WebMedia 2009 Minicurso 3 Parte 3: Modelagem Parte 3 MODELAGEM 1

Transcrição

1 Parte 3 MODELAGEM 1

2 Antes, uma pergunta Onde fica a rua do porto? Siga reto nessa rua mesmo, depois vire à direita no semáforo. Passe um posto de gasolina, é a terceira rua! 2

3 Outra pergunta Quais as forças que atuam sobre a asa de uma nova aeronave sendo projetada? 3

4 Mais uma... Como ficará a ocupação urbana da capital Xangai em 2020? 4

5 Essa agora... Pedro tem dois irmãos Daqui a cinco anos, o mais novo terá a metade da idade de Pedro Daqui a dez anos, o mais velho terá o triplo da idade do mais novo Quantos anos tem Pedro e os irmãos? 5

6 O que existe em comum entre estas perguntas? O uso de modelos pode ajudar a respondê-las Modelos abstraem detalhes Modelos representam conceitos Modelos possuem informação útil Modelos são fáceis de compreender Outras propriedades... 6

7 maps.google.com 7

8 8

9 9

10 Idade de Pedro hoje = x Idade do irmão mais novo hoje = y Idade do irmão mais velho hoje = z Sistema y+5 = (x+5)/2 z+10 = (y+10)*3 10

11 E no desenvolvimento de software? Modelo de Classes Modelo de interface Requisitos Rabiscos Modelo de Dados Modelo de Casos de Uso Modelo de Componentes 11

12 Definição do OMG Um modelo de um sistema é uma descriçãoou especificação daquele sistema e seu ambiente, para um determinado propósito. Um modelo é frequentemente apresentado como uma combinaçãode desenhos e texto. O texto pode ser em uma linguagem de modelagem ou uma linguagem natural. 12

13 Porém, para o MDD Modelos devem servir de entradapara geradores, transformadores, etc... Portanto, precisam ser automaticamente intepretáveis Por uma máquina Capacidade cognitiva limitada Devem ser Estruturados Formalmente definidos Sintaticamente corretos Completos Não ambíguos... 13

14 Exemplo Calculadora Software que entende um modelo interpretador / analisador Realiza ações Some 56 com treze, 56 e depois quarenta e +13 cinco. Do total, subtraia cinquenta +45 e sete. Tudo isso -57 vezes meia-meia. *66 14

15 Resumindo Preciso de: Um formato que o computador entenda Um analisador Conceito de LINGUAGEM Linguagem natural Ainda está distante... 15

16 Elementos de uma linguagem Sintaxe concreta Palavras, caracteres, espaços Quadrados, círculos, linhas, ícones Sintaxe abstrata Representação interna Independe da sintaxe concreta Semântica Significado dos conceitos Para que serve? Em qual contexto? 16

17 LINGUAGENS TEXTUAIS E LINGUAGENS VISUAIS 17

18 Linguagens textuais Dentro da ciência da computação Compiladores Linguagens Autômatos 18

19 Linguagens textuais Objeto Objeto o ( Tamanho (3,4,2) Peso 20kg ) Tamanho Alavanca Peso Força Pessoa p ( Idade 20 ) Comprimento Ponto de apoio Pessoa Idade 19

20 Linguagens textuais Objeto o ( Tamanho (3,4,2) Peso 20kg ) Pessoa p ( Altura 1,80 ) public class Objeto { int larg, alt, prof; float peso; } public class pessoa { int altura; } 2 Tarefa impossível! São necessárias: -3 pessoas(> 1,70) -6 alavancas(> 5.5m) 3 20kg

21 Linguagens textuais AST Parsing Ações semânticas Objeto o ( Tamanho (3,4,2) Peso 20kg ) Pessoa p ( Altura 1,80 ) Geração de código Execução canônica Cálculos 21

22 Sintaxe abstrata É comum utilizar um modelo Orientado a Objetos Metamodelo A informação fica mais fácil de ser consultada Referências são automaticamente mantidas 22

