CEFET-PR Pg.: 1 Centro Federal de Educao Tecnolgica do Paran
Departamento Acadmico de Informtica Projeto de Software usando a
UML Verso 2002 Prof. Paulo Czar Stadzisz CEFET-PR Pg.: 2 Sumrio
Captulo I : Casos de Uso
.....................................................................................................3
1. Modelo de Casos de Uso
............................................................................................
3 2. Diagramas de Casos de Uso
......................................................................................3
3. Exemplo
......................................................................................................................
9 4. Concluso
...................................................................................................................13
Captulo II : Levantamento de Classes
................................................................................15
1. Conceito de Classe e Objeto
........................................................................................
15 2. Notao UML para Classes e Objetos
..........................................................................20
3. Levantamento das Classes
...........................................................................................24
4. Exemplo de Levantamento de Classes
.........................................................................
26 5. Concluso
......................................................................................................................28
Capitulo III : Estudo das Interaes entre Objetos
.............................................................29 1.
Diagrama de Seqncia
................................................................................................29
2. Diagrama de Colaborao
.............................................................................................40
3. Exemplos de Diagramas de Seqncia e Colaborao
.................................................42 Captulo IV :
Relacionamentos entre Classes
.....................................................................
45 1. Associao entre Classes
.............................................................................................
45 2. Agregao entre Classes
..............................................................................................48
3. Generalizao/Especializao entre Classes
............................................................... 51
4. Concluso
......................................................................................................................54
Captulo V : Especificao do Comportamento de Objetos
.............................................. 55 1. Diagrama de
Estados
....................................................................................................55
2. Diagrama de Atividades
.................................................................................................65
3. Concluso
......................................................................................................................69
CEFET-PR Pg.: 3 1Modelo de Casos de Uso
OmodelodeCasosdeUsofoipropostoporI.Jacobsoncomouminstrumentopara
descrio das intenes ou requisitos para um sistema computacional. A
construo do Modelo de Casos de Uso corresponde a uma das fases
iniciais de um projeto de software pois envolve
adeterminaodosusosqueosistemater,ouseja,doqueeledeverfornecercomo
servios.
OmodelodeCasosdeUsodiferentedavisofuncionalutilizadanopassadonas
abordagensdeprojetoestrututado.Aoinvsdefocalizarasfunes(atribuiestcnicas)
do sistema, o modelo de Casos de Uso captura os usos ou aplicaes
completas do sistema. Este
modelobuscaresponderaquesto:Queusososistemater?ouParaqueaplicaeso
sistema ser empregado? Os modelos de Casos de Uso so descritos
atravs de Diagramas de Casos de Uso na UML. De uma forma geral,
cada projeto desoftware conter um Diagrama de Casos de Uso.
Parasistemasmaisextensos,possveldecomporodiagramaemumconjuntode
subdiagramas.
UmavezconstrudoomodelodeCasosdeUso,orestantedoprojetopodeserguiado
baseando-senestemodelo.Ditodeoutraforma,apartirdomodelodeCasosdeUso,o
restante do projeto ir se preocupar com a forma de realizao dos
casos de uso (que classes e objetos so necessrios, como e quando
cada um atuar, etc).
OmodelodeCasosdeUsouminstrumentoeficienteparadeterminaoe
documentaodosserviosaseremdesempenhadospelosistema.Eletambmumbom
meio para comunicao com os clientes no processo de definio dos
requisitos do sistema. 2Diagramas de Casos de Uso Os casos de uso
de um projeto desoftware so descritos na linguagemUML atravs de
Diagramas de Casos de Uso. Estes diagramas utilizam como primitivas
Atores, Casos de Uso
eRelacionamentos.Comoocorretambmcomoutrosdiagramas,pode-seaindautilizaras
primitivasPacoteeNotanosdiagramasdecasosdeuso.Assubseesaseguirdescrevem
estas primitivas. 2.1 Atores
Atoressorepresentaesdeentidadesexternasmasqueinteragemcomosistema
durantesuaexecuo.Basicamente,ainteraodeatorescomosistemasedatravsde
comunicaes(trocademensagens).Asentidadesexternasrepresentadaspelosatores
podem ser :Pessoas: usurio, secretria, aluno, professor,
administrador,etc. Dispositivos: impressora, mquina ou outro
equipamentos externo. Hardwares: placa de modem, placa de controle,
etc. Software: sistema de banco de dados, aplicativos, etc. Capt
ulo I:Casos de Uso CEFET-PR Pg.: 4 importante observar que atores
representam, na verdade, papis desempenhados por
pessoas,dispositivosououtrossoftwaresquandoestivereminteragindocomosistema.Por
exemplo, um ator cujo identificador seja Aluno no representa um
aluno especfico mas sim um
alunoqualquer,ouseja,umapessoaqualquerqueestejainteragindocomosistemana
qualidadedealuno.Destaforma,umatorpoderepresentarumentrevriosindivduos,
equipamentosousoftwares.Deformaanloga,umaentidadeexternapodeserrepresentada
naformadevriosatores.Istoocorrequandoaentidadetemmaisdeumpapel(tipode
participaoouinterao)nosistema.Porexemplo,oindivduoJoodaSilvapoderiaser
representado em um sistema na forma do ator Usurio, pois ele
interage com o sistema nesta qualidade, e tambm na forma do ator
Administrador, pois ele tambm interage com o sistema para este
outro fim que a administrao do software. Atores so representados
atravs de retngulos (notao genrica para classe) usando a
simbologiapadrodaUMLouatravsdeconeshumanos.Asduasnotaesso
sintaticamenteequivalentes,pormasegundaseguramentemaisintuitiva.Adesvantagem
dousodeconeshumanosocorrequandooatorrepresentaequipamentos,dispositivosde
hardwareououtrossoftwares.Nestecaso,afigurahumananocoincidecomanaturezado
ator. possvel, entretanto, atravs de mecanismos de extenso, criar
grafismos especiais ou especializados na UML para indicar tipos de
atores. UsurioAdministrador
Secretria Impressora Figura I.1 Exemplos de Atores
Observequeanotaousandoretngulosexigeainserodeumclassificadorpara
indicaranaturezadaquiloqueseestrepresentando.Nocasodeatores,deve-seincluiro
classificador(ouesteretipo)antesdonomedoator.Quandoseutilizaocone
humano, basta indicar o nome do ator abaixo do cone. O levantamento
dos atores que interagem com um certo sistema depende de um
trabalho
deestudoqueenvolvediscussescomosclientes.Procura-senesteestudolevantaras
pessoasqueserobeneficiadasequeusaroosistema.Almdisso,deve-selevantaros
dispositivosesoftwarescomosquaisosistemadeversecomunicar.Paramuitosprojetos,
podeno ser fcil levantar corretamente o conjunto de atores na
primeira tentativa.O estudo dos casos de uso e dos relacionamentos
com atores pode permitir refinar o conjunto de atores definidos. O
estudo das classes do sistema, a ser feito na prxima fase, tambm ir
contribuir para o refinamento do levantamento de atores.
EmboraaUMLnoimponharestries,costuma-seconsiderardeterminadosatores
como atores implcitos. Desta forma estes atores no aparecem no
diagrama de casos de uso
emboraelesestejampresenteseparticipemdaexecuodoscasosdeuso.Osatores
implcitos representam essencialmente dispositivos e softwares que
so sempre usados e que no impem protocolos especiais de comunicao.
Desta forma, a supresso deste atores no traz nenhum efeito
significativos sobre os modelos e simplifica as representaes. Os
exemplos mais comuns de atores que se pode considerar como impl
citos so : monitor de vdeo, teclado, mouse, auto-falante,
microfone, unidade de disco e sistema operacional. Estas entidades
sero
atoreslegtimosmascujainclusonomodelodecasosdeusonotrazcontribuioparaa
modelagem. CEFET-PR Pg.: 5 2.2Casos de Uso A descrio dos servios a
serem oferecidos pelo sistema feita na UML discriminando-se os
Casos de Usos do sistema. Cada Caso de Uso descreve uma aplicao ou
uso completo do software. O conceito de caso de uso no deve ser
confundido com o de mdulo j que um
casodeusonoumcomponentedosistemamassimumdeseusempregospossveis.
Tambmnosedeveconfundiroconceitodecasodeusocomodefunoquepossuium
escopomuitomaislimitado,traduzindofreqentementeapenasumrecursoouutilidadedo
sistema.Umcasodeusomuitomaisabrangente,envolvendotodoumconjuntode
transaes que juntas constituem um servio completo oferecido pelo
sistema.
Aespecificaodasfuncionalidadesdeumsistemanaformadecasosdeusopermite
umavisomaisabrangentedasaplicaesdosistemafavorizandoumlevantamentomais
completo e preciso de suas atribuies. 2.3Relacionamentos entre
Atores e Casos de Uso Os relacionamentos em um diagrama de casos de
uso podem envolver dois atores, dois casos de uso ou um ator e um
caso de uso, conforme descrito nas subsees
seguintes.2.3.1Relacionamentos entre Atores
Comoosatoressoentidadesexternas,osrelacionamentosentreelesserorelaes
externas ao sistema. Embora estas relaes possam ser desprezadas,
pois no fazem parte do sistema e nem so de conhecimento do sistema,
possvel inclu-las no modelo de casos de uso. De certa forma, estas
relaes descrevem parte do modelo de negcios da empresa.
