Engenharia de Software
Alexandre Vasconcelos,
André Santos, Augusto
Sampaio, Hermano Moura,
Paulo Borba
Fluxo de Análise e Projeto
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Tópicos
1 - Visão Geral de Orientação a Objetos e UML
2 - Visão Geral do Fluxo de Análise e Projeto
3 - Atividade Analisar de Caso de Uso
4 - Atividade Projetar Arquitetura
5 - Atividade Projetar Caso de Uso
6 - Atividade Projetar Subsistema
7 - Atividade Projetar Classe
Aspectos de Concorrência, Distribuição e Projeto
de Base de Dados não serão abordados
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Referências
• Descrição do fluxo de análise e projeto
– Link para o RUP a partir da página do curso
• Capítulos 8 e 9 do livro The Unified Software
Development Process
– Uma observação importante é que o CD do RUP
apresenta um único fluxo para análise e projeto,
enquanto no livro são dois fluxos independentes
• The Unified Modeling Language User Guide
– Introdução e consultas eventuais à notação de UML
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1 - Visão Geral de
Orientação a Objetos e UML
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Objetivos
• Apresentar os princípios do paradigma de
orientação a objetos
• Apresentar os conceitos de orientação a
objetos com a notação UML
correspondente
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Princípios básicos de OO
•
•
•
•
Abstração
Encapsulamento
Modularidade
Herança
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Abstração
• Construção de um modelo para
representação de uma realidade
• Concentração nas características
essenciais, gerenciando complexidade
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Abstração - Objetos do mundo real
gado
cliente
automóvel
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Abstração - construção de um modelo
para a realidade
Automovel
modelo
preco
...
atualizaPreco()
...
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Encapsulamento
• Elimina dependência de implementação,
escondendo-a do cliente
• Uso de interfaces
• Mudanças internas não têm impacto sobre
os clientes
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Encapsulamento - Objeto televisão
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Encapsulamento: Objeto conta bancária
Crédito
Saldo
Número
875,32
21.342-7
Débito
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Modularidade
• Decomposição de um problema em
pequenos pedaços, para gerenciar
complexidade
• Cada conceito independente deve ser
representado por um módulo
• Construção de módulos desacoplados
• Dividir para conquistar ...
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Modularidade
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Herança
• Criação de hierarquias de abstração
• Permite ordenar hierarquias relacionadas
• Base conceitual para permitir
extensibilidade do software
• Reuso de código e comportamento
(subtipo)
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Herança
Figura
Conta
Polígono
Poupança
Triângulo
Retângulo
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ContaEspecial
Herança: Objeto poupança
Crédito
Saldo
Número
875,32
21.342-7
R. Juros
Débito
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Conceitos básicos de OO
•
•
•
•
•
•
•
Objeto
Classe
Interface
Componente
Pacote
Subsistema
Relacionamentos
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Classe
• Descrições de objetos
com propriedades e
comportamento comuns
• Abstração que
– enfatiza o que é relevante
– suprime o que não interessa
• Classes são fábricas de
objetos
• Objetos são agrupados
em classes
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Classes de Objetos
• Quantas classes temos aqui?
