Lenguaje unificado de modelado UML) es un lenguaje de modelado de propósito general. El objetivo principal de UML es definir una forma estándar de visualizar la forma en que se ha diseñado un sistema. Es bastante similar a los planos utilizados en otros campos de la ingeniería. UML es no es un lenguaje de programación , es más bien un lenguaje visual.

Temas importantes para los diagramas del lenguaje de modelado unificado (UML)

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• ¿Qué es UML?
• ¿Por qué necesitamos UML?
• Diferentes tipos de diagramas UML
• Diagramas UML estructurales
• Diagramas UML de comportamiento
• Conceptos orientados a objetos utilizados en diagramas UML
• Herramientas para crear diagramas UML
• Pasos para crear diagramas UML
• Mejores prácticas de diagramas UML
• UML y desarrollo ágil
• Desafíos comunes en el modelado UML
• Beneficios de usar diagramas UML

1. ¿Qué es UML?

El lenguaje de modelado unificado (UML) es un lenguaje de modelado visual estandarizado que se utiliza en el campo de la ingeniería de software para proporcionar una forma intuitiva, de desarrollo y de propósito general para visualizar el diseño de un sistema. UML ayuda a especificar, visualizar, construir y documentar los artefactos de los sistemas de software.

• Usamos diagramas UML para representar el comportamiento y estructura de un sistema.
• UML ayuda a los ingenieros de software, empresarios y arquitectos de sistemas con el modelado, el diseño y el análisis.
• El Object Management Group (OMG) adoptó el lenguaje de modelado unificado como estándar en 1997. OMG lo gestiona desde entonces.
• La Organización Internacional de Normalización (ISO) publicó UML como estándar aprobado en 2005. UML ha sido revisado a lo largo de los años y se revisa periódicamente.

2. ¿Por qué necesitamos UML?

• Las aplicaciones complejas necesitan la colaboración y planificación de múltiples equipos y, por lo tanto, requieren una forma clara y concisa de comunicarse entre ellos.
• Los empresarios no entienden el código. Por lo tanto, UML se vuelve esencial para comunicarse con los no programadores sobre los requisitos, funcionalidades y procesos esenciales del sistema.
• Se ahorra mucho tiempo cuando los equipos pueden visualizar los procesos, las interacciones de los usuarios y la estructura estática del sistema.

3. Diferentes tipos de diagramas UML

UML está vinculado con la orientación a objetos. diseño y análisis. UML hace uso de elementos y forma asociaciones entre ellos para formar diagramas. Los diagramas en UML se pueden clasificar en términos generales como:

4. Diagramas UML estructurales

4.1. Diagrama de clase

El diagrama UML más utilizado es el diagrama de clases. Es la piedra angular de todos los sistemas de software orientados a objetos. Usamos diagramas de clases para representar la estructura estática de un sistema mostrando las clases del sistema, sus métodos y atributos. Los diagramas de clases también nos ayudan a identificar la relación entre diferentes clases u objetos.

4.2. Diagrama de estructura compuesta

Usamos diagramas de estructura compuesta para representar la estructura interna de una clase y sus puntos de interacción con otras partes del sistema.

• Un diagrama de estructura compuesta representa la relación entre las partes y su configuración, que determinan cómo se comporta el clasificador (clase, componente o nodo de implementación).
• Representan la estructura interna de un clasificador estructurado que utiliza piezas, puertos y conectores.
• También podemos modelar colaboraciones utilizando diagramas de estructura compuesta.
• Son similares a los diagramas de clases excepto que representan partes individuales en detalle en comparación con la clase completa.

4.3. Diagrama de objetos

Se puede hacer referencia a un diagrama de objetos como una captura de pantalla de las instancias de un sistema y la relación que existe entre ellas. Dado que los diagramas de objetos representan el comportamiento cuando se han creado instancias de objetos, podemos estudiar el comportamiento del sistema en un instante particular.

• Un diagrama de objetos es similar a un diagrama de clases excepto que muestra las instancias de clases en el sistema.
• Representamos clasificadores reales y sus relaciones mediante el uso de diagramas de clases.
• Por otro lado, un diagrama de objetos representa instancias específicas de clases y relaciones entre ellas en un momento determinado.

