problema abstracción datos acciones problemas y programas programa

Problema

abstracción

DATOS

ACCIONES

Problemas y Programas

Programa

Introducción a la Programación Orientada a Objetos

Un programa es un modelo de la resolución de un problema

Un lenguaje de programación es una notación formal para especificar

un modelo para la resolución de un problema

Programas y Lenguajes


El software es el conjunto de programas que permiten que los dispositivos físicos de una

computadora puedan ser utilizados, junto con la documentación que acompaña al código.

El desarrollo de software es un proceso a partir del cual

se construye un modelo de la resoluciónde un problema

Software y Desarrollo de Software

Todo sistema de software tiene un ciclo de vida durante el cual atraviesa diferentes etapas. El desarrollo en cascada propone una secuencia específica de etapas para abarcar el proceso de desarrollo de software. El producto final de este proceso es un sistema de software que resuelve el problema planteado por la especificación de requerimientos.


El proceso de desarrollo de software

Estudio de Factibilidad

Desarrollo de Requerimientos

Análisis y Diseño del Sistema

Implementación

Verificación

Mantenimiento

DOCUMENTACION






Implementación

Verificación

Mantenimiento

DOCUMENTACION

Un sistema de software se desarrolla para satisfacer una demanda.

La funcionalidad del sistema se especifica a partir de un conjunto de requerimientos.

El éxito de un sistema puede medirse en parte de acuerdo a en qué medida los requerimientos establecidos reflejan la demanda real.

El resultado de esta fase es un documento que especifica qué hará el sistema y sirve de punto de partida para la documentación.





Implementación

Verificación

Mantenimiento

DOCUMENTACION

A partir los requerimientos especificados se diseña una solución.

El resultado de esta etapa es un documento que describe los módulos que integrarán el sistema, sus interfaces y el modo en que se relacionan entre sí, los casos de prueba.

Existen diferentes herramientas y metodologías para encarar esta etapa y la elección de una de ellas tendrá un fuerte impacto en la elección del lenguaje de programación.







Implementación

Verificación

Mantenimiento

DOCUMENTACION

A partir del diseño se genera el programa escrito en un lenguaje de programación y toda la documentación referida al código.

El programa implementado se instala para ser verificado.






Implementación

Verificación

Mantenimiento

DOCUMENTACION

Se valida la implementación respecto a la especificación de requerimientos.

Existen distintas etapas en la verificación y diferentes formas de hacerlo, algunas informales y otras formales.

Los casos de prueba deberían ser diseñados cuidadosamente.

Una vez verificada la implementación se instala el sistema para su puesta en marcha.






Implementación

Verificación

Mantenimiento

DOCUMENTACION

Durante el ciclo de vida de un programa las necesidades del usuario cambian y normalmente crecen.

El mantenimiento involucra todos los cambios en el software que resultan de modificaciones en la especificación.



La programación orientada a objetos brinda un principio y una metodología que apoya al proceso de desarrollo de software en todas sus etapas.Un lenguaje de programación orientado a objetos brinda mecanismos que permiten la aplicación de la metodología y contribuyan a favorecer la calidad y productividad.La metodología sigue siendo dividir para conquistar, pero cambia el modo de dividir.

Programación Orientada a Objetos

El modelo computacional

El modelo computacional propuesto por la programación orientada a objetos es un mundo poblado de objetos comunicándose a través de mensajes.

Programación Orientada a Objetos

El concepto de Objeto

Un objeto es una entidad, física o conceptual, que debe ser modelada a través de sus propiedades y su comportamiento. Las propiedades pueden caracterizarse a través de un conjunto de atributos. El comportamiento queda determinado por un conjunto de servicios que el objeto puede brindar y un conjunto de responsabilidades que debe cumplir.


Cada objeto del problema en ejecución quedará asociado a un objeto de software. Un objeto de software es un modelo, una representación abstracta del objeto real. Un objeto de software tiene una identidad, un conjunto de servicios y un estado interno.


