aula11_ProjetoOrientadoObjeto

8/7/2019 aula11_ProjetoOrientadoObjeto

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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTAINSTITUTO DE BIOCINCIAS, LETRAS E CINCIAS EXATASDEPARTAMENTO DE CINCIAS DE COMPUTAO E ESTATSTICA

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Projeto Orientado a

ObjetosEngenharia de Software

2o. Semestre de 2006


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Projeto Orientado a Objeto

Objetivo: Projetar sistemas usandoobjetos auto-contidos e classes deobjetos.


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Caractersticas de Projeto

Orientado a objetos Projeto orientado a objetos uma estratgia de projeto

em que os projetistas pensam em termos decoisas

, emvez de funes. A funcionalidade do sistema expressa em termos de

servios oferecidos pelos objetos. Objetos so abstraes do mundo real ou entidades do

sistema que se auto gerenciam.

Objetos so independentes e encapsulamrepresentaes de informao e estado. reas de dados compartilhado so eliminadas. Objetos

se comunicam por passagem de mensagem.


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Orientado a objetos Projeto orientado a objeto parte do

desenvolvimento orientado a objeto:

Anlise OO se dedica a desenvolver um modelo

orientado a objeto do domnio da aplicao. Osobjetos identificados refletem entidades eoperaes associadas com o problema a ser

resolvido.


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Orientado a objetos Projeto OO se dedica a desenvolver um modelo

orientado a objeto de um sistema de software paraimplementar os requisitos. Os objetos em umprojeto OO esto relacionados soluo doproblema que est sendo resolvido.

Programao OO realiza um projeto de softwareem uma linguagem de programao OO, que aceitaa implementao direta de objetos e fornece

recursos para definir as classes de objeto.


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Orientado a objetos A transio entre esses estgios de

desenvolvimento deve se contnua e direta, coma mesma notao utilizada em cada estgio;

Mover para o prximo estgio envolve aprimorar

o estgio anterior: Adio de detalhes s classes de objetos

existentes Criao de novas classes, para fornecer

funcionalidade adicional.


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Objetos que interagem entre si

state o3o3:C3 state o4

o4: C4

state o1o1: C1

state o6

o6: C1

state o5

o5:C5

state o2

o2: C3

ops1() ops3 () ops4 ()

ops3 () ops1 () ops5 ()


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Vantagens do Projeto OO Facilidade de manuteno. Objetos podem ser

entendidos como entidades independentes. Os objetos so componentes potencialmente

reutilizveis.

Para vrios sistemas, existe um ntidomapeamento entre as entidades do mundo real

para objetos no sistema.


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Objetos e classes de objetos no

Projeto OO Objetos so entidades no sistema de software

que representam instncias de entidades domundo real e do sistema.

Classes de objetos so templates utilizados

para criar objetos. Classes de objetos podem herdar atributos e

servios de outras classes de objetos.


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Objetos

Um objeto uma entidade que possui um estado e umconjunto de operaes que operam nesse estado. O estado representado por um conjunto de atributos. As operaesassociadas ao objeto fornecem servios para outros objetos.

Objetos so criados de acordo com uma definio de classede objetos. Uma classe inclui declaraes de todos os

atributos e servios que devem ser associados a um objetodessa classe.


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Comunicao entre objetos Conceitualmente, objetos se comunicam por

passagem de mensagem. Mensagens:

O nome do servio requerido pelo objeto chamador. Cpias da informao necessria para executar o

servio e o nome do possuidor do servio.

Na prtica, mensagens so implementadascomo chamadas de procedimentos. Nome = nome do procedimento

Informao = lista de parmetros


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Exemplos de mensagens// Chamar um mtodo associado a um

// objeto ListaCircularque retorna o prximo// valor na Lista

v = ListaCircular.obterproximo () ;// Chamar o mtodo associado a um objeto// termostato para ajustar a temperatura a ser

// mantidatermostado.setTemp (20) ;


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Generalizao e HeranaEmployee

Programmer

project

progLanguage

Manager

ProjectManager

budgetsControlled

dateAppointed

projects

Dept.Manager

StrategicManager

dept responsibilities

Funcionrio

Gerente

oramentosControladosdataDesignao

Programador

Projeto

Ling. Programao

Gerente deprojeto

Projetos

Gerente dedepartamento

Departamento

Gerenteestratgico

Responsabilidades


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Vantagens da herana um mecanismo de abstrao que pode ser

usado para classificar entidades. um mecanismo de reutilizao tanto a nvel de

projeto quando de programao.

