboración de diagramas de flujo es variable y debe ajustarse a las normas preestablecidas universalmente para dichos símbolos o datos.

Características que debe cumplir un diagrama de flujo

En los diagramas de flujo se presuponen los siguientes aspectos:

• Existe siempre un camino que permite llegar a una solución (finalización del algoritmo).
• Existe un único inicio del proceso.
• Existe un único punto de fin para el proceso de flujo (salvo del rombo que indica una comparación con dos caminos posibles).

Desarrollo del Diagrama de Flujo

Las siguientes son acciones previas a la realización del diagrama de flujo:

• Identificar las ideas principales a ser incluidas en el diagrama de flujo. Deben estar presentes el dueño o responsable del proceso, los dueños o responsables del proceso anterior y posterior y de otros procesos interrelacionados, otras partes interesadas.
• Definir qué se espera obtener del diagrama de flujo.
• Identificar quién lo empleará y cómo.
• Establecer el nivel de detalle requerido.
• Determinar los límites del proceso a describir.

Los pasos a seguir para construir el diagrama de flujo son :

• Establecer el alcance del proceso a describir. De esta manera quedará fijado el comienzo y el final del diagrama. Frecuentemente el comienzo es la salida del proceso previo y el final la entrada al proceso siguiente.
• Identificar y listar las principales actividades/subprocesos que están incluidos en el proceso a describir y su orden cronológico.
• Si el nivel de detalle definido incluye actividades menores, listarlas también.
• Identificar y listar los puntos de decisión.
• Construir el diagrama respetando la secuencia cronológica y asignando los correspondientes símbolos.
• Asignar un título al diagrama y verificar que esté completo y describa con exactitud el proceso elegido.

Recomendaciones

A su vez, es importante que al construir diagramas de flujo, se observen las siguientes recomendaciones:

• Evitar sumideros infinitos, burbujas que tienen entradas pero no salidas.
• Evitar las burbujas de generación espontánea, que tienen salidas sin tener entradas, porque son sumamente sospechosas y generalmente incorrectas.

flujo o un proceso porque simplemente no se le ocurre algún nombre razonable.

Ventajas de los diagrama de flujo

• Favorecen la comprensión del proceso a través de mostrarlo como un dibujo. El cerebro humano reconoce fácilmente los dibujos. Un buen diagrama de flujo reemplaza varias páginas de texto.
• Permiten identificar los problemas y las oportunidades de mejora del proceso. Se identifican los pasos redundantes, los flujos de los re-procesos , los conflictos de autoridad, las responsabilidades, los cuellos de botella, y los puntos de decisión.
• Muestran las interfaces cliente-proveedor y las transacciones que en ellas se realizan, facilitando a los empleados el análisis de las mismas.
• Son una excelente herramienta para capacitar a los nuevos empleados y también a los que desarrollan la tarea, cuando se realizan mejoras en el proceso.

Tipos de diagramas de flujos

• Formato vertical: En él el flujo o la secuencia de las operaciones, va de arriba hacia abajo. Es una lista ordenada de las operaciones de un proceso con toda la información que se considere necesaria, según su propósito.

• Formato horizontal: En él, el flujo o la secuencia de las operaciones, va de izquierda a derecha.

• Formato panorámico: El proceso entero está representado en una sola carta y puede apreciarse de una sola mirada mucho más rápido que leyendo el texto, lo que facilita su comprensión, aun para personas no familiarizadas. Registra no solo en línea vertical, sino también horizontal, distintas acciones simultáneas y la participación de más de un puesto o departamento que el formato vertical no registra.

• Formato Arquitectónico: Describe el itinerario de ruta de una forma o persona sobre el plano arquitectónico del área de trabajo. El primero de los flujogramas es eminentemente descriptivo, mientras que los utilizados son fundamentalmente representativos.

Diagrama de objetos

Los diagramas de objetos son utilizados durante el proceso de Análisis y Diseño de los sistemas informáticos en la metodología UML.

