UML, siglas de lenguaje de modelado unificado, es una de las herramientas más importantes que se usan en el desarrollo de software en la actualidad. Este lenguaje para la construcción de diagramas o modelos, permite ver y documentar de manera sencilla la documentación de software y modelos de negocio complejos.
Desde su nacimiento en 1996, UML ha seguido evolucionando, con diferentes estándares y mejoras hasta llegar a su versión actual, de 2017.
Aunque a veces se compara el lenguaje de modelado unificado con la programación estructurada, la verdad es que UML no es programación. Estamos ante una diagramación de la realidad para una utilización de un requerimiento.
Es decir, una representación gráfica de cómo va a funcionar el modelo posteriormente, no la programación propiamente dicha.
En este artículo, vamos a ver qué es UML, cuál es su historia, sus beneficios y los tipos de diagramas que se pueden construir con esta herramienta de desarrollo de software.
¿Qué es UML?
El lenguaje de modelado unificado, por sus siglas en inglés UML, es, como su propio nombre indica, un lenguaje gráfico estandarizado. Con UML podemos construir diversos diagramas o modelos que nos ayudan durante el diseño, desarrollo o documentación de sistemas de software o modelos de negocio con una cierta complejidad.
El lenguaje de modelado unificado (UML) es una herramienta esencial en el día a día de los equipos de desarrollo y gestión de proyectos. En lugar de perderse en interminables descripciones textuales o malentendidos entre el equipo, UML permite visualizar de forma clara y estandarizada cómo funcionan los sistemas y cómo interactúan sus componentes.
Por ejemplo, si estás desarrollando una aplicación web, puedes usar UML para crear diagramas de casos de uso que muestren cómo interactuarán los usuarios con el sistema o diagramas de clases que ayuden a los desarrolladores a ver la estructura del código antes de escribir una sola línea.
Además, UML facilita la comunicación entre desarrolladores, diseñadores y stakeholders no técnicos. En lugar de discutir sobre detalles técnicos difíciles de entender, todos pueden ver los diagramas y obtener una visión más clara de cómo se construirá el producto.
Los diagramas de secuencia, por ejemplo, ayudan a visualizar el flujo de interacciones entre diferentes partes del sistema, lo que resulta útil para identificar posibles cuellos de botella o áreas de mejora.
En definitiva, UML se convierte en una especie de lenguaje universal que traduce conceptos técnicos complejos en visuales fáciles de entender para cualquier miembro del equipo.
Historia y origen de UML
Los orígenes de UML se remontan a los años 90. En aquellos momentos, existían multitud de metodologías de modelado con sus propias reglas y notaciones que provocaba grandes confusiones entre los programadores. Faltaba un estándar común, que pudiera unificar el proceso y hacer más fácil para los desarrolladores crear sus modelos.
Es así como nace UML, de la mano de los creadores de los lenguajes de modelado más usados entonces. Grady Booch, Ivar Jacobson y James Rumbaugh, conocidos como los «Tres Amigos» llegaron a un consenso y publicaron los documentos UML 0.9 y 0.91 en 1996.
Pronto muchos programadores y las principales compañías de software del momento, como Microsoft o IBM, vieron el potencial en UML y decidieron participar en su desarrollo. Esta contribución daría lugar a UML 1.0 en 1997.
En ese mismo año la Object Management Group (OMG) lo adopta como un estándar y pasa a encargase de su supervisión y mantenimiento. Desde entonces UML ha ido sufriendo diversas revisiones y mejoras hasta llegar al estándar actual UML 2.5, liberado en diciembre de 2017.
En la actualidad, se ha convertido en un estándar para los desarrolladores de software, logrando el objetivo que se marcaron los Tres Amigos en 1996.
Beneficios de UML
UML es una herramienta clave para hacer más sencillo el trabajo en equipo, especialmente cuando se trata de proyectos de software complejos. Al convertir sistemas complicados en diagramas visuales, UML permite que todos los involucrados, desde desarrolladores hasta personas sin un perfil técnico, entiendan mejor cómo funciona el proyecto.
Por ejemplo, un diagrama de clases o de secuencia puede mostrar cómo interactúan los componentes de una aplicación sin necesidad de revisar cientos de líneas de código, facilitando la comunicación entre equipos con diferentes niveles de conocimientos técnicos.
Para los desarrolladores, UML ofrece una visión global del sistema antes de comenzar a escribir código. Esto no solo ayuda a identificar posibles problemas desde el principio, sino que también permite visualizar cómo encajarán las distintas piezas del sistema una vez implementado.