Asduasrelaesmaiscomunsentreatoressoacomunicao(ouassociao)ea
especializao(ougeneralizao).Umrelacionamentodecomunicaoindicaqueosdois
atores,deformaunioubidirecional,realizamumacomunicao(trocadeinformaooude
mensagem) que possui um significado formal para o sistema modelado.
No exemplo da figura I.2, o ator Aluno comunica-se com o ator
Secretaria no sentido que transmitir uma Solicitao de Histrico
Escolar. Trata-se de uma comunicao explcita cuja ocorrncia deve ter
alguma
repercussoousignificadoparaosistema.Umrelacionamentodegeneralizao,poroutro
lado, representa uma relao conceitual entre atores indicando que um
ator um caso especial
deoutroatormaisgenrico.Estarelaoindicaqueoatorespecializadoincluitodosos
atributosdoatorgenricoeincluiaindaatributosadicionais.ComoilustraafiguraI.2,oator
Administrador um ator especializado do ator Usurio. Isto significa
que o Administrador um Usurio com atributos ou caractersticas
extras. De certa forma, o ator especializado estende o ator
genrico. Aluno SecretariaSolicita HistoricoUsurio Administrador
Figura I.2 Exemplos de Relaces entre Atores CEFET-PR Pg.: 6
2.3.2Relacionamentos entre Atores e Casos de Uso
Orelacionamentoentreum atoreumcasodeusoexpressasempreumacomunicao
entreeles,poisoatorsendoumaentidadeexternanopoderiapossuirqualquer
relacionamentoestruturalcomosistemacomputacional.AnotaoUMLparaestetipode
relacionamento um segmento de reta ligando ator e caso de uso, como
ilustrado na figura I.3. Em diagramas mais complexos pode-se
utilizar cadeias de segmentos de retas para se evitar cruzamentos.
Comoatorespodemtervriospropsitos,noquedizrespeitoasuasinteraescomo
sistema, podem existir mais de um relacionamento de um ator com
diferentes casos de usos. De forma anloga, um mesmo caso de uso
pode envolver a participao de mais de um ator. A figura I.3 ilustra
estas situaes. O caso de uso Emitir Histrico Escolar envolve a
participao
dedoisatores:SecretariaeImpressora.OatorSecretariaparticipaemdoiscasosdeuso:
Emitir Histrico e Registrar Novo Aluno. SecretariaRegistrar Novo
AlunoEmitir Histrico EscolarImpressora Figura I.3 Exemplos de
Relaces entre Atores e Casos de Uso
Autilizaodesetasnasrelaesentreatoresecasosdeusopodeterduas
interpretaesdistintas.Naprimeira,utilizam-sesetasparaindicarqualatorativaocasode
uso.Ativaonestecasosignifica,quemlanaouiniciaaexecuodocasodeuso.Para
sistemas interativos, freqentemente o ator Usurio quem ativa o caso
de uso. Na situao mais comum, cada caso de uso s teria um ator
contendo uma seta em seu relacionamento de comunicao. possvel,
entretanto, haver mais de um ator ativador para um mesmo caso de
usosignificandoqueumdelesativariaestecasodeuso.OexemplonafiguraI.3aplicaesta
interpretaodassetas.Asegundainterpretaoparaassetasaindicaodosentidodo
fluxo de dados nas comunicaes. Neste caso todas as relaes entre
atores e casos de uso teriam setas em uma ou nas duas extremidades
descrevendo o sentido da comunicao com
cadaator.Asduasinterpretaessopossveismasdeve-seoptarporumadelasemcada
projeto e indicar explicitamente a interpretao adotada.
2.3.3Relacionamentos entre Casos de Uso Ao contrrio do
relacionamento entre ator e caso de uso, as relaes entre casos de
uso nunca sero do tipo comunicao. Isto ocorre porque casos de uso
so aplicaes completas
dosistemae,porconseqncia,noexistesentidoemfazer-secomunicardoisusosdo
sistema.Todas as relaes entre casos de uso sero sempre estruturais.
Existem trs tipos
derelaesentrecasosdeuso(incluso,extensoegeneralizao)conformedescritosa
seguir. Relacionamento de Incluso Um relacionamento de incluso uma
relao estrutural atravs da qual um caso de uso
insereemseuinteriorumoutrocasodeuso.Ocasodeusoincludo(subcasodeuso)no
CEFET-PR Pg.: 7 representa um servio completo do sistema mas uma
poro de um servio. Isoladamente, um subcaso de uso no teria
sentido. Ele ser sempre um integrante de um caso de uso maior e
completo. O relacionamento de incluso se aplica a duas situaes
principais. A primeira aplicao da Incluso para o detalhamento de
casos de uso atravs de decomposio. Nesta situao,
extraem-separtessignificativasdeumcasodeusocriando-sesubcasosdeusoligadosao
casodeusomaioratravsderelaesdeincluso.Emborararo,possivelaindadecompor
subcasosdeusoemoutrossubcasosde
uso.Umasegundaaplicaodorelacionamento de
inclusoadecolocaremevidnciapartescomunsadoisoumaiscasosdeuso.Nesta
situaoosubcasodeusoincludopormaisdeumcasodeusomaior.AfiguraI.4ilustra
estas duas situaes. SecretariaImpressoraAcessar DadosMontar
FormulrioEmitir HistricoEscolarRegistrar Novo AlunoEfetuar
Loginincluiincluiincluiinclui Figura I.4 Exemplo de Relacionamento
de Inclusao entre Casos de Uso Relacionamento de Extenso Um
relacionamento de extenso uma relao estrututal entre dois casos de
uso atravs da qual um caso de uso maior estendido por um caso de
uso menor. A extenso significa que o caso de uso que estende inclui
servios especiais em um caso de uso maior. A definio de
umrelacionamentodeextensoincluiaespecificaodeumacondiodeextenso.Esta
condio habilita a extenso, ou seja, indica quando aplicar o
relacionamento. A notao para o relacionamento de extenso ilustrada
na figura I.5. Imprimir Dados deConcluso de CursoSecretariaEmitir
HistricoEscolarse Situao=Formado
Figura I.5 Exemplo de Relacionamento de Extensao entre Casos de
Uso
Adiferenaprincipalentreosrelacionamentosdeinclusoeextensoocarterde
excepcionalidadedaextenso.Extensessousadasparamodelarcasosespeciaisede
exceo que ocorrem somente em certas situaes (dado pela condio).
Desta forma, para a maioria das ocorrncias do caso de uso
estendido, a extenso no se aplicar. CEFET-PR Pg.: 8 Relacionamento
de Generalizao Um relacionamento de generalizao uma relao
estrutural entre um caso de uso mais geral e um caso de uso mais
especfico. O caso de uso mais geral representa o caso genrico cujo
servio se aplica a vrias situaes. O caso de uso mais especfico
representa a aplicao
docasousomaisgeralemumasituaoparticularincluindoelementosadicionaisou
estendendo este caso. Visto no outro sentido, o caso de uso mais
geral uma generalizao
(abstrao)dooudoscasosdeusomaisespecficos.Nestesentido,ocasodeusogeral,
representa as partes comuns de casos de uso especializados. A notao
UML para a generalizao envolve a ligao dos dois casos de uso atravs
de um segmento de reta e a colocao de um tringulo na extremidade do
caso de uso mais geral. A figura I.6 apresenta um exemplo de
relacionamento de generalizao. Emitir HistricoEscolar de
ConclusoSecretariaEmitir HistricoEscolar Figura I.6 Exemplo de
Relacionamento de Generalizacao entre Casos de Uso
NoexemplodafiguraI.6,tem-seumcasodeusomaisgeral,chamadoEmitirHistrico
Escolar,quepermiteasecretariaimprimirhistricosdealunos.Quandooalunoconcluina
totalidade o curso, ele pode solicitar um histrico de concluso.
Este histrico semelhante ao histrico normal mas mais detalhado
incluindo informaes adicionais. O caso de uso Emitir Histrico
Escolar de Concluso portanto semelhante ao caso de uso Emitir
Histrico Escolar
mascomalgunselementosadicionais.Pode-se,comofeitonoexemplo,estabeleceruma
relao de especializao entre os dois casos de uso.
Arelaoestruturaldefinidaporumrelacionamentodegeneralizaoimplicaa
incorporao(herana)dentrodocasodeusoespecializadodetodooservi
oespecificado pelo caso de uso geral, incluindo, adaptando ou
excluindo alguns servios oferecidos pelo caso de uso geral.
Orelacionamentodegeneralizaonopodeserconfundidocomosdeinclusoe
extensopoisageneralizaoseaplica,namaiorpartedoscasos,acompartilhamentosde
maiordimenso.Ainclusoeextensoenvolvempartesmenoresdecasosdeusos.A
naturezadageneralizaotambmdistintapoistrata-sedeespecificarmodelos(casosde
uso)genricosaplicveisadiferentessituaes.Ainclusoeaextensoapenaspemem
evidncia partes de casos de uso maiores. 2.4Decomposio de Diagramas
de Casos de Uso
Umprojetodesoftware,normalmente,conterumnicoDiagramadeCasosdeUso
descrevendooconjuntodeserviosoferecidospelosistema.Parasistemas
maiores ou mais
complexos,entretanto,possvelaconstruodevriosdiagramasdecasosdeuso
elaborados a partir da decomposio de um diagrama principal.
