Análise Orientada a Objeto

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1 Análise Orientada a Objeto Análise Orientada a Objeto ANÁLISE ORIENTADA A OBJETO É interessante observar como a análise orientada a objeto utiliza conceitos que aprendemos há muito tempo: objetos, atributos, classes, membros, todos e partes. Só não podemos explicar por que demorou tanto tempo para se aplicarem esses conceitos na análise e especificações dos sistemas de informação. O principal produto de uma equipe de desenvolvimento é um software, que é capaz de atender a todas as necessidades dos usuários. Para que um software satisfaça os propósitos pretendidos, é necessária uma interação com os usuários de forma organizada e com isso expor os requisitos reais do sistema. Esse software só terá uma qualidade de longa duração se a sua arquitetura aceitar modificações. Um Software só terá igualdade de longa duração se a sua arquitetura aceitar modificações. 0

2 MODELAGEM DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO.1 Modelagem A modelagem é tida como a parte central de todas as atividades para a construção de um bom sistema; com ela podemos: 1 Construir modelos que comunicam a estrutura e o comportamento do sistema; Construir modelos que visualizam e controlam a arquitetura do sistema; Construir modelos que gerenciam os riscos; Construir modelos que propiciam a simplificação e reaproveitamento de sistemas. Segundo James Rumbaugh, A modelagem baseada em objeto é tida como um novo modo de estudar problemas com a utilização de modelos que são fundamentados em conceitos do mundo real. A estrutura básica é o objeto, que combina a estrutura e o comportamento dos dados em uma única entidade. Os modelos baseados em objeto são úteis para a compreensão de problemas, para a comunicação com os peritos em aplicações, para modelar empresas, preparar documentações e projetar programas e bases de dados. No próximo módulo, falaremos mais sobre modelagem de sistemas utilizando orientação a objeto e UML..2 Principais vantagens da orientação a objeto 2 Melhor entendimento do problema a ser resolvido; Maior flexibilidade entre os blocos independentes que são produzidos; Boa divisão do trabalho entre diferentes equipes de desenvolvimento; Melhor participação dos usuários no processo de desenvolvimento do sistema; Ajuda a trabalhar com aplicativos complexos. 1

3 Análise Orientada a Objeto.3 Principais problemas encontrados na orientação a objeto Exige uma melhor concentração na análise e no projeto do sistema; Mudança na cultura de desenvolvimento; Os benefícios são evidenciados a longo prazo..4 Conceitos de Orientação a Objeto Os conceitos básicos de orientação a objeto permitem a definição de:.4.1 Classes Segundo Yourdon classe é uma descrição de um ou mais objetos com conjunto uniforme de atributos e serviços, incluindo uma descrição de como criar novos objetos na classe. Ex: Classe Veículo A classe é a construção mais importante na orientação a objeto, em que cada classe pode conter: Nome; Atributo; Métodos e objetos. 1 Nome: o nome de uma classe é obrigatório, e é utilizado para identificá-la diante das outras. Os nomes das classes são substantivos ou expressões breves, definidos a partir do vocabulário do sistema. Atributo: é propriedade nomeado de uma classe que descreve um intervalo de valores cujas instâncias podem apresentar, sendo ele uma abstração do tipo de dado ou do estado que os objetos podem abranger. 2

4 MODELAGEM DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO Ex: Atributo Veiculo - cor: string - ano fabricação: date - marca: string Métodos: o método é a implementação de um serviço a ser solicitado, como uma abstração de algo que pode ser feito com um objeto e é compartilhado por todos os objetos dentro da classe. O método pode expressar o comportamento que um objeto apresentar. Ex: Método Veiculo - cor: string - ano fabricação: date - marca: string + ligar ( ) + parar ( ) + acelerar ( ).4.2 Objetos Um objeto pode ser um lugar, evento, coisa, relatório ou conceito que possa ser aplicado ao sistema, sendo uma abstração, algo que possui um limite nítido e simplificado em relação ao problema. O objeto facilita a compreensão do mundo real, e oferece a base para a implementação do mundo real no computador. Ex: Objetivo.4.3 Herança Veiculo - cor: string - ano fabricação: date - marca: string Objetivos cor: string ano: 1996 marca: Ford cor: preto ano: 0 marca: Honda A herança mostra a igualdade entre as classes, podendo ser feita a simplificação da definição de classes iguais a outras que já foram definidas. Com isso, é possível representar a generalização 3