Se puede considerar un caso especial de un diagrama de clases en el que se muestran instancias específicas de clases (objetos) en un momento particular del sistema. Los diagramas de objetos utilizan un subconjunto de los elementos de un diagrama de clase. Los diagramas de objetos no muestran la multiplicidad ni los roles aunque su notación es similar a los diagramas de clase.

Una diferencia con los diagramas de clase es que el compartimiento de arriba va en la forma, Nombre de objeto: Nombre de clase.

Persona.

Diagramas de objetos

Los diagramas de objetos modelan las instancias de elementos contenidos en los diagramas de clases. Un diagrama de objetos muestra un conjunto de objetos y sus relaciones en un momento concreto. En UML, los diagramas de clase se utilizan para visualizar los aspectos estáticos del sistema y los diagramas de interacción se utilizan para ver los aspectos dinámicos del sistemas, y constan de instancias de los elementos del diagrama de clases y mensajes enviados entre ellos. En un punto intermedio podemos situar los diagramas de objetos, que contiene un conjunto de instancias de los elementos encontrados en el diagrama de clases, representando sólo la parte estática de un interacción, consistiendo en los objetos que colaborar pero sin ninguno de los mensajes intercambiados entre ellos.

Los diagramas de objetos se emplean para modelar la vista de dise no estática o la vista de procesos estática de un sistema al igual que se hace con los diagramas de clases, pero desde la perspectiva de instancias reales o prototípicas. Esta vista sustenta principalmente los requisitos funcionales de un sistema. Los diagramas de objetos permiten modelar estructuras de datos estáticas,

En general los diagramas de objetos se utilizan para modelar estructuras de objetos, lo que implica tomar una instantánea de los objetos de un sistema en un cierto momento. Un diagrama de objetos representa una escena estática dentro de la historia representad a por un diagrama de interacción. Los diagramas de objetos se utilizan para visualizar, especificar, construir y documentar la existencia de ciertas instancias en el sistema, junto a las relaciones entre ellas.

un conjunto de objetos extraídos de la implementación de un robot. Como indica la figura, un objeto representa al propio robot, (r es una instancia de Robot), y r se encuentra actualmente en estado movimiento. Este objeto tiene un enlace con m, una instancia de Mundo, que representa una abstracción del modelo del mundo del robot. Este objeto tiene un enlace con un multiobjeto, un conjunto de instancias de Elemento, que representan entidades que el robot ha identificado, pero aún no ha asignado en su vista del mundo.

En este instante, m está enlazado a dos instancias de Area. Una de ellas (a2)se muestra con sus propios enlaces a tres objetos Pared y un objeto Puerta. Cada una de estas paredes está etiquetada con su anchura actual, y cada una se muestra enlazada a sus paredes vecinas. Como sugiere este diagrama de objetos, el robot ha reconocido el área que lo contiene, que tiene paredes en tres lados y una puerta en el cuarto.

Como vemos los diagramas de objetos son especialmente útiles para modelar estructuras de datos complejas. Evidentemente puede existir una multitud de posibles instancias de una clase particular, y para un conjunto de clases con t relaciones entre ellas, pueden existir muchas más configuraciones posibles de estos objetos. Por lo tanto, al utilizar diagramas de objetos sólo se pueden mostrar significativamente conjuntos interesantes de objetos concretos o prototípicos.

diagrama de caso de uso

Diagrama de casos de uso

En el lenguaje de unificaciod, un diagrama de casos de uso es una especie de diagrama de comportamiento.

El lenguaje define una notacion cientifica para representar casos de uso llamada modelo de casos de uso. UML no define estándares para que el formato escrito describa los casos de uso, y así mucha gente no entiende que esta notación gráfica define la naturaleza de un caso de uso; sin embargo una notación gráfica puede solo dar una vista general simple de un caso de uso o un conjunto de casos de uso. Los diagramas de casos de uso son a menudo confundidos con los casos de uso. Mientras los dos conceptos están relacionados, los casos de uso son mucho más detallados que los diagramas de casos de uso.