AdecomposiodeumdiagramadecasosdeusopodeserfeitaemUMLutilizandoo
conceito de Pacote (package). Um pacote um encapsulador que no
possui uma semntica especfica dentro dos projetos. Ele usado
essencialmente para separar ou agrupar elementos do projeto sem
criar necessariamente com isso algum vnculo entre os elementos.
Utilizandopacotespode-secriarumprimeirodiagramacontendotodosospacotes
maiores do sistema e, a seguir, tomar cada pacote e expand-lo em um
novo diagrama. Pode- CEFET-PR Pg.: 9
seconstruirumahierarquiacomvriosnveisdedecomposioconformeadimensodo
sistema e o nmero de casos de uso e atores.
Oselementos(casosdeusoeatores) dentro de um pacote podem ter
relacionamentos
comelementosdeoutrospacotes.Nestecasoexisteumadependnciaentrepacotes.As
dependnciasdevemserexplicitamentedefinidasutilizandocomonotaoumsegmentode
reta tracejado com uma seta no sentido do pacote que depende para o
pacote que contm as dependncias. A figura I.7 ilustra a notao
utilizada para pacotes e dependncias. Casos de
UsoAdministrativosCasos de UsoAcadmicosCasos de UsoGerais Figura
I.7 Exemplo de Pacotes e Dependencias No existe uma norma para
separao dos casos de uso e atores em pacotes. Pode-se, por exemplo,
agrupar dentro de um pacote casos de uso de naturezas semelhantes
(casos de uso de cadastro, casos de uso de emisso de relatrios,
etc) ou casos de uso envolvendo os mesmos atores. De forma geral,
procura-se reunir casos de uso que possuem relacionamentos em um
mesmo pacote. Quandoumatoroucasodeusotiverqueapareceremmais deum
pacote, define-se este ator ou caso de uso em um pacote e copia-se
o ator ou caso de uso nos demais pacotes. Neste caso, deve-se
indicar nos demais pacotes qual o pacote de origem daquele ator ou
caso de uso. 3Exemplo
Parailustraraaplicaodoconceitodecasodeuso,desenvolve-senestaseoum
exemplo de modelagem para um sistema de controle acadmico. Embora,
o desenvolvimento completo de um modelo de casos de uso possa
envolver vrias iteraes de refinamento, para fins didticos o exemplo
deste seo apresentar a modelagem atravs de 4 fases. Fase 1 :
Levantamento dos Atores O sistema de controle acadmico considerado
neste exemplo ser utilizado na secretaria
deumdeterminadocurso.Noquedizrespeitoaosindivduosenvolvidos,somenteopessoal
dasecretariateracessoaosistema.Entreaspessoasqueatuamnasecretariaepoderiam
utilizarosistemaestoochefedasecretaria,asecretria,algunsprofessoresealguns
estagirios.Naverdade,apesardesetrataremdeindivduosdiferentes,quandoestiverem
utilizando o sistema todos assumiro o mesmo papel, ou seja, todos
atuaro na forma de um ator abstrato que pode ser denominado
Secretaria. CEFET-PR Pg.: 10 Preliminarmente, supe-se que alguns
documentos devero ser impressos pelo sistema, o que sugere a criao
de um ator denominado Impresora com o qual o sistema ir interagir
para a impresso de documentos (histrico escolar, dirio de classe,
etc). O ator impressora poderia
serconsideradoumatorimplcitomaspodeserilustrativofaz-loaparecerexplicitamenteno
modelo.
Comoovolumedeinformaes(alunos,professores,disciplinas,etc)podesergrande
optou-se pelo uso de um Sistema Gerenciador de Banco de Dados para
armazenamento dos
dadosacadmicos.Comosetratadeumsistemacomputacionalindependentecomoqualo
sistema de controle acadmico ir interagir, ele deve ser considerado
tambm como um ator. Neste exemplo, este ator ser denominado SGBD.
Portanto, os atores que foram inicialmente levantados so:
Secretaria Impressora SGBD Figura I.8 Atores do sistema de controle
academico. Na prtica, nem sempre possvel determinar todos os atores
e defin-los corretamente na primeira tentativa. Se for considerada
uma abordagem de projeto por refinamentos sucessivos, a lista de
atores poderia ser melhorada, assim como a definio deste atores, a
medida que o projeto avance quando mais informaes estiverem
disponveis. Fase 2 : Levantamento dos Casos de Uso Principais Nesta
fase busca-se definir a lista dos grandes servios que o sistema
dever oferecer. O
levantamentodoscasosdeusocorrespondeaumaanlisederequisitosedeveser
desenvolvidoapartirdeinformaescoletadasdosclientes.Atravsdequestionriose
reunies com os clientes procura-se definir quais so as aplicaes ou
usos desejados para o sistema a ser desenvolvido. Para o sistema de
controle acadmico considera-se que os clientes (usurios,
professores e administrao da escola) desejam que o sistema oferea
os seguintes servios : possibilidade de cadastramento de todos os
alunos matriculados no curso. Isto implica umserviopara
inclusodenovosalunos e para manuteno da base de dados dos alunos.
Este uso do sistema ser representado pelo caso de uso Cadastrar
Aluno.
possibilidadedecadastramentodetodososprofessoresqueministramdisciplinasno
curso. Isto implica um servio para incluso de novos professores e
para manuteno da base de dados de professores. Este uso do sistema
ser representado pelo caso de uso Cadastrar Professor.
possibilidadederegistrodasdisciplinasoferecidasnocursoincluindooregistrode
novas disciplinas e a manuteno da base de dados de disciplinas.
Este servio ou uso do sistema ser representado pelo caso de uso
Cadastrar Disciplina. possibilidade de registro da matrcula de
alunos em disciplinas a cada semestre. Este servio ser representado
pelo caso de uso Registrar Matrcula. possibilidade de emisso da
confirmao de matrcula para cada aluno contendo a lista
dedisciplinasnasquaisumalunosematriculouparaaquelesemestre.Esteservio
ser representado pelo caso de uso Emitir Confirmao de Matrcula.
CEFET-PR Pg.: 11
possibilidadedeemissododiriodeclasseparacadadisciplinacontendoalistade
alunosmatriculadosnaquelesemestre.Esteservioserrepresentadopelocasode
uso Emitir Dirio de Classe. possibilidade de lanamento das notas
obtidas pelos alunos em cada disciplina ao final de cada semestre.
Este servio ser representado pelo caso de uso Registrar Nota.
possibilidadedeemissodohistricoescolarparacadaalunocontendoalistade
disciplinas cursadas e respectivas notas. Este servio ser
representado pelo caso de uso Emitir Histrico Escolar.
Oconjuntodecasosdeusolevantadosrepresentaosserviosouusosesperadopelos
clientesqueutilizaro o sistema. Assim como para os atores, nem
sempre possvel efetuar um levantamento completo e definitivo dos
casos de uso em uma primeira tentativa. Ao longo
doprocessoderefinamento,novoscasosdeusopoderiamaparecerououtrossofrerem
alteraes. A figura I.9 ilustra os casos de uso definidos para o
sistema acadmico. Cadastrar Aluno Cadastrar Professor Cadastrar
Disciplina Registrar MatrculaEmitir Confirmaode MatrculaEmitir
Diriode ClasseRegistrar Nota Emitir Histrico Escolar Figura I.9
Casos de Uso do sistema de controle academico. Fase 3 : Definio dos
Relacionamentos
Nestafasesoestabelecidososrelacionamentosdecomunicaoentreosatoreseos
casos de uso indicando quais atores participam (se comunicam) com
quais casos de uso. Para o exemplo em estudo, o resultado seria
aquele apresentado na figura I.10. Neste diagrama de casos de uso,
adotou-se o uso de setas nas relaes para indicar qual ator
responsvel pela ativao dos casos de uso. Fase 4 : Detalhamento dos
Casos de Uso
Nestafasefeitoumdetalhamentodoscasosdeusoatravsdedecomposiesou
especializaces.Ograudedetalhamentonecessrioumaspectosubjetivo.Cabeao
projetista julgar qual o bom nvel de detalhamento para cada
projeto. No se deve exagerar nas
decomposiessoboriscodeseestarinfluenciandooudirecionandooprocessodeprojeto.
Deve-se lembrar que os diagramas de casos de uso so especificaes do
que o sistema deve fazer e no de como ele dever realizar os
servios. Como abordagem geral para esta fase existem as seguintes
sugestes: Procure estimar a dimenso de cada caso de uso. Para casos
de uso muito extensos, crie subcasos de uso que identifiquem partes
do processo envolvido naquele caso de CEFET-PR Pg.: 12
uso.Relacioneossubcasosdeusocomcasodeusomaioratravsderelaesde
incluso.
Paraosistemadecontroleacadmico,considerou-sequeostrscasosdeusopara
cadastramento(aluno,professoresedisciplinas)tmumadimensomaioreincluem
servios internos (incluso, consulta, alterao e excluso) que podem
ser destacados. Assim, optou-se por decompor cada um destes casos
de uso em quatro subcasos de uso.
