Fundamentos del Diseño de Software: Arquitectura, UML y Principios OO

Diseño de Software

Es el proceso de definir la estructura, componentes e interfaces de un sistema o componente, junto con el resultado de este proceso.

Objetivo del Diseño: Especificar cómo se comunican los componentes dentro de una arquitectura, utilizando interfaces para ocultar la implementación.

Niveles de Diseño:

• Arquitectónico: Organiza y descompone el sistema en componentes de alto nivel.
• Detallado: Define el comportamiento y detalles de los componentes.

Principios de Diseño:

• Abstracción: Identifica lo esencial de un fenómeno, ignorando detalles irrelevantes.
• Descomposición y Modularidad: Divide el sistema en partes manejables y define interfaces claras.
• Acoplamiento y Cohesión: Busca un acoplamiento débil entre módulos y alta cohesión dentro de cada módulo.
• Encapsulamiento: Oculta la implementación interna de un componente.
• Separación de Interfaz e Implementación: Define interfaces claras entre componentes.
• Suficiencia, Completitud y Sencillez: Los diseños deben ser completos pero no excesivamente complejos.

Estilos Arquitectónicos

• Filtro-Tubería: Proceso de transformación de datos en una secuencia de etapas.
• Capas: Organización jerárquica de componentes en capas.
• Sistemas Distribuidos: Divide la funcionalidad entre procesos distribuidos.

Conceptos de Orientación a Objetos (OO) y UML

• Conceptos de OO: Abstracción, herencia, encapsulamiento y polimorfismo.
• UML (Unified Modeling Language): Estándar para modelar sistemas software.

UML: Modelos y Tipos de Diagramas

Modelo en UML: Es una abstracción del sistema del mundo real, capturando aspectos relevantes para un propósito específico.

Tipos Principales de Diagramas UML:

• Diagrama de Clases: Muestra clases, interfaces y relaciones.
• Diagrama de Casos de Uso: Describe interacciones entre actores y el sistema.
• Diagrama de Secuencias: Representa interacciones entre objetos en secuencia temporal.
• Diagrama de Actividad: Muestra flujo de control o proceso paso a paso.
• Diagrama de Estados: Describe estados y transiciones de un objeto.
• Diagrama de Componentes: Ilustra componentes físicos del sistema y sus relaciones.
• Diagrama de Paquetes: Organiza elementos en grupos lógicos o de namespaces.
• Diagrama de Despliegue: Muestra la arquitectura física y distribución de componentes en hardware.

Principios de Diseño Orientado a Objetos:

Abierto-Cerrado, Responsabilidad Única, Separación de Interfaz, Sustitución de Liskov: Lograr un bajo acoplamiento y alta cohesión.

Evaluación y Métricas en el Diseño

Importancia de la Evaluación: Comparar diseños y establecer criterios de calidad.

Métricas: Cohesión, Acoplamiento y otras medidas para evaluar la complejidad del diseño.