ITESM Campus Cuernavaca Maestr

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ITESM Campus CuernavacaMaestría en Ciencias
ComputacionalesAmbientes de Programación
AvanzadaSesión 1

• Dr. Oscar Mayora Ibarra
• Teléfono Fax [phone]
• Emailomayora_at_itesm.mx
• WEB http//www.mor.itesm.mx/omayora
• WAP http//www.mor.itesm.mx/omayora/index.wml
• Asesoría Lunes 900 1000 A.M.

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Ambientes de Programación Avanzados
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Programa Sintético

• Módulo I Principios de POO y UML
• Evaluación Examen Escrito
• Módulo II Herramientas de Modelado con UML
• Evaluación Exposición sobre Modelado con UML del
  proyecto final
• Módulo III Programación Avanzada
• Evaluación Exposición de Tema

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Evaluación
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Referencias

• Grady Booch, Análisis y Diseño Orientado a
  Objetos con aplicaciones. 2ª. Edición, Addison
  Wesley.
• Grady Booch, James Rumbaugh and Ivar Jacobson.
  UML, El lenguaje unificado de modelado Addison
  Wesley
•  
• Deitel Deitel, JAVA, How to Program Fourth
  Edition, Prentice Hall
•  
• Patrick Naughton and Herbert Schildt, JAVA 2, The
  Complete Java Reference, McGraw Hill,

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INTRODUCCIÓN
Complejidad y Software
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Complejidad
Cuánta Gente? Cuántos Recursos? Cómo colaborar?
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Complejidad inherente al software

• Deriva de 4 elementos
• Complejidad del dominio del problema
• Complejidad de gestión
• Complejidad Inherente a la flexibilidad
• Complejidad de caracterización del comportamiento

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Complejidad Inherente al SW

• Complejidad del dominio
• Los dominios pueden ser muy sofisticados.
• Desacoplamiento de impedancia entre usuarios y
  desarrolladores. No hablan el mismo idioma !!

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Complejidad Inherente al SW

• Complejidad de gestión
• La tarea del equipo de desarrollo de SW es dar la
  ilusión de simplicidad al usuario aunque se trate
  de un sistema muy complejo

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Complejidad Inherente al SW

• Complejidad de flexibilidad
• Un equipo de desarrollo se puede ocupar de
  prácticamente todos los bloques del proyecto sin
  necesidad de ayuda de otros profesionales

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Complejidad Inherente al SW

• Complejidad de caracterización del comportamiento
• Cuando se afirma que un sistema se describe con
  una función contínua, quiere decir que no puede
  contener sorpresas ocultas...
• ...En sistemas discretos cualquier cambio
  externo puede afectar el estado interno de modo
  más brusco. Parnas.

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Consecuencias de la complejidad ilimitada

• Entre más complejo es el sistema, mayor es el
  riesgo de derrumbamiento total.
• Gran inversión de tiempo y recursos humanos.
• Mayor planeación y mejor modelado para minimizar
  el efecto del mantenimiento y la evolución.

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Atributos de un sistema complejo

• Sistemas altamente jerarquizados
• Varios subsistemas relacionados
• Interpretaciones ambiguas de los distintos
  componentes
• Identificar los componentes primitivos
• Sistemas casi descomponibles
• Sus partes no son totalmente independientes. Los
  enlaces internos son más fuertes que los externos
• Tienen patrones comunes
• Se componen de clases genéricas que se combinan
• Tienen su origen en sistemas simples
• Un sistema complejo diseñado desde 0 NO FUNCIONA

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Ordenando por Descomposición

• 1 Descomposición Algorítmica
• 2 Descomposición de Objetos

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Descomposición algorítmica

Automóvil





Sist. Elec.
Sist Mec.




Encendido
Luces
Motor






Carbura.

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Descomposición orientada a objetos
Automóvil
Sist. Eléctrico
Sist. Mecánico
Chasis
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Algorítmica VS Orientada a Objetos

• Enfatiza el orden de los eventos
• Utiliza bloques y módulos para representar
  procesos
• Su crecimiento y mantenimiento implican alta
  complejidad

• Enfatiza los agentes que causan acciones
• Facilita el reuso de mecanismos comunes
• Son más resistentes al cambio
• Disminuye la complejidad

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Diseño de los Sistemas Complejos

1. Arquitectura
2. El propósito del diseño es crear una estructura
   interna (arquitectura) clara y relativamente
   simple sobre el sistema que se quiere
   implementar.
3. Restricciones
4. Satisfacer especificaciones funcionales
   determinadas
5. Ajustarse a las limitaciones impuestas por el
   medio
6. Respetar requisitos implícitos o explícitos sobre
   rendimiento y uso de recursos
7. Satisfacer restricciones sobre las herramientas
   disponibles para realizar el diseño

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Elementos de Modelos de Diseño

• Notación
• El lenguaje para expresar el modelo
• Proceso
• Las actividades que conducen a la construcción
  ordenada de los módulos del sistema
• Herramientas
• Los artefactos que ayudan para construir el
  modelo de modo que éste pueda autoverificarse y
  validarse

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En Resumen

• La complejidad del software es inherente a la
  naturaleza del mismo.
• La tarea del equipo de desarrollo de SW es la de
  crear una ilusión de sencillez.
• La complejidad toma a menudo formas de
  jerarquías.
• Los sistemas complejos evolucionan de formas
  intermedias estables.