5 Análise Orientada a Objeto e especialização, tornando visíveis os atributos e serviços que são comuns em uma hierarquia de classes. A herança pode ser entendida como um relacionamento entre uma superclasse (classe mãe), e um tipo mais específico chamado de subclasse (classe filha). A classe filha herda as características da mãe e pode adicionar novas estruturas ou comportamentos. Exemplos de herança: Simples: uma classe herda as características apenas de uma classe mãe; Composta: uma classe herda as características de mais de uma classe mãe. Exemplos de herança: Veiculo - cor: string - ano fabricação: date - marca: string Carro - Conversível: Bolean Caminhão - Tara: Int Associações As associações são relacionamentos fracos entre os objetos. Na UML, uma associação pode ser representada como uma linha que liga uma classe a outra. 4

6 MODELAGEM DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO Exemplo de Associação: Veiculo - cor: string - ano fabricação: date - marca: string 0* Veiculo dono Pessoa Carro - Conversível: Bolean Caminhão - Tara: Int.4. Agregação A agregação representa um exemplo de relacionamento do tipo tem um, significando que o objeto do todo contém os objetos das partes. Algumas vezes, um objeto é constituído por outros objetos. Motor Combustível: string Motor Veiculo Veiculo - cor: string - ano fabricação: date - marca: string 0*.. Veiculo 0..1 dono Pessoa Aro Tamanho: Int 0*.. Aro Carro Veiculo Caminhão - Conversível: Bolean - Tara: Int.4.6 Composição É um caso particular de agregação, utilizado principalmente para evidenciar uma forte conotação de propriedade. Também especifica que o objeto tem um ciclo de vida, e, quando ele é destruído, as partes também são.

7 Análise Orientada a Objeto.4.7 Encapsulamento Por meio do encapsulamento, podemos ocultar detalhes referentes à implementação do objeto, protegendo os dados contra a adulteração, pois eles só podem ser acessados pelo próprio objeto, pelos seus métodos..4.8 Métodos Os métodos são as operações de uma classe. Eles são formados por interfaces que descrevem as características externas do método e pela implementação, que contém o código efetivo para a operação..4.9 Polimorfismo 1 O polimorfismo permite tratar instâncias de várias classes da mesma forma dentro do sistema. Ex: O objeto Francisco pode ser um estudante, um registro ou mesmo um coordenador. É interessante para os outros objetos saberem que tipo de pessoa Francisco é. O esforço no desenvolvimento seria reduzido se outros tipos de objetos tratassem o objeto pessoa da mesma forma, não existindo códigos separados para cada tipo..4. Interface A interface é um contrato de implementação de métodos de uma classe, que implementa uma interface, e deve implementar todos os métodos que são especificados pela interface.. Conclusão A análise orientada a objeto tem como principal objetivo fazer com que o mundo computacional torne-se o mais próximo possível do mundo real. Com o auxílio de todos os conceitos que 6

