Utilización del Patrón Modelo ? Vista ? Controlador (MVC) en el diseño de software educativos (página 2)

Se han desarrollado a lo largo de los años, desde
la presentación de este patrón a la comunidad
científica 3 variantes fundamentales, que se presentan
brevemente a continuación.

Variante I: (Figura 1)

Variante en la cual no existe ninguna comunicación entre el Modelo y la
Vista y esta última recibe los datos a mostrar a
través del Controlador.

Variante II: (Figura 2)

Variante en la cual se desarrolla una
comunicación entre el Modelo y la Vista, donde esta
última al mostrar los datos los busca directamente en el
Modelo, dada una indicación del Controlador, disminuyendo
el conjunto de responsabilidades de este
último.

Variante III: (Figura 3)

Variante en la cual se diversifica las funcionalidades
del Modelo teniendo en cuanta las características de las
aplicaciones multimedia, donde
tienen un gran peso las medias utilizadas en estas.

Figura 1: Variante inicial del
Patrón MVC.

Figura 2: Variante Intermedia del
Patrón MVC.

Figura 3: Variante modificada para
Aplicaciones Multimedia del MVC, conocida como MVCMM.
(Tomado de [STE04])

Aunque se pueden encontrar diferentes implementaciones
de MVC, el flujo que sigue el control
generalmente es el siguiente:

2. El usuario interactúa con la interfaz de
   usuario de alguna forma (por ejemplo, el usuario pulsa un
   botón, enlace)
3. El controlador recibe (por parte de los objetos de
   la
   interfaz-vista) la notificación
   de la acción solicitada por el usuario. El
   controlador gestiona el evento que llega, frecuentemente a
   través de un gestor de eventos
   (handler) o callback.
4. El controlador accede al modelo,
   actualizándolo, posiblemente modificándolo de
   forma adecuada a la acción solicitada por el usuario.
   Los controladores complejos están a menudo estructurados
   usando un patrón de comando que encapsula las acciones y
   simplifica su extensión.
5. El controlador delega a los objetos de la vista la
   tarea de desplegar la interfaz de usuario. La vista obtiene sus
   datos del modelo para generar la interfaz apropiada para el
   usuario donde se refleja los cambios en el modelo (si se
   utiliza la variante 2 descrita anteriormente, de lo contrario
   lo obtiene a través del Controlador). El modelo no debe
   tener conocimiento
   directo sobre la vista. Sin embargo, el patrón de
   observador puede ser utilizado para proveer cierta
   indirección entre el modelo y la vista, permitiendo al
   modelo notificar a los interesados de cualquier cambio. Un
   objeto vista puede registrarse con el modelo y esperar a los
   cambios, pero aun así el modelo en sí mismo sigue
   sin saber nada de la vista. El controlador no pasa objetos de
   dominio (el
   modelo) a la vista aunque puede dar la orden a la vista para
   que se actualice. Nota: En algunas implementaciones la vista
   no tiene acceso directo al modelo, dejando que el controlador
   envíe los datos del modelo a la vista, según lo
   descrito en la segunda variante.
6. La interfaz de usuario espera nuevas interacciones
   del usuario, comenzando el ciclo nuevamente.

Se presenta a continuación un resumen del
Patrón MVC utilizando la plantilla estándar para la
descripción de patrones:

Contexto/Problema:

Conviene desacoplar los objetos dominio (Modelo), las
ventanas (Vista) y los manejadores (Controlador), a fin de
brindar soporte a un mayor reuso de los objetos dominio y reducir
al mínimo el impacto que los cambios de la interfaz y los
manejadores tienen en ellos. ¿Qué hacer?

Solución:

Definir las clases dominio (Modelo) para que no tengan
acoplamiento ni visibilidad directa respecto a las clases ventana
(Vista) y para que los datos de la aplicación y de la
funcionalidad se conserven en las clases de dominio, no en las de
ventana. Definir las clases manejadores (Controlador) para que
procesen los eventos (peticiones) al sistema y
redireccionen a las clases dominio y ventana tanto el
procesamiento como la visualización de resultados
respectivamente.