Compareparaparoscasosdeusotentandoidentificarpartescomunsnosservi
os associados a cada caso de uso. Quando dois ou mais casos de uso
possuem parte em
comumdedimensosignificativa,estaparteemcomumpodesercolocadaem
evidncia atravs de um subcaso de uso. Para o sistema de controle
acadmico, foi decidido que o usurio dever se identificar atravs de
nome e senha para ter acesso aos servios de cadastramento e
registro de
matrculaenotas.Assim,todososcasosdeusoassociadosteriamumafaseinicial
idnticaemseusprocessosquecorresponderiaarealizaodelogin.Estaparte
comum pode ser indicada atravs de um subcaso de uso comum. Quando
dois ou mais casos de uso tiverem grande parte de seus servios
semelhante,
verifiqueapossibilidadededefiniodeumcasodeusogeralquecubraaparte
comumdestecasos de uso. Especifique, ento, um relacionamento de
generalizao entre o caso de uso geral e os casos de uso
especializados. SecretariaCadastrar AlunoCadastrar
ProfessorCadastrar DisciplinaRegistrar MatrculaRegistrar
NotaSGBDEmitir Confirmaode MatrculaEmitir Dirio de ClasseEmitir
Histrico EscolarImpressora Figura I.10 Relacionamentos entre Atores
e Casos de Uso. CEFET-PR Pg.: 13
AfiguraI.11apresentaodiagramadecasosdeusofinalparaosistemadecontrole
acadmico.Naverdade,estediagramapoderiasermelhoradoedetalhadoapartirdas
primeirasiteraesdoprojeto.medidaqueoprojetoavanceeaformaderealizaodos
casosdeusosejadefinida,pode-severificaranecessidadedealteraoouadaptaodo
diagrama de casos de uso. Cadastrar AlunoCadastrar
ProfessorCadastrar DisciplinaRegistrar MatrculaEmitir Dirio de
ClasseEmitir Histrico EscolarIncluir AlunoAlterar Aluno Excluir
AlunoIncluir Professor Excluir Professor Alterar ProfessorIncluir
DisciplinaExcluir DisciplinaAlterar
DisciplinaSecretariaSGBDRegistrar NotaEmitir Confirmaode
MatrculaImpressoraRealizar Login Figura I.10 Diagrama de casos de
uso finalpara o sistema de controle academico. 4Concluso O modelo
de casos de uso uma ferramenta til na descrio dos requisitos
funcionais de um sistema computacional. Ele permite especificar o
conjunto de funcionalidades ou servios que
umsoftwaredeveoferecereasrelaesdosistemacomentidadesexterna(atores)
necessrias para a realizao destes servios. A notao UML para
diagramas de casos de uso em grande parte intuitiva permitindo que
os modelos gerados possam ser apresentados aos clientes para
discusses e revises. CEFET-PR Pg.: 14
Deve-sesempreobservarqueomodelodecasosdeusodiferentedavisofuncionalno
sentidoqueelenoapresentaencadeamentosdefunes(porconseqncia,nodescreve
processos) e se limita a uma viso macroscpica dos servios do
sistema sem induzir a forma
derealizao(projeto)dosoftware.Omodelodecasosdeusoofereceumavisomais
abstratadasfuncionalidadesdosistemafavorizandoumtrabalhodeespecificaomais
abrangente. Por fim, o modelo de casos de uso pode tambm ser til
como ferramenta para planejamento do desenvolvimento de sistemas
computacionais (estimativas por caso de uso) e como base para o
desenvolvimento de projetos de software (projeto baseado em casos
de uso). CEFET-PR Pg.: 15 1Conceito de Classe e Objeto
Asclasseseobjetossoasprincipaisprimitivasouelementosdecomposiodesoftwares
orientadosaobjetos.Naverdade,umsistemaorientadoaobjetoscompostoporclassese
por um conjunto de objetos que colaboram ou interagem para execuo
dos servios (casos de uso) oferecidos pelo sistema. As sees
seguintes apresentam resumidamente os conceitos de objeto e de
classe. 1.1Objetos Um objeto pode ser visto ou entendido segundo
uma viso conceitual e segundo uma viso de implementao. Estas duas
vises no so antagnicas, na realidade, elas se complementam
apresentando duas formas de interpretao dos objetos. Viso
conceitual A viso conceitual uma forma mais abstrata de se observar
um objeto. Nesta viso um objeto um elemento componente de um
sistema computacional que representa, dentro do sistema, alguma
entidade ou coisa do mundo real ou que define uma poro do sistema
com limites e atribuies bem definidos. Uma das intenes da orientao
a objetos tentar aproximar as representaes internas de
umsistemacomputacionaldaformacomoasentidadesexistemeserelacionamnomundo
real,sejamelasmateriaisouabstratas.Considerando-seumsistemade
controle acadmico,
porexemplo,existemnosistemadecontroleacadmiconomundorealentidadesmateriais
(secretria, professores, alunos, dirios de classe, etc) e entidades
abstratas (disciplina, notas, freqncia, etc) envolvidas. Quando se
desenvolve um sistema orientado a objetos procura-se
criarnointeriordosoftwarerepresentaesdasentidadesexternasnaformadeobjetos.
Assim,poderiamsercriadosobjetoscomoaluno,diriodeclasseedisciplinapara
representarementidadesexternasdentrodosistema.Aintenodestaaproximaoentre
entidadesexternaserepresentaointernafacilitarainterpretaodaestruturadosistema
computacional e agrupar informaes que juntas tm um significado
comum.
Objetosnorepresentamapenasinformaesemumsistemacomputacional.Elespodem
tambmrepresentar,eimplementar,processos(ouseja,algoritmosouprocedimentos).
Considerando novamente o sistema de controle acadmico, o trabalho
manual de composio
deumdiriodeclassepoderiaserrepresentadonosistemacomputacionalporumobjeto
responsvel por este processamento.
Almdasresponsabilidadesindividuais,as
entidadesnomundorealpraticamentesempre se relacionam de forma a
juntas cooperarem para a execuo de tarefas. Por exemplo, os dados
dosalunos(entidades)soutilizadospelasecretaria(entidade)paracompor(processo)o
diriodeclasse(entidade)paraumadisciplina(entidade).Deformaanloga,osobjetosque
representamestasentidadesiroserelacionarparajuntoscooperaremnaexecuode
servios (casos de uso). Um exemplo de relacionamento a comunicao,
atravs da qual um objeto pode trocar informaes ou comandar outro
objeto. Capt ulo I I:Levant ament o de Cl asses CEFET-PR Pg.: 16 Um
objeto possui trs caractersticas : Identidade : cada objeto possui
um nome ou identificador que o distingue dos demais objetos e que
permite que os outros objetos o reconheam e o enderecem. Atributos
: cada objeto pode possuir informaes que so registradas na forma de
um conjunto de atributos.
Comportamento:cadaobjetopodepossuirumconjuntodehabilidadesde
processamento que juntas descrevem seu comportamento.
Comoexemploconsidereumobjetoquerepresenteumadisciplinadematemtica.A
identidadedesteobjetopoderiaserClculoNumrico.SeusatributospoderiamserCarga
Horria,Pr-requisitos,Ementa,AlunosMatriculadoseNotas.Seucomportamento
poderiaincluiracapacidadedeCalcularaMdiadaTurma,InscreverumNovoAlunoe
Registrar Notas dos Alunos. Viso de Implementao
Emtermosdeimplementao,umobjetopodeserentendidocomoumpequenomdulode
software.Nestesentido,umobjetopodeserexecutadocomoqualquermdulodesoftware,
pode receber dados de entrada e pode produzir resultados. Na
orientao a objetos,
procura-seconstruirestesmdulosdesoftware(objetos)deformaqueelestenhamumaltograude
modularidade(pequenadependnciaentreummduloeoutro)equecadamdulopossua
atribuies ou responsabilidades prprias que o caracterize.
EnquantonaslinguagensdeprogramaoproceduraiscomoPascaleC,osprogramasso
construdoscomoconjuntosdefunesouprocedimentosevariveis,naslinguagens
orientadas a objetos os programas so construdos pensando-se em
agrupamentos de funes
evariveisformandoobjetos.Pode-seconsiderarquenaorientaoaobjetosfoiintroduzido
um novo nvel de estruturao nos programas conforme discutido na
prxima seo. Em termos de implementao, um objeto pode interagir com
outros objetos. Por exemplo, um
objetopoderiasecomunicarcomoutro.Estacomunicao,comoservistaemdetalhesna
seo 3, poderia ser realizada atravs de chamada de funo ou
procedimento do objeto para algum outro ou atravs de um mecanismo
de envio de mensagem suportado pela maioria dos sistema
operacionais. Desta forma, a execuo de um software orientado a
objetos seria feita
atravsdaexecuoemcadeiaouemconcorrnciadoconjuntodeseusobjetosque
permanentemente estariam se comunicando para trocar informaes ou
comandar a execuo
defunes.Pode-sedizer,ento,queaexecuodeumsoftwareorientadoaobjetossed
pela colaborao de um conjunto de objetos.