Diagramas de Casos de Uso UML

El estándar de lenguaje unificado mod. de .omg. define una notación gráfica para realizar diagramas de casos de uso, pero no el formato para describir casos de uso. Mucha gente sufre la equivocación pensando que un caso de uso es una notación gráfica (o es su descripción). Mientras la notación gráfica y las descripciones son importantes, ellos forman parte de la documentación de un caso de uso --un propósito para el que el actor puede usar el sistema.

El valor verdadero de un caso de uso reposa en dos áreas:

La descripción escrita del comportamiento del sistema al afrontar una tarea de negocio o un requisito de negosio. Esta descripción se enfoca en el valor suministrado por el sistema a entidades externas tales como usuarios humanos u otros sistemas.

La posición o contexto del caso de uso entre otros casos de uso. Dado que es un mecanismo de organización, un conjunto de casos de uso coherentes, consistentes promueve una imagen fácil del comportamiento del sistema, un entendimiento común entre el cliente/propietario/usuario y el equipo de desarrollo.

Es práctica común crear especificaciones suplementarias para capturar detalles de requisitos que caen fuera del ámbito de las descripciones de los casos de uso. Ejemplos de esos temas incluyen rendimiento, temas de escalabilidad/gestión, o cumplimiento de estándares.

El diagrama de la derecha describe la funcionalidad de un Sistema Restaurante muy simple. Los casos de uso están representados por elipses y los actores están representados por las figuras humanas. El actor Crítico de comidas puede Probar la comida, Pagar la comida, o Beber vino. Sólo el actor Chef puede Preparar la comida. Podría ser que ambos Patrón y Cajero estén involucrados en el caso de uso Pagar la comida. El marco define los limites del sistema Restaurante, por ejemplo, los casos de uso se muestran como parte del sistema que está siendo modelado, los actores no.

La interacción entre actores no se ve en el diagrama de casos de uso. Si esta interacción es esencial para una descripción coherente del comportamiento deseado, quizás los límites del sistema o del caso de uso deban de ser re-examinados. Alternativamente, la interacción entre actores puede ser parte de suposiciones usadas en el caso de uso. Sin embargo, los actores son una especie de rol, un usuario humano u otra entidad externa puede jugar varios papeles o roles. Así el Chef y el Cajero podrían ser realmente la misma persona.

Relaciones de Casos de Uso

Las tres relaciones principales entre los casos de uso son soportadas por el estándar UML, el cual describe notación gráfica para esas relaciones.

Inclusión (include o use)

Es una forma de interacción, un caso de uso dado puede "incluir" otro. El primer caso de uso a menudo depende del resultado del caso de uso incluido. Esto es útil para extraer comportamientos verdaderamente comunes desde múltiples casos de uso a una descripción individual, desde el caso de uso que lo incluye hasta el caso de uso incluido, con la etiqueta "«include»". Este uso se asemeja a una expansión de una macro, donde el comportamiento del caso incluido es colocado dentro del comportamiento del caso de uso base. No hay parámetros o valores de retorno.

Extensión

Es otra forma de interacción, un caso de uso dado, (la extensión) puede extender a otro. Esta relación indica que el comportamiento del caso de uso extensión puede ser insertado en el caso de uso extendido bajo ciertas condiciones. La notación, es una flecha de punta abierta con línea discontinua, desde el caso de uso extensión al caso de uso extendido, con la etiqueta «extend». Esto puede ser útil para lidiar con casos especiales, o para acomodar nuevos requisitos durante el mantenimiento del sistema y su extensión. La extensión se utiliza en casos de uso, un caso de uso a otro caso siempre debe tener extensión o inclusión.

"La extensión, es el conjunto de objetos a los que se aplica un concepto. Los objetos de la extensión son los ejemplos o instancias de los conceptos."