O grafo de herana uma forma de organizar oconhecimento sobre o domnio e os sistemas.


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Problema com herana em POO

Classes de objetos no so auto-contidas. Nopodem ser entendidas sem fazer referncia suas superclasses.

A UML e o apoio ao processo de


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Especificao derequisitos

Cenrios

Diagramasde classe

Diagramas deatividade Diagramasde estado

Diagramasde

seqncia

Diagramasde

colaborao

Diagramasde pacotes

Diagramas decomponentes

Diagramas deimplantao

ESTADOS

ESTRUTURA DA CLASSE

INTERAES

Anlise

Descries ediagramas decasos de uso

Modelos deobjetos

Definies erelacionamentosde classes

Descriotextual decasos de uso

A UML e o apoio ao processo dedesenvolvimento OO

Projeto Codificao


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Processo de anlise OO Definir os casos de uso do sistema

Identificar os principais objetos do sistema. Desenvolver o modelo conceitual -> diagrama

de classe e relacionamentos.

Especificar os diagramas de seqncia,considerando o sistema como uma caixa preta.

Os diagramas de seqncias evidenciam asprincipais operaes que o sistema deveimplementar.


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Processo de projeto OO Projetar a arquitetura do sistema.

Desenvolver os Diagramas de Colaborao e/ourefinar os modelos de seqncia produzidos naetapa anterior.

Desenvolver o modelo de classes de projeto ->refinamento do modelo conceitual, incluindo

objetos e classes para a soluo do problema. Especificar as interfaces dos objetos.

Descrio do Sistema


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Descrio do Sistema

MeteorolgicoUm sistema de mapeamento meteorolgico necessrio para gerar mapasmeteorolgicos regularmente, utilizando dados coletados a partir de estaes

meteorolgicas remotas, sem que seus funcionrios estejam presentes, e deoutras fontes de dados, como observadores de tempo, bales e satlitesmeteorolgicos. As estaes meteorolgicas transmitem seus dados aocomputador da rea, em resposta a uma requisio dessa mquina.

O sistema de computador da rea faz a validao dos dados coletados etambm a integrao dos dados a partir das diferentes fontes. Os dadosintegrados so arquivados. Os dados desse arquivo e um banco de dados demapas digitalizados so utilizados para a criao de um conjunto de mapasmeteorolgicos locais. Os mapas podem ser impressos em uma impressoraespecial ou ser exibidos em diversos formatos.

Descrio da Estao


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Descrio da Estao

MeteorolgicaA estao meteorolgica um pacote de instrumentos

(termmetros, barmetros, etc.) controlados por software quecoleta dados, realiza alguns processamentos de dados e transmiteesses dados para outros processamentos. Os dados so coletados a

cada cinco minutos.

Ao receber uma requisio, a estao meteorolgica processa e

resume os dados coletados. Os dados resumidos so transmitidospara o computador.

Descrio da Estao Meteorolgica


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Descrio da Estao Meteorolgica

(Principais subsistemas)

Coleta de dados Integrao de Dados(processamento)

Criao de MapasArquivamentoDe dados


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Subsistemas em um sistema de

mapeamento meteorolgicosubsystemData collection

subsystemData processing

subsystemData archiving

subsystemData display

Weather

station

Satellite

Comms

Balloon

Observer

Datachecking

Dataintegration

Map store Data store

Datastorage

Map

Userinterface

Mapdisplay

Map

printer

Observador

Estao

Meteorolgica

Satlite

Balo

Comunicaes

Interface como usurio

Mapa

Displayde Mapa

Impresso

de Mapas

Verificaode dados

Integraode dados

Repos. Mapa Repos. Dados

Coleta de dados

Display de dados

Proces. de dados

Arquiv. de dados

Armazenamentode dados

C t t d i t d l d


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Contexto do sistema e modelos de

uso Desenvolver uma compreenso das relaes

entre o software que est sendo projetado e seuambiente externo.

Contexto do sistema Um modelo esttico que descreve os outros

sistemas naquele ambiente. (ilustrao anterior)

Modelo de uso do sistema Um modelo dinmico, que descreve como o sistema

realmente interage com seu ambiente. Pode-se usarcasos de uso para mostrar essa interao.