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Fonte: Rational
Classe de Contas Bancárias
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Classe em UML
Conta
Nome da Classe
Atributos
Operações
Conta
numero
saldo
credito()
debito()
getSaldo()
getNumero()
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estrutura
comportamento
Objeto
• Modelo de um objeto real
– entidade física, conceitual ou
de software
• Possui comportamento,
estado e identidade
• Exemplo: objetos conta e
poupança apresentados
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Objeto em UML
: Conta
Apenas o nome da
classe
ContaSaque :
Conta
ContaSaque
Apenas o nome do
objeto
Nome da classe e do
objeto
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Objeto em UML
Objeto
Valor do Atributo
: ContaSaque
numero = 21.342-7
saldo = 875,32
Conta
numero
saldo
: ContaDeposito
numero = 23.025-1
saldo = 500,00
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Polimorfismo
• Escondendo diferentes implementações
através de uma única interface
Manufacturer A
Manufacturer B
Manufacturer C
interface bem
definida
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Fonte: Rational
Interface
• Interfaces
formalizam
polimorfismo
• Interfaces permitem
o uso de arquitetura
baseada em
componentes
<<interface>>
Círculo
Forma
Desenhar
Mover
ModificarTamanho
Rotacionar
Pirâmide
Cubo
Relacionamento de realização
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Fonte: Rational
Exemplo: Repositório de Contas
<<interface>>
ListaContas
Repositorio
Incluir
Remover
credito
debito
RepositorioBDR
RepositorioBDOO
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Fonte: Rational
Interface
• Interfaces definem um tipo especificando
apenas a assinatura de seus métodos
• Interfaces não possuem atributos e seus
métodos não têm corpo
• Classes implementam interfaces
– provêem implementação para os métodos
especificados em uma interface
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Interface em UML
Círculo
Representação
com ícone
Pirâmide
Forma
Representação
Canônica
<<interface>>
Forma
Desenhar
Mover
ModificarTamanho
Rotacionar
Cubo
Círculo
Pirâmide
Cubo
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Fonte: Rational
Classe abstrata
• Classe abstrata é aquela que não possui
instância
• Em geral, possui pelo menos um método
abstrato
• Métodos abstratos não têm corpo
– devem ser implementados em subclasses não
abstratas
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Classes abstratas x Interfaces
• Herança de tipos x herança de código
• Classes descrevem propriedades
fundamentais de um objeto
• Interfaces descrevem papéis
desempenhados por um objeto em
determinadas situações
• Interfaces são úteis para implementar
herança múltipla
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Componente
• Parte não trivial, quase independente,
substituível de um sistema, que provê a
realização de (uma/um conjunto de) interface(s)
• Exemplos
– um código fonte
– um componente de tempo de execução
– um componente executável
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Componente em UML
Source File
Name
<<DLL>>
Component
Name
<<EXE>>
Executable
Name
Component
Interface
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Pacote
• Mecanismo para organizar
elementos em grupos
• Facilita entendimento do
sistema
• Favorece modularidade e reuso
em larga escala
• Essencial para estruturar
sistemas complexos
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Package Name
Coesão e Acoplamento
• Acoplamento é a medida de quão
conectadas duas classes são
– cuidado com herança
• Coesão é a medida de quão autocontida uma classe é
• Sistemas devem ter baixo acoplamento
e alta coesão
– bom para manutenção
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Subsistema
• União de
– pacote (agrupa outros elementos)
– classe (comportamento)
• Realiza uma ou mais interfaces, que
definem o seu comportamento
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Subsistema em UML
Realização
Subsistema
<<subsystem>>
Interface
Subsystem Name
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Subsistemas e Componentes
• Ambos encapsulam um
comportamento modelado
por interfaces
• Subsistemas representam
componentes no modelo de
projeto
• Componentes são a
realização física dos
subsistemas
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Projeto
<<subsystem>>
Nome do
subsistema
Implementação
Nome do
componente
Relacionamentos
• Associação
– simples
– agregação
– composição
• Dependência
• Generalização
• Realização
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Associação
• Relação estrutural entre classes
Nome da associação
Pessoa
trabalha
Empresa
Associação
Papéis
Classe
Pessoa
Empresa
Empregado Empregador
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Agregação
• Tipo especial de associação
• Relacionamento todo-parte
• O todo possui um nível de abstração maior que a
parte
Todo
Parte
Empresa
Departamento
Agregação
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Composição
•
•
•
•
Tipo especial de agregação
Relação de posse mais forte
O todo é responsável pela criação da parte
A parte não vive sem o todo
Todo
Parte
Empresa
Departamento
Composição
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Dependência
• Relacionamento não estrutural (uso)
– mais fraco que associação
• Uma dependência entre dois elementos indica
que mudança em um elemento pode causar
mudanças no outro
LeitoraCartao
lerCartao (cartao)
Cartão
Relacionamento
de Dependência
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Dependência
• Pode existir relacionamento de dependência
entre vários elementos de UML
Classe
Cliente
Pacote
PacoteCliente
Componente
Fornecedor
Cliente
PacoteFornecedor
Fornecedor
Dependência
Fonte: Rational
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Exercício - Relacionamentos
• Modele os relacionamentos existentes entre as
classes abaixo:
Universidade
Estudante
Departamento
Disciplina
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Instrutor
Multiplicidade
• Multiplicidade define quantos objetos
participam do relacionamento
– O número de instâncias de uma classe relacionada
a uma instância de outra classe
– Especificado em cada uma das pontas da
associação
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Tipos de Multiplicidade
• Não especificada
• Exatamente um
1
• Zero ou mais
0..*
• Muitos (mesmo que 0..*)
*
• Um ou mais
1..*
• Zero ou um
0..1
• Intervalo determinado
2..4
• Valores múltiplos
2, 4..6
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Exemplo: Multiplicidade
Multiplicidade
Empresa
1
1..*
Pessoa
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Navegação
• Especifica a direção da associação
• Associações e agregações são bidirecionais
por default, mas é desejável que a navegação
seja restringida a apenas uma direção
• Associações bidirecionais são mais difíceis de
implementar
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Exemplo: Navegação
Empresa
1
1..*
Pessoa
Navegação
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Exercício - Multiplicidade
• Acrescente a multiplicidade nos
relacionamentos encontrados no exercício
anterior.
