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Análise Orientada

a Objetos

Análise e Projeto

Análise versus Projeto

• Foco no entendimento do

problema

• Projeto idealizado

• Comportamento

• Estrutura do sistema

• Requisitos funcionais

• Modelos simples

• Foco no entendimento da

solução

• Operações e atributos

• Performance

• Pensamento no código

• Ciclo de vida de objetos

• Requisitos não-funcionais

• Modelo complexo

2010Análise e Projeto I 2

Análise e Projeto OO

• Durante a Análise

OO, a ênfase está

em achar e

descrever objetos

(ou conceitos) no

domínio do

problema

• Durante o projeto

OO, a ênfase está

em achar objetos

lógicos de software

que poderão ser

eventualmente

implementados

usando uma

linguagem OO

Análise e Projeto OO

Conceito

de domínio

public class Livro

public void imprimir();

private String titulo;

Representação

no código

• Exemplo: O conceito “Livro” em um sistema de biblioteca.

título

Representação

na análise

título

Representação

no projeto

imprimir()

Modelo de Analise e

Projeto

• A construção do modelo de análise e projeto é o principal objetivo desta disciplina

• O modelo de análise e projeto contém as realizações de casos de uso

• Pode ser particionado em dois modelos

– Modelo de Analise

– Modelo de Projeto

Realização de Caso de

Realização de Caso

de Uso

Caso de Uso

Diagramas de ColaboraçãoDiagramas de ColaboraçãoDiagramas de Classe Diagramas de Classe

Diagramas de SequênciaDiagramas de Sequência

Descreve como o caso de uso é realizado, associando o caso de uso com classes e outros elementos de projeto

Requisitos Analise e projeto

Análise Projeto Casos de Uso

Diag. Seq. de Eventos do Sistema

Modelo conceitual

Diagrama de Classes

Diag. Colaboração

Diag. sequências

ATIVIDADES DA ANÁLISE E

PROJETO

Analisar Arquitetura

• Construir e avaliar uma prova de conceito arquitetural

– Mostrar que existe uma solução possível de satisfazer os requisitos do sistema relevantes à arquitetura

Definir uma arquitetura

candidata

• Criar o esqueleto inicial da arquitetura do sistema

• Identificar classes de análise dos casos de uso arquiteturalmente relevantes

• Atualizar a realização de caso de uso com as interações entre classes de análise

Analisar o comportamento

• Transformar as descrições sobre o comportamento providas pelos caso de uso em um conjunto de elementos nos quais o modelo de projeto vai se basear

Projetar Componentes

• Refinar as definições dos elementos acrescentado detalhes sobre como estes elementos implementam o comportamento requerido

• Refinar e atualizar as realizações de casos de uso com os novos elementos identificados

Projetar Banco de Dados

• Identificar classes persistentes no modelo de projeto

• Projetar as estruturas de banco de dados (Modelo de dados)

• Definir mecanismos e estratégias para armazenar e recuperar dados

Refinar Arquitetura

• Permitir uma transição entre os elementos e mecanismos de análise para os de projeto

• Manter a consistência e integração da arquitetura

• Descrever a arquitetura de execução e produção da aplicação

ANÁLISE DE CASOS DE USO

Passos da Atividade de

Análise

• Identificar as classes

– Identificar persistência

• Identificar responsabilidades das classes

• Identificar relacionamentos

• Identificar atributos

Identificando as classes

• No primeiro passo de análise, identificaremos três tipos de classes:

– Fronteira

– Entidade

– Controle

• Tais classes são identificadas separadamente para cada de uso

Classes de Fronteira

• Utilizada para modelar a interação entre um ator e o sistema

• Para cada interação entre um ator e caso de uso, é criada uma classe de fronteira

• Possuem o estereótipo <<boundary>>

Classes de Entidade

• Utilizadas para modelar a informação manipulada pelo sistema

• Podem ser persistentes ou não

• Conceito análogo às entidades dos diagramas ER

• São identificadas a partir do fluxo de eventos do caso de uso

• Possuem o estereótipo <<entity>>

Classes de Controle

• Classes responsáveis por controlar o fluxo de execução do caso de uso

• Normalmente é criada uma classe de controle para cada caso de uso

• Possuem o estereótipo <<control>>

Exemplo

registrar faltas

registrar súmulas

das aulas

Professor

consultar freqüência

editar alunos remover alunos

adicionar turma

remover turma

editar turma

Servidor de e-mailadicionar alunos

Secretária

Usuarioefetuar login

15/03/2005 21/28

Exemplo

Especificação de Casos de

• Efetuar Login

• Fluxo de eventos:

1. Usuário informa login e senha

2. Sistema checa se o login e senha conferem

3. Sistema registra a sessão do aluno e a tela principal do sistema é exibida

15/03/2005 23/28

login e senha

Exemplo

• Que classes preciso criar?