Astrscaractersticasdeumobjeto(identidade,atributosecomportamento)setraduzemda
seguinte forma na implementao :
Aidentidadedoobjetoserdeterminadaporumnomeouidentificadorinventadopelo
programadorparacadaobjeto.Por
exemplo,umobjetoquerepresentaumadisciplinade
matemticapoderiasernomeadoobjMatematica.Qualquernomepodeserutilizado,
desdequeserespeiteasnormasparacriaodeidentificadoresdalinguagemde
programao utilizada. Os atributos de um objeto so traduzidos na
forma de variveis internas do objeto. Pode-se definir variveis de
qualquer tipo para composio dos atributos dos objetos. Por exemplo,
umobjetorepresentandoumalunopoderiaterosatributosnome(textocom30
caracteres),sexo(umcaracter,MouF),coeficientederendimento(valorreal),entre
CEFET-PR Pg.: 17 outros. No se deve confundir aqui atributo com
valor do atributo. Neste exemplo, nome um atributo cujo valor pode
ser Marcia ou Carlos. O comportamento do objeto descrito por uma ou
mais funes ou procedimentos. Estas
funesdescrevemosprocedimentosouhabilidadesdoobjeto.Porexemplo,oobjeto
objMatematicapoderiaterumafunoparaclculodamdiadasnotasdosalunos
matriculados. 1.2Classes
Asclassessoelementosfundamentaisnacomposiodesoftwaresorientadosaobjetos.
Elas so empregadas tanto na composio do projeto dos sistemas
computacionais quanto em
suaimplementao.Entretanto,aocontrriodosobjetos,asclassesnosetraduzemem
elementosexecutoresnocdigodeimplementao.Oentendimentodoconceitodeclasse
podeserfeitotambmsegundoumpontodevistaconceitualeumpontodevistade
implementao. Viso conceitual Em um ponto de vista conceitual, as
classes podem ser entendidas como descries genricas oucoletivasde
entidades do mundo real. Mantm-se aqui a inteno de aproximar
entidades
externasderepresentaesinternas.Destaforma,adefiniodasclassesdeumsistema
dever procurar inspirao nas entidades do mundo real.
Aocontrriodosobjetos,querepresentamentidadesindividualizadas,asclassesso
representaesgenricas.Elassoabstraesdeumcoletivodeentidadesdomundoreal.
Istosignificaqueelasrepresentamummodelocomumparaumconjuntodeentidades
semelhantes. Imaginando, por exemplo, os alunos envolvidos em um
sistema acadmico, cada
aluno(Marcia,Vinicius,Cludia,etc)umaentidadeindividualizadaquepoderiaser
representada por um objeto. Observando-se estes objetos e
comparando-os, pode-se constatar
queoconjuntodeseusatributos(nome,sexo,idade)eseuscomportamentossoanlogos,
embora obviamente os valores dos atributos sejam diferentes.
Apartirdaobservaodeatributosecomportamentocomumaumconjuntodeentidades
similares,possvelestabelecerummodelogenricoparaestecoletivodeentidades.Este
modeloconteriaosatributosecomportamentocomunsaestecoletivo.Destaforma,seria
possveldefinirummodelogenricoparatodososalunosnoexemploanterior.Estemodelo
genrico,emconseqncia,umaabstraodosalunosquedenomina-seClassena
orientao a objetos. Considera-se uma classe um modelo genrico
porque ela estabelece um formato padro para a representao, na forma
de objetos, de todas as entidades externas associadas. A definio
dasclassesdeumsistemapassanecessariamentepelaobservaodasentidadesexternas
buscando-sedeterminarcoletivosdeentidadessemelhantesquepossamserabstradasem
uma representao genrica. Viso de Implementao
Aimplementaodeclassessefazatravsdacriaodetipos,demaneirasemelhanteaos
tipos de dados. As linguagens de programao, de uma forma geral,
oferecem um conjunto de
tiposdedadospadres,comointeiro,real,caracter,booleanoecadeiadecaracteres,e
permitemqueoprogramadorcrienovostiposcomoenumeraes,estruturas,uniese
registros. A partir de um tipo de dado possvel, ento, criar-se
instncias que so as variveis
dosprogramas.AfiguraII.1mostraexemplosdevariveiscriadasapartirdevrios
tiposde dados da linguagem C e a definio de um novo tipo chamado
Aluno. CEFET-PR Pg.: 18 /* definicao de um novo tipo de dado */
struct Aluno { int codigo; char nome[30]; float coeficiente; char
sexo; }; /* definicao de variveis */ int valor; float resultado;
chartexto[10]; Aluno al; Figura II.1 Exemplo de definio de variveis
na linguagem C.
Emborapossamcontermaisdoqueapenasvariveis,asclassessotambmtipose,por
conseqncia,nosoporelasprpriaselementosexecutveisouquepossamarmazenar
dados dentro de um programa. As classes, assim como os tipos de
dados, so modelos para a criao de variveis. Desta forma, a partir
da criao de uma classe possvel criar instncias
ouvariveisdestaclasse.Asvariveiscriadasapartirdeumaclassesodenominadas
objetos. Isto coincide com a viso conceitual vista anteriormente
onde definiu-se que classes eram modelos para objetos semelhantes.
Em termos de implementao, uma classe , de fato, um modelo (ou tipo)
usado para criao de objetos. Na orientao a objetos, impe-se que
todo objeto seja criado a partir de uma classe. Assim, a
declaraodasclassesdeumsistemadeveocorrerantesdadefiniodosobjetos.Afigura
II.2apresentaumtrechodeprogramanalinguagemC++,ilustrandoadeclaraodeuma
classe(CAluno)eadefiniodedoisobjetos(aleestudante)destaclasse.Observequea
classeCAlunopossuiquatroatributos(nome,coeficiente,sexoecodigo)eumafuno
(definir).NasintaxedalinguagemC++,adefiniodocorpodasfunesfeitaforada
declarao da classe. Desta forma, a funo definir aparece declarada
dentro da classe mas sua definio completa s aparece a seguir. Aps a
declarao da classe, objetos podem ser criados livremente, como o
caso dos objetos al e estudante. /* definicao de uma classe */
class CAluno { char nome[30]; float coeficiente; char sexo; public:
int codigo; void definir(char *n, float c, char s, int i); }; void
Caluno::definir(char *n, float c, char s, int cod) { strcpy(nome,
n); coeficiente = c; sexo = s; codigo = cod; } /* definicao de
objetos */ CAluno al; CAluno estudante; Figura II.2 Exemplo de
definio de uma classe e de objetos na linguagem C++. CEFET-PR Pg.:
19
Emtermosdeimplementaopode-seconsiderarqueaorientaoaobjetosintroduziuum
nvel adicional de estruturao nos programas. Na programao procedural
os programas so
organizadosessencialmenteemtrsnveisdeestruturao:instrues,funes(ou
procedimentos) e arquivos. Assim, o cdigo fonte de uma programa
distribudo primeiramente emarquivos(.c,.h,.pas,etc),queporsuavez
contm conjuntosde funes, que finalmente so descritas por um
conjunto de instrues, conforme ilustrado na figura II.3. Na
orientao a objetos os programas so organizados em arquivos, que
contm classes, que incluem funes que so descritas por conjuntos de
instrues, conforme ilustra a figura II.4. Programa em C/*Declaraes
Globais */#include stdio.hint valor;/* Definio de Funo */int
Calcular(int v1, int v2){ return(v1+v2);}/* Definio de Funo */void
Mostrar(int val){ printf(Valor=%d\n, val);}/*Declaraes Globais
*/#include stdio.hint res;/* Definio de Funo */int Verificar(int
senha){int res; return(res);}/* Definio de Funo */void
main(l){res=Calcular(10+20); Mostrar(res);}Arquivo : p1.c Arquivo :
p2.c... Figura II.3 Exemplo de estruturao de um programa em
linguagem C. Programa em C++ /*Declaraes Globais */ #include
stdio.h int valor; /*Declaraes Globais */ #include stdio.h int res;
Arquivo : p1.c Class CValor { }; Arquivo : p2.c ... /* Definio de
Funo */ int Calcular(int v1, int v2) { return(v1+v2); } /* Definio
de Funo */ void Mostrar(int val) { printf(Valor=%d\n, val); } Class
CVerificador { }; /* Definio de Funo */ int Verificar(int senha)
{int res; return(res); } /* Definio de Funo */ void main(l) {Cvalor
obValor; res=obValor.Calcular(10+20); obValor.Mostrar(res); }
Figura II.4 Exemplo de estruturao de um programa em linguagem C++.
CEFET-PR Pg.: 20 2Notao UML para Classes e Objetos 2.1Notao para
Classes A notao para classes em UML um retngulo com trs
compartimentos conforme ilustrado na figura II.5. Quando no se
desejar mostrar detalhes da classe em um certo diagrama, pode-se
suprimir a apresentao dos atributos e mtodos, conforme ilustrado na
classe da direita na figura II.5. Identificao da
ClasseAtributosMtodos
CJanelaDe PacoteCadastroAtributosMtodos
CJanelaDe PacoteCadastro Figura II.5 Notao UML para classes.
2.1.1Compartimento de Identificao
Ocompartimentosuperiorutilizadoparaidentificaodaclasse.Neledeveraparecer,
necessariamente,onomedaclassee,opcionalmente,umesteretipoeumidentificadorde
pacote.Onomedaclasseumacadeiadecaracteresqueidentificaexclusivamenteesta
classedentrodosistema.Comosugesto,onomedaclassedeveriautilizarapenasletrase
palavrasconcatenadasmantendo-seaprimeiraletradecadapalavraemmaiscula.Muitos
projetistas e programadores utilizam tambm a letra C (de classe)
como prefixo para todos os nomes de classes. Exemplos de nomes de
classes : CAluno CturmaEspecial CJanelaDeInterfaceComUsuario Um
esteretipo pode ser includo no compartimento de identificao de uma
classe conforme ilustrado na figura II.5. Esteretipos so
classificadores utilizados para indicar, neste caso, tipos
declasses.Pode-se,porexemplo,criarclassesdotipointerfaceoudotipocontrole.Para
indicar o tipo de uma classe atravs de um esteretipo inclui-se o
tipo da classe entre os sinais > acima de seu nome. No exemplo
da figura II.5, a classe Cjanela foi definida como sendo do tipo .