La palabra objeto se utiliza entonces para referirse a: Los objetos del problema, es decir, las

entidades identificadas en la etapa de Análisis y Diseño.

Los objetos de software, esto es, las instancias que modelan en ejecución a las entidades del problema.


Objetos de software

Objetos del problema

Propiedades

Atributos

Comportamiento

Servicios

Los objetos del problema pueden agruparse en clases de acuerdo a sus propiedades y comportamiento. Todos los objetos de una misma clase van a estar caracterizados por las mismas propiedades y brindan los mismos servicios.

El concepto de Clase

Desde el punto de vista del diseño, una clase es un patrón que establece los atributos, los servicios que brindan los objetos que son instancias de esa clase y las responsabilidades respecto al resto de las clases que conforman el sistema. En la implementación una clase es un módulo de software que puede construirse y verificarse con cierta independencia respecto a los demás. Una clase puede pensarse como un tipo de dato a partir del cual es posible crear objetos.



Diseño de una clase

Un lenguaje de modelado es una herramienta que permite modelar las partes esenciales de un sistema de software. Un diagrama de clases permite especificar la estructura de un programa en función de las clases que lo componen.


Diagrama de clases

NombreAtributos de claseAtributos de instanciaConstructoresComandosConsultasResponsabilidades

Se pueden agregar notas o comentarios que describan restricciones o la funcionalidad.


Diagrama de clases

El nombre de una clase representa la abstracción del conjunto de instancias. Un atributo es una propiedad o cualidad relevante que caracteriza a todos los objetos de una clase. Un servicio es una operación que todas las instancias de una clase pueden realizar. Una responsabilidad representa un compromiso para la clase o un requerimiento.

Caso de Estudio: Medición de la presión arterial

La presión arterial es la fuerza de presión ejercida por la sangre circulante sobre las arterias y constituye uno de los principales signos vitales de un paciente. Se mide por medio de un esfigmomanómetro, que usa la altura de una columna de mercurio para reflejar la presión de circulación. Los valores de la presión sanguínea se expresan en kilopascales (kPa) o en milímetros del mercurio (mmHg). Para convertir de milímetro de mercurio a kilopascales el valor se multiplica por 0,13.

Especificación de Requerimientos

http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Sangre

http://es.wikipedia.org/wiki/Signos_vitales



http://es.wikipedia.org/wiki/Esfigmoman%C3%B3metro

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Columna_de_mercurio&action=edit&redlink=1



http://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad_de_presi%C3%B3n)


La presión sistólica se define como el máximo de la curva de presión en las arterias y ocurre cerca del principio del ciclo cardíaco durante la sístole o contracción ventricular; la presión diastólica es el valor mínimo de la curva de presión en la fase de diástole o relajación ventricular del ciclo cardíaco. La presión de pulso refleja la diferencia entre las presiones máxima y mínima medidas.


http://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADstole_(coraz%C3%B3n)

http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_card%C3%ADaco



http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Di%C3%A1stole_(coraz%C3%B3n)&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Presi%C3%B3n_de_pulso&action=edit&redlink=1




Estas medidas de presión no son estáticas, experimentan variaciones naturales entre un latido del corazón a otro y a través del día y tienen grandes variaciones de un individuo a otro. La hipertensión se refiere a la presión sanguínea que es anormalmente alta, y se puede establecer un umbral para la máxima y otro para la mínima que permitan considerar una situación de alarma.



PresionArterial

<<atributos de clase>>umbralMax,umbralMin :entero<<atributos de instancia>>maxima,minima :entero

Diagrama de clases: Atributos

El diseñador decidió que de cada medición se representarán dos atributos: máxima y la mínima.En la caracterización interesa también conocer el pulso, pero el diseñador resolvió que este valor no se mantenga como un atributo, sino que se calcule como la diferencia entre la máxima y la mínima.


requiere ma > mi <<Constructores>> PresionArterial(ma,mi:entero)

PresionArterial

Diagrama de clases: Constructores

El constructor tiene siempre el mismo nombre que la clase.Es un servicio que se usa cuando se crea un objeto de la clase.