8 MODELAGEM DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO citamos, é possível representar computacionalmente os objetos do mundo real e classificá-los em classes reconhecíveis. 6 ANÁLISE, DEFINIÇÃO E ESPECIFICAÇÃO DE REQUISITOS 1 A análise de requisitos busca compreender os requisitos solicitados pelo cliente para a construção dos sistemas de informação. É nela que são descritas as abordagens utilizadas para descobrir os requisitos, envolvendo uma equipe técnica que, em conjunto com os usuários do sistema, estabelece um domínio da aplicação do si stema. Neste processo de análise, usuários como gerentes, engenheiros de manutenção e especialistas de domínio também estão envolvidos, sendo conhecidos como STAKEHOLDERS. Alguns problemas são encontrados na análise de requisitos, citaremos alguns: O usuário do sistema não possui uma idéia concreta do que deseja, e, mesmo sabendo, existe uma grande dificuldade em se expressar. O usuário tenta expressar-se utilizando seus próprios termos, supondo que o desenvolvedor sabe o que ele está falando. Como os requisitos são definidos por diferentes usuários, surgem diversos conflitos, difíceis de serem descobertos, pois os usuários expressam-se de formas diferentes. Alguns problemas na análise de requisitos para construção de Sistemas de Informação: - Usuário do sistema não possui idéia concreta do que deseja; - Problema de comunicação entre usuário e desenvolvedor; - finidos por diferentes usuários. 6.1 Processo de Análise dos Requisitos 2 Para que sejam descobertos os requisitos de um sistema, deve ser estabelecida uma compreensão sistemática. O modelo é composto pelas seguintes atividades: 7

9 Análise Orientada a Objeto Compreensão do domínio: é estabelecido um entendimento do domínio da aplicação, em que se deve descobrir o maior número de informações possível. Coleção de requisitos: é feito um processo de interação com os usuários envolvidos, com a intenção de identificar os requisitos. Classificação: classificar a lista de requisitos em categorias coerentes. Resolução de Conflitos: identificação e resolução de requisitos, decidindo o que fazer quando os requisitos solicitados por um usuário entram em conflito com outros já existentes. Priorização: definir quais requisitos possuem uma escala maior de prioridade. 1 Validação: verificar se o conjunto de requisitos é compatível com os solicitados pelos usuários. Durante a atividade de análise, três atividades podem ser desenvolvidas: Particionamento: identifica o relacionamento estrutural entre as atividades. Abstração: identifica a generalidade entre as atividades. Projeção: identifica as diferentes formas possíveis de enxergar o mesmo problema. 6.2 Tipos de requisitos Requisitos Funcionais Os requisitos funcionais representam algo que o sistema deve fazer por meio de uma função do sistema que agregue valor ao 8

10 MODELAGEM DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO usuário que o está utilizando. Um exemplo de requisito funcional é a emissão de relatório ou a realização de um cadastro. Os eventos essenciais têm como função principal a definição de todos os requisitos funcionais existentes no sistema, respondendo a todos os eventos. O levantamento correto de requisitos funcionais não é uma tarefa fácil, mas a metodologia essencial fornece traços gerais eficientes para essa tarefa, perfeitamente adequados aos sistemas de informação Requisitos não-funcionais 1 Os requisitos não-funcionais abordam a forma como os requisitos funcionais podem ser alcançados, definindo restrições e propriedades de um sistema. Alguns requisitos não-funcionais também são conhecidos como requisitos de qualidade, responsáveis por exigir resistência e robustez do sistema. Em alguns casos, descobrir quais são os requisitos nãofuncionais do sistema é tão difícil quanto produzir uma especificação do sistema que possa cumprir, a um custo razoável e um tempo hábil, as especificações que foram exigidas pelos usuários. 2 Como exemplo dessas dificuldades apresentadas, existem dois requisitos não-funcionais que se relacionam de forma inversa: a velocidade e a sua transportabilidade. Para produzir um software muito rápido, é necessário que ele se adapte ao ambiente em que está funcionando, e, para que ele seja transportável, é necessário funcionar no maior número de ambientes possível. Assim, para implementar esses dois requisitos é necessário um grande investimento de recursos. 9

11 Análise Orientada a Objeto Requisitos Não-Funcionais Requisitos do Produto Requisitos da Organização Requisitos Externos Usabilidade Confiabilidade Portabilidade Interoperacidade Ética Eficiência Entrega Implementação Padronização Requisitos Legais Desempenho Espaço Privacidade Segurança Outros exemplos de requisitos Restrições do projeto: limites impostos para que o sistema seja capaz de funcionar no seu ambiente de operação: Hardware Software Rede Características técnicas 1