Generalización

En la tercera forma de relaciones entre casos de uso, existe una relación generalización/especialización. Un caso de uso dado puede estar en una forma especializada de un caso de uso existente. La notación es una línea solida terminada en un triángulo dibujado desde el caso de uso especializado al caso de uso general. Esto se asemeja al concepto orientado a objetos de sub-clases, en la práctica puede ser útil factorizar comportamientos comunes, restricciones al caso de uso general, describirlos una vez, y enfrentarse a los detalles excepcionales en los casos de uso especializados.

"Entonces la Generalización es la actividad de identificar elementos en común entre conceptos y definir las relaciones de una superclase (concepto general) y subclase (concepto especializado). Es una manera de construir clasificaciones taxonómicas entre conceptos que entonces se representan en jerarquías de clases. Las subclases conceptuales son conformes con las superclases conceptuales en cuanto a la intensión y extensión."

CASO DE USO

Definición y Usos

Un diagrama Uso-Caso describe lo que hace un sistema desde el punto de vista de un observador externo, debido a esto, un diagrama de este tipo generalmente es de los más sencillos de interpretar en UML, ya que su razón de ser se concentra en un Que hace el sistema, a diferencia de otros diagramas UML que intentan dar respuesta a un Como logra su comportamiento el sistema.

Un Uso-Caso esta muy relacionado con lo que pudiera ser considerado un escenario en el sistema, esto es, lo que ocurre cuando alguien interactúa con el sistema: "Acude un mesero a colocar la orden, la orden es tomada por el cocinero, y posteriormente se abona a la cuenta del cliente el cargo".

Un Uso-Caso es empleado con más frecuencia en alguna de las siguientes etapas :

Determinación de Requerimientos: Por lo general nuevos requerimientos de sistema generan nuevos usos-casos, conforme es analizado y diseñado el sistema.

Comunicación con el Cliente: Debido a la sencillez de este tipo de diagramas, son fáciles de emplear para comunicarse con el cliente final del proyecto.

Generación de pruebas de Sistemas: A través de los diagramas uso-caso se pueden generar una serie de pruebas de sistema.

En la siguiente sección se describen los diversos elementos que componen un diagrama Uso-Caso.

Uso-Caso: El uso-caso en sí es representado por un ovalo que describe la funcionalidad a grosso modo que se requiere por el sistema.

Comunicación: Este elemento representa la relación que existe entre un Uso-Caso y un Actor, dicho elemento es representado simplemente por una linea recta que se extiende de la figura del actor hacia el ovalo del uso-caso.

Limite de Sistema (System Boundry): Empleado para delimitar los limites del sistema, y representado por un rectángulo con color de fondo distintivo.

Generalización : Una generalización indica que un uso-caso (ovalo) es un caso especial de otro caso, en otros términos, representa una relación padre-hijo, donde el hijo puede ser suplido directamente por el padre en cualquier momento. Este elemento es representado por una linea con flecha que se extiende del uso-caso hijo hacia el uso caso padre (general).

Inclusión : Una inclusión es utilizada para indicar que un uso-caso (ovalo) depende de otro caso, dicho de otra manera, significa que la funcionalidad de determinado caso se requiere para realizar las tareas de otro. Este elemento es representado por una linea punteada con flecha y comentario <> que se extiende del uso-caso base hacia el uso caso de inclusión. Extensión : Una extensión representa una variación de un uso-caso a otro, aunque similar a una generalización, una extensión representa una dependencia especifica, mientras una generalización no implica que los usos-casos dependen uno del otro. Este elemento es representado por una linea punteada con flecha y comentario <> que origina del uso-caso base hacia el uso caso de extensión.

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Diagramas de Casos de Uso

Un diagrama de casos de uso (Use Case Diagram) es una representación gráfica de parte o el total de los actores y casos de uso del sistema, incluyendo sus interacciones. Todo sistema tiene como mínimo un diagrama Main Use Case, que es una representación gráfica del entorno del sistema (actores) y su funcionalidad principal (casos de uso).

