MDA - resumo (OMG - Model Driven Architecture) Prof. Rossano Pablo Pinto Março/2012 v0.1 Março/2013 v0.2. Rossano Pablo Pinto - março/2013 1

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1 MDA - resumo (OMG - Model Driven Architecture) Prof. Rossano Pablo Pinto Março/2012 v0.1 Março/2013 v0.2 Rossano Pablo Pinto - março/2013 1

2 PARTE 1 O processo de desenvolvimento MDA Rossano Pablo Pinto - março/2013 2

3 Desenvolvimento tradicional de software Progresso em desenvolvimento de software Percebido em termos da complexidade dos sistemas construídos hoje (evoluímos bastante!): Sistemas ENORMES e COMPLEXOS Imagine o tempo gasto para construir sistemas simples HOJE (seria muito mais rápido do que antigamente) Rossano Pablo Pinto - março/2013 3

4 Desenvolvimento tradicional de software O modelo tradicional é suficiente? Escrever software é altamente trabalhoso (mesmo sem levar em consideração o modelo) Cada nova tecnologia exige o retrabalho da reescrita de muito código (repetidas vezes... apenas para ser redundante:) ) Os sistemas são construídos com diversas tecnologias diferentes Todos estes sistemas devem ser capazes de comunicarse Os requisitos estão sempre sendo alterados Rossano Pablo Pinto - março/2013 4

5 Desenvolvimento tradicional de software O problema da PRODUTIVIDADE Fases: 1. Conceituação e levantamento de requisitos 2. Análise e descrição funcional 3. Projeto (design) 4. Codificação (coding) 5. Teste (testing) 6. Implantação (deployment) Rossano Pablo Pinto - março/2013 5

6 Desenvolvimento tradicional de software O problema da PRODUTIVIDADE Diagramas e documentos são produzidos nas fases 1, 2 e 3 O que aconteceria se na fase de testes (5) e implantação (6) novos requisitos ou erros fossem detectados? Rossano Pablo Pinto - março/2013 6

7 Ciclo de vida tradicional de desenv. software Processo Iterativo na teoria Atalho do programador Requisitos Análise Projeto de baixo nível Codificação Teste Predominante Texto Diagramas e Texto Diagramas e Texto Código Código Implantação Rossano Pablo Pinto - março/2013 7

8 Desenvolvimento tradicional de software O problema da PRODUTIVIDADE Documentos produzidos nas fases 1, 2 e 3 perdem seu valor tão logo as fases de codificação começam Ligação entre os documentos (1,2,3) e código perde-se conforme processo de codificação avança Diagramas: especificação real do código x figuras sem relação com o código Distância entre código e diagramas tende a aumentar com tempo Alterações são feitas apenas no código (custo x lucro x produtividade x utilidade) Rossano Pablo Pinto - março/2013 8

9 Desenvolvimento tradicional de software O problema da PRODUTIVIDADE Se as alterações ocorrem sempre no código, porque preocupar-se com a atualização dos diagramas? Metodologias ágeis de desenvolvimento ajudam alguma coisa neste cenário? XP Agile Software Development... Geralmente não! Foco em código funciona bem em equipes permanentes e no início do desenvolvimento (está tudo bem fresco na memória). O que fazer com pessoas que não estavam na equipe original? Rossano Pablo Pinto - março/2013 9

10 Desenvolvimento tradicional de software O problema da PRODUTIVIDADE O desenvolvedor sente-se produtivo apenas nas fases de codificação As fases 1, 2 e 3 são geralmente vistas como overhead Rossano Pablo Pinto - março/

11 Desenvolvimento tradicional de software O problema da PORTABILIDADE A indústria de software possui uma característica especial: uma nova invenção torna-se popular a cada ano: Java Linux XML HTML SOAP UML J2EE CORBA RMI.NET JSP ASP Flash WebServices Spring Hibernate Ruby XSLT JESS DROOLS RESTful Ruby on rails SuperWABA Android ios JSON Etc..... Rossano Pablo Pinto - março/

