EL DESARROLLO DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN

EMPLEANDO EL LENGUAJE DE MODELADO UNIFICADO UML

Resumen.

El presente artículo describe la evolución de las notaciones que dieron lugar a UML (Lenguaje de Modelado Unificado), detalla ampliamente sobre el surgimiento de la Ingeniería del Software, expone los principios de modelado en que se fundamenta la notación de UML, asimismo muestra y explica como el UML adopta el RUP(Proceso Unificado de Desarrollo) para modelar las actividades de un proyecto. Finalmente se propone la organización de los diagramas a utilizar en las diferentes etapas del desarrollo de los sistemas de información.

1. Introducción.

A lo largo de los años, el desarrollo de los proyectos de software causan bastantes confusiones y malas interpretaciones en los requerimientos de los clientes y usuarios, en parte debido a la abundancia de notaciones, metodologías y conceptos que hace que los desarrolladores de sistemas no se pongan de acuerdo en que es lo que realmente están elaborando. En un esfuerzo para estándarizar las notaciones y procesos a utilizar, se conformó un consorcio liderado por la empresa Rational y por las principales empresas del mundo de la industria de la informática, entre ellas, Microsoft, Oracle, Sun Microsystems, Intellicorp, IBM, AMD y otras, quienes desarrollaron una notación llamada UML y el proceso de desarrollo RUP.

2. La Ingeniería de Software.

La ingeniería del Software nace como una disciplina para aplicar los principios técnicas y herramientas de desarrollo de software, surgió porque todos los desarrolladores en la década de los 80's, realizaban el software de forma artística, es decir utilizando métodos y técnicas adhoc donde la experiencia (el ensayo-error) era el camino a seguir. Este enfoque produjo grandes y exitosos productos de programación pero conforme los proyectos se volvieron más complejos debido al avance del hardware y software y la penetración cada vez mayor de la informática en todos los ámbitos de la sociedad, llevó a que se produjera software sin calidad, se incumplieran los presupuestos y se incrementara dramáticamente los costos de mantenimiento.

La solución propuesta fue aplicar métodos y principios que han sido utilizados y probados en la experiencia de desarrollo de software para producir de forma inequívoca productos que corran eficientemente y se ejecuten sobre máquinas reales. En la década de los 70 surgieron una gran variedad de metologistas y metodologías entre ellos se destacan Yourdon y Demarco cuyas investigaciones se basaban en los principios de la programación estructurada. En los 80's y 90's el paradigma estructurado evolucionó hacia el paradigma orientado a objetos, en el período de 1989 y 1994 se creó la llamada guerra de métodos dentro de la comunidad orientada a objetos existiendo un incremento de menos de diez a más de cincuenta metodologías, es así que los desarrolladores de software quedaron muy confundidos sin saber cual era la metodología más adecuada para elaborar sus proyectos.

Ante lo enunciado, el UML oficialmente se presentó cuando Rumbaugh, Booch y Jacobson unifican sus estudios con una semántica y notación, para lograr compatibilidad en el análisis y diseño orientado a objetos, permitiendo que los proyectos se asentaran en un lenguaje de modelado maduro, permitiendo a los constructores de herramientas enfocarse en producir características más útiles.

3. La complejidad del Software.

Al observar sistemas complejos sociales como una gran empresa, los naturales como el universo y los sistemas creados por el hombre como el computador, se observa que exhiben una jerarquía de clases (conceptos) y otra de objetos (instancias). En una empresa donde conjuntos de personas forman un departamento y un conjunto de departamentos forman divisiones se describe la forma canónica de un sistema complejo que exhibe dos jerarquías: Una jerarquía de clases y otra jerarquía de objetos, donde cada objeto es una instancia de la una clase. Este es el modelo del cual se apropia el análisis y diseño orientado a objetos para desarrollar sistemas donde hay gran cantidad de software.

Figura 1.

Forma Canónica de un Sistema Complejo

4. Principios de Modelado

En cualquier proyecto de ingeniería como la construcción de un gran edificio, un avión, una represa hidroeléctrica, la construcción de un procesador de textos o un software de comunicaciones para Internet, requieren de etapas de modelamiento que permitan experimentar y visualizar el sistema que se construirá. De la experiencia en ingeniería se extractan los siguientes principios de modelado:

a) La forma como vemos el problema tiene una profunda influencia en forma como acometemos el problema y le damos solución al mismo.