Un diagrama de casos de uso muestra, por tanto, los distintos requisitos funcionales que se esperan de una aplicación o sistema y cómo se relaciona con su entorno (usuarios u otras aplicaciones). Se muestra como ejemplo los casos de uso de una máquina de café.

Un caso de uso, denotando un requisito funcional exigido al sistema, se representa en el diagrama por una elipse y un nombre significativo, . En el caso del ejemplo se tienen como casos de uso de la máquina de café RecibirDinero, PedirAzucar, PedirProducto, DarVueltas y Cancelar

Un actor es una entidad que utiliza alguno de los casos de uso del sistema. Se representa mediante el símbolo de la figura 2.1 acompa nado de un nombre significativo, si es necesario. En el ejemplo observamos un único actor representando al usuario de la máquina de café, aunque en un modelo de casos de uso más detallado se podría incluir otro actor para responsable del mantenimiento de la máquina. Un actor en un caso de uso representa un rol que alguien o algo podría desempe nar y no un alguien o algo específico.

Entre los elementos de un diagrama de casos de uso se pueden presentar tres tipos de relaciones, representadas por líneas dirigidas o no entre ellos:

comunica'' (<>): Relación (asociación) entre un actor y un caso de uso que denota la participación del actor en dicho caso de uso. En el diagrama del ejemplo de la figura todas las líneas que salen del actor denotan este tipo de asociación (en realidad estereotipada como <>). usa'' ( <>) (o <> en la nueva versión de UML): Relación de dependencia entre dos casos de uso que denota la inclusión del comportamiento de un escenario en otro. En el caso del ejemplo el caso de uso Cancelar incluye en su comportamiento al de DarVueltas y PedirProducto incluye también DarVueltas.

extiende'' (<<>>): Relación de dependencia entre dos casos de uso que denota que un caso de uso es una especialización de otro. Por ejemplo, podría tenerse un caso de uso que extienda la forma de pedir azúcar, para que permita escoger el tipo de azúcar (normal, dietético o moreno) y además la cantidad en las unidades adecuadas (cucharadas o bolsas). Un posible diagrama se muestra en la figura.

Se utiliza una relación de tipo <> entre casos de uso cuando nos encontramos con un caso de uso similar a otro pero que hace algo más que éste (variante). Por contra, utilizaremos una relación tipo <<>> cuando nos encontramos con una parte de comportamiento similar en dos casos de uso y no queremos repetir la descripción de dicho comportamiento común.

En una relación <<>>, un actor que lleve a cabo el caso de uso base puede realizar o no sus extensiones. Mientras, en una relación <> el actor que realiza el caso de uso base también realiza el caso de uso incluido.

En general utilizaremos <> cuando se presenta una variación del comportamiento normal, y <> cuando se repite un comportamiento en dos casos de uso y queremos evitar dicha repetición.

Por último en un diagrama de casos de uso, además de las relaciones entre casos de uso y actor (asociaciones) y las dependencias entre casos de uso (<> y <>), pueden existir relaciones de herencia ya sea entre casos de uso o entre actores.

Llamamos modelo de casos de uso a la combinación de casos de uso y sus correspondientes diagramas. Los modelos de casos de uso se suelen acompa nar por un glosario que describe la terminología utilizada. El glosario y el modelo de casos de uso son importantes puntos de partida para el desarrollo de los diagramas de clases.

Por último se debe tener en cuenta, que aunque cada caso de uso puede llevar a diferentes realizaciones, es importante reflejar en cada representación el motivo que nos ha llevado a descartarla, si es el caso.

diagramas de clases

Diagrama de clases

Un diagrama de clases es un tipo de diagrama estático que describe la estructura de un sistema mostrando sus clases, atributos y las relaciones entre ellos. Los diagramas de clases son utilizados durante el proceso de análisis y diseño de los sistemas, donde se crea el diseño conceptual de la información que se manejará en el sistema, y los componentes que se encargaran del funcionamiento y la relación entre uno y otro.

