Visual Library: Uma Biblioteca para Criação de Ferramentas de Modelagem Gráfica

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1 Visual Library: Uma Biblioteca para Criação de Ferramentas de Modelagem Gráfica Tiago A. Gameleira 1, Raimundo Santos Moura 2, Luiz Affonso Guedes 1 1 Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) Natal RN Brazil 2 Universidade Federal do Piaui (UFPI) Teresina RN Brazil {gameleira, rmoura, Abstract. With growth of programming languages and increasing need of applications that remove knowledge of a great number of businesses models and rules involving graphics and diagrams. The Visual Library is proposed to create these applications, showing the power and possibilities of the Java Library in a implementation, with a logic of persistent involving XML for possible re-use in same application or in any other application that follow the same standard or Schema. Then showing the results involved the proposed work and future works in this field. Resumo. Considerando o cenário onde existe a necessidade cada vez maior de aplicações que abstraem o conhecimento profundo de modelagens e regras de negócios envolvendo gráficos e diagramas, a Visual Library será usada para criação dessas aplicações, mostrando a força e possibilidades da biblioteca Java na implementação, em conjunto com a lógica de persistência envolvendo XML para possível re-utilização na mesma aplicação ou em outra aplicação que siga o mesmo esquema (Schema). 1. Introdução A linguagem Java, inicialmente criada para aplicações embarcadas [James Gosling 1996], passou por diversas evoluções e adquiriu novas funcionalidades, desde seu uso no meio web e até mesmo em aplicações com requisitos de tempo real. Um dos atrativos iniciais do Java foi seu suporte a imagens gráficas que permitia aprimorar visualmente Applets e aplicativos [Deitel 2003]. Com o surgimento do Java 2D, a linguagem passou a possuir recursos ainda mais sofisticados. Dentre os avanços na criação de aplicativos gráficos algumas bibliotecas de criação de diagramas ou grafos tem se destacado: Visual Library; JUNG; NV2D; Prefuse; Neste contexto e com advento de novas tecnologias e ferramentas para criação de visualização de diversos tipos de ambientes, sejam estes gráficos simples ou diagramas, tornou necessário a evolução da linguagem de programação Java para acompanhar essa necessidade. Dessa forma, foram criadas bibliotecas gráficas para a programação visual

2 e desenvolvimento de programas que necessitem conceitos mais amplos de manipulação de gráficos, não se fazendo necessário como no Java, um profundo conhecimento em Java2D. A biblioteca objeto de estudo neste artigo é a Visual Library, a qual foi criada pela NetBeans para construção de aplicativos gráficos, tanto para geração de grafos como para manipulações mais complexas de eventos em Java2D, sua escolha se deu por ser fácil entendimento e pelo fato de ser utilizada com sucesso em outros projetos do mesmo gênero. Com o surgimento dessa nova API (Application Programming Interface), este artigo tem como objetivo mostrar as diversidades e o poder que esta biblioteca tem na criação de modelos gráficos ou diagramas que possam ser úteis em diversas áreas que utilizam esse tipo de ferramenta para construção de modelos visuais. O restante deste artigo está organizado da seguinte forma: a Seção 2 apresenta a estrutura da bliblioteca, com exemplos de aplicações que usam suas principais características. Em seguida, a Seção 3 mostra um estudo de caso com um exemplo mais detalhado da aplicação usando a biblioteca. As conclusões chegadas ao final do estudo da bliblioteca são destacadas na Seção Visual Library A biblioteca Visual Library foi criada pela Netbeans a fim permitir uma maior variedade de formatos de visualização e modelagem gráfica de objetos, seu objetivo é facilitar a programação visual. É possível usá-la tanto nas versões mais atuais da IDE Netbeans bem como em qualquer outra aplicação Java que utilize Swing [Visual Library 2008]. Para o uso dessa biblioteca é necessária que a versão da JDK (Java Developer Kit) seja a 5.0 ou superior [Visual Library 2008]. Segue abaixo exemplo de aplicação que usa a biblioteca: Figura 1 - Exemplo de Aplicação em Visual Library