Si pensamos que el mundo esta compuesto de clases (Abstracciones de la realidad y de la solución del problema) y objetos (instancias de éstas abstracciones) que interactúan entre si para realizar una funcionalidad, así veremos el mundo. Este es precisamente al paradigma a que le apuesta UML: el modelo orientado a objetos. Si vemos la realidad como compuesta de procesos donde cada uno a su vez se puede descomponer en subprocesos entonces estamos concibiendo la realidad según el modelo estructurado y la arquitectura del sistema en desarrollo estará conformada de programas y subprogramas.

b) Para modelar un sistema complejo no es suficiente un único modelo se requieren múltiples modelos donde cada uno representa una vista (aspecto) del sistema; estos modelos se complementan entre si.

Esta es la razón de la existencia de varios diagramas en UML que modelan diferentes aspectos del sistema, desde las vistas lógicas y físicas del sistema hasta los aspectos dinámicos, estáticos y funcionales del mismo.

c) Cualquier modelo puede ser representado con diferentes grados de precisión.

La precisión se puede ver desde dos ópticas: La primera es el grado de detalle con que se representa un modelo; por ejemplo, si lo que se desea es razonar acerca de los requerimientos del sistema con un cliente o usuario final, se puede elaborar un diagrama de clases que muestra las clases, sus atributos y operaciones así como varios adornos(multiplicidad) en las relaciones; por otro lado, si lo que se desea es transmitir el diagrama de clases para que sea implementado en un DBMS (Data Base Management System, Sistema Administrador de Bases de Datos) por un programador, el diagrama con toda seguridad contendrá la visibilidad de las características (atributos y operaciones) de las clases, los tipos de datos de los atributos y las signaturas de las métodos de las clases.

La segunda forma de ver la precisión de un modelo se refiere al nivel de abstracción, ese decir, a los detalles y la vista (porción del sistema o realidad) que presenta un modelo al lector; por ejemplo, en un sistema Bancario que maneja los retiros que hacen los clientes ya sea en un cajero automático o humano, el diagrama de clases contiene decenas de éstas; sin embargo las personas encargadas de desarrollar la interfaz de un cajero electrónico estarían interesadas en las clases necesarias para realizar el comportamiento del cajero y omiten el resto de clases del sistema.

d) Los mejores Modelos están ligados a la realidad.

El símbolo de un actor en un diagrama de casos de uso representa, de hecho, un actor en el sistema real; así como un componente en un diagrama de componentes representa un componente físico del software. Cada elemento de UML como una clase, objeto, estado, componente o nodo tiene su correspondencia con algún elemento conceptual o físico del mundo real.

5. El Lenguaje de Modelado Unificado UML.

“El Lenguaje de Modelado Unificado UML es un lenguaje estándar para escribir planos de software. UML puede utilizarse para visualizar, especificar, construir y documentar los artefactos de un sistema que involucra gran cantidad de software”

El UML es el Lenguaje de Modelado Unificado Orientado a Objetos, UML no es un método porque no tiene noción de proceso el cual es una parte importante de un método. Ahora bien si UML no es método; entonces ¿Cuáles son las etapas a seguir en el desarrollo de sistemas con UML?, varios especialistas en desarrollo de sistemas de información arguyen de que existe la necesidad de adoptar un Proceso de Desarrollo de sistemas para enmarcar las fases importantes que sigue el UML, por ello los desarrolladores de proyectos de sistemas de información emplean el Procesos Unificado para dar soluciones adecuadas a las necesidades de los clientes.

El desarrollo de sistemas con UML siguiendo el proceso unificado incluye actividades específicas, cada una de ellas a su vez contienen otras subactividades las cuales sirven como una guía de cómo deben ser las actividades desarrolladas y secuenciadas con el fin de obtener sistemas exitosos; consecuentemente el desarrollo de los sistemas puede variar de desarrollador en desarrollador, de proyecto en proyecto, de empresa en empresa adoptando siempre un Proceso de Desarrollo.