4.4. Diagrama de componentes

Los diagramas de componentes se utilizan para representar cómo se han organizado los componentes físicos de un sistema. Los usamos para modelar detalles de implementación.

• Los diagramas de componentes representan la relación estructural entre los elementos del sistema de software y nos ayudan a comprender si los requisitos funcionales han sido cubiertos por el desarrollo planificado.
• Los diagramas de componentes se vuelven esenciales cuando diseñamos y construimos sistemas complejos.
• Los componentes del sistema utilizan interfaces para comunicarse entre sí.

4.5. Diagrama de implementación

Los diagramas de implementación se utilizan para representar el hardware del sistema y su software. Nos dicen qué componentes de hardware existen y qué componentes de software se ejecutan en ellos.

• Ilustramos la arquitectura del sistema como distribución de artefactos de software sobre objetivos distribuidos.
• Un artefacto es la información generada por el software del sistema.
• Se utilizan principalmente cuando un software se utiliza, distribuye o implementa en varias máquinas con diferentes configuraciones.

4.6. Diagrama del paquete

Usamos diagramas de paquetes para representar cómo se han organizado los paquetes y sus elementos. Un diagrama de paquete simplemente nos muestra las dependencias entre diferentes paquetes y la composición interna de los paquetes.

• Los paquetes nos ayudan a organizar diagramas UML en grupos significativos y hacer que el diagrama sea fácil de entender.
• Se utilizan principalmente para organizar diagramas de clases y casos de uso.

5. Diagramas UML de comportamiento

5.1. Diagramas de máquina de estados

Un diagrama de estado se utiliza para representar la condición del sistema o parte del sistema en instantes de tiempo finitos. Es un diagrama de comportamiento y representa el comportamiento mediante transiciones de estados finitos.

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• Los diagramas de estado también se conocen como maquinas de estados y Diagramas de gráficos de estado
• Estos términos se utilizan a menudo indistintamente. De manera simple, se utiliza un diagrama de estado para modelar el comportamiento dinámico de una clase en respuesta al tiempo y a estímulos externos cambiantes.

5.2. Diagramas de actividades

Usamos diagramas de actividades para ilustrar el flujo de control en un sistema. También podemos utilizar un diagrama de actividades para referirnos a los pasos involucrados en la ejecución de un caso de uso.

• Modelamos actividades secuenciales y concurrentes utilizando diagramas de actividades. Básicamente, representamos visualmente los flujos de trabajo mediante un diagrama de actividad.
• Un diagrama de actividad se centra en la condición del flujo y la secuencia en la que ocurre.
• Describimos o representamos las causas de un evento particular mediante un diagrama de actividad.

5.3. Diagramas de casos de uso

Los diagramas de casos de uso se utilizan para representar la funcionalidad de un sistema o una parte de un sistema. Se utilizan ampliamente para ilustrar los requisitos funcionales del sistema y su interacción con agentes (actores) externos.

• Un caso de uso es básicamente un diagrama que representa diferentes escenarios en los que se puede utilizar el sistema.
• Un diagrama de casos de uso nos brinda una visión de alto nivel de lo que hace el sistema o una parte del sistema sin entrar en detalles de implementación.

5.4. Diagrama de secuencia

Un diagrama de secuencia simplemente representa la interacción entre objetos en un orden secuencial, es decir, el orden en el que tienen lugar estas interacciones.

• También podemos utilizar los términos diagramas de eventos o escenarios de eventos para referirnos a un diagrama de secuencia.
• Los diagramas de secuencia describen cómo y en qué orden funcionan los objetos de un sistema.
• Estos diagramas son ampliamente utilizados por empresarios y desarrolladores de software para documentar y comprender los requisitos de sistemas nuevos y existentes.

5.5. Diagrama de comunicación

Se utiliza un diagrama de comunicación (conocido como diagrama de colaboración en UML 1.x) para mostrar mensajes secuenciados intercambiados entre objetos.

• Un diagrama de comunicación se centra principalmente en los objetos y sus relaciones.
• Podemos representar información similar usando diagramas de secuencia, sin embargo, los diagramas de comunicación representan objetos y enlaces de forma libre.

5.6. Diagrama de tiempo

Los diagramas de tiempo son una forma especial de diagramas de secuencia que se utilizan para representar el comportamiento de los objetos durante un período de tiempo. Los usamos para mostrar restricciones de tiempo y duración que gobiernan los cambios en los estados y el comportamiento de los objetos.