– uma classe de fronteira para lidar com a interação dos atores com o sistema

– uma classe de entidade para representar as informações relevantes do aluno

– uma classe de controle para gerenciar o fluxo de execução do caso de uso

Exemplo

ControladorLogin UsuarioTelaLogin

ControladorLogin

<<control>>

Usuario

<<entity>>

TelaLogin

<<boundary>>

• Há diferentes opções de visualização dos estereótipos. • A opção padrão é mostrada acima - os estereótipos são

visualizados através da mudança dos ícones das classes. • Há também a opção de se visualizar os estereótipos do modo

convencional (<<estereótipo>>).

Persistência

• Mas caso alguma classe de entidade precise ser persistente?

• Que classe será responsável por realizar as tarefas de persistência?

• Para cada classe de entidade que precise ser persistente, é criada uma nova classe com o estereótipo <<entity collection>>

Exemplo

TelaLogin

<<boundary>>

CadastroUsuarios

<<entity collection>>

ControladorLogin

<<control>>

Usuario

<<entity>>

Diagramas de interação

• Após a identificação das classes, é necessário descobrir quais são as responsabilidades de cada classe, o que cada uma precisa fazer.

• Os diagramas de interação (seqüência e colaboração) são muito úteis nesta tarefa

Exemplo

: usuário : TelaLogin : ControladorLogin : CadastroAlunos

efetuarLogin(login, senha)

checar(login, senha)

registrarSessao()

Alocando

responsabilidades

• Após identificarmos as responsabilidades (métodos) pelos diagramas de interação, devemos acrescentar os métodos nas classes previamente identificadas (1º passo)

Classes com métodos

Identificando

relacionamentos

• As classes identificadas não funcionam isoladamente, elas se relacionam com as demais classes

• Os diagramas de interação são muito úteis nesta tarefa

• Para cada ligação presente nos diagramas de interação, é necessário um relacionamento no diagrama de classes

Classes com

relacionamentos

Identificando Atributos

• Também é necessário identificar quais os atributos das classes

• Um bom conhecimento do domínio do problema é bastante importante para esta tarefa, principalmente na identificação de atributos das classes de entidade

• Nesta etapa ainda não precisamos indicar quais os tipos dos atributos

Diagrama final

Exemplo 2

Fluxo de eventos: 1. Secretária informa dados do aluno 2. Secretária seleciona a opção “confirmar cadastro” 3. Sistema checa se os dados são válidos 4. Sistema adiciona o aluno à base de dados 5. Sistema envia um e-mail para o aluno, informando-o seu login e senha 6. Sistema exibe uma mensagem de confirmação de cadastro Identificar as classes do caso de uso “adicionar aluno”

Secretária Servidor de e-mailadicionar alunos

FLUXO DE ANÁLISE E

PROJETO SIMPLIFICADO

Simplificando/Instanciando o processo para um contexto específico

Fluxo de atividades

simplificado

1. Analisar Arquitetura

2. Analisar Caso de Uso

3. Projetar Classes

4. Projetar Banco de Dados

ANALISAR ARQUITETURA

Analisar Arquitetura

• Esforço inicial em definir as partes do sistema e seus relacionamentos (Arquitetura Inicial)

• Definir as convenções de modelagem

• Identificar os mecanismos de análise

• Identificação das abstrações-chave

• A estrutura de um sistema de software, que engloba

– componentes de software;

– suas propriedades visíveis externamente;

– e os relacionamentos e interações entre eles

• As primeiras decisões tomadas no projeto de um sistema

– As mais importantes!

• Uma arquitetura de software é composta por componentes e conectores

Arquitetura de Software

Estilos

Padrões de Distribuição

• Ponto a ponto

• Cliente-servidor

– Cliente “gordo” (Fat Client)

– Servidor “gordo” (Fat Server)

– 3 camadas

– Cliente-servidor Distribuído

Ponto a ponto

Apresentação

Negócio

Apresentação

Negócio

Cliente-servidor 3 camadas

Apresentação

Negócio

Cliente “gordo”

Apresentação Negócio

Arquitetura Web Tradicional

Navegador Web

Apresentação Negócio

Clientes web (Mozilla, IE, etc.)‏

Servidor WEB Rede Local

Banco de Dados Relacional

Internet

Uma Arquitetura Web

Componente Componente Componente

Servidor WEB Internet Rede

Uma Arquitetura Web

Conector (Ponte SQL)‏

Conector (HTTP, RMI)‏

Servidor WEB Rede Local

Internet

Uma Arquitetura Web

Arquitetura Inicial

• Quais as principais partes do sistema?