Definiciones

Propiedades también llamados atributos o características, son valores que corresponden a un objeto, como color, material, cantidad, ubicación. Generalmente se conoce como la información detallada del objeto. Suponiendo que el objeto es una puerta, sus propiedades serían: la marca, tamaño, color y peso.

Operaciones son aquellas actividades o verbos que se pueden realizar con/para este objeto, como por ejemplo abrir, cerrar, buscar, cancelar, acreditar, cargar. De la misma manera que el nombre de un atributo, el nombre de una operación se escribe con minúsculas si consta de una sola palabra. Si el nombre contiene más de una palabra, cada palabra será unida a la anterior y comenzará con una letra mayúscula, a excepción de la primera palabra que comenzará en minúscula. Por ejemplo: abrirPuerta, cerrarPuerta, buscarPuerta, etc.

Interfaz es un conjunto de operaciones y/o propiedades que permiten a un objeto comportarse de cierta manera, por lo que define los requerimientos mínimos del objeto.

Herencia se define como la reutilización de un objeto padre ya definido para poder extender la funcionalidad en un objeto hijo. Los objetos hijos heredan todas las operaciones y/o propiedades de un objeto padre. Por ejemplo: Una persona puede subdividirse en Proveedores, Acreedores, Clientes, Accionistas, Empleados; todos comparten datos básicos como una persona, pero además tendrá información adicional que depende del tipo de persona, como saldo del cliente, total de inversión del accionista, salario del empleado, etc.

Al diseñar una clase se debe pensar en cómo se puede identificar un objeto real, como una persona, un transporte, un documento o un paquete. Estos ejemplos de clases de objetos reales, es sobre lo que un sistema se diseña. Durante el proceso del diseño de las clases se toman las propiedades que identifican como único al objeto y otras propiedades adicionales como datos que corresponden al objeto. Con los siguientes ejemplos se definen tres objetos que se incluyen en un diagrama de clases:

Ejemplo 1: Una persona tiene número de documento de identificación, nombres, apellidos, fecha de nacimiento, género, dirección postal, posiblemente también tenga número de teléfono de casa, del móvil, FAX y correo electrónico.

Ejemplo 2: Un sistema informático puede permitir administrar la cuenta bancaria de una persona, por lo que tendrá un número de cuenta, número de identificación del propietario de la cuenta, saldo actual, moneda en la que se maneja la cuenta.

Ejemplo 3: Otro objeto pueden ser "Manejo de Cuenta", dónde las operaciones bancarias de una cuenta (como en el ejemplo 2) se manejarán realizando diferentes operaciones que en el diagrama de clases sólo se representan como operaciones, que pueden ser:

Abrir

Cerrar

Depósito

Retiro

Acreditar Intereses

Estos ejemplos constituyen diferentes clases de objetos que tienen propiedades y/u operaciones que contienen un contexto y un dominio, los primeros dos ejemplos son clases de datos y el tercero clase de lógica de negocio, dependiendo de quién diseñe el sistema se pueden unir los datos con las operaciones.

El diagrama de clases incluye mucha más información como la relación entre un objeto y otro, la herencia de propiedades de otro objeto, conjuntos de operaciones/propiedades que son implementadas para una interfaz.

Diagrama de clases (estructura estática)

Los diagramas de clases son diagramas de estructura estática que muestran las clases del sistema y sus interrelaciones (incluyendo herencia, agregación, asociación, etc). Los diagramas de clase son el pilar básico del modelado con UML, siendo utilizados tanto para mostrar lo que el sistema puede hacer (análisis), como para mostrar cómo puede ser construido (dise no). El diagrama de clases de más alto nivel (main class diagram), será lógicamente un dibujo de los paquetes que componen el sistema. A su vez cada paquete tendrá un main class diagram que muestra las clases del paquete

Las clases se documentan con una descripción de lo que hacen, sus métodos y sus atributos. Las relaciones entre clases se documentan con una descripción de su propósito, su cardinalidad (cuantos objetos intervienen en la relación) y su opcionalidad (cuando un objeto es opcional el que intervenga en una relación). La descripción de clases complejas se puede documentar con diagramas de estados (sección ).