6. El proceso Unificado de Modelado (RUP).

A través de la historia se han desarrollado varios modelos de proceso de software (paradigmas de desarrollo) cada uno con sus ventajas, desventajas y utilidad en algunos tipos de proyectos y problemas. Al igual que cualquier notación, el proceso unificado actúa como un modelo que puede adaptarse a cualquier tipo de proyecto y empresa (grandes y pequeñas). Las características del proceso unificado de modelado son:

• Centrado en los Modelos: Los diagramas son un vehículo de comunicación más expresivo que las descripciones en lenguaje natural. Se trata de minimizar el uso de descripciones y especificaciones textuales del sistema.

• Guiado por lo casos de uso: Los casos de uso son el instrumento para validar la arquitectura del software y extraer los casos de prueba.

• Centrado en la arquitectura: Los modelos son proyecciones del análisis y el diseño constituye la arquitectura del producto a desarrollar.

• Iterativo e incremental: Durante todo el proceso de desarrollo se producen versiones incrementales (que se acercan al producto terminado) del producto en desarrollo.

Figura 2.

El Proceso de Modelado Unificado

El gráfico que representa el RUP incluye las cuatro etapas importantes que son: la iniciación, elaboración, construcción y transición, las cuales muestran que para producir una versión del producto en desarrollo se aplican todas las actividades de ingeniería pero con diferente énfasis; en las versiones preliminares, como además indica la intuición, hay más énfasis en actividades de modelado del negocio, requisitos, análisis y diseño; conforme se producen versiones el énfasis pasa a las actividades de implementación, pruebas y despliegue.

8. Diagramas de UML.

Los elementos de UML se muestran mediante diagramas que presentan múltiples vistas del sistema, ese conjunto de vistas son conocidos como modelos.

UML presenta varios diagramas donde cada uno representa un aspecto del sistema. De ahí que varios investigadores según sus criterios y puntos de vista mencionan qué diagramas emplear en el desarrollo de los sistemas de información; sin mencionar cuáles son los diagramas más adecuados en las distintas etapas de desarrollo del Proceso Unificado, viendo esta necesidad, la autora del presente artículo propone un conjunto de diagramas necesarios para cada etapa según la complejidad del sistema de información a solucionar.

Dado un sistema a desarrollar no es necesario emplear todos los diagramas; para sistemas sencillos un diagrama de clases junto con un par de diagramas de actividades e interacción sería suficiente, asimismo si los sistemas son complejos requieren de la utilización de más diagramas, debido a que requieren de etapas incrementales e iterativas(ciclos de desarrollo) en el análisis, diseño e implementación, por ello es que el conjunto actividades deberá especificar la etapa de desarrollo y los diagramas recomendados como muestra la siguiente figura:

Figura 3.

Si

No

Diagramas recomendados en el desarrollo de los sistemas de información

9. Conclusiones.

El lenguaje Unificado de modelado UML es una notación que es el resultado de la evolución de las notaciones previas en ingeniería de software, toma los aspectos fuertes de tres metodologías anteriores: OMT, Booch y OOSE.

La notación UML se fundamenta en principios de modelado, lo cual es importante para toda implementación de un sistema de información.

El UML debe adoptar el Proceso Unificado de Desarrollo para modelar las actividades de un proyecto.

Los diagramas a utilizar en las diferentes etapas del desarrollo de los sistemas de información, pueden variar dependiendo del tamaño y tipo de sistema, por lo que es necesario organizarlos según las fases del Proceso Unificado.

BIBLIOGRAFÍA

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• Diagrama de casos de uso

• Diagramas de secuencias de sistema.

• Diagramas de clases para el análisis

• Diagramas de interacción

-Diagramas de secuencia.

- Diagramas de colaboración

• Diagrama de clases para el diseño.

• Diagrama de actividades.

• Diagrama de estados

MODELO DE DISEÑO DEL SISTEMA

3ra. ETAPA RUP

CONSTRUCCIÓN

N° de ciclo

MODELO DE ANÁLISIS DEL SISTEMA

• Diagramas de componentes

• Diagrama de despliegue

IMPLEMENTACIÓN

4ta. ETAPA RUP

APLICACIÓN

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