Algunos de sus principales beneficios son:

• Menor acoplamiento.

1. Desacopla las vistas de los modelos.
2. Desacopla los modelos de la forma en que se
   muestran e ingresan los datos.

• Mayor cohesión.
• 1. Cada elemento del patrón esta altamente
     especializado en su tarea (la vista en mostrar datos al
     usuario, el controlador en las entradas y el modelo en su
     objetivo
     de negocio).
• Las vistas proveen mayor flexibilidad y
  agilidad.
• 1. Se puede crear múltiples vistas de un
     modelo.
  3. Las vistas pueden anidarse.
  4. Se puede cambiar el modo en que una vista
     responde al usuario sin cambiar su representación
     visual.
  5. Se puede sincronizar las vistas.
  6. Las vistas pueden concentrarse en diferentes
     aspectos del modelo.
• Mayor facilidad para el desarrollo
  de clientes ricos
  en múltiples dispositivos y canales
• 1. Una vista para cada dispositivo que puede variar
     según sus capacidades.
  2. Una vista para la Web y
     otra para aplicaciones de escritorio.
• Más claridad de diseño.
• Facilita el mantenimiento.
• Mayor escalabilidad.

EPÍGRAFE II:
Una variación que acerca el patrón MVC a los
software
educativos cubanos.

Para poder
comprender lo que es el Software (y consecuentemente la ingeniería del Software), es importante
examinar las características del Software que lo
diferencian de otras cosas que los hombres pueden
construir.

El Software es un elemento del sistema que es
lógico, en lugar de físico. Por tanto el software
tiene unas características considerablemente distintas a
la del hardware.[PRE01]

El software
educativo cubano, tiene diferentes características
marcadas en comparación con los desarrollados en otros
países del mundo. Todo esto producido por el avance y la
experiencia acumulada en el área de la pedagogía en nuestro país que lo
ubica en uno de los primeros lugares en el planeta en este
sentido.

Las aplicaciones educativas cubanas explotan grandemente
los conceptos del entorno hipermedia, así como incorporan
de forma profunda las técnicas y
conocimientos de bases de datos
relacionales y la Programación Orientada a Objetos más
avanzada que se utiliza hoy día; como consecuencia de la
necesidad de implementar diversos y complejos métodos
pedagógicos desarrollados por nuestros educadores en las
distintas ramas de la enseñanza cubana.

Si en otros países las multimedia llamadas
educativas se circunscriben a meros software que presentan y
evalúan alguna determinada materia, en
Cuba por el
contrario se desarrollan productos que
realizan análisis exhaustivos de la
navegación del usuario, mantienen actualizado el historial
de trabajo de los
usuarios y permiten preparar el software para diferentes entornos
de trabajo a dichos usuarios teniendo en cuenta determinadas
características. Esto hace que nuestras aplicaciones se
vean grandemente recargadas en el almacenamiento,
procesamiento y actualización de una gran cantidad de
información constantemente.

Durante las dos pasadas décadas, se han
desarrollado un gran número de métodos de modelado.
Los investigadores han identificado los problemas del
análisis y sus causas y han desarrollado varias notaciones
de modelado y sus correspondientes conjuntos de
heurísticas para solucionarlos (…) Se emplean
modelos para poder comunicar de forma compacta las
características de la función y
su comportamiento. Se aplica la partición para
reducir la complejidad. Son necesarias las visiones esenciales y
de implementación del software para acomodar las
restricciones lógicas impuestas por los requisitos del
procesamiento y las restricciones físicas impuestas por
otros elementos del sistema. [PRE01]

Precisamente por las características del software
educativo cubano, los diseñadores han buscado y aplicado
soluciones ya
trabajadas internacionalmente y con un gran número de
aplicaciones prácticas en este sentido, dentro de las que
se encuentra la utilización del Patrón MVC. No
obstante este patrón tal y como está descrito
actualmente, aún con su variante más actual no
responde completamente a las características
mencionadas.