• Como elas interagem entre si?

• Que padrões arquiteturais utilizar (no todo ou internamente nas partes) ?

– MVC

– Baseado em camadas

– Canais e filtros

– Centrado em repositório

Exemplo de arquitetura

inicial

Interface Gráfica

Negócio

Módulo de Vendas

Módulo de Estoque

Socket

Convenções de

modelagem

• O que são? – Que diagramas e elementos de modelagem utilizar

– Definir as regras para utilização desses componentes

– Convenções de nome

• Exemplos – Casos de uso devem ser nomeados como ações

(Cadastrar usuário)

– Cada realização de caso de uso deve conter: • Um diagrama de classes

• No mínimo um diagrama de seqüência representando o fluxo principal de ações

Mecanismos de análise

• O que são? – Focam nos requisitos não-funcionais do

sistema

– Decisão estratégica sobre padrões, politicas e práticas a serem utilizadas no projeto

• Exemplos – Persistência

– Comunicação

– Gerenciamento de transações

– Segurança 2010Análise e Projeto I 54

Identificar Abstrações-

• Definir classes de análise preliminares

– Conhecimento do domínio

– Requisitos

– Outros artefatos (Glossário e modelo de negócio)

ANALISAR CASO DE USO

Objetivos

• Identificar as classes que executam o fluxo de eventos do caso de uso

• Distribuir o comportamento do caso de uso nestas classes

• Identificar atributos, responsabilidades e associações das classes

Passo 1: Encontrar

classes de análise

• O comportamento do caso de uso é distribuído em classes de análise

Passo 2: Distribuir

comportamento

• Para cada fluxo de eventos

– Identificar classes de análise participantes

– Alocar responsabilidades do caso de uso às classes de análise

– Modelar interações entre as classes através dos diagramas de interação

Distribuindo

comportamento entre as

classes

Caso de uso

Diagrama de seqüência Diagrama de colaboração

Classes de análise

Classes de análise com

responsabilidades

Alocando

responsabilidades

• Use estereótipos de análise como guia – Classes de fronteira

• Comportamento que envolve comunicação com um ator

– Classes de entidade • Comportamento que envolve informação

encapsulada na abstração

– Classes de controle • Comportamento específico ao (lógica de controle

do) caso de uso

Guia: Alocando

responsabilidades

• Quem tem a informação necessária para realizar a responsabilidade

– isso pode envolver apenas uma classe, mas pode ser preciso criar novas classes ou relacionamentos entre classes

Modelando interações

• Diagramas de interação (colaboração e seqüência) modelam interações do sistema com seus atores

• A interação é iniciada por um ator e envolve instâncias (objetos) das classes

• Diagramas de interação capturam a semântica do fluxo de eventos do caso de uso – Auxiliam a identificar classes, responsabilidades e

relacionamentos

– Mecanismo de validação da arquitetura

Vários diagramas podem ser

necessários

Colaboração X Sequência

• Colaboração

– Mostra os

relacionamentos, além

das interações

– Melhor para visualizar a

colaboração

– Melhor de ser usado em

reuniões

• Sequência

– Mostra a sequência

explicíta de mensagens

– Melhor para visualizar o

– Melhor para cenários

complexos

Passo 3: Descrever

Responsabilidades

• Atualizar os diagramas de classes com as responsabilidades identificadas no de iteração

• Mensagens nestes diagramas resultam em responsabilidades nas classes receptoras

Como fazer?

:Cliente :Fornecedor

// Executar responsabilidade

Fornecedor

// Executar responsabilidade

diagrama de

classe

diagrama de

interação

Gerenciando a

consistência

• Classes com responsabilidades similares são candidatas a serem combinadas

• Uma classe com responsabilidades disjuntas é candidata a ser dividida

• Classes sem (ou com apenas uma responsabilidade) e classes que interagem com muitas classes são candidatas a serem reexaminadas

Passo 4: Descrever

atributos e associações

• Definir atributos

• Estabelecer agregações e associações

Encontrando Atributos

• Possíveis fontes: conhecimento do negócio, requisitos, glossário, modelo do negócio, etc.

