Modelado de Software con UML: Tipos Esenciales de Diagramas para Ingeniería de Sistemas

Conceptos Fundamentales en Modelado de Software

• Diagrama: Es una herramienta visual que sirve para crear un modelo de un sistema.
• Vista: Es una proyección de un sistema desde una perspectiva particular, ofreciendo un enfoque específico sobre sus elementos.
• Modelo: Es una representación simplificada y de bajo costo de la realidad, diseñada con un propósito específico y utilizada como un recurso esencial para comprender el contexto de un sistema.

Introducción al Lenguaje Unificado de Modelado (UML)

UML (Unified Modeling Language) es un lenguaje estándar y ampliamente reconocido para la creación de planos de software. Su versatilidad permite visualizar, especificar, construir y documentar los artefactos de cualquier sistema que involucre una cantidad significativa de software. Un diagrama, en este contexto, es la representación gráfica de un conjunto de elementos interconectados.

Existen 13 tipos de diagramas UML, cada uno diseñado para abordar diferentes aspectos del modelado de sistemas. Estos se clasifican principalmente en tres categorías: Diagramas Estructurales, Diagramas de Comportamiento y Diagramas de Interacción.

Diagramas Estructurales (6 tipos)

Los diagramas estructurales se emplean para visualizar, especificar, construir y documentar los aspectos estáticos de un sistema, es decir, aquellos elementos que no cambian durante la ejecución.

• *1) Diagrama de Clases: Presenta un conjunto de clases, interfaces y colaboraciones, así como las relaciones entre ellas. Son los diagramas más habituales en el modelado de sistemas orientados a objetos, representando la vista de diseño estática del sistema.
• *2) Diagrama de Componentes: Muestra las partes internas, los conectores y los puertos que implementan un componente, detallando su estructura interna.
• *3) Diagrama de Estructura Compuesta: Ilustra la estructura interna de una clase o una colaboración, revelando cómo se interconectan sus partes.
• *4) Diagrama de Objetos: Representa un conjunto de objetos y sus relaciones en un momento específico. Se utilizan para describir estructuras de datos y capturas estáticas de las instancias de los elementos existentes en los diagramas de clases.
• *5) Diagrama de Paquetes: Se usan para reflejar la organización de paquetes y sus elementos, facilitando la estructuración de modelos complejos. Son comúnmente empleados para organizar diagramas de casos de uso y diagramas de clase.
• *5bis) Diagrama de Artefacto: Muestra un conjunto de artefactos (archivos, librerías, ejecutables) y sus relaciones con otros artefactos y con las clases a las que implementan.
• *6) Diagrama de Despliegue: Muestra un conjunto de nodos (dispositivos físicos o entornos de ejecución) y sus relaciones. Los diagramas de despliegue se utilizan para describir la vista de despliegue estática de una arquitectura de sistema.

Diagramas de Comportamiento (3 tipos)

Estos diagramas se utilizan para visualizar, especificar, construir y documentar los aspectos dinámicos de un sistema, es decir, cómo interactúan los elementos a lo largo del tiempo.

Los aspectos dinámicos de un sistema software involucran elementos como el flujo de mensajes a lo largo del tiempo y el movimiento físico de los componentes en una red.

• *1) Diagrama de Casos de Uso: Representa un conjunto de casos de uso, actores (un tipo especial de clases) y sus relaciones. Son fundamentales para organizar y modelar el comportamiento funcional de un sistema desde la perspectiva del usuario.
• *2) Diagrama de Actividad: Muestra el flujo paso a paso en una computación o proceso de negocio. Una actividad detalla un conjunto de acciones, el flujo secuencial o ramificado de acción en acción, y los valores que son producidos o consumidos por estas acciones.
• *3) Diagrama de Estados: Muestra una máquina de estados, destacando el flujo de control entre diferentes estados de un objeto. Describe la vista dinámica del ciclo de vida de un sistema o un objeto. Una máquina de estados es un comportamiento que especifica las secuencias de estados por las que pasa un objeto a lo largo de su vida en respuesta a eventos, junto con sus respuestas a esos eventos.

Diagramas de Interacción (4 tipos)

Los diagramas de interacción muestran una interacción específica que consta de un conjunto de objetos y sus relaciones, incluyendo los mensajes que se pueden enviar entre ellos.

Se pueden construir de dos formas principales:

• Destacando la ordenación temporal de los mensajes (Diagramas de Secuencia y Tiempos).
• Destacando la relación estructural entre los objetos que interactúan (Diagramas de Comunicación y Descripción de Interacción).

• *1) Diagrama de Secuencia: Es un diagrama de interacción que resalta la ordenación temporal de los mensajes intercambiados entre objetos. Se utiliza para describir la vista dinámica de un sistema, mostrando la secuencia de eventos.
• *2) Diagrama de Comunicación: Es un diagrama de interacción que resalta la organización estructural de los objetos que envían y reciben mensajes, enfocándose en las conexiones entre ellos.
• *3) Diagrama de Descripción de Interacción: Ofrece la posibilidad de modelar la combinación de múltiples escenarios de un caso de uso, permitiendo una visión más compleja de las interacciones.
• *4) Diagrama de Tiempos (Timing Diagram): Complementa el diagrama de máquinas de estados, mostrando el vínculo entre objetos de distintas clases y sus cambios de estado a lo largo del tiempo, con un enfoque en las restricciones temporales.