5.7. Diagrama general de interacción

Un diagrama general de interacción modela una secuencia de acciones y nos ayuda a simplificar interacciones complejas en sucesos más simples. Es una mezcla de diagramas de actividad y de secuencia.

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6. Conceptos orientados a objetos utilizados en diagramas UML

1. Clase: Una clase define el modelo, es decir, la estructura y funciones de un objeto.
2. Objetos : Los objetos nos ayudan a descomponer sistemas grandes y nos ayudan a modularizar nuestro sistema. La modularidad ayuda a dividir nuestro sistema en componentes comprensibles para que podamos construir nuestro sistema pieza por pieza.
3. Herencia: La herencia es un mecanismo mediante el cual las clases hijas heredan las propiedades de sus clases padres.
4. Abstracción: La abstracción en UML se refiere al proceso de enfatizar los aspectos esenciales de un sistema u objeto sin tener en cuenta detalles irrelevantes. Al eliminar complejidades innecesarias, la abstracción facilita una comprensión y una comunicación más claras entre las partes interesadas.
5. Encapsulación: Unir datos y protegerlos del mundo exterior se denomina encapsulación.
6. Polimorfismo: Mecanismo por el cual funciones o entidades pueden existir en diferentes formas.

6.1. Adiciones en UML 2.0

• Se han incorporado metodologías de desarrollo de software como ágil y se ha ampliado el alcance de la especificación UML original.
• Originalmente UML especificaba 9 diagramas. UML 2.x ha aumentado el número de diagramas de 9 a 13. Los cuatro diagramas que se agregaron son: diagrama de tiempo, diagrama de comunicación, diagrama general de interacción y diagrama de estructura compuesta. UML 2.x cambió el nombre de diagramas de estados a diagramas de máquinas de estados.
• UML 2.x agregó la capacidad de descomponer el sistema de software en componentes y subcomponentes.

7. Herramientas para crear diagramas UML

Hay varias herramientas disponibles para crear diagramas en lenguaje de modelado unificado (UML), que se utilizan comúnmente en el desarrollo de software para representar visualmente la arquitectura, el diseño y la implementación del sistema. A continuación se muestran algunas herramientas populares de creación de diagramas UML:

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• Gráfico lúcido: Lucidchart es una herramienta de diagramación basada en web que admite diagramas UML. Es fácil de usar y colaborativo, lo que permite que varios usuarios trabajen en diagramas en tiempo real.
• Draw.io: Draw.io es una herramienta de diagramación gratuita basada en web que admite varios tipos de diagramas, incluido UML. Se integra con varios servicios de almacenamiento en la nube y se puede utilizar sin conexión.
• Paradigma visual: Visual Paradigm proporciona un conjunto completo de herramientas para el desarrollo de software, incluidos los diagramas UML. Ofrece versiones en línea y de escritorio y admite una amplia gama de diagramas UML.
• EstrellaUML: StarUML es una herramienta de modelado UML de código abierto con una interfaz fácil de usar. Es compatible con los diagramas estándar UML 2.x y permite a los usuarios personalizar y ampliar su funcionalidad a través de complementos.
• Papiro: Papyrus es una herramienta de modelado UML de código abierto que forma parte del Proyecto de modelado Eclipse. Proporciona un entorno personalizable para crear, editar y visualizar diagramas UML.
• PlantaUML: PlantUML es una herramienta basada en texto que le permite crear diagramas UML utilizando una sintaxis simple y legible por humanos. A menudo se utiliza junto con otras herramientas y admite una variedad de tipos de diagramas.

8. Pasos para crear Diagramas UML

La creación de diagramas en lenguaje de modelado unificado (UML) implica un proceso sistemático que normalmente incluye los siguientes pasos:

• Paso 1: identificar el propósito:
  • Determine el propósito de crear el diagrama UML. Los diferentes tipos de diagramas UML sirven para diversos propósitos, como capturar requisitos, diseñar arquitectura de sistemas o documentar relaciones de clases.
• Paso 2: Identificar elementos y relaciones:
  • Identifique los elementos clave (clases, objetos, casos de uso, etc.) y sus relaciones que deben representarse en el diagrama. Este paso implica comprender la estructura y el comportamiento del sistema que está modelando.
• Paso 3: seleccione el tipo de diagrama UML apropiado:
  • Elija el tipo de diagrama UML que mejor se adapte a sus necesidades de modelado. Los tipos comunes incluyen diagramas de clases, diagramas de casos de uso, diagramas de secuencia, diagramas de actividades y más.
• Paso 4: crea un boceto aproximado:
  • Antes de utilizar una herramienta de modelado UML, puede resultar útil crear un boceto en papel o en una pizarra. Esto puede ayudarle a visualizar el diseño y las conexiones entre elementos.
• Paso 5: elija una herramienta de modelado UML:
  • Seleccione una herramienta de modelado UML que se adapte a sus preferencias y requisitos. Hay varias herramientas disponibles, tanto en línea como fuera de línea, que ofrecen funciones para crear y editar diagramas UML.
• Paso 6: crea el diagrama:
  • Abra la herramienta de modelado UML seleccionada y cree un nuevo proyecto o diagrama. Comience a agregar elementos (p. ej., clases, casos de uso, actores) al diagrama y conéctelos con relaciones apropiadas (p. ej., asociaciones, dependencias).
• Paso 7: Definir las propiedades del elemento:
  • Para cada elemento del diagrama, especifique propiedades y atributos relevantes. Esto podría incluir atributos y métodos de clase, detalles de casos de uso o cualquier otra información específica del tipo de diagrama.
• Paso 8: agregue anotaciones y comentarios:
  • Mejore la claridad de su diagrama agregando anotaciones, comentarios y notas explicativas. Esto ayuda a cualquiera que revise el diagrama a comprender las decisiones de diseño y la lógica detrás de él.
• Paso 9: Validar y revisar:
  • Revise el diagrama para verificar que sea exacto y esté completo. Asegúrese de que las relaciones, restricciones y elementos representen con precisión el sistema o proceso previsto. Valide su diagrama con los requisitos y realice los ajustes necesarios.
• Paso 10: refinar e iterar:
  • Perfeccione el diagrama en función de los comentarios y conocimientos adicionales. Los diagramas UML a menudo se crean de forma iterativa a medida que evoluciona la comprensión del sistema.
• Paso 11: Generar documentación:
  • Algunas herramientas UML le permiten generar documentación directamente desde sus diagramas. Esto puede incluir documentación de clase, descripciones de casos de uso y otra información relevante.

Nota: Recuerde que los pasos específicos pueden variar según el tipo de diagrama UML y la herramienta que esté utilizando.

9. Mejores prácticas de diagramas UML

El lenguaje de modelado unificado (UML) es una poderosa herramienta para visualizar y documentar el diseño de un sistema. Para crear diagramas UML eficaces y significativos, es esencial seguir las mejores prácticas. Estas son algunas de las mejores prácticas de UML:

1. Comprender a la audiencia: Considere a su audiencia al crear diagramas UML. Adapte el nivel de detalle y la elección de diagramas para que coincidan con la comprensión y las necesidades de su audiencia, ya sean desarrolladores, arquitectos o partes interesadas.
2. Mantenga los diagramas simples y enfocados: Apunte a la simplicidad en sus diagramas. Cada diagrama debe centrarse en un aspecto específico del sistema o en un conjunto particular de relaciones. Evite el desorden y los detalles innecesarios que puedan distraer la atención del mensaje principal.
3. Utilice convenciones de nomenclatura coherentes: Adopte nombres coherentes y significativos para clases, objetos, atributos, métodos y otros elementos UML. Las convenciones de nomenclatura claras y bien pensadas mejoran la comprensión de sus diagramas.
4. Siga las notaciones UML estándar: Respete las notaciones y símbolos estándar de UML. La coherencia en el uso de las convenciones de UML garantiza que otras personas familiarizadas con UML entiendan fácilmente sus diagramas.
5. Mantenga las relaciones explícitas: Defina y etiquete claramente las relaciones entre elementos. Utilice flechas, notaciones de multiplicidad y nombres de asociaciones apropiados para comunicar la naturaleza de las conexiones entre clases, objetos o casos de uso.