El diseño del software, al igual que los enfoques
de diseño de ingeniería en otras disciplinas, va
cambiando continuamente a medida que se desarrollan
métodos nuevos, análisis mejores y se amplía
el
conocimiento. [PRE01]

El Software se construye para procesar los datos, para
transformar datos de una forma u otra, es decir, para aceptar una
entrada de información, manipularla de alguna manera y
producir una salida de información (…) es
importante recalcar, sin embargo, que el software también
procesa sucesos. Un suceso representa algún aspecto de
control del sistema y no es más que un dato binario (es
encendido o apagado, verdadero o falso, está allí o
no). [PRE01]

Como ya ha sido descrito en el epígrafe anterior
el MVC divide la arquitectura de
una aplicación en 3 tipos de clases fundamentales, con las
responsabilidades siguientes:

Clase Vista <<View>>:

• Recepcionar peticiones.
• Mostrar respuestas del sistema.

Clase Modelo <<Model>>:

• Procesar peticiones del sistema.
• Generar datos de respuesta del sistema.
• Gestionar y almacenar la
  información.

Clase Controlador <<Controller>>:

• Gestionar procesamiento de peticiones.
• Gestionar muestra de
  respuestas del sistema.

De igual forma si analizamos el Lenguaje Unificado de
Modelado (UML) [Unified
Modeling Language], este propone para el desarrollo del Modelo de
Análisis de las aplicaciones, tres tipos de clases
fundamentales, con las cuales podemos expresar todas las funciones de
cualquier software, con sus respectivas
responsabilidades:

Clase Interfaz <<Interface>>:

• Recepcionar peticiones al sistema.
• Mostrar respuestas del sistema.

Clase Entidad <<Entity>>:

• Gestionar datos (información) necesaria para
  el sistema.
• Almacenar datos (información) persistentes del
  sistema.

Clase Controlador <<Controller>>:

• Procesar Información del sistema.
• Gestionar visualización de respuesta del
  sistema.

Las responsabilidades se relacionan con las obligaciones
de un objeto respecto a su comportamiento. Esas responsabilidades
pertenecen, esencialmente, a las dos categorías
siguientes:

1. Conocer

   Entre las responsabilidades de un objeto
   relacionadas con hacer se
   encuentran:

   • Hacer algo en uno mismo
   • Iniciar una acción en otros
     objetos
   • Controlar y coordinar actividades en otros
     objetos

   Entre las responsabilidades de un objeto
   relacionadas con conocer se
   encuentran:

   • Estar enterado de los datos privados
     encapsulados
   • Estar enterado de la existencia de objetos
     conexos
   • Estar enterado de cosas que se puede derivar o
     calcular

   "La calidad de
   diseño de la interacción de los objetos y la
   asignación de responsabilidades presentan gran
   variación. Las decisiones poco acertadas dan origen a
   sistemas y
   componentes frágiles y difíciles de mantener y
   entender, reutilizar o extender. Una implementación
   hábil se funda en los principios
   cardinales que rigen un buen diseño orientado a
   objetos." [LAR99]

   Precisamente en lo expresado por Craig Larman
   referente a la asignación de responsabilidades a las
   clases, basamos nuestro análisis del diseño de
   aplicaciones educativas en Cuba, las cuales refuerzan o
   sobrecargan a determinadas clases al ser responsables de
   soportar la mayoría de las acciones en este tipo de
   software.

   Se presentan a continuación un conjunto de
   consideraciones al respecto:

   1. Según lo planteado en UML, la clase
      Controlador queda sobrecargada en sus responsabilidades al
      asumir el procesamiento de toda la información
      necesaria en el sistema.
   2. La clase Entidad, utilizando los conceptos de
      UML, separa eficientemente de la clase Controladora la
      responsabilidad referente al almacenamiento
      y gestión de la información
      persistente en la aplicación, lo que es sumamente
      beneficioso, no solo desde el punto de vista del
      diseño, sino para la implementación y
      mantenimiento del sistema.
   3. La clase Modelo, según el Patrón
      MVC, asume todas las responsabilidades que UML deposita en
      la clases Entidad, sobrecargando (dadas las
      características del software educativo cubano y su
      gran trabajo con las Bases de Datos) dicha clase por
      completo.