Tener este panorama claro facilita la toma de decisiones y ayuda a prevenir errores o malentendidos que podrían surgir más adelante.
Otro beneficio práctico de UML es que permite reutilizar modelos en diferentes etapas del proyecto o incluso en futuros desarrollos. Esto significa que si ya has creado un diagrama que describe un proceso, puedes usarlo como referencia para modificaciones o nuevas versiones del sistema, lo que ahorra tiempo y recursos.
En resumen, UML no solo simplifica la comprensión de sistemas complejos, sino que también mejora la colaboración entre equipos y optimiza el proceso de desarrollo de software.
Tipos de diagramas
Dentro de los lenguajes de modelado unificado o UML hay dos categorías diferentes, de estructura y de comportamiento, que se dividen a su vez en 14 tipos de diagramas en total.
Los diagramas de estructura muestran la estructura estática de un sistema, mostrando los componentes de un sistema y sus relaciones. Es como una foto fija del mismo.
Por el contrario, los diagramas de comportamiento son más como un vídeo. Se centran en mostrar la estructura dinámica del sistema, enseñando cómo son las interacciones y los cambios de los diferentes componentes.
Vamos a ver los diferentes tipos de diagramas.
Diagramas de estructura
- Diagrama de clases: Es uno de los diagramas UML más utilizados y constituye la base fundamental para cualquier solución orientada a objetos. Representa las clases de un sistema, sus atributos, métodos y las relaciones entre ellas. Para sistemas de mayor escala, se agrupan las clases en diagramas de clases que facilitan la representación visual de todo el sistema.
- Diagrama de componentes: Representa la estructura de los elementos que conforman un sistema de software, siendo especialmente útil en sistemas complejos con múltiples componentes. En este tipo de diagrama, los componentes interactúan entre sí a través de interfaces definidas.
- Diagrama de estructura compuesta: Se utiliza para representar la estructura interna de una clase, mostrando cómo sus partes se interrelacionan y colaboran entre sí.
- Diagrama de implementación: Representa el hardware del sistema junto con el software que lo opera, siendo especialmente útil para visualizar cómo se implementa una solución de software en diferentes máquinas con configuraciones específicas.
- Diagrama de objetos: Representa la relación entre objetos mediante ejemplos del mundo real y muestra el estado de un sistema en un momento específico. Al contener datos dentro de los objetos, estos diagramas ayudan a aclarar y entender las interacciones entre los diferentes objetos en un sistema.
- Diagrama de paquetes: Define dos tipos específicos de dependencias entre paquetes: la importación y la fusión de paquetes. Los paquetes pueden representar distintos niveles de un sistema para mostrar su arquitectura, y las dependencias entre ellos se pueden señalar para reflejar cómo se comunican los diferentes niveles del sistema.
Diagramas de comportamiento
Diagrama de panorama de interacciones: Existen siete tipos de diagramas de interacciones, y este diagrama muestra el orden en que ocurren dichas interacciones dentro del sistema.
Diagrama de secuencia: Representa cómo interactúan los objetos entre sí y el orden en que ocurren esas interacciones, ilustrando el flujo de mensajes en un escenario específico.
Diagrama de comunicación: Similar a los diagramas de secuencia, pero con un enfoque en los mensajes intercambiados entre los objetos. La misma información puede ser visualizada utilizando un diagrama de secuencia, aunque con una disposición diferente de los objetos.
Diagrama de temporización: Similar a los diagramas de secuencia, muestra el comportamiento de los objetos a lo largo de un período de tiempo específico. Si se trata de un solo objeto, el diagrama es sencillo, pero cuando intervienen varios objetos, se ilustran sus interacciones durante ese intervalo temporal.
Diagramas de actividades: Representan gráficamente los flujos de trabajo de negocios u operativos, mostrando las actividades de una parte o componente del sistema. Estos diagramas son una alternativa a los diagramas de máquina de estados para visualizar el comportamiento dinámico del sistema.
Diagrama de máquina de estados: Similar a los diagramas de actividades, estos diagramas describen el comportamiento de objetos que cambian su forma de actuar según el estado en el que se encuentran en un momento determinado.
Diagrama de caso de uso: Muestra una funcionalidad específica de un sistema y se utiliza para representar cómo interactúan los actores internos o externos con dichas funcionalidades. Estos diagramas ayudan a visualizar la relación entre el sistema y sus usuarios o componentes externos.