12 Desenvolvimento tradicional de software O problema da PORTABILIDADE Porque a indústria de software deve acompanhar estes lançamentos? Solicitação de clientes (Ex.: Interfaces web) Resolve problemas reais e atuais (Ex.: XML, portabilidade Java - está mais para PORCABILIDADE!) Provedores de ferramentas interrompem o suporte a tecnologias antigas Ficar em dia ou à frente da concorrência Outros?. Rossano Pablo Pinto - março/

13 Desenvolvimento tradicional de software O problema da INTEROPERABILIDADE Sistemas de software RARAMENTE vivem isolados Sistemas precisam se comunicar Sistemas baseados em Web precisam obter informações em sistemas back-end (geralmente desenvolvidos com tecnologias mais antigas...) Mesmo sistemas completos construídos do zero utilizam diversas tecnologias diferentes (que precisam se comunicar) EJB + SGBDs diversos + Servidor de aplicação Rossano Pablo Pinto - março/

14 Desenvolvimento tradicional de software O problema da INTEROPERABILIDADE...Sistemas precisam se comunicar Grandes sistemas monolíticos não são mais construídos: componentes menores que são interconectados facilidade de manutenção e troca Cada componente pode utilizar uma tecnologia diferente Rossano Pablo Pinto - março/

15 Desenvolvimento tradicional de software Os problemas de MANUTENÇÃO e DOCUMENTAÇÃO Documentação tem sempre sido feita após a implementação do software Escrever documentação durante a codificação é vista como uma tarefa que DESACELERA a produtividade! Documentação: vista como algo a ser utilizado pela prosperidade e não pelo desenvolvedor corrente Com cada alteração no código a documentação tem que ser alterada (manualmente!!!!) Rossano Pablo Pinto - março/

16 Desenvolvimento tradicional de software Os problemas de MANUTENÇÃO e DOCUMENTAÇÃO Uma solução seria a geração de documentos a partir do próprio código. Linguagens que suportam anotação: Java Eiffel Resolvem apenas o problema da documentação de baixo nível O que fazer???? Rossano Pablo Pinto - março/

17 Model Driven Architecture MDA: framework para o desenvolvimento de software MDA: definido pelo OMG (Object Management Group) Chave no MDA: Uso de modelos no processo de desenvolvimento de software Processo de desenvolvimento de software no MDA: Orientado pela atividade de modelagem do sistema de software Rossano Pablo Pinto - março/

18 Model Driven Architecture O Ciclo de desenvolvimento MDA Semelhante ao tradicional Possui as mesmas fases, mas... Uma das GRANDES DIFERENÇAS: Natureza dos artefatos desenvolvidos em cada fase: OS ARTEFATOS SÃO MODELOS FORMAIS (MODELOS QUE PODEM SER ENTENDIDOS PELOS COMPUTADORES) Rossano Pablo Pinto - março/

19 Model Driven Architecture Principais modelos do MDA PIM Platform Independent Model é independente de qualquer tecnologia de implementação (i.e.: pode ser desenvolvido para mainframe, Android, PC, JAVA, C++, etc...) PSM Platform Specific Model DEPENDENTE de tecnologia (Ex.: EJB PSM - possui entidades como: home interface, entity bean, session bean, etc..) - Um PIM pode ser transformado em 1+ PSM CÓDIGO - Transformação do PSM em código Rossano Pablo Pinto - março/

20 Model Driven Architecture MDA define: PIM PSM CÓDIGO Relação entre PIM, PSM e CÓDIGO Etapa mais complexa no processo MDA Transformação do PIM em 1+ PSMs Rossano Pablo Pinto - março/

21 RESGATANDO: Ciclo de vida tradicional de desenv. software Processo Iterativo na teoria Atalho do programador Requisitos Análise Projeto de baixo nível Codificação Teste Predominante Texto Diagramas e Texto Diagramas e Texto Código Código Implantação Rossano Pablo Pinto - março/

22 Ciclo de vida MDA de desenv. software Requisitos Predominante Texto Processo MDA Análise Projeto de baixo nível PIM PSM Codificação Teste Código Código Implantação Rossano Pablo Pinto - março/

