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Resumen aprendiendo UML en 24 horas

Ingeniería de software Ing. Manuel Malpica rodríguez POR:

Eric Raúl Vasquez Carranza

APRENDIENDO UML EN 24 HORAS PARTE I HORA 01: Introducción al UML El UML (Lenguaje Unificado de Modelado) es una herramienta que permite generar diseños. Su característica es organizar y entender diagramas. El UML es necesario para el análisis del problema para que se pueda resolver y también para que el cliente pueda comprenderlo. Fue creado por Grady Booch, James Rumbaugh e Ivar Jacobson a los cuales se les llamo recientemente “Los Tres Amigos”, cada uno diseño su propia metodología para el análisis y diseño orientado a objetos. A mediados de los 90 intercambiaron ideas y desarrollaron su trabajo en conjunto el UML circularon en distintas industrias de software y se llegó a conformarse un consorcio de UML. En el año 1997 produjeron la versión 1.0 y tomaron en cuenta al OMG (Grupo de Administración de Objetos) se aumentó y se generaron otra versión 1.1 a finales del mismo año, el OMG se encargó de conservar el UML en la que se produjeron 2 versiones más en 1998. DIAGRAMAS Los diagramas de UML permiten examinar una instancia desde diferentes formas. Es un sistema que se ha convertido en estándar en el mundo del desarrollo se sistemas que está constituido por diagramas que permiten generar un anteproyecto. 

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Diagrama del UML: está compuesta por diversos elementos gráficos que se combinan para hacer diagramas, pues el UML es un lenguaje en la que cuenta con realizar combinaciones que son los elementos y reglas. Diagrama de las clases: tiene atributos de un conjunto de tareas.

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Diagrama de objetos: es una instancia de clases que especifica atributos y clases.

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Diagrama de casos de uso: es una descripción de las acciones de un sistema y para los desarrollaron esta es una herramienta valiosa pues es una técnica de aciertos y errores.

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Diagrama de estado: Son los pasos para ver el estado de cada objeto.

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Diagrama de secuencia: es un sistema funcional en la que los objetos interactúan entre sí que son con bases de tiempo.

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Diagrama de actividades: es lo que ocurre en cada caso del comportamiento del objeto.

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Diagrama de colaboración: los elementos del sistema trabajan en conjunto para cumplir con su objetivo del sistema.

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Diagrama de componentes: es importante en los procesos del desarrollo en equipo.

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Diagrama de distribución: muestra la arquitectura física del sistema informativo como las interconexiones y el software que está en cada máquina.

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Otras Características:  Paquetes: permite agrupar los elementos de un diagrama.

 Notas: en cualquier diagrama se puede agregar comentarios aclaratorios.

 Estereotipos: permite crear nuevos elementos a partir de otros existentes.

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HORA 2: Orientación a Objetos La orientación a objetos que es un paradigma, es lo que hace funcionar a los objetos y utilizarlos en el análisis y diseño. Son atributos y acciones que se basa en componentes para el desarrollo del software que es importante para el diseño.       

Abstracción: Deja las propiedades y acciones necesarias de un objeto. Herencia: un objeto tiene todas las características de la clase de la que proviene. Polimorfismo: una operación puede tener el mismo nombre en diversas clases, y funcionar distinto en cada una. Encapsulamiento: Ocultan la funcionalidad interna de sus operaciones de cada objeto. Envío de mensajes: trabajan en conjunto en la envían un mensaje para realizar una operación, y el objeto receptor ejecutara la operación. Asociaciones: los objetos se relacionan entre si de alguna manera. Agregación: un objeto que se conforma de una combinación de diversos tipos de objetos.

HORA 3: Uso de la orientación a objetos: 

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Concepción de una clase: es la representación de una clase. El nombre, atributos, operaciones y responsabilidades de las clases, el UML permite indicar la información respecto a la clase. Atributos: es una propiedad o característica de una clase

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. Operaciones: son las acciones o tareas que la clase puede realizar.

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Responsabilidades u restricciones: permite establecer otro tipo de información en sí misma. Mostrará las responsabilidades que será la descripción de la clase. En el símbolo, indicará las responsabilidades en su área inferior que contiene las operaciones. Las restricciones es una forma más formal que está protegido por claves.

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Que hacen las clases como encontrarlas: las clases son el vocabulario de un área de conocimiento que son áreas de conocimiento del sistema de computación en la que resuelven los problemas de dicha área

HORA 4: Uso de relaciones: Asociaciones: las clases se conectan entre sí de forma conceptual en lo cual puedan ser muy amplias.