12 MODELAGEM DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO Impulsionadores do projeto: forças que fazem o projeto acontecer. Os impulsionadores são geradores de requisitos funcionais e não-funcionais. Assuntos do projeto: completam o quadro dos fatores que dizem respeito ao sucesso ou fracasso do sistema Requisitos verdadeiros e falsos Quando um sistema deve cumprir qualquer tecnologia de implementação escolhida, é considerado um requisito verdadeiro, mas quando o sistema cumpre suas finalidades sem que um requisito seja implementado, este é considerado um requisito falso. Requisitos tecnológicos falsos: Tecnologias futuras; Linguagens a serem utilizadas; Tecnologias passadas. 1 Requisitos arbitrários falsos: 2 Influência de ferramentas de modelagem; Preciosismo; Ferramentas hipotéticas no sistema. A introdução dos requisitos falsos no sistema aumenta os riscos de o projeto não ser completado, pois um requisito falso pode acabar mascarando um requisito verdadeiro. Para garantir o sucesso de um projeto, devemos buscar apenas os requisitos verdadeiros, mas não é uma tarefa fácil, pois um sistema implementado só com requisitos verdadeiros é considerado um sistema tecnologicamente perfeito. 6.3 Descrições de Requisitos Identificador Tipo Evento ao qual atende 111

13 Análise Orientada a Objeto Descrição Justificativa Fonte do requisito Critérios de aceitação Satisfação do usuário Insatisfação do usuário Dependências Conflitos 6.4 Levantamentos de requisitos O levantamento dos requisitos aborda as expectativas do sistema, seguindo-se a validação e a consolidação de todas as expectativas em requisitos formais. Essas diferentes visões implicam projetar esses interesses e conciliá-los. Busca de fatos Coletas e Classificação de Requisitos Racionalização e Avaliação Priorização Integração e Validação 1 7 MODELO CONCEITUAL DOS DADOS O modelo conceitual dos dados é uma abstração que descreve todas as informações existentes no sistema. Seu principal objetivo é a criação de uma base de dados para o sistema; esta base pode ser simples, como o armazenamento de dados em um arquivo, ou por meio da utilização de poderosos sistemas de banco de dados. As informações existentes no modelo conceitual são necessárias para executar as funções existentes no sistema, as quais são fornecidas anteriormente para o sistema e não no momento de execução de uma função. 112

14 MODELAGEM DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO 1 A criação de um modelo de dados é feita por meio de especificações em que inicialmente é descrito um modelo do ambiente observado, na visão do usuário. Depois de todas as observações e especificações, é gerada uma descrição do ambiente analisado de uma forma específica, agora, na visão do implementador, cuja visão é otimizada e adaptada aos mecanismos utilizados no desenvolvimento de sistemas (SGBD, linguagem de programação, hardwares, entre outros). A principal forma de modelagem de dados é pelo modelo de entidade e relacionamento conhecido como MER, em que são construídos diagramas de entidade e relacionamento, ou MER. No modelo de entidade e relacionamento, são encontradas três abstrações utilizadas para modelar o ambiente em análise: Entidades: representam as coisas e os conceitos. Atributos: representam as características das coisas e conceitos. Relacionamentos: representam as relações existentes entre as coisas e conceitos. 7.1 Modelos e abstrações Modelo: é uma abstração de algo existente ou que se imagina existir no mundo real. Abstração: processo de separar um ou mais elementos de uma totalidade de forma que facilite a sua compreensão por meio de um modelo. A principal forma de modelagem de dados é pelos modelos de entidade e relacionamento 2 As abstrações são utilizadas diariamente para que possamos trabalhar com as informações que nos são fornecidas. Um exemplo é o mapa de um estado, de onde podemos extrair algumas abstrações para um determinado fim. Este mapa não poderia ser totalmente perfeito, pois teria de conter tanta informação que o seu tamanho seria igual ao tamanho do estado. 113