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Generalização
• Relacionamento entre classes onde uma
classe compartilha a estrutura (atributos e
relacionamentos) e comportamento
(operações) de outras classes
• Define uma hierarquia de abstrações
• Relacionamento “é um tipo de” (is-a-kind-of)
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Generalização
• Uma subclasse pode
– adicionar atributos, operações e
relacionamentos
– redefinir operações herdadas
• Tipos de herança: simples e múltipla
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Herança Simples
• Classes herdando de apenas uma outra classe
Figura
Superclasse
(pai)
Subclasses
cor
largura da linha
desenhar()
girar(graus)
selecionar()
Círculo
raio
centro
desenhar()
Relacionamento
de Generalização
Retângulo
vertices
desenhar()
diagonal()
Quadrado
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Herança Múltipla
• Classes herdando de mais de uma classe
ObjetoVoador
Animal
Herança
múltipla
Avião
Helicóptero
Pássaro
Lobo
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Cavalo
Fonte: Rational
Herança Múltipla
• O que acontece quando as
superclasses possuem o mesmo
método (métodos com o mesmo
nome)?
• O que acontece quando se tenta
executar um método que não está
definido na subclasse? Em que
hierarquia de superclasses deve-se
procurar o método?
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Realização
• Indica que um elemento serve como contrato
que o outro deve seguir
Exemplos:
Classe
Componente
Subsistema
Realização
Caso de uso
Realização de Caso de uso
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Exercício - Generalização
• Modele a hierarquia de classes de uma
aplicação bancária com contas correntes
(contas comuns, sem cheque especial),
poupanças e contas especiais (contas com
certo crédito).
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Mecanismos adicionais de UML
•
•
•
•
Estereótipos
Notas
Propriedades (Tagged values)
Restrições
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Estereótipos
• Mecanismo utilizado para estender os
elementos de UML
• Define um novo modelo de elemento em
termos de outro já existente
• Como
– criando um novo ícone
– utilizando a notação <<novo_elemento>>
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Estereótipos - Exemplo
• Classes de fronteira:
<<boundary>>
ClasseFronteira
ClasseFronteira
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Notas
• Anotação utilizada para adicionar
informação a diagramas
– Pode ser associada a qualquer elemento de UML
– Pode ser ligada a um elemento com uma linha
tracejada
Exemplo:
LeitoraCartao
Esta classe é uma abstração
do dispositivo de hardware
que será usado para ler
efetivamente as informações
do cartão magnético.
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Propriedades (Tagged Values)
• Servem para estender elementos UML,
adicionando informações sobre eles
• Exemplos já definidos em UML:
– Persistence
– Location (ex: no cliente, no servidor)
Cliente
{persistence}
LeitoraCartao
{location=server}
• Você pode criar
suas próprias propriedades
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Paradigma de Orientação a Objetos
• Benefícios
– Favorece modularidade, extensibilidade,
compatibilidade e reuso, suportando a
evolução do sistema
– Aproxima-se do mundo real
– Uso do mesmo conceito em todas as fases
do desenvolvimento
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Respostas dos Exercícios
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Relacionamentos
Resposta do exercício
Universidade
coordena
Departamento
vinculado
Estudante
alocado no
inscrito
Disciplina
ministra
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Instrutor
Multiplicidade
Resposta do exercício
Universidade
Departamento
1
coordena
0..1
1..*
1..*
1..*
1..*
vinculado
alocado no
1..*
*
Estudante
Disciplina
inscrito
*
1..*
*
ministra
*
1..*
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Instrutor
0..1
Generalização
Resposta do exercício
Conta
Conta-corrente
Poupança
Conta especial
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