10. UML y desarrollo ágil

El lenguaje de modelado unificado (UML) y el desarrollo ágil son dos enfoques diferentes para el desarrollo de software y pueden integrarse de manera efectiva para mejorar el proceso de desarrollo general. A continuación se presentan algunos puntos clave sobre la relación entre UML y el desarrollo ágil:

10.1. UML en desarrollo ágil

• Visualización y Comunicación: Los diagramas UML proporcionan una forma visual de representar la arquitectura, el diseño y el comportamiento del sistema. En el desarrollo ágil, donde la comunicación es crucial, los diagramas UML pueden servir como herramientas de comunicación efectivas entre los miembros del equipo, las partes interesadas e incluso audiencias no técnicas.
• Historias de usuarios y casos de uso: Los diagramas de casos de uso de UML se pueden utilizar para capturar y modelar historias de usuarios en el desarrollo ágil. Los casos de uso ayudan a comprender el sistema desde la perspectiva del usuario final y contribuyen a la creación de historias de usuario.
• Modelado iterativo: Las metodologías ágiles enfatizan el desarrollo iterativo y UML se puede adaptar para respaldar este enfoque. Los modelos UML se pueden crear y perfeccionar de forma incremental a medida que la comprensión del sistema evoluciona durante cada iteración.
• Técnicas de modelado ágil: Las técnicas de modelado ágil, como el mapeo de historias de usuario y el mapeo de impacto, complementan UML al proporcionar formas livianas de visualizar y comunicar requisitos y diseños. Estas técnicas se alinean con el principio ágil de valorar el software funcional por encima de la documentación completa.

10.2. Equilibrando agilidad y modelado

• Modelado adaptativo: Adopte un enfoque de modelado adaptativo en el que se utilice UML en la medida necesaria para una comunicación y comprensión efectivas. La atención debe centrarse en ofrecer valor a través de un software funcional en lugar de una documentación exhaustiva.
• Empoderamiento del equipo: Capacite al equipo de desarrollo para elegir el nivel correcto de modelado según las necesidades del proyecto. Los miembros del equipo deben sentirse cómodos utilizando UML como herramienta de comunicación sin sentirse agobiados por requisitos excesivos de modelado.

11. Desafíos comunes en el modelado UML

1. Tiempo intensivo: Se puede percibir que el modelado UML requiere mucho tiempo, especialmente en entornos ágiles de ritmo rápido donde se enfatiza el desarrollo rápido. Los equipos pueden tener dificultades para mantenerse al día con la necesidad de actualizaciones frecuentes de los diagramas UML.
2. Sobredocumentación: Los principios ágiles valoran el software funcional sobre la documentación completa. Existe el riesgo de un exceso de documentación al utilizar UML, ya que los equipos pueden dedicar demasiado tiempo a diagramas detallados que no contribuyen directamente a generar valor.
3. Requisitos cambiantes: Los proyectos ágiles a menudo enfrentan requisitos cambiantes y los diagramas UML pueden quedar obsoletos rápidamente. Mantenerse al día con estos cambios y garantizar que los modelos UML reflejen el estado actual del sistema puede ser un desafío.
4. Problemas de colaboración: Agile enfatiza la colaboración entre los miembros del equipo y, a veces, los diagramas UML se ven como artefactos que solo ciertos miembros del equipo entienden. Garantizar que todos puedan contribuir y beneficiarse de los modelos UML puede ser un desafío.

12. Beneficios de utilizar diagramas UML

1. Estandarización: UML proporciona una forma estandarizada de representar modelos de sistemas, lo que garantiza que los desarrolladores y las partes interesadas puedan comunicarse utilizando un lenguaje visual común.
2. Comunicación: Los diagramas UML sirven como una poderosa herramienta de comunicación entre las partes interesadas, incluidos desarrolladores, diseñadores, evaluadores y usuarios comerciales. Ayudan a transmitir ideas complejas de una manera más comprensible.
3. Visualización: Los diagramas UML facilitan la visualización de los componentes, relaciones y procesos del sistema. Esta representación visual ayuda a comprender y diseñar sistemas complejos.
4. Documentación: Los diagramas UML se pueden utilizar como herramientas de documentación eficaces. Proporcionan una forma estructurada y organizada de documentar diversos aspectos de un sistema, como la arquitectura, el diseño y el comportamiento.
5. Análisis y Diseño: UML soporta las fases de análisis y diseño del desarrollo de software. Ayuda a modelar los requisitos de un sistema y luego transformarlos en un diseño que pueda implementarse.