Pueden aparecer 2 asociaciones entre clases en el mismo diagrama.

Pueden asociarse diversas clases con una sola.

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Restricciones en las asociaciones: indica restricción a la línea de asociación. La restricción es la relación que es una línea discontinua que conecta a dos líneas de asociación.

Otro tipo de restricción es la relación O (distinguida como {Or}):

Clases de asociación: puede contener atributos y operaciones en la que utiliza una línea discontinua para así conectar a las líneas de asociación. Una clase de asociación, se conecta a una asociación mediante una línea discontinua en la que se puede asociarse a otra clase.

Vínculos: Es como un objeto que tiene instancia, una asociación también cuenta con instancias.

Multiplicidad: Es la cantidad de objetos de una clase en la que se relaciona con un objeto de la clase asociada.

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Posibles multiplicidades y como representarlas en el UML:

En el UML representa la herencia con una línea que conecta a la clase principal con la secundaria .este tipo de conexión se le interpreta con la frase es de tipo de. Una clase puede no provenir de una clase principal, puede ser una clase base o una clase raíz. Si una clase tiene exactamente una clase principal, tendrá una herencia simple y si proviene de varias clases principales tendrá una herencia múltiple. Descubrimiento de la herencia: es la conversación con el cliente en lo que descubrirá clases principales como secundarias Clases abstractas: son útiles pues funcionan como clases principales para clases secundarias. Dependencia: una clase utiliza a otra y esta la operación de una clase a otra clase. En una dependencia, una clase utiliza a otra clase, se proyecta como una línea discontinua que reúne a las dos clases.

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HORA 5: Agregación, composición, interfaces y realización: Agregación: una clase consta de otras clases que es la jerarquía dentro de una clase completa.

Restricción en las agregaciones: son los componentes posibles que se establece dentro de una relación.

Composición: es de tipo muy representativo de una agregación, cada componente dentro de una composición puede pertenecer a un todo.

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Interfaces y realizaciones: es una serie de operaciones que realiza un clase en un sistema.

Visibilidad: es una interfaz que es público, de modo que cualquier clase puede utilizarla atributos u operaciones la visibilidad tiene tres niveles y son:   

Nivel público: la funcionalidad se extiende a otras clases. Nivel protegido: la funcionalidad se otorga a las clases que heredan a la clase original. Nivel privado: solo la clase original puede utilizar atributos u operaciones.

Ejemplos: los atributos y operaciones públicos y privados, tanto de una televisión como de un automóvil:

.Ámbito: Es la forma de cómo se relacionan con el sistema y hay dos formas:  Ámbito de instancia: cada instancia cuenta con su propio valor en un atributo u operación.  Ámbito de archivador: solo tendrá un valor del atributo u operación de todas las instancias de la clase. Este tipo de ámbito aparece el nombre subrayado, se utiliza con frecuencia cuando un grupo específico de instancia quiere compartir unos valores exactos de un tributo que es privado HORA 6: Introducción a los casos de uso Los casos de uso es seguir de análisis del caso de uso que es una ayuda para trabajar con los usuarios para ver cómo se usara un sistema.

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Importancia: involucra a los usuarios en las estepas iniciales y diseño del sistema en la que aumenta el mayor provecho para la gente Es una estructura que sirve para describir la forma en que un sistema funcione para los usuarios potenciales. La forma inclusión es utilizar los pasos de un caso como secuencia de pasos de un caso de uso como consecuencia de pasos y extensión crea un nuevo caso de uso. Es posible volver a utilizar el uso del caso de uso, la forma de inclusión es una forma de utilizar los pasos y también la forma es de extensión se crea un nuevo caso de uso mediante los pasos de un caso ya existente.

HORA 7: Diagrama de caso de uso: Ayuda al analista a comprender lo que el sistema deberá comportarse. Le ayuda a obtener los requerimientos desde el punto de vista del usuario. El diagrama de caso de uso es muy importante y más cuando se visualiza con el UML al usuario le permitirá mostrar los casos de uso para que puedan dar mayor información. Representación de un modelo de caso de uso: Una elipse representa un caso de uso, muestra los beneficios del análisis del caso de uso que le muestra entre el sistema y el mundo externo.