Figura: Diagrama de clases de la máquina de café

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Supongamos el modelado de una máquina de café. Un diagrama de estructura estática inicial podría ser el representado en la figura 3.2. En dicha figura vemos que la representación gráfica UML para las clases es un rectángulo con compartimentos internos, siendo dichos rectángulos (clases) los elementos fundamentales del diagrama. Los compartimentos de una clase contienen su nombre, atributos y operaciones. En el ejemplo de la figura encontramos las clases Ingrediente, Producto, Maquina, DepositoMonedas y DepositoMonedasIguales. Los atributos, como hemos mencionado, identifican las características propias de cada clase. Generalmente son de tipos simples, ya que los atributos de tipos compuestos se representan mediante relaciones de composición con otras clases. La sintaxis textual UML para un atributo es:

visibility name : type-expression = initial-value { property-string}

Donde visibility puede ser public, protected y private; y type-expression es el tipo del atributo con nombre name. Además puede especificarse un valor inicial y un conjunto de propiedades del atributo. La visibilidad de un atributo (o operación puede ser):

public +: Cualquier clase externa con visibilidad hacia la clase dada puede utilizar la característica (ya se atributo u operación).

protected #: Cualquier descendiente de la clase puede utilizar la característica.

private -: Sólo el propio clasificador puede utilizar la característica.

En el modelo de la máquina de café (fig.), la clase Ingrediente tiene dos atributos: cantidad, de tipo float y con valor inicial 0; y nombre de tipo string sin valor inicial. En la herramienta CASE Rational Rose se utiliza para la representación de la visibilidad los símbolos que se muestran en la figura .

Figura: Símbolos en Rose para visibilidad privada, protegida y pública

La sintaxis de una operación en UML es:

visibility name (parameter-list) : return-type-expression {property-string}

Donde cada uno de los parámetros en parameter-list se denota igual que un atributo. Los demás elementos son los mismos que encontramos en la notación de un atributo.

Otro detalle importante que se puede especificar en los atributos y operaciones de una clase es su alcance. El alcance de propiedad de una característica especifica si la propiedad aparece en cada instancia de la clase o si sólo hay una instancia la propiedad para todas las instancias de la clase. En UML se pueden especificar dos tipos de alcance de propiedad:

instancia: Cada instancia de la clase tiene su propio valor.

clasificador: Sólo hay un valor para todas las instancias del clasificador.

Un atributo u operación con alcance de clasificador se denota subrayando la característica. El alcance de clasificador se corresponde con lo que en C++ son atributos y operaciones estáticas.

Una relación en un diagrama de clases, se representa mediante una línea que une dos o más clases. La línea puede ir acompa nada de diferentes tipos de adornos que definen su semántica y características. Como hemos ido viendo en esta sección las relaciones más comunes entre las clases presentes en un diagrama estático pueden ser: asociación (binaria o n-aria), agregación, generalización, dependencia, composición y clasificación.

Los elementos adicionales que pueden aparecer en la representación de una relación son:

Rol: Identifica con nombres a los elementos que aparecen en los extremos de la línea que denota la relación, dicho nombre describe la semántica que tiene la relación en el sentido indicado. Por ejemplo, la asociación de composición entre Maquina e Ingrediente recibe el nombre de existencias como rol en ese sentido.

Multiplicidad: Indica la cardinalidad de la relación. En el ejemplo se utilizan 1, 1 ..*, 5, *, como indicadores de multiplicidad.

Una asociación binaria se representa mediante una línea sólida que une dos clases, se trata de una relación entre las dos clases no muy fuerte, es decir, no se exige dependencia existencial ni encapsulamiento. Un ejemplo de asociación de este tipo es la que existe entre una compa nía y sus empleados (fig.). En este caso la asociación binaria recibe el nombre Trabaja Para, y en ella intervienen una o más instancias (objetos) de la clase Persona denominadas empleado. Además cada empleado se asocia a un empleador que en este caso es único.