<<Consultas>>obtenerUmbralMax():entero obtenerUmbralMin():enteroobtenerMaxima():enteroobtenerMinima():entero

PresionArterial

Diagrama de clases: Consultas

Cada consulta retorna un resultado.En este caso cada consulta retorna el valor de un atributo.


alarmaHipertensión: maxima>umbralMax o minima>umbralMin

pulso: máxima-mínimavalores representados en milímetros de mercurio

<<Consultas>>obtenerMaximaHP():realobtenerMinimaHP().real obtenerPulso():enteroalarmaHipertension():boolean

PresionArterial

Diagrama de clases: Consultas

La clase brinda métodos que computan un valor a partir de los valores de los atributos.


Requiere máxima > mínima y ambos mayores a 0. Los valores están expresados en milímetros de mercurio.

PresionArterial

Diagrama de clases: Responsabilidades


alarmaHipertensión: maxima>umbralMax o minima>umbralMin

pulso: máxima-mínimavalores representados en milímetros de mercurio

requiere ma > mi

PresionArterial

<<atributos de clase>>umbralMax,umbralMin :entero<<atributos de instancia>>maxima,minima :entero<<Constructores>> PresionArterial(ma,mi:entero)<<Consultas>>obtenerUmbralMax():entero obtenerUmbralMin():enteroobtenerMaxima():enteroobtenerMinima():enteroobtenerMaximaHP():realobtenerMinimaHP().real obtenerPulso():enteroalarmaHipertension():boolean

Requiere máxima > mínima y ambos mayores a 0. Los valores están expresados en milímetros de mercurio.


class PresionArterial {…}

Implementación en Java

PresionArterial

La palabra reservada class está seguida por el nombre de la clase.Las llaves delimitan el código de la clase, existen otros delimitadores como los corchetes y los paréntesis.


class PresionArterial {…}


PresionArterial

Java es libre de la línea y sensible a las minúsculas y mayúsculas.Adoptamos algunas convenciones para favorecer la legibilidad.


class PresionArterial {/*Valores representados el milímetros de mercurio*///Atributos de clase…//Atributos de instancia…}


PresionArterial

El símbolo // precede a un comentario de una línea.Los símbolos /* */ delimitan a un comentario de varias líneas.Los comentarios del diagrama se retienen en el código.


/*Valores representados el milímetros de mercurio*///Atributos de claseprivate static final int umbralMax=120;private static final int umbralMin=80;


PresionArterial

<<atributos de clase>>umbralMax,umbralMin :entero

El umbral máximo y mínimo es el mismo para todas las mediciones de presión.Los atributos de clase representan justamente estos valores constantes.


/*Valores representados el milímetros de mercurio*///Atributos de claseprivate static final int umbralMax=120;private static final int umbralMin=80;


PresionArterial

<<atributos de clase>>umbralMax,umbralMin :entero

El modificador static establece que todas las instancias de la clase PresionArteriral comparten el mismo valor para cada umbral.El modificador final indica que se trata de valores constantes, establecidos en la declaración.


//Atributos de instanciaprivate int maxima;private int minima;


PresionArterial

<<atributos de instancia>>maxima,minima :entero

De cada medición se registra dos valores de tipo elemental int. Los atributos de instancia representan justamente estos valores variables.El símbolo ; termina cada instrucción


//Constructorpublic PresionArterial(int ma,int mi){//Requiere ma > mi maxima = ma; minima = mi;}

<<Constructor>> PresionArterial(ma,mi:entero)


PresionArterial

El constructor se invoca en el momento que se registra una medición.El valor de cada atributo de instancia se inicializa con un parámetro.