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En Resumen

• Existen factores limitantes de la cognición
  humana que se pueden enfrentar mediante la
  descomposición, abstracción y jerarquización.
• Los sistemas complejos se pueden visualizar desde
  el punto de vista de sus procesos o sus
  componentes.
• El diseño OO conduce intrínsicamente a una
  descomposición de los sistemas y ofrece varias
  notaciones y modelos para representarlos.

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Modelo Orientado a Objetos
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Antecedentes de la Programación Orientada a
Objetos

• Evolución de los Paradigmas de Programación
• Avances en Otras Disciplinas con Impacto en la
  Tecnología de Objetos

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Paradigmas de Programación

• Programación Procedural
• Programación Orientada a Lógica
• Programación Orientada a Reglas
• Programación Orientada a Objetos

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Programación Procedural

• Programación Estructurada
• Separación de datos y procesos
• Algoritmos organizados en modo jerárquico
• Uso de estructuras de datos
• Desarrollo top-down''

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Programación Orientada a Lógica

• Entender relaciones entre entidades del programa
• Uso de enunciados lógicos para probar silogismos
  que ayudan a la definición y solución de
  problemas.
• Cálculo de predicados de primer orden
• Razonamiento deductivo del tipo Modus Ponens
• Lisp - Prolog

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Programación Orientada a Reglas

• Colección de definiciones para describir el
  comportamiento de un sistema ante un patrón
  determinado
• Utiliza condiciones If Then Else para
  resolver problemas
• Usa elementos de programación lógica y procedural

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Conceptos del POO Principales Entidades de un
programa OO
Clases
Objetos
Atributos
Métodos
Herencia
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Programación Orientada a Objetos

• Objeto Caja negra que envía y recibe mensajes
• Contiene código y datos encapsulados de modo
  indivisible
• Contra ejemplo C (funciones y estructuras)
• Se define a través de clases
• Se comunica a través de mensajes.
• Envío y/o recepción de mensajes
• Actúa a través de métodos
• Acciones contenidas en los mensajes

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Ejemplo 1 Suma de objetos a1 b2 cab

• Lenguaje No OO (p.ej. C) Lenguaje OO (p.ej.
  Smalltalk)

Esto se lee Toma el objeto a que vale 1 y
mándale el mensaje con el argumento b que
a su vez vale 2 El objeto a recibe el mensaje
y realiza la operación de agregarse a sí mismo el
valor del argumento recibido. Se crea un nuevo
objeto, se le da el valor de 3 y se le asígna a
c.
Toma a que vale 1 y b que vale 2 Usa la
función aditiva del lenguaje y súmalos Toma el
resultado y ponlo en la variable c.
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Ejemplo 2 Suma de objetosLista de Nombres

• Lenguaje No OO (p.ej. C) Lenguaje OO (p.ej.
  Smalltalk)

a List fromString Juan Pérez. b List
fromString Juan López. c a b
struct list ( ltdefinición de la estructura
listgt) list a, b, c a Juan Pérez b
Juan López c a b
Juan Pérez, Juan López
ERROR!!!!
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Ejemplo 3 Suma de Objetos
c
a

b
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Modelo de Objetos Fundamentos

• Abstracción
• Características esenciales del objeto en relación
  a la perspectiva del observador
• Encapsulamiento
• Oculta detalles de la implementación de un objeto
  en diferentes niveles
• Modularidad
• Fragmentación de las abstracciones en unidades
  discretas que reducen la complejidad
• Jerarquía
• Ordena y clasifica las abstracciones en función
  de sus clases y partes de pertenencia

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Modelo de Objetos Elementos Secundarios

• Tipos
• Interacción de los datos en modo congruente
• Concurrencia
• Interacción simultánea de varios objetos
• Persistencia
• Conservación del estado de un objeto en el tiempo
  y en el espacio

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Modelos de Objetos Otros Conceptos

• Herencia
• Definición de una clase en función de otra.
• Herencia Simple
• Heredar de un solo padre. P. Ej. JAVA
• Herencia Múltiple
• Hereder de más de un padre. P. Ej. C

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Modelos de Objetos Otros Conceptos

• Polimorfismo
• Propiedad de los objetos que pertenecen a una
  única jerarquía de compartir una función común
  que se comporta en modo diferente dependiendo del
  objeto específico en donde la función será usada.
• Elementos que comparten el mismo comportamiento /
  interface pero son implementados en modo distinto
• Compartir / Reutilizar código de alto nivel

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Ejemplo de Herencia y Polimorfismo
El Cálculo de Percepciones es distinto en cada
caso!!!
Clase Empleado
Clase Oficinista
Clase Destajista
Clase Comisionista
Clase Trabajador_Hora
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Modelos de Objetos Otros Conceptos

• Overloading (Sobrecarga)
• Uso del mismo Nombre para dos o más clases
  Conceptualmente Relacionadas
• En este caso la ambigüedad queda resuelta en base
  a la información del contexto (signatura)
• Polimorfismo paramétrico

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Resumiendo... Principales Entidades de un
programa OO

• Clase Concepto que encapsula datos y
  procedimientos para describir una entidad del
  mundo
• Objeto Instancia de una clase. Definido a
  partir de la clase
• Atributo Características que definen el estado
  del objeto
• Método Las acciones que se realizan con los
  objetos
• Herencia Definición de una clase a partir de una
  previamente conocida

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Resumiendo... Metodología orientada a objetos
para solucionar un problema.

• 1. Especificación del problema
• 2. Determinar la(s) Clase (s)
• 3. Definir el (los) método(s)
• 4. Definir los Objetos
• 5. Gráfico General
• 6. Programar la Solución