Casos de uso para a estao


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Casos de uso para a estao

meteorolgica (etapa de anlise)Startup

Shutdown

Report

Calibrate

TestTestar

Desativar

Relatar

Calibrar

Iniciar

Sistema de

Prossamento deDados

Descrio do caso de uso


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Descrio do caso de uso

Relatar dados climticosSistema Estao MeteorolgicaUse-case Relatar

Agentes Sistema de processamento de dados sobre o clima, Estaometeorolgica.

Dados A estao meteorolgica envia para o sistema de processamento dedados climticos um resumo de dados sobre o clima, que foramcoletados a partir de instrumentos, no perodo de coleta. Os dados

enviados referem-se s temperaturas mximas, mnimas e mdiasdo solo e do ar; presso mxima, mnima e mdia do ar; svelocidades mxima, mnima e mdia do vento, conformeamostragem a cada intervalo de cinco minutos

Estmulo O sistema de processamento de dados sobre o clima estabelece um

link de modem com a estao meteorolgica e requisita atransmisso dos dados

Resposta Os dados resumidos pelo sistema de coleta de dados sobre o climaso enviados ao sistema de processamento de dados.

Comentrios Em geral, as estaes meteorolgicas recebem um pedido derelatrio por hora, mas essa freqncia pode diferir de uma estaopara outra a ser modificada no futuro.


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Casos de uso (etapa de anlise)

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preciso desenvolver descries para todos oscasos de uso representados no modelo de caso

de uso. Utilidade de casos de uso

Identificar objetos no sistema Identificar operaes no sistema

No exemplo em questo:

Objetos necessrios: objetos que representem instrumentosque coletam dados e um objeto que faz o resumo dosdados

Operaes necessrias: operaes para requisitar e enviardados sobre o clima


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Projeto de Arquitetura

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Uma vez definidas as interaes entre o sistemaque est sendo projetado e o seu ambiente,

pode-se utilizar essas informaes paraestabelecer a arquitetura do sistema.

Uma arquitetura em camadas apropriada paraa estao meteorolgica. A camada de Interface para manipular

comunicaes. Camada de integrao de dados para gerenciar a

coleta de dados a partir dos instrumentos e resumiros dados antes da transmisso.

A camada de instrumentos que encapsula todos osinstrumentos.

Arquitetura da estao


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Arquitetura da estao

metereolgica

subsystemData collection

subsystemInstruments

subsystemInterface

Weather station

Manages allexternal

communications

Collects andsummarisesweather data

Package ofinstruments for raw

data collections

Gerencia todas ascomunicaes

externas

Coleta e resume dadosclimticos

Pacote de instrumentospara a coleta de

dados brutos

interface

Integrao de dados

instrumentos

Estao Meteorolgica


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Identificao de objetos Nesse estgio de projeto, os objetos essenciais

do sistema j foram levantados na etapa deanlise.

Na etapa de projeto, refina-se os objetos

identificados na anlise, e define-se outrosobjetos que possam ser relevantes na soluodo problema (na implementao do software).


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Identificao de objetos Identificar objetos (ou classes de objetos) a

parte mais difcil de desenvolvimento OO. No existe uma frmula mgica para a

identificao de objeto. preciso que o

projetista tenha habilidade, experincia econhecimento do domnio do sistema.

A identificao de objeto um processoiterativo. improvvel que se obtenha todos osobjetos num primeiro esboo.

Abordagens para Identificar


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g p

classes de objetos Utilize uma anlise gramatical baseada em uma

descrio em linguagem natural do sistema. Objetos e atributos so os substantivos (nomes). Servios so verbos.

Utilize entidades tangveis (coisas);funes(gerente); eventos(solicitaes); locais;interaes (reunies) no domnio da aplicao. Identifique estruturas de dados abstratos no

domnio da soluo necessrias para lidar comesses objetos

Abordagens para Identificar


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g p

classes de objetos Utilize uma abordagem comportamental em que

se analisa o comportamento do sistema. Os participantes que desempenham papis ativos

so candidatos a objetos.

Utilize uma abordagem baseada em cenrios. Cada cenrio utilizado, o projetista deve identificar

objetos, atributos e operaes que so necessrios.