Ejemplos sobre la máquina de gaseosas:

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La concepción de las relaciones entre casos de uso: Los casos de uso se relaciona entre si y existen varias relaciones que son la inclusión permite volver a utilizar los pasos del caso de uso, la extensión permite crear un caso a partir de uno ya existente. También hay otros tipos de relación que son generalización cuenta con un caso que se hereda de otro y agrupamiento forma sencilla de organizar los casos de uso. Ejemplo dela relación de inclusión:

Ejemplo se muestra la relación de extensión e inclusión:

Generalización:

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Las clases pueden heredar entre si y esto también se aplica a los casos de uso .la herencia de casos de uso, el caso de uso secundario hereda las acciones y significado del primero: Un caso de uso puede heredar el sentido y comportamientos de otro: Ejemplo:

La generalización puede establecerse entre actores. Así como casos de uso: Ejemplo:

Agrupamiento: Podría tener varios casos de uso que querrá organizar siempre y cuando él sistema tenga varios subsistemas, para esto sería mejor agrupar en un paquete los casos de uso. Aplicación de los modelos de caso de uso: Ayuda a comprender con más profundidad los modelos de casos de uso. Y como aplicarlos. Comprensión de los usuarios: Este dominio vuelve a sus usuarios su atención debido que el objetivo es entender los tipos de funcionalidad en la que está por crear en el sistema.

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Profundización: Se genera un caso se usó de alto nivel con la que puedan responder a lo que el actor está haciendo y los demás puedan entender su sistema.

HORA 8: Diagramas de estado: Como un elemento se puede se puede modificar los procedimientos con el tiempo. ¿Qué es un diagrama de estados? Es como un objeto que lo compone modificaron su estado como una respuesta a los sucesos y al tiempo. Diagrama de estados UML captura este tipo de cambios pues es el comportamiento del sistema. Simbología: Es representar una transición de un estado.

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Sucesos, acciones y condiciones de seguridad: Suceso y acciones: Pueden agregar ciertos detalles a las líneas de transición, para indicar un suceso una transición (desencadena un suceso). La acción que se ejecuta y haga que suceda la modificación del estado. Los sucesos y acciones se lo escribirán cerca de la línea de transición.

Condiciones de seguridad: Es como protegemos una secuencia de sucesos sin la interacción del usuario para si no tener ningún problema con cada proceso que realicemos.

Subestados: secuenciales y concurrentes: Subestados: Los cambios de estados dados que estos estados se encuentran dentro de otros. Hay dos tipos de subestados:  Subestados secuenciales: son subestados que uno tras de otro.

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Ejemplos de subestados secuenciales dentro de una GUI:  Subestados concurrentes: actualiza un despliegue de una aplicación después de un intervalo específico. Ejemplos de subestados concurrentes suceden al mismo tiempo una línea discontinua los separa:

Estados históricos: El diagrama de estados históricos captura esta idea. UML proporciona un símbolo que muestra el estado en que esta.

HORA 9: Diagrama de secuencias: Consta de objetos que se representan del modo usual: rectángulos con un nombre (subrayado). Mensaje: Un mensaje va de un objeto que pasa a otra línea de vida de un objeto a la de otro

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En la cual pueden ser: Mensajes simples: Es la transferencia del control de un objeto a otro. Mensaje sincrónico: espera la respuesta de un mensaje para continuar con su trabajo. Mensaje asincrónico: no espera la respuesta del mensaje y la continúa con su trabajo.

Secuencia: Es un carácter que aparece inmediatamente del mensaje ejecutado.

El caso de uso: ¿Qué es exactamente lo que representa un diagrama de secuencias? Es la interacción de los objetos que se realizan durante un escenario.

Diagrama de secuencias genérico: Se cuenta todos los escenarios de un caso de uso al momento de crear un diagrama de secuencias. Este caso podrá generar un diagrama de secuencias genérico a partir de un diagrama de secuencias de instancias.

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Como representar la recursividad: Un objeto cuenta con una operación que se invoca así misma y es una característica fundamental de varios lenguajes de programación. El diagrama de secuencias agrega la dimensión del tiempo para la interactividad de los objetos.

HORA 10 DIAGRAMAS DE COLABORACIONES    

Muestra la forma en que los objetos colaboran entre sí. Los diagramas de colaboraciones son similares a los diagramas de secuencia. El diagrama de colaboraciones se organiza de acuerdo al espacio. Los elementos de un sistema trabajan en conjunto para cumplir con los objetivos del sistema.

¿Qué es un diagrama de colaboraciones?    

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Es una extensión de uno de objetos. Los diagramas de colaboraciones muestran los mensajes que se envían los objetos entre sí. Puede convertir cualquier diagrama de secuencia en colaboración y viceversa. La cifra y el mensaje se separan por dos puntos (:).