15 Análise Orientada a Objeto Processos de abstração utilizados no desenvolvimento de softwares: Classificação Composição Generalização Identificação Classificação É na classificação que são eliminados alguns elementos individuais de um objeto ou sistema, classificado como exemplo de uma classe padrão. Depois de feita a eliminação, o objeto é aceito como instância de uma classe. Imagine-se como uma idéia descreve de forma abstrata todos os objetos existentes em uma classe. 1 Instância São Paulo, Fortaleza, Bahia Pará, Salvador, Ceará Classe Times de Futebol Estados Senna, Massa, Rubinho Pilotos formula Composição (é feito de) Um objeto complexo formado por outros objetos é compreendido na composição como apenas um objeto. Podemos simplificar a composição de um objeto que está sendo analisado se eliminarmos a necessidade de descrevermos as suas partes. Partes Memória, HD, CD-ROM Pneu, Aro, Cela Pêlo, pata, focinho Objeto Computador Bicicleta Cachorro Generalização (é um) Pela generalização, é possível entender como uma classe pode ser descrita por outra mais geral. É na generalização que 114

16 MODELAGEM DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO podemos compreender como um objeto de uma classe pode ser visto de uma forma mais geral como objeto de outra classe. Classe Balconista, gerente, vendedor Moto, carro, bicicleta Celular, palmtop, ipod Classe Geral Pessoa Meio de transporte Equipamentos eletrônicos Identificação (é identificado por) Pela identificação, é possível caracterizar unicamente um objeto. EX: CPF identifica uma pessoa; placa identifica um automóvel. Com essa identificação, é possível separar esses objetos de objetos semelhantes e atribuir características específicas que pertençam a este ou àquele objeto. 7.2 Memória do sistema 1 A memória do sistema é muito importante para que possamos compreender os conceitos existentes na análise essencial, pois, para a geração de relatórios, tomadas de decisão com o intuito de atender às necessidades do cliente, é preciso uma certa quantidade de dados. Estes são necessários para a execução de alguma função que está em algum lugar. Na análise essencial, a localização dos dados é abstraída, pois é suposto que o sistema possui uma memória com algum tipo de informação Modelagem conceitual dos dados A modelagem conceitual tem como principal característica fornecer aos desenvolvedores uma descrição de alto nível, abstrata e independente de tecnologia. Essa descrição também é conhecida como esquema conceitual da base de dados. 11

17 Análise Orientada a Objeto A construção de um modelo conceitual é feita a partir de uma análise de requisitos, usando como memória os objetos que são descritos no DER. Problema Real Atualiza Valores Módulo Conceitual Módulo Lógico Módulo Físico CRIA Modelo lógico Banco de dados É por meio do modelo lógico que são descritas as informações existentes no sistema, independente da tecnologia utilizada e dos detalhes de implementação. São descritas as estruturas de banco de dados utilizadas no processamento do SGBD Modelo físico No modelo físico é leva-se em conta a tecnologia que está sendo utilizada, os produtos específicos e a interação do sistema com o ambiente de desenvolvimento. Nesta etapa é que os desenvolvedores preocupam-se com questões de desempenho, particionamento, índices, entre outros. 116

18 MODELAGEM DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO 8 ANÁLISE ESSENCIAL O modelo de análise essencial apresenta o sistema em um grau de abstração completamente independente de restrições tecnológicas. Ele descreve quais os requisitos que um sistema deve atender sem se preocupar como poderá ou será implementado. O modelo essencial é formado por: Modelo Ambiental: define as fronteiras entre o sistema e o resto do mundo. Modelo Comportamental: define o comportamento das partes internas e externas necessárias para interagir com o sistema. Análise Essencial Modelo Essencial Modelo de Implementação Modelo Ambiental Modelo Comportamental 117