Por fim, o compartimento de identificao pode incluir tambm o
encapsulamento da classe, ou
seja,opacotedentrodoqualaclasseestdeclarada.Oconceitodepacote o
mesmo que
aquelediscutidonocaptulo2.4.Aespecificaodopacoteincludaabaixodonomeda
classe e escrita em itlico na forma de nome-do-pacote. CEFET-PR
Pg.: 21 2.1.2Compartimento de Definio de Atributos
Nestesegundocompartimentosodefinidostodososatributosdaclasse.Atributosso
variveismembrodaclassequepodemserusadasportodososseusmtodostantopara
acessoquantoparaescrita.Emlinguagemdeprogramao,osatributosdaclasseso
definidosapartirdostipospadresdalinguagemedetiposdefinidospeloprogramador.Na
UML tem-se uma notao similar a das linguagens de programao. Notao
para definio de atributos : [Visibilidade] Nome-Atributo
[Multiplicidade]:[Tipo]=[Valor] [{Propriedades}] Visibilidade
Avisibilidadeindicaseoatributopodeounoseracessadodoexteriordaclassepor
funes que no sejam membro da classe. Existem trs especificadores de
visibilidade : + : indica visibilidade pblica. Neste caso o
atributo visvel no exterior da classe.
Tantofunesmembrodaclassequantofunesexternaspodemacessaro atributo.
:indicavisibilidadeprivada.Nestecasooatributonovisvelnoexteriorda
classe. Somente funes membro da classe podem acessar o atributo.
#:indicavisibilidadeprotegida.Nestecasooatributotambmprivadomas
funes membro de classes derivadas tambm tm acesso ao atributo. A
definio da visibilidade do atributo opcional. Entretanto, se ela no
for especificada, assume-se por padro visibilidade privada.
Nome-do-Atributo
Onomedoatributodefinidoporumacadeiadecaracteresqueidentificam
exclusivamenteoatributodentrodaclasse.Sugere-seoempregounicamentedeletras
comeando-se por uma letra minscula e concatenando-se palavras
mantendo a primeira letra em maisculo. Exemplo :valorDoPagamento
nomeDoAluno Alguns autores utilizam o prefixo m_ (de minha) para
todos os nomes de atributos. Exemplo :m_valorDoPagamento
m_nome_doAluno Multiplicidade A multiplicidade uma especificao
opcional na definio de um atributo. Na verdade, a multiplicidade
utilizada somente quando se tratar de atributo mltiplo ou seja
vetores e
matrizes.Amultiplicidadeindicaportantoadimensodeatributosedescritaentre
colchete. Exemplo:valores[5] vetor de 5 valores
matrizDeValores[10,20] matriz de 10 linhas e 20 colunas CEFET-PR
Pg.: 22 Tipo O tipo de um atributo um classificador que indica o
formato (classe ou tipo de dado) dos valoresqueo
atributopodearmazenar.Pode-se,aqui,utilizarostipos padres da
linguagem de programao que se pretende usar. Exemplo:resultado: int
salario: float sexo : char Valor Inicial O valor inicial indica o
valor ou contedo do atributo imediatamente aps a sua criao.
Deve-seobservarquealgumaslinguagensdeprogramao(comoC++)nosuportam
esta atribuio inicial. Exemplo:resultado: int = 10 Propriedades As
propriedades podem ser utilizadas para incluir comentrios ou outras
indicaes sobre o atributo como por exemplo se o seu valor
constante. As propriedades so indicadas entre chaves. Exemplo :
CAlunoDe PacoteCadastro- nome[30] : char- coeficiente : float-
sexo : char+ codigo : intMtodos Figura II.6 Exemplo de definio de
atributos de uma classe 2.1.3Compartimento de Definio de Mtodos
Neste compartimento so declarados os mtodos (ou seja, as funes) que
a classe possui. A
sintaxedadeclaraopodeseguiraqueladalinguagemdeprogramaoquesepretende
utilizar na implementao do sistema. Notao para definio de atributos
: [Visibilidade] Nome-Mtodo (Parmetros):[Valor-de-Retorno]
[{Propriedades}] Visibilidade
Avisibilidadeindicaseomtodopodeounoserchamadodoexteriordaclassepor
funes que no sejam membro da classe. Existem trs especificadores de
visibilidade: CEFET-PR Pg.: 23 +
indicavisibilidadepblica.Nestecasoomtodovisvelnoexteriordaclasse.
Tantofunesmembrodaclassequantofunesexternaspodemacessarao mtodo.
indicavisibilidadeprivada.Nestecasoomtodonovisvelnoexteriorda
classe. Somente funes membro da classe podem acessar ao mtodo.
#indicavisibilidadeprotegida.Nestecasoomtodotambmprivadomas funes
membro de classes derivadas tambm tm acesso ao mtodo. A definio da
visibilidade do mtodo opcional. Entretanto, se ela no for
especificada, assume-se por padro visibilidade privada.
Nome-do-Mtodo
Onomedomtododefinidoporumacadeiadecaracteresqueidentificam
exclusivamenteomtododentrodaclasse.Sugere-seoempregounicamentedeletras
comeando-se por uma letra maiscula e concatenando-se palavras
mantendo a primeira letra em maisculo. Exemplo:CalcularValor
ArmazenarDados Parmetros
Osparmetrossovariveisdefinidasjuntoaosmtodosequesoutilizadaspelos
mtodos para recebimento de valores no momento da ativao. Os
parmetros podem tambm
serutilizadospararetornodevaloresapsaexecuodomtodo.Cadaparmetro
especificado usando a notao : Nome-do-Parmetro:Tipo=Valor-Padro O
Nome-do-Parmetro uma cadeia de caracteres que identifica o parmetro
dentro do mtodo. Tipo um especificador de tipo de dado padro da
linguagem de programao. Valor-Padro a especificao de uma constante
cujo valor ser atribudo ao parmetro se em uma chamada ao mtodo no
for especificado um valor para o parmetro. Exemplo:CalcularValor(
val1:int, val2:float=10.0) ArmazenarDados( nome:char[30],
salario:float=0.0) Valor-de-Retorno O Valor-de-Retorno indica se o
mtodo retorna algum valor ao trmino de sua execuo e qual o tipo de
dado do valor retornado. Pode-se utilizar aqui os tipos padres da
linguagem de programao que se pretende utilizar ou novos tipos
definidos no projeto (inclusive classes).
Exemplo:CalcularValor():int // retorna um valor inteiro
ArmazenarDados(nome:char[30]): bool // retorna verdadeiro ou falso
2.2Notao para Objetos A notao UML para um objeto um retngulo com a
identificao do objeto em seu interior. A
figuraII.7ilustraobjetosrepresentadosnaUML.Aidentificaodoobjetocompostapelo
nomedoobjeto,seguidadedois-pontos(:)eaindicaodaclassedoobjeto.Esta
indentificao deve ser sublinhada. Na verdade, o nome do objeto
opcional. Quando o nome CEFET-PR Pg.: 24
noforindicado,entende-sequeseestfazendorefernciaaumobjetoqualquerde
determinada classe. Figura II.7 Exemplo da notao UML para objetos
3Levantamento das Classes
UmavezidentificadososAtoreseCasosdeUsodosistema,pode-seiniciarefetivamenteo
projetodosoftware.Dopontodevistaestruturaloprojetodevedefiniroscomponentesdo
sistemaeasrelaesnecessriasentreeles.Emumsistemaorientadoaobjetos,os
componentes estruturais do sistema so as classes. A definio das
classes necessrias para a realizao de todas as funcionalidades do
sistema
envolveumprocessodesntese,ouseja,decriao.Noexisteumalgoritmooutcnica
precisa para o estabelecimento de classes. Cabe ao projetista,
baseado em sua experincia e criatividade determinar quais classes
iro compor o sistema. A definio das classes exige um
estudodetalhadodosrequisitosdosistemaedaspossibilidadesdeseparaodosdadose
processos em classes. Existem trs tcnicas bsicas para enfrentar a
dificuldade de definio de classes: (i) definir as classes por
partes, (ii) proceder por refinamentos e (iii) utilizar
esteretipos. 3.1Definio das Classes por Caso de Uso
Adefiniodeclassesporpartessignificaria,emumaabordagemestruturada,estudaras
classesdividindo-seosistemaemmdulosousubsistema.Naorientaoaobjetos,eem
particular na UML, sugere-se que o levantamento das classes do
sistema seja feita por caso de
uso.Destaforma,tomaria-seisoladamentecadacasodeusoparadefiniodasclasses
necessrias a sua implementao.