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La GUI: Un actor inicia la secuencia de interacción al oprimir una tecla, con los que los mensajes ocurrirán de manera secuencia. En lo cual veremos en el siguiente ejemplo:

Cambio de estado: Puede mostrar los cambios de estado en un objeto. En el ejemplo siguiente muestra que el estado de inicialización se convierte en el estado operativo.

La máquina de gaseosas: El diagrama de colaboraciones es directo, como lo muestra la figura:

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Hora se va agregar el caso de “cantidad incorrecta de dinero”. Se colabora las condiciones entre corchetes, misma a las que se antecede a los corchetes, lo importante coordinar las condiciones con la numeración. Por ejemplo si una maquina no cuenta con cambios correctos tendrá que mostrar un mensaje que lo indique. Cuando agreguen una condición, agregará una bifurcación en el control del flujo.

El diagrama de colaboraciones “comprar gaseosas” con toda la situación “monto de dinero inadecuado”.

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Creación de un objeto:  

Para mostrar la creación de un objeto, agregara un estereotipo “crear” al mensaje que genera un objeto. Se utilizara instrucciones “si” (if) y mensaje enviado. También trabajara con un ciclo “mientras” (while). Con el diagrama de secuencia, para representar a “mientras”, colocara esta condición entre corchetes y antecederá al del lado izquierdo con un asterisco.

Algunos conceptos más:

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Varios objetos receptores en una clase:  En ocasiones un objeto envía un mensaje a diversos objetos de la misma clase.  La representación de los diversos objetos es una pila de rectángulos.  Se agregara una condición entre corchetes precedida por un asterisco para indicar que el mensaje ira a todos los objetos.

 Un objeto que envía un mensaje a varios otros en un orden especifico.

 Representación de los resultados:  Un mensaje podría ser una petición a un objeto para que realice un cálculo y devuelva un valor.  El UML le da una sintaxis para representar esta situación, se deberá escribir una representación que tenga el nombre del valor devuelto a la izquierda seguido de “:=”, a continuación el nombre de la operación y la cantidad con que operará para producir el resultado.

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 Objetos activos:  Un objeto específico controla el flujo.  Estos objetos activos pueden enviar mensajes a los objetos pasivos e interactuar con otro objeto activo.  Al proceso de dos a más objetos activos que hagan su tarea al mismo tiempo se le conoce como concurrencia.  Se representa como un rectángulo con un borde grueso en negro.

Sincronización:  Es que un objeto solo puede enviar un mensaje después de que otros mensajes han sido enviados y deben estar en un orden debido.  En lugar de anteceder el mensaje con una etiqueta numérica, lo antecederá con una lista de mensajes que tendrá que completarse antes de que se realice el paso cinco.

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Adiciones al panorama:  El panorama del UML ahora incluye otro diagrama dado que se refiere al comportamiento de los objetos, el diagrama de secuencia iría bajo la 0categoría, el diagrama de colaboraciones

HORA 11 DIAGRAMAS DE ACTIVIDADES: A sido diseñado para mostrar una visión simplificada de lo que ocurre durante una operación o un proceso.  Es una extensión de un diagrama de estado.  El diagrama de actividades resalta precisamente a las actividades.

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Decisiones, decisiones, decisiones:  Casi siempre una secuencia de actividades llagara a un punto donde se realizara alguna decisión, ciertas condiciones se llevan por un camino y otro por otro.  Se podrá representar un punto de decisiones de una o dos formas: la primera es mostrar la ruta posible que parte directamente de una actividad y la segunda es llevar la transición hacia un rombo.

Rutas concurrentes:  Tendrá la oportunidad de separar una transición en dos rutas que se ejecuten al mismo tiempo.  La representación de una transacción que se bifurca en dos rutas que se ejecutan de forma concurrente y luego se reincorpora.

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Indicaciones:  El símbolo para enviar una indicación es un pentágono convexo, y el que el recibe es un pentágono cóncavo.  Las imágenes representan él envió y recensión de una indicación.

Aplicación de los diagramas de actividad: 

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Una operación: Fibs

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 Se conoce la serie Fibonacci 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13,…., cada número es un “fib”.  Un diagrama de actividades para calcular fib(n), una operación que calcula el enésimo número del Fibonacci.

Procesos de creacion de un documento:  El diagrama de actividades para el proceso de creacion de un documento se cumple com el siguiente ejemplo.