Herramientas para hacer UML
Hoy en día, existen numerosas herramientas disponibles para crear diagramas UML, cada una con características que se adaptan a diferentes necesidades y niveles de experiencia.
Entre las más populares se encuentran aquellas que ofrecen una interfaz gráfica intuitiva, facilitando el diseño y la edición de diagramas sin necesidad de conocimientos técnicos profundos. Estas herramientas proporcionan una serie de elementos visuales prediseñados que hacen más sencillo el proceso de creación de diagramas UML.
Entre las herramientas más destacadas están Diagrams, Lucidchart, y Miro. Cada una de ellas tiene sus particularidades. Diagrams.net (anteriormente conocido como Draw.io) es una opción completamente gratuita y no requiere registro para su uso, lo que la convierte en una herramienta muy accesible.
Además, ofrece una versión de escritorio para trabajar sin conexión e incluso puede desplegarse en Docker, lo que añade flexibilidad y control para los usuarios más avanzados.
Lucidchart y Miro, por su parte, son plataformas más orientadas al trabajo colaborativo, lo que permite que múltiples usuarios trabajen en los diagramas en tiempo real. Aunque son herramientas muy potentes, requieren suscripciones para acceder a todas sus funciones.
En definitiva, estas tres herramientas gráficas simplifican el diseño de UML al ofrecer interfaces fáciles de usar y opciones colaborativas, aunque Diagrams destaca por ser una opción completamente gratuita y flexible.
Otras herramientas
Además de las herramientas gráficas, también existen soluciones que permiten crear diagramas UML a partir de texto o código, lo que resulta útil para usuarios más técnicos o aquellos que prefieren escribir en lugar de arrastrar elementos gráficos. Estas herramientas funcionan siguiendo una serie de reglas sintácticas que transforman el texto en diagramas UML.
Entre las más conocidas están PlantUML y Mermaid. Ambas herramientas permiten a los usuarios describir los diagramas a través de un lenguaje simple y estructurado, que luego es procesado para generar los gráficos. Aunque el funcionamiento de ambas es similar, existen diferencias clave.
PlantUML es una de las más veteranas en este campo y está muy enfocada en la creación de diagramas UML.
Por otro lado, Mermaid, al ser más reciente, incluye la capacidad de generar otros tipos de diagramas además de UML, como diagramas de flujo o Gantt, lo que la convierte en una herramienta más versátil para distintos tipos de proyectos.
Estas herramientas suelen ser muy populares entre los desarrolladores, ya que se pueden integrar fácilmente en sistemas de control de versiones como Git, y permiten mantener los diagramas actualizados junto con el código fuente del proyecto. Además, al estar basadas en texto, permiten una mayor flexibilidad y automatización en su creación, lo que es ideal para equipos que trabajan en entornos ágiles o proyectos en constante evolución.
La IA en la generación de esquemas UML
La inteligencia artificial está comenzando a desempeñar un papel importante en la creación automatizada de diagramas UML, una tendencia que está en desarrollo y promete mejorar la eficiencia en el diseño de sistemas de software.
Actualmente, la IA se ha aplicado principalmente a la generación automática de los diagramas de objetos y de secuencia, ya que estos son los más comunes y útiles en el modelado de sistemas complejos.
Estas herramientas de IA pueden interpretar descripciones textuales o información estructurada del sistema para crear esquemas precisos de manera casi instantánea, lo que agiliza considerablemente el proceso de diseño.
Aunque todavía en sus primeras etapas, muchas plataformas de creación de diagramas están comenzando a incorporar estas funciones impulsadas por IA.
La mayoría de estas soluciones, sin embargo, se encuentran en programas premium que requieren una suscripción o pago para acceder a todas sus capacidades. Estas herramientas no solo permiten generar diagramas automáticamente a partir de descripciones, sino también hacer sugerencias o correcciones sobre los modelos existentes, mejorando así la precisión y coherencia de los diagramas UML.
Sin embargo, herramientas como Diagramix.ai o las smart templates de Diagrams.net ofrecen una solución innovadora al utilizar código generado por ChatGPT en el lenguaje Mermaid, lo que permite a los usuarios crear diagramas de forma automatizada y sin coste alguno.
Esta combinación de inteligencia artificial y lenguajes descriptivos está allanando el camino hacia un futuro en el que la generación de diagramas UML será cada vez más rápida y accesible para todos.
Iván Gutiérrez Bombín
Associate Developer