   Por estas consideraciones realizadas, se propone las
   siguientes modificaciones, las cuales se muestran
   gráficamente en los Anexos 1 y 2:

   2. Mantener la clase Vista (Interfaz según
      UML) del patrón original con sus responsabilidades
      establecidas.
   3. Mantener la separación que MVC establece
      entre las clases Modelo y Controlador (dividiendo las
      responsabilidades que UML asigna a la clase Controlador),
      quitándole a la Clase Modelo la responsabilidad
      asociada con la gestión y almacenamiento de los
      datos persistentes en la aplicación.
   4. Definir una nueva clase denominada Modelo –
      Entidad, que asuma la responsabilidad de la gestión
      y el almacenamiento de toda la información
      persistente de la aplicación, así como
      la
      comunicación con la Base de datos del sistema en
      cuestión.

   VALORACIÓN ECONÓMICA Y APORTE
   SOCIAL

   El trabajo que se presenta en esta ponencia,
   representa ahorros en los siguientes renglones:

   • Tiempo de desarrollo de las aplicaciones
     multimedia educativas.
   • Esfuerzo de desarrollo de los analistas y
     diseñadores de las aplicaciones, así como del
     resto de los miembros de los equipos de
     trabajo.
   • Análisis y planificación de los mantenimientos
     de las aplicaciones.
   • Desarrollo de los mantenimientos a los
     sistemas.

   El contenido de esta ponencia explica el aumento de
   la productividad
   y la eficiencia en
   el desarrollo de los software educativos multimedia y reporta
   beneficios de carácter social al lograr una
   disminución del tiempo del
   proceso
   productivo de dichas aplicaciones y su más
   rápida explotación por los usuarios
   finales.

   CONCLUSIONES:

   En el trabajo
   presentado se ofreció una visión bastante
   abarcadora del estado
   actual de los patrones de arquitectura, así como
   específicamente de uno de los más utilizados,
   el Patrón Modelo – Vista – Controlador
   (MVC). Se analizaron de forma exhaustiva las
   características de este patrón, su desarrollo y
   sus actuales variantes de presentación en el
   diseño de software.

   Se presentaron las características del
   software educativo cubano que producen su
   diferenciación con respecto al resto de los
   desarrollados bajo la misma clasificación en el resto
   del mundo y que trae como consecuencia un reanálisis
   de la arquitectura de las aplicaciones de este corte en Cuba
   y la investigación de mejores soluciones
   para el diseño de estas, posibilitando un mejor
   trabajo en la implementación, reutilización de
   los componentes desarrollados, así como en el
   mantenimiento.

   Se mostró al final del mismo una variante de
   modificación al Patrón MVC original, denominada
   Modelo – Vista – Controlador – Entidad (MVC
   – E) como propuesta de diseño arquitectónico, a
   las aplicaciones educativas cubanas.

   RECOMENDACIONES:

   1. Profundizar en el resto de los patrones de
      diseño y asignación de responsabilidades
      asociados con el patrón MVC.
   2. Aplicar lo planteado en esta ponencia en el
      análisis, diseño e implementación de
      aplicaciones desarrolladas en nuestra universidad para probar su veracidad y
      efectividad. (Esta modalidad fue analizada, diseñada
      e implementada en dos trabajos de diplomas de corte
      educativo en este propio año 2006, una de ellas
      proyecto
      productivo de nuestra universidad).
   3. Comparar estadística los resultados de las
      pruebas
      y los criterios de los desarrolladores de equipos que
      utilicen el patrón MVC estándar y la
      modificación propuesta en este trabajo.

   ANEXOS:

   Anexo 1: Correspondencia entre UML – MVC y MVC
   – E.

   

   Anexo 2: Esquema del MVC – E.