3 Suas principais vantagens em comparação com outras bibliotecas, como por exemplo Prefuse, são: Programação fácil; Presença de métodos e necessidade comuns de aplicativos visuais já implementados na biblioteca (exemplo: zoom e conexão); Biblioteca bem documentada; Acessibilidade a vários exemplo de implementações usando a biblioteca; Programar com a Visual Library é similar a programar com os componentes Swing, ou seja, ela é feita através da construção e manipulação de uma árvore de elementos visuais chamados Widget. O elemento raiz dessa árvore é representado por uma classe Scene no qual são mantidos todos os dados visuais do ambiente gerado, sendo esta um widget. O Widget é o elemento primitivo visual da API, semelhante ao JComponent do Swing. É nele que são guardadas informações do tipo, localização, tamanho, largura de sua borda, fundo, conteúdo e legenda [Visual Library 2008]. O Site da NetBeans apresenta bons exemplos e códigos fontes para aprender e utilizar a biblioteca. Na Figura 2 segue um exemplo disponiblizado pela netbeans onde se pode criar objetos numerados e conectá-los através de setas. Figura 2 - Exemplo do Pacote FreeConect da NetBeans Para criação desse exemplo foram usadas apenas 7 classes para gerênciar a criação dos objetos, seus eventos, as camadas visuais, bem como o evento de ligar um objeto a outro, de maneira mais simples possivel. A Figura 3 mostra o pacote e as classes envolvidas no exemplo apresentado na Figura 2.

4 Figura 3 - Classes do Pacote freeconnect 3. Caso de Estudo Este estudo de caso descreve uma aplicação para gerar um diagrama de atividades utilizando a API Visual Library. A aplicação está estruturada em três camadas: camada de apresentação, camada de negócio e camada de dados. O exemplo deve funcionar de maneira que o software executado em cada camada possa ser substituído sem prejuízo para o sistema. De modo que atualizações e correções de bugs podem ser feitas sem prejudicar as demais camadas. Por exemplo: alterações de interface podem ser realizadas sem o comprometimento das informações contidas no meio de persistência. Veja agora uma breve discussão são a cerca do XML e sua razão para uso neste exemplo XML e sua funcionalidade XML é uma linguagem de marcação, de formato de texto altamente flexível derivado do SGML (ISO 8879). Originalmente, ela foi desenvolvida para publicação em larga escala de informações por meio eletrônico. O XML também é usado no acréscimo de regras na troca de dados entre vários tipos de meios, como por exemplo a web [W3C 2008]. Para entender a forma na qual está escrito o documento XML, existe o XML Schema. O XML Schema expressa o compartilhamento do vocabulário e das regras criadas. Ele provê um sentido para as definições, estrutura, conteúdo e semântica dos Documentos XML [W3C 2008]. O XML Schema foi originalmente proposto pela Microsoft, mas se tornou uma recomendação oficial do W3C em Maio de A especificação está estável e foi revisada pelos membros do W3C [W3C 2008]. A seguir será mostrado um exemplo de XML Schema,, para melhor compreensão de como será construído o XML a partir de um Schema gerado.

5 Figura 4 - Estrutura do Schema O Schema contido na Figura 4 mostra uma estrutura de , onde contém dentro de um elemento, de nome de tag Note visto na linha 6, um conjunto de elementos representa o destinatário (de nome to, linha 9), um emissor (nomeado from, linha 10), um cabeçalho (elemento de nome heading, linha 11) e um corpo de texto ou mensagem (elemento de nome body, linha 12). Para definição de elementos que possuem filhos, eles devem ser inseridos dentro da tag complexytype. Na Figura 5 é demonstrado um XML que segue Schema proposto na Figura 4. Figura 5 - Exemplo do XML gerado a parti de um Schema Dessa sa forma todo XML criado por meio dessa estrutura, será válido quando utilizado o schema imposto. Seguindo esta idéia, será feito um schema para que se possa validar o XML criado pelo plugin. Qualquer outra aplicação que queira manipular o projeto contido no XML, saberá como ele deverá ser escrito e como deverá ser lido. Usando XML, pode-se reutilizar o mesmo gráfico gerado numa ferramenta, em outra, bastando seguir o Schema usado para a geração do XML, assim tornando a transferência de informação mais fácil. Segue-se agora com a estrutura na qual está o exemplo criado para este artigo Estrutura A estrutura do projeto está dividida em quatro grupos: i) um grupo responsável por criar cada um dos componentes do diagramas de atividade; ii) outro que será responsável por gerenciar as ações da aplicação; iii) outro grupo responsável por converter todo o ambiente gerado em elementos compatíveis para o formato XML; e iv) a ultima parte é responsável por salvar o ambiente já convertido em um arquivo XML.