Nestaabordagem,nosedeveconsideraroscasosdeusocomosubsistemas.Embora,o
levantamento das classes seja feito por caso de uso, elas no so
exclusivas de certos casos de uso. Uma mesma classe pode ser
empregada em mais de um caso de uso com o mesmo ou com papis
diferentes. 3.2Definio das Classes por Refinamentos
Parasistemasmaioresoumaiscomplexos,podesermuitodifcilfazerumlevantamento
completodasclassesemumaprimeiratentativa.Pode-se,ento,empregarumatcnicapor
refinamentosna qual define-se, inicialmente, grandes classes (tambm
chamadas classes de anlise) e em refinamentos seguintes retorna-se
para decompor estas classes em classes mais
detalhadasemenores.Segue-se,nestaviso,umaabordagemtop-downpartindo-sede
classes mais abstratas em direo a classes mais refinadas ou
detalhadas. 3.3Esteretipos para Classes
possvelutilizaroconceitodeesteretipo para auxiliar no levantamento
de classes. A UML define trs esteretipos padres para classes de
anlise : Estudante:CAlunoJanEntrada:CJanela:CJanela CEFET-PR Pg.:
25
entidade:identificaclassescujopapelprincipalarmazenardadosquejuntospossuem
umaidentidade.Estetipodeclassefreqentementerepresentaentidadesdo
mundo real como aluno, professor, disciplina, etc. controle :
identifica classes cujo papel controlar a execuo de processos.
Estas classes contm, normalmente, o fluxo de execuo de todo ou de
parte de casos de uso e comandam outras classes na execuo de
procedimentos. fronteira : identifica classes cujo papel realizar o
interfaceamento com entidades externa
(atores).Estetipodeclassecontmoprotocolonecessrioparacomunicao com
atores como impressora, monitor, teclado, disco, porta serial,
modem, etc. Existem algumas regras gerais que, se utilizadas, podem
auxiliar no levantamento das classes necessrias para cada caso de
uso e permitir uma boa distribuio de papis entre as classes. Regras
para definio de classes para um caso de uso: Definir uma classe do
tipo fronteira para cada ator que participe do caso de uso
Considerandoqueatoressoentidadesexternas,necessrioqueosistema
comunique-secomelesutilizandoprotocolosespecficos.Cada ator pode
exigir um protocolo prprioparacomunicao. Desta forma, umbom
procedimento criar uma classe especfica
paratrataracomunicaocomcadaator.Assim,seriamdefinidas,porexemplo,umaclasse
parainterfacecomousurio,umaclasseparainterfacecomaimpressora,umaclassepara
interface com a porta serial, etc. Definir pelo menos uma classe do
tipo controle para cada caso de uso Cada caso de uso implica um
encadeamento de aes a serem realizadas pelo sistema.
Oalgoritmoouconhecimentodoprocessoaserrealizadodeverestardefinidoemalguma
partedosistema.Esteconhecimentopodeestardistribudoemvrioscomponentesdo
sistema,oucentralizadoemumoupoucoscomponentes.Avantagemdecentralizaro
processo em um ou poucos componentes a maior facilidade de
entendimento do processo esua modificao futura. Neste sentido
pode-se criar uma classe de controle para cada caso de uso de forma
que ela contenha a descrio e comando do processo associado ao caso
de uso. Definir classes de controle auxiliares
Emcertoscasosdeusooprocessonasclassesdecontrolepodeserlongoouconter
subprocessos. Nestes casos, pode-se extrair partes do processo da
classe de controle principal e atribu-los a classes de controle
auxiliares. Assim, o fluxo principal do processo ficaria sob a
responsabilidadedaclassedecontroleprincipaleossubprocessosseriamcontroladosou
executados pelas classes de controle auxiliares. Definir uma classe
do tipo entidade para cada grupo de dados
Gruposdedadosquejuntodefinementidadesabstratasoudomundorealdeveriamser
representadosporclasses.Sugere-se,portanto,queparacadacasodeusofaa-seuma
anlise dos dados manipulados e identifique-se grupos que sero
representados, cada um, por uma classe. Trata-se aqui de
identificar dados que so manipulados no caso de uso e que, por
conseqncia,devemestaremmemria.Gruposdedadosarmazenadosemarquivosou
bancos de dados no precisam possuir classes que os representem na
totalidade. As classes do tipo entidade esto associadas unicamente
a dados em memria. CEFET-PR Pg.: 26 4Exemplo de Levantamento de
Classes Nesta seo ser considerado o sistema de controle acadmico,
discutido no captulo IV, para ilustrar o processo de levantamento
de classes. Ser feito o levantamento para dois dos casos de uso
daquele sistema: Cadastrar Aluno e Emitir Dirio de Classe.
4.1Classes para o Caso de Uso Cadastrar Aluno
ConformeilustradonafiguraII.8,arealizaodocasodeusoCadastrarAlunoenvolvea
comunicaocomdoisatores:SecretariaeSGBD.Destaforma,pode-seidentificarduas
classes do tipo fronteira para implementar o interfaceamento com
estes dois atores. Estas duas classes poderiam se chamar :
CInterfaceSecretaria e CIntefaceSGBD. Cadastrar AlunoSecretaria
SGBD Figura II.8 Caso de uso Cadastrar Aluno Para descrever
oprocesso do caso de uso e comandar as demais classes ser definida
uma
classedecontroledenominadaCControleCadastrarAluno.Comoparaestecasodeuso
existemtrssubprocessos(incluso,alteraoeexcluso)poderiamsercriadastrsclasses
decontroleauxiliares,umaparacadasubprocesso,quesero:CControleInclusaoCadAluno,
CControleAlteracaoCadAluno e CControleExclusaoCadAluno.
Porfim,analisando-seosdadosmanipuladospelocasodeuso,percebe-seaexistnciade
apenasumgrupodedadosreferentessinformaesdoalunodeestsendoincludo,
alteradoouexcludo.Destaforma,apenasumaclassedotipoentidadeserdefinidaeser
denominada CAluno.
CInterfaceSecretaria
CInterfaceSGBD
CControleInclusaoCadAluno
CAluno
CControleCadastrarAluno
CControleInclusaoCadAluno
CControleInclusaoCadAluno Figura II.9 Classes para o caso de uso
Cadastrar Aluno CEFET-PR Pg.: 27 4.2Classes para o Caso de Uso
Emitir Dirio de Classe Conforme ilustrado na figura II.10, a
realizao do caso de uso Emitir Dirio de Classe envolve
acomunicaocomdoisatores:SecretariaeSGBD.Destaforma,pode-seidentificarduas
classes do tipo fronteira para implementar o interfaceamento com
estes dois atores. Estas duas classes poderiam se chamar:
CInterfaceSecretaria e CIntefaceSGBD. Nota-se que estas duas
classes j foram definidas para o caso de uso Cadastrar Aluno. Neste
ponto haveriam duas possibilidades: utilizar as mesmas classes de
interface para os dois casos de uso ou definir novas classes para
interfaceamento com os dois atores em cada caso de uso.
Adecisoporumadestaduassoluesdependeria,basicamente,dadimensoque
alcanariam estas classes se elas agrupassem o interfaceamento em
ambos os casos de uso. Como sugesto para este tipo de situao,
sugere-se comear com uma soluo unificada e na
seqncia,apartirdeumconhecimentomelhordospapisdasclasses,estudara
possibilidade de decompor estas classes em classes mais
especializadas. Emitir Dirio de ClasseSecretaria SGBD Figura II.10
Caso de uso Cadastrar Aluno Para descrever o processo do caso de
uso e comandar as demais classes ser definida uma
classedecontroledenominadaCControleEmitirDiario.Noseobserva,nestemomento,
subprocessosnestecasodeuso.Porconseqncianoserodefinidasclassesdecontrole
auxiliares.
Comrelaosclassesdotipoentidade,deve-seconsiderarquaisdadoscompemo
documentoaserimpresso.Umdiriodeclassenormalmentecontmocdigoenomeda
disciplina, cdigo e nome do professor, carga horria, e a lista de
alunos com o nome e nmero
deregistro.Vriaspossibilidadesseapresentampararepresentaoemmemriadestes
dados.Poderiam,inclusive,serutilizadasaquitcnicasdenormalizaodeEntidadese
Relacionamentos. Uma primeira alternativa para representao dos
dados do caso de uso Emitir Dirio de Classe seria a criao de uma
nica classe contendo todos os dados necessrios para a composio
dodocumentoimpresso.EstaclassepoderiasechamarCDiarioClasse.Outrapossibilidade
seriaextrairdestaclasseosdadossobredisciplina,professorealunos,ecoloc-losemtrs
outras classes como ilustrado na figura II.11.
CDiarioClasse
CDisciplina
CProfessorcodigoTurma:
char[8]listaAlunoscargaHoraria:intcodigoDisciplina:char[10]nomeDisciplina:char[30]codigo:intnome:char[30]categoria:char
CAlunoregistro:intnome:char[30]curso:char Figura II.11 Classes
de entidade para o caso de uso Emitir Dirio de Classe. CEFET-PR
Pg.: 28 5Concluso Como discutido neste captulo, as classes e
objetos so elementos de grande importncia pois
sooselementosconstitutivosemsistemascomputacionaisorientadosaobjetos.Anotao
UMLparaclasseseobjetossegue,basicamente,asintaxejutilizadaemoutraslinguagens
orientadas a objetos.