23 Ciclo de vida MDA de desenv. software Requisitos Predominante Texto Processo MDA Análise Projeto de baixo nível Codificação Teste PIM PSM Código Ferramenta De Transformaçãoo Ferramenta De Transformaçãoo Código Implantação Rossano Pablo Pinto - março/

24 Model Driven Architecture Transformar um PIM (alto nível) em 1+ PSM aumenta o nível de abstração em que o desenvolvedor consegue trabalhar. Benefício: Permite que o desenvolvedor lide com sistemas mais complexos com menos esforço Rossano Pablo Pinto - março/

25 MDA: Automação dos passos de transformação modelo tradicional x MDA Muitas ferramentas podem gerar código, mas geralmente geram apenas templates (esqueletos). O restante do código é preenchido à mão. As transformações no MDA são feitas totalmente por ferramentas e de forma automática!! Transformar PSM em código é fácil (devido às semelhanças da plataforma alvo) O grande benefício do MDA é transformar PIM em PSM de maneira AUTOMÁTICA! Rossano Pablo Pinto - março/

26 MDA: Automação dos passos de transformação Os 3 passos principais no processo de desenvolvimento MDA. Ferramenta Ferramenta PIM De PSM De Cod. Transformaçãoo Transformaçãoo Rossano Pablo Pinto - março/

27 MDA: Benefícios (resumo) Produtividade Portabilidade Interoperabilidade Manutenção e documentação Rossano Pablo Pinto - março/

28 MDA: Benefícios (resumo) Produtividade (modelo de alto nível deixa de ser apenas papel ) menos trabalho: PIM não leva em consideração detalhes específicos de plataforma atenção focada na lógica do negócio Portabilidade foco no desenvolvimento do PIM Rossano Pablo Pinto - março/

29 Interoperabilidade MDA com o uso de pontes (bridges) Primeira transformação PIM Primeira transformação PSM Ponte PSM PSM Segunda transformação Segunda transformação Código Ponte Código Código Rossano Pablo Pinto - março/

30 MDA: Benefícios (resumo) Manutenção e documentação o modelo é uma representação exata do código e viceversa PIM não é mais abandonado após a escrita Mudanças no sistema são feitas no PIM (nunca diretamente no código, como no modelo tradicional) No entanto, boas ferramentas poderão fazer a geração nas duas vias: modelo para código código para modelo Rossano Pablo Pinto - março/

31 MDA: Building blocks OK, mas o que é necessário para implementar o MDA? modelos de alto-nível (precisos, bem-definidos, etc..) linguagem para escrever modelos de alto nível (MOF - segundo um dos autores da bibliografia utilizada, perfis UML não serviriam, EU particularmente creio que sirvam) definição das transformações entre PIM e 1+ PSMs linguagem para escrever as transformações (XSLT + XSL ou outra) ferramentas que consigam executar as regras de transformação PIM 2 PSM + PSM 2 code (xsltproc no Linux) Rossano Pablo Pinto - março/

32 PARTE 2 O framework MDA Rossano Pablo Pinto - março/

33 O que é um modelo? Definições gerais Um exemplo utilizado por um artista Uma pessoa fazendo pose para um artista Uma réplica (em menor escala) de um objeto real: ex.: carro Um exemplo de um método de execução de trabalho Um molde utilizado para produzir algum artefato de roupa Rossano Pablo Pinto - março/

34 O que é um modelo? O que as definições anteriores possuem em comum? Um modelo é sempre uma abstração de alguma coisa que existe na realidade Um modelo é diferente da coisa que ele modela detalhes são deixados de lado, o tamanho pode ser diferente Um modelo pode ser utilizado para produzir algo que existe na realidade Rossano Pablo Pinto - março/

35 O que é um modelo? Definições que utilizaremos Um modelo é a descrição de (parte de) um sistema escrito em uma linguagem bem-definida. Uma linguagem bem-definida é uma linguagem com sintaxe (formato) e semântica (significado) bemdefinidas, a qual é apropriada para interpretação automática por computadores. Rossano Pablo Pinto - março/