• São propriedades/características das classes identificadas – informação de propriedade exclusiva do objeto

– informação que pode ser lida ou escrita por operações, mas sem outro comportamento a não ser fornecer um valor

• Se a informação tem comportamento complexo ou é compartilhada, deve gerar uma classe

Encontrando

Relacionamentos

• Interações entre objetos nos diagrama de interação pode indicar a necessidade de definir um relacionamento entre as classes

• Adicionar os elementos de um relacionamento – Tipo e nome

– Navegabilidade

– Multiplicidade

– Papéis

Encontrando Relacionamentos

:Client :Supplier

Supplier

PerformResponsibility()

Diagrama

de classe

Diagrama de

Colaboração

Association

Client Supplier

Client

1: PerformResponsibility

Prime suppliers

0..* 0..*

Passo 5: Qualificar

mecanismos de análise

• Mapear classes de análise em mecanismos de análise

Classes de análise Mecanismos de análise

Estudante Persistente

ControladorMatricula Distribuição, Segurança

Curso Persistente, Interface Legado

Passo 6: Unificar classes

de análise

de Uso

Diagramas de Classe Diagramas de Classe

de Uso

PROJETAR CLASSES

Objetivo

• Detalhar as partes do sistema

• Concretização dos conceitos definidos até o momento – Detalhes de implementação e ambiente de

produção • Produtos utilizados

• Linguagem de programação

• Distribuição

• Performance

• Restrições físicas

Passos do projeto de

classes

1. Criar classes de projeto

2. Identificar classes persistentes

3. Definir métodos

4. Definir atributos

5. Definir estados

6. Definir relacionamentos

7. Contemplar os requisitos não-funcionais

Para cada classe:

Passo 1: Criar classes de

projeto

• Converter classes de análise (Fronteira, Controle e Entidade) em classes de projeto

• Padrões de projeto podem ser incorporados

• As classes são refinadas para incorporar os mecanismos arquiteturais

Projetando classes de

fronteira

• GUI (Graphical User Interface) – Que ferramenta de desenvolvimento de

interface gráfica será utilizada?

– Quant pode ser criada pela ferramenta?

– Que padrões serão utilizados?

• Sistemas Externos – Que tecnologias/mecanismos de integração?

– Que padrões?

– Projetar como um subsistema…

entidade

• Classes de Entidade são

– Transitórias

– Persistentes

• São detalhadas no passo “Identificar classes persistentes”

controle

• Decisões que deve ser tomadas:

– Elas são realmente necessárias?

– Elas podem/devem ser agrupadas?

• Como decidir?

– Complexidade

– Operações relacionadas

– Probabilidade de mudar

– Performance e distribuição

Passo 2: Identificando

classes persistentes

• Instancias da classe precisam preservar o seu estado

• Estratégia de persistencia é definida para cada classe persistente

Curso BD Relacional

Candidato Arquivo

Serialização

Passo 3: Definir Métodos

• Tem como propósito mapear responsabilidades identificada na análise para métodos na classe

• Deve-se considerar

– Nome, assinatura e visibilidade dos métodos

Mapeando operações

:Fornecedor :Cliente

// Realizar alguma operação

:Fornecedor :Cliente

fazerAlgo()

Projeto

Análise

+ concreto

- concreto

Passo 4: Definir Atributos

• Tem como propósito formalizar a definição dos atributos

• Deve-se considerar

– Persistência

– Visibidade, nome, tipo e valor inicial

Passo 5: Definir estado

• Tem como objetivo definir como o objeto se comporta

• Relevante apenas para objetos com ciclo de vida complexo

• Pode ser especificado em UML

– Diagrama de estados

– Diagrama de atividades

Diagrama de Estados

• Um diagrama de estados mostra o ciclo de vida de um objeto

Nome do estado Variavel: Tipo = valor

Ação de entrada Ação de saída Atividade

Evento(args)

[condição]

/ Operacao(args)

^obj.enviarMensagem(args) Estado

Ações

Atividades Transição

Exemplo de diagrama de

estado

Inicializado Aberto

Fechado

Cancelado

do: Incializa Curso

do: Finaliza curso

do: Notifica Alunos

Adiciona Aluno / contador = 0

Adiciona Aluno[ contador < 10 ]

[ contador = 10 ]

Cancela

Passo 6: Definir

Relacionamentos

• Dependências

• Associações

– Simples

– Agregação

– Composição

• Generalização

Passo 7: Contemplar os

requisitos não-funcionais

• Concretização dos mecanismos de análise – Incorporar responsabilidades em algumas classes

– Criar novas classes

• Exemplos: – Segurança Como armazenar as senhas? Que

algoritmo usar para criptografar uma mensagem?

– Distribuição Que tecnologia utilizar? Qual o impacto da tecnologia nos objetos já definidos?

– Tratamento de logs Que tipo de operações deve ter log (Acesso a dados, execução de negócio, …)

Projetar Banco de Dados

• Mapear as classes persistentes em conceitos do Banco de Dados

• Definir os tipos de dados mais adequados para o BD

• Normalizar se necessário

EXEMPLOS DE

ARQUITETURAS

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