Classes de objetos da estao


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j

meteorolgica Termmetro de solo, Anemmetro, Barmetro

Objetos do domnio da aplicao que so entidades tangveis

de hardware relacionadas aos instrumentos no sistema. Asoperaes se ocupam de controlar esse hardware.

Estao meteorolgica a interface bsica da estao meteorolgica com seu

ambiente. Suas operaes refletem as interaesidentificadas no modelo de caso de uso.

Dados meteorolgicos

Encapsula os dados resumidos dos diferentes instrumentos naestao meteorolgica. Suas operaes associadas seocupam de coletar e resumir os dados que so requeridos.

Classes de objetos da estao


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j

meteorolgicaDadosMeteorolgicos

Coletar()Resumir()

TemperaturasdoArTemperaturasdoSoloVelocidadesdoVentoDireesdoVentoPressesprecipitao

EstaoMeteorolgica

RelatarClima()Calibrar(instrumentos)

testar()iniciar(instrumentos)desativar(instrumentos)

Identificador

Barmetro

PressoalturaTestar()Calibrar()

Termmetrode solo

temperaturaTestar()calibrar()

AnemmetrovelocidadedoVentodireesdoVentoTestar()

Outros objetos e refinamentos de


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Outros objetos e refinamentos de

objetos Utilize o conhecimento do domnio do problema

para identificar outros objetos e servios. Estaes meteorolgicas devem ter um identificador

nico.

Estaes meteorolgicas so localizadas emlugares remotos, assim falhas nos instrumentosdevem ser registradas automaticamente. Portantoatributos e operaes so necessrios para verificaro funcionamento correto dos instrumentos.


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Modelos de projeto Diferentes modelos com diferentes nveis de

detalhes so desenvolvidos na fase de projeto. Modelos dinmicos mostram as interaes

dinmicas entre os objetos do sistema.

Modelos estticos descrevem a estruturaesttica do sistema em termos de classes deobjetos e relacionamentos.

Principais modelos UML


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pusados no projeto OO

Modelos de subsistema (ou modelos de pacotes)mostram agrupamentos lgicos de objetos em

subsistemas coerentes. (Modelo esttico) Modelos de Colaborao que mostram as interaes

entre os objetos para implementar uma dada operao(funcionalidade do sistema).(Modelo dinmico)

Modelos de Seqncia, que mostram a seqncia dasinteraes entre objetos. (Modelo dinmico) Modelos de mquina de estados que mostram as

mudanas de estado de objetos individuais, em respostaa eventos. (Modelo dinmico)


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Modelos de subsistemas

Mostram como o projeto est organizado em

termos de grupos de objetos logicamenterelacionados.

Na UML, so mostrados usando pacotes - uma

construo encapsulada. um modelo lgico, porm podem ser refletidos

em construes estruturais, como bibliotecasJAVA.

Subsistemas da estao


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meteorolgicasubsystem

Interface

CommsController

WeatherStation

subsystemData collection

subsystemInstruments

Airthermometer

WeatherData

Groundthermometer

Anemometer

WindVane

RainGauge

InstrumentStatus

Barometer

Controlador de

comunicaes

EstaoMeteorolgica

Dados

Meteorolgicos

Status doinstrumento

Termmetrode ar

Medidorde chuva Anemmetro

Termmetrode solo Barmetro

Indicador

de vento

Interface

Integrao de dados

Instrumentos


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Modelo de seqncia

Modelo de seqncia mostra a seqncia de interaes(envio de mensagens e respostas) entre os objetos para

a realizao de uma operao do sistema. Os objetos envolvidos na operao so organizados

horizontalmente, com uma linha vertical ligada a cada objeto. O tempo representado verticalmente, assim os modelos so

lido de cima para baixo. Interaes entre objetos so representadas por setas

rotuladas. As setas representam mensagens ou eventos, queso fundamentais para a interao.

Um retngulo estreito na linha de um objeto representa otempo pelo qual o objeto o objeto controlador (ativo) nosistema.

Seqncia de operaes para a operao derequisitar dados climticos para o subsistema


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requisitar dados climticos para o subsistemaEstao Meteorolgica

:CommsController

request (report)

acknowledge ()report ()

summarise ()

reply (report)

acknowledge ()

send (report)

:WeatherStation :WeatherData:controladordeComunicaes :EstaoMeteorolgica :DadosMeteorolgicos

Requisitar(relatrio)

Responder

(relatrio)

Relatar()

Enviar(relatrio)

Resumir()

Sistema deprocessamentode dados


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Diagrama de seqncia

preciso produzir um diagrama de seqncia

para cada interao significativa (cada operaodo sistema).