19 Análise Essencial e Estruturada O modelo de implementação apresenta o sistema em um grau de abstração completamente dependente das restrições tecnológicas. É uma derivação do modelo essencial e diz respeito à implementação do sistema. O Modelo Ambiental O modelo ambiental define as fronteiras do sistema com o ambiente onde ele se situa, determinando o que é interno e o que é externo. As interfaces entre o sistema e o ambiente externo determinam as informações que chegam ao sistema, vindas do mundo exterior e vice-versa. No modelo ambiental, também são determinados os eventos oriundos do ambiente externo a que o sistema deve responder. Ferramentas para definição do ambiente Declaração dos objetivos: 1 2 Consiste em uma breve e concisa declaração dos objetivos do sistema, dirigida pela alta gerência, gerência usuária ou outras pessoas que não estão envolvidas diretamente no desenvolvimento do sistema. Esse documento não pretende dar uma declaração detalhada do sistema, podendo ter uma ou várias sentenças, porém não deve ultrapassar um parágrafo. Exemplo: O objetivo do sistema da locadora XYZ é manusear todos os detalhes dos pedidos de aluguel de DVD`s feitos pelos clientes, bem como reservar, faturar e cobrar dos clientes que estão em atraso. As informações sobre os pedidos de DVD`s devem ficar disponíveis para o sistema de: Marketing, Compras e Contabilidade. Diagrama de Contexto: O diagrama de contexto apresenta uma visão das características importantes do sistema, tais como: 118

20 MODELAGEM DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO Pessoas, organizações e sistemas com os quais o sistema pode comunicar-se; Os dados que o sistema recebe do mundo exterior e que devem ser processados; Os dados produzidos pelo sistema e enviados para o mundo exterior; As fronteiras existentes entre o sistema e o resto do mundo. Produtos de Refrigeração - COOLAIR Vendedor pedido aprovado comprovante de pedido aprovado Cliente pedido nota fiscal Sistema comissão vendas do dia Vendas crédito cliente produtos Recebimento Compras Crédito 1 Lista de Eventos: A lista de eventos é formada por estímulos que ocorrem no mundo exterior e implicam algum tipo de resposta pelo sistema. Esses estímulos são ativadores de funções e a forma como os eventos agem sobre o sistema. As respostas são os resultados gerados pelo sistema, sendo sempre resultado da execução de alguma função interna. Tipos de eventos: Orientado a fluxo Temporal Temporal relativo 119

21 Análise Essencial e Estruturada Modelo Comportamental O modelo comportamental define o comportamento interno que o sistema deve ter para se relacionar adequadamente com o ambiente. São definidos pontos de vista internos e o modelo interior do sistema; além disso, é descrita a maneira como os conjuntos de elementos inter-relacionados devem reagir internamente aos estímulos exteriores. O modelo comportamental é formado por: Diagrama de fluxo de dados; Miniespecificação; Diagrama de transição de estado; Diagrama de entidade relacionamento. Modelo de Implementação 1 O modelo de implementação tem por finalidade produzir um modelo para a implementação do sistema a partir de suas especificações conceituais e dos requisitos estabelecidos. São envolvidas questões relativas à utilização do sistema pelo usuário. Atividades necessárias para a construção do modelo: Construir modelo lógico dos dados; Determinar as características de processamento de cada função; Especificar a integração entre homem-máquina. A qualidade de um sistema está vinculada a certas características que são fundamentais e devem ser perseguidas como objetivo básico no projeto de um sistema. São elas: 2 Alterabilidade Eficiência Segurança e controle 1

22 MODELAGEM DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO Reusabilidade Portabilidade Estruturação do Sistema A estruturação do sistema consiste na obtenção de uma visão planificada dos processos primitivos do modelo comportamental, em que os processos são separados por características de processamento. Planificação: A planificação deve começar pelo diagrama de fluxo de dados de primeiro nível, e os passos abaixo devem ser executados até restar somente os processos primitivos. Às vezes é inviável planificar todo o modelo comportamental de uma só vez. Assim, podemos fazer a planificação de cada processo do DFD no primeiro nível, e, se existir um fluxo que os ligue diretamente, é feita uma planificação em conjunto. Empacotamento: 1 O empacotamento consiste no agrupamento, separação, reagrupamento e segmentação dos processos primitivos do modelo funcional, construindo as unidades que serão implementadas. O resultado Diagrama de estrutura do sistema; Quadro de referência Processo X Programa; Fronteiras de processamento; Critérios para o agrupamento dos processos; Critérios para a separação dos processos. 121