Comrelaoaoprojetodesoftwaresorientadosaobjetos,umagrandedificuldadeestna
definiodequaisclassessonecessriasparaarealizaodoscasosdeuso.Existem
algumasdicasgeraisquepodemserseguidasquenodiminuem,entretanto,a
responsabilidade do projetista no processo inventivo associado ao
estabelecimento do conjunto de classes de um sistema. CEFET-PR Pg.:
29 Em um sistema computacional orientado a objetos os servios
(casos de uso) so fornecidos atravs da colaborao de grupos de
objetos. Os objetos interagem atravs de comunicaes
deformaquejuntos,cadaumcomsuasresponsabilidades,elesrealizemoscasosdeuso.
Nestecaptulodiscute-seainteraoentreosobjetosdeumsistemacomputacionale
apresentam-se duas notaes para a descrio destas interaes: os
diagramas de seqncia e os diagramas de colaborao. 1Diagrama de
Seqncia
Odiagramadeseqnciaumaferramentaimportantenoprojetodesistemasorientadosa
objetos.Emboraaelaboraodosdiagramasdeseqnciapossaconsumirumtempo
considervel para sistemas maiores ou mais complexos, eles oferecem
a seguir as bases para
adefiniodeumaboapartedoprojetocomo:osrelacionamentosnecessriosentreas
classes, mtodos e atributos das classes e comportamento dinmico dos
objetos. 1.1Utilizao do Diagrama de Seqncia
Umdiagramadeseqnciaumdiagramadeobjetos,ouseja,elecontmcomprimitiva
principal um conjunto de objetos de diferentes classes. O objetivo
dos diagramas de seqncia
descreverascomunicaesnecessriasentreobjetosparaarealizaodosprocessosem
um sistema computacional. Os diagramas de seqncia tm este nome
porque descrevem ao longo de uma linha de tempo a seqncia de
comunicaes entre objetos.
Comopodemexistirmuitosprocessosemumsistemacomputacional,sugere-seprocedera
construodosdiagramasdeseqnciaporcasodeuso.Assim,tomaria-seseparadamente
cada caso de uso para a construo de seu ou seus diagramas de
seqncia. De uma forma geral,paracadacasodeusoconstri-seumdiagramade
seqncia principal descrevendo a
seqncianormaldecomunicaoentreobjetosediagramascomplementaresdescrevendo
seqncias alternativas e tratamento de situaes de erro. Utiliza-se
tambm o termo cenrio associado com os diagramas de seqncia. Um
cenrio uma forma de ocorrncia de um caso de uso. Como o processo de
um caso de uso pode ser
realizadodediferentesformas,paradescreverarealizaodeumcasodeusopodeser
necessrioestudarvrioscenrios.Cadacenriopodeserdescritoporumdiagramade
seqncia.NoexemplodocasodeusoCadastrarAlunodosistemadecontroleacadmico,
pode-se considerar os cenrios de incluso, alterao e excluso de
aluno. 1.2Notao UML para Diagramas de Seqncia Notao Bsica A notao
UML para descrio de diagramas de seqncia envolve a indicao do
conjunto de
objetosenvolvidosemumcenrioeaespecificaodasmensagenstrocadasentreestes
objetos ao longo de uma linha de tempo. Os objetos so colocados em
linha na parte superior do diagrama. Linhas verticais tracejadas so
traadas da base dos objetos at a parte inferior do diagrama
representando a linha de tempo. O ponto superior destas linhas
indica um instante Capt ulo I I I:Est udo das I nt er aoes ent r e
Obj et os CEFET-PR Pg.: 30 inicial e, medida que se avana para
baixo evolui-se o tempo. Retngulos colocados sobre as linhas de
tempo dos objetos indicam os perodos de ativao do objeto. Durante
um perodo de
ativao,oobjetorespectivoestemexecuorealizandoalgumprocessamento.Nos
perodosemqueoobjetonoestativo,eleestalocado(eleexiste)masnoest
executandonenhumainstruo.AfiguraIII.1ilustraaestruturabsicadeumdiagramade
seqncia para o cenrio Incluso de Aluno do caso de uso Cadastrar
Aluno. :CInterfaceSecretaria
:CControleCadastarAlunoSecretaria:CAluno:CInterfaceSGBDSGBDobjetoslinha
detempoativacao Figura III.1 Estrutura bsica de um diagrama de
sequencia. Outra primitiva importante dos diagramas de seqncia a
troca de mensagem. Esta primitiva utilizada para indicar os
momentos de interao ou comunicao entre os objetos. Utiliza-se como
notao para trocas de mensagens segmentos de retas direcionados da
linha de tempo
deumobjetoorigemparaalinhadetempodeumobjetodestino.Umasetacolocadana
extremidade do objeto destino. As linhas representando troca de
mensagens so desenhadas na horizontal pois presume-se que a troca
de uma mensagem consome um tempo desprezvel. O objeto destino de
uma mensagem deve receber a mensagem e process-la. Desta forma, no
recebimento de uma mensagem o objeto destino ativado para
tratamento da mensagem. A figura III.2 ilustra a troca de mensagens
entre objetos e entre atores e objetos.
:CInterfaceSecretaria:CControleCadastarAlunoSecretaria:CAlunoMostrarJanelaJanelaDadosRegistrar(Dados)Acessar(codigo)
Figura III.2 Exemplo de troca de mensagens em um diagrama de
sequencia. CEFET-PR Pg.: 31 Significado das Mensagens As mensagens
trocadas entre um objeto e outro ou entre um objeto e um ator podem
ter trs significados: Chamada de Funo ou Procedimento
Umadasinteraesmaisfreqentesentreobjetosachamadadefuno.Uma chamada
de funo significa que um objeto est solicitando a execuo de uma
funo
(ummtodo)deumoutroobjeto.Esteconceitosegueestritamenteoprocessode
chamadadefunooudeprocedimentoutilizadonaslinguagensdeprogramao.
Obviamente,paraqueumobjetopossachamarummtododeoutroobjeto necessrio
que o mtodo seja declarado como pblico na classe respectiva. Como
ser visto a seguir, a sintaxe, no caso de mensagens que representem
chamadas de funo, semelhante quela das linguagens de programao.
Envio de Mensagem Objetos tambm podem comunicar-se com outros
objetos atravs do envio explcito de uma mensagem. O envio de uma
mensagem, ao contrrio da chamada de funo, no
umainteraodiretaentredoisobjetos.Naverdade,quandoumobjetoenviauma
mensagemaoutroobjeto,amensagemroteadaouencaminhadaporalgum
mecanismodeentregademensagens.Normalmente,esteservioprestadopelo
sistemaoperacionalatravsdemecanismoscomoMessageQueues(filasde
mensagens) ou servios de notificao. Ocorrncia de Evento
Existemtambmoutrasformasdeinteraoentreobjetosatravsdeeventos.Esta
tambm a forma padro de interao entre objetos e atores. Basicamente,
um evento
algumacontecimentoexternoaosoftwaremasqueaelenotificadopoislhediz
respeito. A notificao, ou seja, a indicao de que um determinado
evento ocorreu,
namaioriadoscasos,feitapelosistemaoperacional.Eventospodemtambmser
geradospelosoftwareparaosistemaoperacional.Exemplossoassadaspara
dispositivos(monitor,portaserial,disco)feitaatravsdeserviosdosistema
operacional. Alguns exemplos de eventos so: EventoOrigemDestino
Clique do mousemousealgum objeto Movimentao do mousemousealgum
objeto Dados no buffer do tecladotecladoalgum objeto Dados no
buffer da serialporta serialalgum objeto Projeo de dados no
monitoralgum objetomonitor Bip do autofalantealgum
objetoautofalante Colocao de dados no buffer da serialalgum
objetoporta serial Interrupodispositivo de hardware algum objeto
Eventos do sistema operacional (timer)sistema operacionalalgum
objeto CEFET-PR Pg.: 32 Sintaxe das Mensagens A sintaxe geral para
mensagens em diagramas de seqncia : Predecessor/ *[Condio] Seqncia:
Retorno:= Nome_Mensagem(Argumentos) Predecessor/
Asmensagensemumdiagramadeseqnciapodemsernumeradasparaindicara ordem
de ocorrncia (ver adiante). Toda mensagem para ser enviada depende
de que a
mensagemimediatamenteanteriortenhasidoenviadaindicando,assim,uma
dependnciatemporalquedefineaordemdeenviodasmensagens.Amensagem
imediatamenteanterioropredecessornaturaldecadamensagemenoprecisa
ser indicada pois entende-se isto implicitamente. Algumas mensagens
dependem de mais de um predecessor. Na verdade isto s ocorre
emprocessosconcorrentes.Quandohouvermaisdeumobjetoativo(maisdeuma
thread)emexecuoalgumasmensagenspodemdependerdeseupredecessor
imediatomastambmdealgumpredecessorassociadooutroobjetoativo.Tem-se,
desta forma, um conjunto de mensagens que no seguem uma seqncia.
Neste caso pode-se indicar o predecessor no imediato indicando-se
sua numerao de seqncia
seguidadeumabarrainclinada(/).Sehouveremvriospredecessoresnoimediatos
deve-se separ-los com vrgulas. Condio
Pode-se,opcionalmente,incluirumacondioentrecolchetesemumamensagem.
Destaforma,paraqueamensagemsejaenviadanecessrioqueacondioseja
satisfeita.Umacondiodescritaporumaexpressodeigualdadeenvolvendo
atributos do objeto ou outras variveis locais e constantes.
Exemplos: [x