23 Sintaxe abstrata OO public class Endereco { String rua; int numero; } Pessoa nome:string public class Pessoa { String nome; Endereco enderecoresidencial; Endereco enderecoprofissional; } Endereco rua:string numero:int enderecoprofissional enderecoresidencial 23

24 Sintaxe abstrata OO public class Pessoa { String nome; Endereco enderecoresidencial; Endereco enderecoprofissional; } public class Endereco { String rua; int numero; } Pessoa nome:string enderecoprofissional Endereco rua:string numero:int?? enderecoresidencial 24

25 Sintaxe concreta Programas Sentenças Palavras Caracteres Regras Léxicas Sintáticas 25

26 Nos primórdios Parsers precisavam ser implementados à mão Tabela de símbolos Máquina de estados Otimizações Obs: para linguagens complexas, ainda é necessário 26

27 Depois Compiler Compiler Ou geradores de compiladores Parser generators YACC, ANTLR,... Regras (léxica + sintática) CC Código Parser 27

28 Atualmente Ferramentas para Modelagem Textual Parser + Metamodelo Eclipse TCS Textual Concrete Syntax Xtext(OpenArchitectureWare Eclipse TMF) Código Regras (léxica + sintática) CC API metamodelo Parser 28

29 Atualmente Facilita a construção de interpretadores Maior flexibilidade Poder computacional Facilidade de manutenção Mudanças nas regras são propagadas para o parsere metamodelo 29

30 Outra opção XML (extensible Markup Language) SAX Simple API for XML À base de eventos Árvore é percorrida e eventos são disparados quando elementos são encontrados DOM Document Object Model Modelo OOdo documento 30

31 XML como linguagem de modelagem Vantagens Parsers já existem! Permite a checagem de metadados XMLSchema / DTD Consulta facilitada (XPath) Desvantagens Baixa legibilidade Prejudica seu poder expressivo Ainda é uma árvore! 31

32 Linguagens textuais São boas para modelos hierárquicos(árvore) Classes, Tabelas, Objetos, Atributos, etc São boas para aspectos de algoritmos Sequência de passos, comandos Expressões regulares Funcionam bem com sistemas de controle de versões (CVS, SVN,...) 32

33 Linguagens textuais Demonstração Exemplo 1 33

34 Linguagens visuais Para as linguagens que são naturalmente grafos Modelos estruturais(arquiteturas, topologias, etc) Diagramas blocos e setas Orientação a Objetos Entidade-Relacionamento Muitos outros Sintaxe abstrata orientada a objetos 34

35 Linguagens visuais 35

36 Linguagens visuais Sintaxe Abstrata Concreta Sintaxe abstrata Modelo orientado a objetos Estrutura dos modelos (classes, relacionamentos, herança, atributos,...) MetaModelo 36

37 atributos 1 ClasseUML nome:string lados 1 AssociaçãoUML nome:string 1 AtributoUML nome:string tipo:string * participante * 2 LadoAssociaçãoUML multiplicidade: String AgregaçãoUML referencia:boolean Cliente:ClasseUML nome:string string fone:string 1 comprador * produto 1 * Compra:ClasseUML data:date Produto:ClasseUML nome:string fabricante:string preço:currency * depto 1 Departamento:ClasseUML nome:string obj1:cliente nome = João =joao@ .com fone= /03/2008 obj2:cliente nome = Pedro =pedro@bol.com fone= obj3:produto nome = Secadora fabricante = Brastemp preço = R$ 2600,00 depto = Eletrodomésticos obj4:departamento nome = Eletrodomésticos 37

38 atributos 1 ClasseUML nome:string lados 1 AssociaçãoUML nome:string AtributoUML nome:string tipo:string * Metamodelo participante 1 * 2 LadoAssociaçãoUML multiplicidade: String AgregaçãoUML referencia:boolean Cliente:ClasseUML nome:string string fone:string 1 comprador * produto 1 Produto:ClasseUML nome:string Modelo fabricante:string preço:currency * * 1 Compra:ClasseUML data:date depto Departamento:ClasseUML nome:string obj1:cliente nome = João 10/03/2008 =joao@ .com obj3:produto fone= nome = Secadora Informação fabricante = Brastemp preço = R$ 2600,00 obj2:cliente depto = Eletrodomésticos obj4:departamento nome = Eletrodomésticos nome = Pedro =pedro@bol.com fone=