Deve haver um diagrama de seqncia para

cada caso de uso identificado. DS usado para modelar o comportamento

combinado em um grupo de objetos.

Modelo de Mquina de Estados


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qStatecharts (Harel 87)

Atravs de uma mquina de estados (statecharts) pode-se mostrar o comportamento de um nico objeto em

resposta a diferentes mensagens que ele podeprocessar.

Basicamente, o modelo de mquina de estados mostra

como o objeto muda de estado, dependendo dasmensagens que ele recebe.

De modo geral, no normalmente necessrio produzir

um statechartpara todos os objetos definidos.

Statechartpara o objeto


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Estao Meteorolgica

Operao

Desativado Aguardando

Calibrando

Testando

Transmitindo

ResumindoColetando

Calibrar()

testar()

relgio Coleta feita

relatarClima()

Calibrao OK

Teste Completado

Resumo

meteorolgicoconcludo

desativar()Transmissofeita

iniciar()

Especificao de interface


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entre objetos

Interfaces so os servios que os objetos

oferecem a outros objetos. Aps o desenvolvimento dos diagramas de

seqncia para todas as operaes do sistema,faz-se uma anlise de cada objeto presentenesses diagramas.

Toda mensagem recebida pelo objeto um servioque ele deve oferecer, e portanto faz parte de suainterface.

Projeto de interface entrebj


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objetos

a especificao dos detalhes da interface para

um objeto ou um grupo de objetos. Significa definio das assinaturas e a

semntica definida pelos servios oferecidospelos objetos.

Vantagens:

Facilita o desenvolvimento em paralelo

Interface da estaot l i


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meteorolgica

interface Estao Meteorolgica {

public void EstaoMeteorolgica () ; // contrutor

public void Iniciar () ; //iniciar estaopublic void Iniciar (Instrumento i) ;

public void desativar () ; //desativar estaopublic void desativar(Instrumento i) ;

public void relatarClima ( ) ;

public void testar () ; /testar estaopublic void testar ( Instrumento i ) ;

public void calibrar ( Instrumento i) ;

public int obtertID () ;

} // EstaoMeteorolgica

E l d j t


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Evoluo de projeto

Uma vantagem da abordagem OO facilitar as

mudanas no projeto O ocultamento da informao dentro dos

objetos permite que alteraes feitas em um

objeto no afetem outros objetos de formaimprevisvel.

Objetos fracamente acoplados podem sofrermodificaes internas sem afetar outros objetosdo sistema.

Exemplo da robustez dab d OO


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abordagem OO

Suponha que as estaes meteorolgicas

devero fazer tambm a monitorao dapoluio do ar.

Para essa nova tarefa deve-se adicionar ummedidor de qualidade do ar que calcula aconcentrao de vrios poluentes na atmosfera.

As leituras de poluio so transmitidas ao

mesmo tempo que os dados meteorolgicos.

Alt i


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Alteraes necessrias

Adio uma classe de objetos chamado

Qualidade do ar como parte da EstaoMeteorolgica, no mesmo nvel queDadosMeteorolgicos.

Adio de uma operao RelatarQualAr Estao Meteorolgica. Modificar o software decontrole para coletar leituras de poluio.

Adio de objetos representado instrumentospara monitorar a poluio.

Novos objetos para monitorara pol io


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a poluio

EstaoMeteorolgica

RelatarClima()RelatarQualidadeAr()Calibrar(instrumentos)

testar()inicar(instrumentos)desativar(instrumentos)

Identificador

Qualidade do Ar

Coletar()

Resumir()

Dados_OxidoNitrosoDadosdeFumaaDadosdeBenzeno

MedidordeNo

MedidordeFumaa

MedidordeBenzeno

Instrumentos de monitorao de Poluio

Pontos Chave


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Pontos Chave

POO um meio de projetar sofware de modoque os componentes possuem seus prpriosestados e operaes.

Objetos devem ter operaes de construo

(construtor) e inspeo (mtodos tipo get eset). Eles fornecem servios a outrosobjetos.

A UML oferece diferentes notaes paradocumentar um projeto OO.


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