   

   REFERENCIAS
   BIBLIOGRÁFICAS:

   • [LAR99] Larman, Craig. "UML y Patrones.
     Introducción al análisis y
     diseño orientado a objetos" 2da Edición (traducción de la edición
     original en ingles "Appling UML and patterns. An
     introduction to the object oriented analysis and
     design"), Editorial Prentice Hall Hispanoamericana,
     S.A. México, 1999.
   • [PRE01] Pressman, Roger S. "Ingeniería de Software. Un enfoque
     práctico." 5ta Edición (traducción
     de la edición original en Inglés "Software Engineering. A
     practical approach"), Editorial Mac Graw Hill, Madrid,
     España, 2001.
   • [SHA96] Shaw, M. y Garlan, D. "Software
     Architecture". Editorial Prentic-Hall, New York, E.U.A.
     1996.
   • [STE04] Stefan, Sauer; Engels, Gregor.
     "Extending UML for Modeling of Multimedia
     Applications". ,
     6 de abril de 2004.

   BIBLIOGRAFÍA:

   • Altadill Izura, Pello Xavier. "Struts.
     Implementación del patrón MVC en aplicaciones
     Web", 15 de mayo de 2006.
   • Anastacio Velásquez, Miguel M. "Model
     View Controller (MVC)"
     http://www.informatizate.net/articulos/model_view_controller_mvc_20040324.html,
     18 de febrero de 2006.
   • Engels, Gregor. UML-based Behavior.
     Specification of Interactive Multimedia
     Applications. http://wwwcs.upb.de/cs/ag-engels/Papers/2001/SauerHCC01.pdf
     , 8 de abril de 2004.
   • Engels, Gregor. Integrating Software
     Engineering and User-centred Design for Multimedia Software
     Developments. http://wwwcs.upb.de/cs/ag-engels/Papers/2003/EngelsSauerNeu-HCC03.pdf
     , 23 de mayo de 2004.
   • Hennicker, Rolf; Koch, Nora. "Systematic
     Dessing of Web Applications with UML".
     http://www.itec.uni-klu.ac.at/~harald/proseminar02/sauer1.pdf,
     6 de abril de 2004.
   • Hennicker, Rolf. A UML – based
     methodology for Hypermedia Desing.
     http://www.pst.informatik.uni-muenchen.de/personen/kochn/Uml2000.pdf
     , 8 de abril de 2004.
   • Larman, Craig. "UML y Patrones.
     Introducción al análisis y diseño
     orientado a objetos" 2da Edición
     (traducción de la edición original en ingles
     "Appling UML and patterns. An introduction to the object
     oriented analysis and design"), Editorial Prentice Hall
     Hispanoamericana, S.A. México, 1999.
   • Pressman, Roger S. "Ingeniería de
     Software. Un enfoque práctico." 5ta
     Edición (traducción de la edición
     original en Inglés "Software Engineering. A
     practical approach"), Editorial Mac Graw Hill, Madrid,
     España, 2001.
   • Shaw, M. y Garlan, D. "Software
     Architecture". Editorial Prentic-Hall, New York, E.U.A.
     1996.
   • Sitio Wikipedia. "Modelo Vista Controlador
     (Tutorial)"
     http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_Vista_Controlador,
     23 de marzo de 2006.
   • Stefan, Sauer; Engels, Gregor. "Extending UML
     for Modeling of Multimedia Applications".
     
     http://wwwcs.upb.de/cs/ag-engels/Papers/2003/EngelsSauerNeu-HCC03.pdf,
     6 de abril de 2004.
   • Welicki, León. "Patrones y
     Antipatrones: una introducción – Parte
     II".
     http://www.microsoft.com/spanish/msdn/comunidad/mtj.net/voices/MTJ_3317.asp,
     11 de abril de 2006.

    

    

    

   Autor:

   Ing. Febe Ángel Ciudad
   Ricardo

   Ciudad de La Habana, Abril de 2006

   "Año de la Revolución Energética en
   Cuba"

   DATOS DEL AUTOR:

   AUTOR PRINCIPAL: Ing. Febe Ángel Ciudad
   Ricardo

   Profesor Instructor de Ingeniería y
   Gestión de Software – UCI

   Jefe del Departamento de la Especialidad –
   Facultad 9

2. Hacer