//Consultaspublic int obtenerUmbralMax(){ return umbralMax;}

<<Consultas>>obtenerUmbralMax():entero


PresionArterial

Toda consulta incluye una instrucción return seguida de una expresión de tipo compatible con el resultado.


public int obtenerUmbralMin(){ return umbralMin;}

<<Consultas>>obtenerUmbralMin():entero


PresionArterial

Los atributos no son visibles desde el exterior de la clase. Para acceder a cada atributo definimos una consulta.


public int obtenerMaxima(){ return maxima;}public int obtenerMinima(){ return minima;}

<<Consultas>>obtenerMaxima():realobtenerMinima().real


PresionArterial

Adoptamos la convención de nombrar a estos servicios con la palabra obtener seguida del nombre del atributo.


public double obtenerMaximaHP(){//Convierte a hectopascales return maxima*0.13;}

<<Consultas>>obtenerMaximaHP():realobtenerMinimaHP().real


PresionArterial

La expresión recibe un operando entero y uno real, de modo que convierte el primero y computa un real. Este valor a su vez se convierte automáticamente a tipo double porque es el tipo del resultado.


public double obtenerMinimaHP(){//Convierte a hectopascales return minima*0.13;}

<<Consultas>>obtenerMaximaHP():realobtenerMinimaHP().real


PresionArterial

Adoptamos la convención de nombrar a los servicios con un identificador en minúscula, salvo si concatena a dos o más palabras.


public int obtenerPulso(){ return maxima-minima;}

obtenerPulso():entero


PresionArterial

El diseñador decidió no mantener un atributo para el pulso, sino que el valor se calcula como la diferencia entre la máxima y la mínima.Las clases que usan a PresionArterial acceden de manera uniforme al pulso, el valor máximo y el valor mínimo, representado en dos unidades de medida.


public boolean alarmaHipertension(){ return maxima > umbralMax || minima > umbralMin;}

alarmaHipertension():boolean


PresionArterial

Cuando la ejecución de la consulta termine retorna como resultado un valor booleano que resulta de evaluar la expresión.El operador || denota disyución con cortocircuito, si la primera subexpresión computa true, no se computa la segunda.


public boolean alarmaHipertension(){ boolean b=maxima>umbralMax || minima>umbralMin; return b;}



PresionArterial

Esta versión, equivalente a la anterior, utiliza una variable local booleana para retener el valor de la expresión computada.La consulta retorna el valor de la variable.


public boolean alarmaHipertension(){ boolean b if (maxima>umbralMax || minima>umbralMin) b=true; else b = false; return b;}



PresionArterial


class testPresion {public static void main (String a[]){ PresionArterial med1; PresionArterial med2; med1 = new PresionArterial (115,60); med2 = new PresionArterial (110,62); int p1 = med1.obtenerPulso(); int p2 = med2.obtenerPulso(); System.out.println ("Primera medición pulso "+p1); System.out.println ("Segunda medición pulso "+p2);}}


La ejecución del programa va a comenzar con la ejecución del método main. Las instrucciones:

PresionArterial med1; PresionArterial med2; Declaran dos variables de clase PresionArterial y son equivalentes a:

PresionArterial med1,med2;


Las instrucciones:

med1 = new PresionArterial (115,60); med2 = new PresionArterial (110,62);

Crean dos objetos, cada uno de los cuales queda ligado a una variable.


La instrucción:

int p1 = med1.obtenerPulso();

envía el mensaje obtenerPulso() al objeto ligado a la variable med1.

El mensaje provoca la ejecución del método provisto por la clase y retorna un valor de tipo int que se asigna a la variable p1.


Las instrucciones: System.out.println (med1.obtenerMaxima()+"-"+ med1.obtenerMinima()+" pulso "+p1); System.out.println (med2.obtenerMaxima()+"-"+ med2.obtenerMinima()+" pulso "+p2);

provocan una salida por consola.

System es un objeto que recibe el mensaje out.println. El parámetro de este mensaje es una cadena de caracteres, esto es un objeto de la clase String, provista por Java. La cadena se genera concatenando cadenas de caracteres.

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