39 atributos 1 ClasseUML nome:string Metametadados lados 1 AssociaçãoUML nome:string M2 AtributoUML nome:string tipo:string * participante 1 * 2 LadoAssociaçãoUML multiplicidade: String AgregaçãoUML referencia:boolean Cliente:ClasseUML nome:string string fone:string 1 M1 comprador * produto 1 Produto:ClasseUML nome:string Metadados fabricante:string preço:currency * * 1 Departamento:ClasseUML Compra:ClasseUML data:date nome:string depto obj1:cliente nome = João =joao@ .com fone= M0 10/03/2008 obj2:cliente nome = Pedro =pedro@bol.com fone= obj3:produto nome = Secadora Dados fabricante = Brastemp preço = R$ 2600,00 depto = Eletrodomésticos obj4:departamento nome = Eletrodomésticos 39

40 atributos 1 Entidade nome:string Relacionamento 1 1 Atributo nome:string * participante * Papel cardinalidade: {1,N} 3 papéis Nome Fabricante Nome Cliente Produto 1 N Departamento Nome Tabela Clientes ID Nome 1 João joao@ .com 2 Pedro pedro@ .com Tabela Produtos ID Nome Fabricante DeptoID 1 Secadora Brastemp 1 2 Fogão Dako 2 Tabela Departamentos ID Nome 1 Eletrodomésticos 2 Cozinha Restrição de chave estrangeira Produtos(DeptoID) Departamentos(ID) 40

41 Objeto nome:string tipo * Mensagem ordem:int conteudo:string * * de para Classe nome:string 5: verifica() 4: envia(txt) s:sms 1: new() c:central 3: conecta(nro) :AplicativoMIDP 2: enviatexto( , Mensagem ) public class SMS { public Central c; public void enviatexto(string nro, String txt) { c.conecta(nro); c.envia(txt); c.verifica(); } } public class Central { public void conecta(string nro) {... } public void envia(string txt) {... } public void verifica() {... } } public class AplicativoMIDP { void main{ SMS s = new SMS(); s.enviatexto( , Mensagem ); } } 41

42 Metamodelo Colaboração UML Mensagem ordem:int conteudo:string * * Objeto nome:string de tipo para * Classe nome:string Metamodelo E-R atributos 1 Entidade nome:string Relacionamento 1 1 Atributo nome:string * participante * Papel cardinalidade: {1,N} 3 papéis Metamodelo Classes UML atributos 1 ClasseUML nome:string lados 1 AssociaçãoUML nome:string 1 AtributoUML nome:string tipo:string * participante * 2 LadoAssociaçãoUML multiplicidade: String AgregaçãoUML referencia:boolean 42

43 Metametamodelo M3 M3 Metametamodelo Metametametadados Metametamodelo M2 Metamodelo Metametadados Metamodelo UML Metamodelo E- R M1 Modelo Metadados Modelo de classes Modelo E- R Modelo de colaboração M0 Informação Dados objetos objetos objetos objetos tabelas tabelas tabelas tabelas programas 43

44 Linguagem do Metametamodelo Deve ser ricao bastante para descrever modelos de vários domínios Portanto, deve ser capaz de descrever a si mesma MOF Meta-Object Facility OMG Diagrama classes UML simplificado Ecore Eclipse EMF MOF adaptado para maior eficiência MetaGME MIC Vanderbilt Generic Modeling Environment 44

45 Linguagem visual Sintaxe abstrata Voltada ao computador Metamodelo Sintaxe concreta Voltada ao ser humano Ícones Caixas Linhas Setas Cores... 45