6 O aplicação está divido no seguinte grupo de pacotes: Ambiente: Responsável por conter a classe que irá gerenciar os eventos dentro da Cena principal onde serão inseridos os objetos e seus eventos. Atividade: Responsável por conter o conjunto de classes que irão criar graficamente o componente do diagrama de classe denominado Atividade. Conexão: Responsável por conter o conjunto de classes que irão criar e gerenciar a regra de negocio envolvendo as ligações entres os componentes na Área de Trabalho. Escolha: Responsável por conter o conjunto de classes que irão criar graficamente os componentes do diagrama conhecidos por Desvio e Intercalação. GUI: Contém a classe que irá gerar o ambiente para uso do diagrama, como botões menus, e a instância do ambiente de criação do diagrama. InicioFinal: Responsável por conter o conjunto de classes que irão criar graficamente os componentes do diagrama conhecidos por Inicio e Final. Paralelismo: Responsável por conter o conjunto de classes que irão criar graficamente os componentes do diagrama conhecidos por Desvio e Intercalação. XML: Responsável por conter as classes que irão converter cada elemento do ambiente num elemento XML para ser inserido no arquivo XML criado pela aplicação. Destes pacotes o único que não contém uma dependência direta com a Biblioteca Visual Library é a XML, onde se tem o meio de persistência dos diagrama gerados pela aplicação. 3.3.Ambiente Construído a interface gráfica, o sistema de maneira primária é visto de acordo com a Figura 6. Figura 6 - Ambiente: Etapa Inicial Conectando a Atividade

7 Cada botão da lista de componentes define o objeto do diagrama de atividades à ser criado na Área de Trabalho da aplicação. A Visual Library contribui para esta aplicação de forma que não se precisa ter um vasto conhecimento de Java2D para poder criar um componente que representa a Atividade por exemplo, nem para poder ligar dois objetos na área de trabalho, poupando tempo e linhas de código na criação da aplicação. Outras facilidades são o auto-redimensionamento dos objetos gráficos por meio da ação de Zoom e alterações dos textos contidos nas atividades como sendo suas descrições. A Figura 7 mostra um diagrama criado usando a aplicação. Figura 7 - Aplicação Criada Graças ao sistema de hirearquia de objetos da Visual Library e a pré-definição de tamanho, contida nos objetos dessa biblioteca, a conversão para um formato XML fica mais fácil de ser padronizada. 4. Conclusão Com a Visual Library, a criação de aplicações gráficas fica mais fácil e acessível, sem perca em desempenho ou custo de código. Hoje já existem projetos em andamento pelo país que usam esta biblioteca em sua ferramentas, como é o caso de dois projetos realizados na UFRN, um para criação de uma ferramenta de alto nivel para CLP s e outra para o gerenciamento de alarmes em refinarias. Por fim, a biblioteca se encontra em constantes aperfeiçoamentos o que a torna cada vez mais poderosa. Referências Bibliográficas James Gosling,Rev. ed. of: The Java language specification,. C1996. H. M. Deitel e P. J. Deitel, Java como Programar, 4º edição, Visual Library. disponível Acessado: 10 de Fevereiro de 2008 W3C,XML- disponível em: 2008, Acessado: 10 de Setembro de 2008.

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