36 O que é um modelo?...definições que utilizaremos Observe que, apesar da linguagem UML ser amplamente utilizada, ela não é a única linguagem apropriada para MDA. Apesar das pessoas terem uma imagem mental de modelo como um conjunto de diagramas (Ex.: UML ), não existe nenhuma restrição quanto ao uso de outros tipos de modelo. Rossano Pablo Pinto - março/

37 Framework MDA: Modelos e linguagens Relação entre MODELO, SISTEMA e LINGUAGEM utilizada para escrever o modelo Linguagem é escrito em Modelo descreve Sistema Rossano Pablo Pinto - março/

38 Tipos de modelo Modelo de negócios e de software Negócios - não descreve o sistema de software. Ele é CIM (Computational Independent Model) Software - descreve o sistema de software. Rossano Pablo Pinto - março/

39 Tipos de modelo Modelo de negócios derivado de descreve Modelo de software descreve departamento software desuporte Sistema de Negócio Rossano Pablo Pinto - março/

40 Tipos de modelo Modelos Dinâmico e Estrutural Diagrama Classe UML - estrutural Diagrama Estado UML - dinâmico Mas são tão interrelacionados que deveriam ser considerados um modelo só Então, seria melhor considerar os diagramas como views de um mesmo modelo. Rossano Pablo Pinto - março/

41 Tipos de modelo UML é escrito em use case view interaction view class diagram view state diagram view descreve Sistema Modelo Rossano Pablo Pinto - março/

42 Tipos de modelo Petrinet é escrito em Se uma mesma linguagem não é capaz de descrever o sistema, então 2+ linguagens são utilizadas. Com isso o sistema é descrito em 2+ modelos. ER é escrito em Modelo Petrinet descreve Sistema descreve Modelo ER Rossano Pablo Pinto - março/

43 Tipos de modelo Modelos Independente e Dependente de plataforma PIM pode ser descrito usando MOF PSM pode ser descrito usando Perfis UML É possível traçar a linha entre os dois modelos? (O que é específico e o que não é?) Dificilmente. Um modelo é mais ou menos específico que outro Em MDA, um modelo menos específico é transformado em um mais específico. Rossano Pablo Pinto - março/

44 O que é uma transformação? definição da transformação definição da transformação Ferramenta De Transformaçãoo Ferramenta De Transformaçãoo PIM PSM CÓDIGO Rossano Pablo Pinto - março/

45 O que é uma transformação? transformação UML p/ Java UML Java Rossano Pablo Pinto - março/

46 O que é uma transformação? transformação UML p/ UML UML UML Rossano Pablo Pinto - março/

47 O que é uma transformação? transformação JAVA p/ JAVA JAVA JAVA Rossano Pablo Pinto - março/

48 O que é uma transformação? transformação C# p/ JAVA C# JAVA Rossano Pablo Pinto - março/

49 O que é uma transformação Transformação entre linguagens idênticas UML p/ UML Java p/ Java... p/... PIM (UML) p/ PSM (UML). CUIDADO: PSM subset UML (apenas construções que podem ser mapaeadas diretamente na linguagem alvo - Ex.: Java) - UML4Java Motivação: refactoring normalização de um modelo ER etc.. Rossano Pablo Pinto - março/

50 Framework básico do MDA Linguagem é escrito em definição da transformação é usado por Linguagem Linguagem Linguagem são escritos em PIM Ferramenta De Transformaçãoo PSM PSM PSM Rossano Pablo Pinto - março/

51 MDA Hoje Linguagens OMG Linguagens p/ PIM ou PSM UML, OCL (Linguagem p/ queries) QVT Action Semantics - define semântica em modelos de comportamento (behavioral) Perfis: CORBA, EDOC, EAI, QFTP, TelcoML, VOICP, UTP, Rossano Pablo Pinto - março/

52 MDA Hoje UML como linguagem para PIM UML puro Ponto forte: modelagem estrutural Ponto fraco: modelagem de comportamento Executable UML: UML + ActionSemantics (AS) Principais diagramas: state machine Ponto fraco: não é tão adequado para todos os domínio: OK p/ Sistemas embarcados NOK p/ Sistemas Administrativos AS é baixo nível (escrever tanto código quanto PSM) AS não possui sintaxe concreta padronizada UML + OCL -> o mais apropriado, mas não é perfeito. Rossano Pablo Pinto - março/