46 Linguagem visual Múltiplas sintaxes concretas Exemplo Diagrama de sequência Diagrama de colaboração 46

47 Interpretação metamodelo OO Atualmente Através de APIs geradas / reflexivas Benefícios da orientação a objetos Métodos Coleções Referências Exemplos Builder Object Network (GME) Originalmente em C++ Existe uma versão em Java Eclipse Modeling Framework (Eclipse Modeling) 47

48 Linguagens visuais Demonstração Exemplo 2 48

49 Recapitulando Visual (estrutura) Analisar a tarefa Linguagem Abstrata Concreta Analisar o domínio do problema Modelo Textual (hierarquia, algoritmo) Gerar código Simular Experimentar Problema Testar Analisar 49

50 Recapitulando o papel dos modelos Especialista do domínio Especialista em TI finanças medicina economia jogos turismo geologia esportes MODELOS componentes classes subrotinas frameworks código máquina padrões objetos bytes bits Problema Solução 50

51 E quanto à UML? Modelagem de software não é sinônimo de UML? É a linguagem mais conhecida Com maior suporte de ferramentas Grande documentação Supre as principais necessidades Análise, casos de uso, negócio, aspectos estáticos e dinâmicos, componentes, implantação... 51

52 Tente representar... Um organograma Um circuito elétrico Um esquema físico de BD Uma GUI Mesmo com perfis Ainda tem pouca capacidade expressiva Fica preso à semântica da UML No contexto do MDD É uma falha grave 52

53 Domínio Domínios técnicos(horizontais): aspectos técnicos comuns a diversas aplicações Distribuição GUI Persistência Domínios funcionais(verticais): aspectos de negócio, organizacionais Bancos Finanças Seguros Aeronáutica 53

54 Hierarquia de domínios Sistemas automotivos Sistemas embarcados Controladores de motor Diesel Gas 54

55 Hierarquia de domínios Sistemas web E-Commerce Aplicações ebusiness E-Banking 55

56 Vários domínios Sistema Persistência GUI Comunicação Transações Segurança E-commerce Web Compras Cartão de crédito Boleto Fórum Showroom 56

57 Escopo da linguagem Sistemas automotivos Linguagens de modelagem de propósito geral GPL General Purpose Language Sistemas embarcados Diesel Controladores de motor Gas Sistemas web E-Commerce Aplicações ebusiness E-Banking 57

58 Linguagens específicas de domínio Focada Em um problema Em uma organização Em um projeto Linguagem pequena, normalmente declarativa, que oferece poder expressivo focado em um domínio de problema em particular Arievan Deursen, Paul Klint, and JoostVisser. Domain-specific languages: An annotated bibliography. SIGPLAN Notices - ACM Press, 35(6):2636,

59 Escopo de um domínio Linguagens de modelagem de propósito geral GPL General Purpose Language Sistemas embarcados Diesel Sistemas automotivos Controladores de motor Gas Linguagens específicas de domínio DSL Domain-Specific Language Sistemas web Aplicações ebusiness E-Commerce E-Banking 59

60 Linguagens específicas de domínio Eficiência Produtividade Dificuldade na implementação Mais genérica (GPL) Especificidade a um domínio Mais específica (DSL) Aplicabilidade (nro. de cenários) Facilidade de utilização (ferramentas prontas) 60

61 Linguagens específicas de domínio Eficiência Produtividade Tecnologia de DSL MDA Ferramentas atuais Dificuldade na implementação Mais genérica (GPL) Especificidade a um domínio Mais específica (DSL) Aplicabilidade (nro. de cenários) Facilidade de utilização (ferramentas prontas) 61

62 Fim da parte 3 Perguntas? Sugestões: Qual linguagem de metamodelagem é melhor? Ecore, MOF ou MetaGME? É possível criar modelos visuais fora do padrão blocos e setas? É possível combinar modelos visuais e textuais? Quanto está custando o kg da picanha bovina? Sério! Vai ter coffe break?? Estamos sozinhos no universo? Todas soluções de valor zero matematicamente interessantes da função zeta de Riemann possuem forma a + bi? Os matemáticos conseguirão libertar os poderes das equações de Navier-Stokes? 62