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Marco de responsabilidad:    

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Uno de los aspectos más útiles del diagrama de actividades es su facultad para expandirse y mostrar quien tiene la responsabilidad de un proceso. Reparara el diagrama en segmentos paralelos conocidos como marco de responsabilidad. Cada marco de responsabilidad muestra el nombre de un responsable en la parte superior y presenta la actividad de cada uno. A continuación mostraremos un diagrama de actividades para el proceso de negociación en una junta con un cliente:

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Acá vamos a mostrar la versión con marcos de trabajo de diagrama de actividades que muestra quien es el responsable de cada actividad:

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Diagramas híbridos:  

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Es posible combinar al diagrama de actividades como símbolo de otros diagramas que se producirán diagramas hídricos. La depuración de la actividad “imprimir documento” nos otorga un diagrama hídrico.

El diagrama hídrico podrá mostrar un diagrama de actividades para realizar una operación dentro de un símbolo de objeto, y mostrar al objeto que recibe una petición para ejecutar la operación.

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Adiciones al panorama: 

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El panorama del UML ahora incluye otro diagrama el cual es el diagrama de actividades.

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HORA 12 DIAGRAMAS DE COMPONENTES 

Decide que elementos va a interactuar con otros.

Qué es un componente:  

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Un componente de software es una parte física de un sistema, y se encuentra en la computadora, no en la mente del analista. La relación entre un componente y una clase, imagine un componente como la personificación de software de una clase, la clase presenta una abstracción de un conjunto de operaciones y atributos. Los componentes puede ser la implementación de más de una clase. Lo más importante de los componentes es el potencial que tiene de volver a ser utilizado.

Componentes e interfaces:      

La interfaz es un conjunto de operaciones que especifica algo de acuerdo al comportamiento de una clase. La interfaz es un conjunto de operaciones que representa una clase a otra. La interfaz que utiliza una clase es la misma que la que utiliza su implementación de software (un componente). Solo se podrá ejecutar la operación de un componente a través de su interfaz. El componente que proporciona los servicios se dice que posee una interfaz de exportación. Al que accede a los servicios se dice que utiliza una interfaz de importación.

Situación y reutilización:  

Puede sustituir un componente con otro si el nuevo contiene la misma interfaz que el anterior. Podrá utilizar un componente en otro sistema si este puede acceder al componente utilizado en proyectos de desarrollo a lo largo de una empresa.

Tipos de componentes:   

Componentes de distribución: que conforman el funcionamiento de los sistemas ejecutables (ejemplo: DLL, ejecutable.). Componentes para trabajar en el producto: a partir de los cuales se han creado los componentes de distribución (como archivos de base de datos). Componentes de ejecución: creados como resultado de un sistema de ejecución.

Qué es un diagrama de componentes: 

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Representación de un componente:  El símbolo es un rectángulo que tiene otros dos sobrepuestos en su lado izquierdo.

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 En esta figura que si los componentes es miembro de un paquete, puede utilizar el nombre del paquete como un prefijo para el nombre del componente.

 En esta figura muestra la clase que implementa un componente en particular. Los símbolos de las relaciones entre un componente y las clases que implementa.

Cómo representar las interfaces:  Puede representar a un interfaz como un rectángulo conectado al componente por una flecha de realización.

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 Puede representar a un interfaz como un pequeño circulo, conectado al componente por una línea continua que, en este contexto, se interpreta con realización.

 Una interfaz que realiza un componente y otra de la que depende.

Aplicación de los diagramas de los componentes: 

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Una página Web con un subprograma Java:  Este ejemplo modela un programa tomado del libro de Rogers Cadenhead, cada archivo class es un componente y cada uno es la implementación de una clase.  En el siguiente ejemplo muestra el diagrama de componentes. Un paquete corresponde al directorio en donde se encuentra los archivos, el otro al JDK (conjunto de herramientas para desarrollo en java).

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Una página Web con controles ActiveX:  Con tantos tipos de componentes ActiveX (controles) disponibles, podremos encontrar alguno que haya casi todo lo que requiere una aplicación.  La figura muestra el diagrama de componentes para esta página.

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PowerToys:  Muestra un diagrama de componentes que modela a TweakUI en el paquete PowerToys, mismo que muestra la dependencia entre los diversos tipos de componentes.

Diagramas de componentes en el panorama: 

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El panorama del UML ahora incluye otro diagrama el cual es el diagrama de componentes que se enfoca en una arquitectura de software del sistema.

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