53 MDA Hoje Ferramentas (pesquisar o estado da arte) Transformações: Outras PIM p/ PSM PSM p/ código PIM p/ código Ferramentas ajustáveis Ferramentas para criação de regras de transformação Editor de código (IDE) Repositório de modelos Editor de modelos (CASE) Validador de modelos Editor de definição de transformações Repositório de regras de transformação Geralmente, é necessário o uso de várias ferramentas!! Rossano Pablo Pinto - março/

54 PARTE 3 Exemplo Rossano Pablo Pinto - março/

55 Exemplo de aplicação MDA Serviço de entrega de café da manhã Descrição textual pág. 43 O sistema de software Descrição textual pág. 44 Rossano Pablo Pinto - março/

56 Exemplo de aplicação MDA Aplicando o framework MDA Desenvolver PIM A partir do PIM serão gerados 3 novos PSMs PSM que modela a base de dados (modelo relacional) PSM que modela a camada do meio - (modelo EJB escrito em uma variante UML) PSM que modela a interface WEB - (modelo escrito em uma variante UML) As variantes são compostas de estereótipos (não associados a perfis) Rossano Pablo Pinto - março/

57 Exemplo de aplicação MDA Aplicando o framework MDA Criar regras de transformação PIM p/ PSM1 PSM2 PSM3 PSM1 p/ SQL PSM2 p/ Java PSM3 p/ HTML, CSS, JSP Rossano Pablo Pinto - março/

58 Exemplo de aplicação MDA Regras de transformação PIM -> PSM ER UML string -> VARCHAR(40) - tamanho arbitrário! UML integer -> INTEGER UML date -> DATE Atributo Address não é classe, é uma struct, então: tabela separada p/ cada tipo de dado OU inserir inline os dados na mesma tabela que detém os dados da classe que possui o atributo REGRA: tipo de dado que não possui operação será mapeado em colunas, cada uma representando um campo do tipo de dado (lembram do struct em C?) Rossano Pablo Pinto - março/

59 Exemplo de aplicação MDA Regras de transformação PIM -> PSM ER Cada classe será mapeada em um tabela Cada atributo torna-se um campo do registro Quando o tipo do atributo for uma classe, o campo da tabela deve armazenar um chave estrangeira para a tabela que representa a classe Cada associação será transformada em uma chave estrangeira no modelo da base de dados, provavelmente gerando uma nova tabela etc.., etc.., etc.. RESULTADO -> próximo slide Rossano Pablo Pinto - março/

60 Exemplo de aplicação MDA Regras de transformação PIM -> PSM EJB Cada classe no PIM gera um EJBEntityComponent Cada classe no PIM que não faz parte de outra classe no PIM é transformada em COMPONENTE EJB + esquema de dados EJB (EJBDataClass) etc.., etc.., etc.. (págs. 56 e 57) Rossano Pablo Pinto - março/

61 Exemplo de aplicação MDA Regras de transformação PIM -> PSM WEB etc.., etc.., etc.. (pág. 59) Rossano Pablo Pinto - março/

62 Exemplo de aplicação MDA Regras de transformação PSM1 -> código 1.Para cada tabela, gere o texto CREATE TABLE, seguido do nome da tabela e um {, então execute regra 2, seguida pela regra 3, e termine com } 2.Para cada coluna na tabela, gere o nome da coluna, seguida do tipo e (opcionalmente) o tamanho da coluna, então gere o texto NOT se a coluna não pode ter o valor NULL e termine com NULL,. 3.Gere o texto PRIMARY KEY (, seguido por uma lista separada por vírgula dos nomes das colunas que são chave primária e termine com ). Rossano Pablo Pinto - março/

63 Exemplo de aplicação MDA Regras de transformação PSM1 -> código PARTE DO CÓDIGO GERADO: CREATE TABLE Comestible ( comestibleid INTEGER NOT NULL, name VARCHAR (40) NULL, ); price REAL NULL, minimalquantity INTEGER NULL, transportform VARCHAR (40) NULL, PRIMARY KEY (comestibleid) Rossano Pablo Pinto - março/