Una agregación de composición o simplemente composición (composite aggregation) es una agregación más fuerte que implica:

Dependencia existencial: El elemento dependiente desaparece al destruirse el que lo contiene y, si es de cardinalidad 1, es creado al mismo tiempo.

Pertenencia fuerte: Se puede decir que el objeto contenido es parte constitutiva y vital del que lo contiene.

No compartición: Los objetos contenidos no son compartidos, esto es, no forman parte del estado de otro objeto.

La composición se representa mediante un rombo relleno del lado de la clase que contiene a la otra en la agregación. En el ejemplo de la máquina de café vemos composiciones entre Maquina y Producto, Maquina y DepositoMonedas y, Maquina y DepositoMonedasIguales. La relación de generalización, denotando herencia entre clases, se representa mediante un triángulo sin rellenar del lado de la superclase. La subclase hereda todos los atributos y mensajes descritos en la superclase. En el ejemplo encontramos generalización entre DepositoMonedas (superclase) y DepositoMonedasIguales (subclase).

Una clase paramétrica (parametrized class) se corresponde con el concepto de clases molde (template) en C++. Se representa acompa nando la clase con un rectángulo en la esquina superior derecha donde estarían los parámetros. Por ejemplo, la clase Lista que utiliza un parámetro formal Tipo se representaría como en la figura, pudiendo representar una lista de diferentes tipos de objetos dependiendo del valor del parámetro.

En UML los paquetes se representan como carpetas (fig ) que pueden presentar relaciones de dependencia o de generalización entre ellos.

En el ejemplo de la figura 1.11 existen tres paquetes (que aparecen vacíos, es decir, con su contenido encapsulado), con dos de ellos dependiendo del Modelo del Mundo. Una dependencia puede ir acompa nada de una explicación del tipo de dependencia de que se trate, utilizando estereotipos (ver ).

Una interfaz (interface) especifica un conjunto de operaciones en un elemento del modelo, en este clase, que describe el comportamiento visible de dicho elemento fuera del elemento. La representación gráfica es una línea terminada en un círculo. En el ejemplo de la figura , la clase String se utiliza dentro de hastable, gracias a que implementa la interfaz Hashable (el método hash) y la interfaz Comparable (el método isEqual). Ejemplo de interfaz

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En algunas ocasiones es necesario describir que una clase está relacionada bien con un objeto de una o bien (exclusivo) con un objeto de otra. Este tipo de relación xor exclusiva se representa es una línea punteada que une dos asociaciones junto con la aclaración de la restricción que rige sobre ellas. En la figura 3.8 un automovil puede tener como due no una persona o una empresa, pero no ambos.

Una clase asociación (association class) es un elemento de modelado que tiene propiedades tanto de asociación como de clase. Una clase asociación puede ser vista tanto como una asociación que también tiene propiedades de clase, o como una clase que también tiene propiedades de asociación. Se representa gráficamente como una clase unida por una línea punteada a una asociación.

En la figura 3.9 existe una relación entre Muro y Ventana, la cual tiene como detalle un objeto de la clase Posición. Cabe notar que este objeto no podría tomarse como atributo de Muro o Ventana, ya que el contexto de su existencia está dado precisamente por la relación entre las dos clases.

Aunque las asociaciones suelen ser binarias la forma más general de asociación es una asociación n-aria (n-ary association). Se trata de una forma de expresar una relación entre tres o más clases. Cada instancia de la asociación es una n-tupla de valores de las clases respectivas. Se representa como un rombo del cual salen líneas de asociación a las clases. En la figura 3.10 podemos ver una relación ternaria entre las clases Year, Team y Player. A cada terna de objetos a no, equipo, jugador corresponde un objeto de tipo Record (clase de asociación).