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Fábrica de Software com UML
Toacy C. Oliveira
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Agenda Motivação Contexto
UML/MDA Exemplo Prático UML Profile
Definições Exemplo
Conclusão
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Como SW é feito atualmente?
ProgramaçãoModelagemProcesso de Desenvolvimento
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Como SW é feito atualmente?
ProgramaçãoModelagemProcesso de Desenvolvimento
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Como SW é feito atualmente?
ProgramaçãoModelagemProcesso de Desenvolvimento
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Como SW é feito atualmente?
ProgramaçãoModelagemProcesso de Desenvolvimento
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Ou seja..... Como a 30/40 anos atrás !!!! Utilizando um batalhão de pessoas....
PESSOAS = PROBLEMAS Têm humor (falta/excesso) Têm família...
Antes da reclamação. Eu não quero extinguir programadores... Eles são necessários!!
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Como melhorar? Que tal expandirmos alguns
conceitos já existentes? Industrialização Automação
Ex: Alguém escreve código binário hoje em dia? Alguém cria interface (Janelas,Botões,...) do zero?
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Fábrica Software? A idéia é simples.
PADRONIZAÇÃO
AUTOMAÇÃO DO PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO
PRODUÇÃO EM “SÉRIE”
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Como ?
Sistemas devem ser construídos a partir de Padrões, Modelos, Arquiteturas, Frameworks e Ferramentas. Guiado por Processo Baseado em Reuso sistemático Utilizando Linguagens de Domínio Fazendo Transformações
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Desenvolvimento de Software
Mundo VirtualMundo Real
Necessidades-Informal-Processos de Negócio-Time to Market-Usabilidade
Necessidades-Formal-Manutenibilidade-HW em evolução (Moore)
Software
Pessoas-Clientes (com dinheiro!!)-Usuários (sem paciência)
Pessoas-Desenvolvedores-IT Geeks+
Como diminuir a lacuna entre o
formal/informal?
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Poder de Expressão A melhoria do processo de
desenvolvimento está fortemente atrelado ao poder de expressão das linguagens de representação de programas.
Aumentando seu poder de expressão na direção dos conceitos existentes no mundo real, melhoraremos o processo de desenvolvimento de software.
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Um Pouco de História
~50 – assembler (código de máquina) ~60 – cobol (linguagem mais próxima
da natural) ~70 – C/Pascal (funções, TADs) ~80 – Smaltalk / C++ (Objetos) ~90 – UML (Modelos) ~00 – MDA (Programação Generativa)
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UML + MDA
Duas iniciativas da OMG (Object Management Group) para aumentar o poder de representação/automação utilizado no desenvolvimento de software Padronização (UML) Automação (Transformação)
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UML
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UML
Linguagem de Modelagem que permite a representação de conceitos do mundo real, sob a ótica da orientação a objetos.
Na prática é o padrão adotado por desenvolvedores de software.
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UML Um modelo em UML pode conter
até 9 (v1.5) tipos de diagramas. Classes Atividades Casos de Uso Sequência Estado .......
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Caso de Uso
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Classes
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Entretanto.... UML não foi idealizada como “silver-
bullet” .
Existem conceitos difíceis de serem expressos em UML. Ex. Tempo
Para solucionar este problema UML prove mecanismos de extensão, os chamados Profiles (ou Perfis).
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MDA
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MDA
Model Driven Architecture Determina a especificação de
sistemas em diferentes nívels de abstração de modo que os modelos mais abstratos possam ser reutilizados para gerar aplicações em diferentes plataformas.
Modelo de Sistema de Vendas
. NET J2EE
T1 T2
23 April 11, 2023
Diversidade de Plataformas
O número crescente de plataformas de execução de SW leva a uma multiplicação de soluções para cada plataforma. Soluções para PDA <> da solução
Telefone Celular pois possuem um conjunto de restrições (Requisitos Não Funcionais) diferentes.
Memória, Tamanho da Tela, Performance, etc.
24 April 11, 2023
Alterações nos Requisitos
Mudanças de direcionamento da empresa.
Surgimento de um Hardware inovador.
Problemas com concorrentes.
25 April 11, 2023
As Soluções
A solução é desenvolvida tendo em mente estes requisitos. Ex. PDA => CreateWindow (320 x
100) Cell => CreateWindow (200 x
100) PDA => CString Cell => char[50]
26 April 11, 2023
Como reusar?
Reutilização é um princípio básico das engenharias pois permite uma utilização eficiente do conhecimento adquirido na solução de um problema. Racionaliza e sistematiza esta
solução.
27 April 11, 2023
Constantes Bem... no nosso caso parece que o uso
de constantes pode resolver isto! Ex. PDA ou Cell => CreateWindow (WIND_H
x WIN_W)
WIND_H e WIND_W estão definidas em um arquivo de constantes separadas por um IFDEF, por exemplo.
28 April 11, 2023
Talvez não!
A quantidade de tais restrições pode ser grande, levando a criação de um “arquivo de configuração” em separado. O gerenciamento de tais arquivos tende a sem complexo uma vez que estes representam dados desconexos.
29 April 11, 2023
E quanto a parte dinâmica?
Algumas restrições podem estar relacionadas à dinâmica da execução do sistema.
30 April 11, 2023
Reuso de Código
Nos já vimos anteriormente que o reuso de código não é tão interessante assim uma vez que não captura a abstração da solução.
Seria mais interessante reusarmos Design.
31 April 11, 2023
Sempre foi assim ?
Sim, mas o contexto era outro pois não existia um fácil acesso a tantos dispositivos com capacidade de processamento relevante.
32 April 11, 2023
Evolução
Fro
m
Mello
r
33 April 11, 2023
Reuso
Fro
m
Mello
r
34 April 11, 2023
MDA
35 April 11, 2023
OMG - MDA
Fro
m
OM
G’s
sit
e
36 April 11, 2023
MDA É melhor compreendida como sendo
uma filosofia de desenvolvimento onde modelos são construído abstraindo-se a plataforma de execução e, posteriormente, mapeados para estas.
É uma abordagem para a utilização de modelos durante o desenvolvimento de sistemas.
37 April 11, 2023
No Silver Bullet
Não é uma grande novidade mas trás a tona um conceito que engenheiros de software vêm pregando a décadas.
Reutilização, Família de Aplicações, Ferramentas de Suporte ao Desenvolvimento,....
38 April 11, 2023
Objetivo
Portabilidade Interoperabilidade Reutilização Redução de Custo Aumento da Qualidade
39 April 11, 2023
Dirigida por Modelo?
Habilita a utilização de modelos para guiar o entendimento, projeto, construção, instalação, operação, manutenção e modificação do SW
40 April 11, 2023
Por que modelos ?
Representam conceitos de mais alto nível, permitindo a reutilização da abstração.
Ex. Plantas Arquitetônicas.
41 April 11, 2023
Organização
Modelos em MDA podem pertencer a 3 níveis de abstração de acordo com a distância em que se encontra da plataforma de execução.
42 April 11, 2023
Big PictureCIM
PIM
PSM
Plataforma Plataforma
PSM
Transformação Transformação
43 April 11, 2023
CIM
Computation Independent Model É uma visão do sistema que não
apresenta os detalhes computacionais, provavelmente por que são desconhecidos.
É utilizado por especialistas no domínio da aplicação.
44 April 11, 2023
PIM
Platform Independent Model É uma visão do sistema focada na
“funcionalidade” de seus elementos, escondendo os detalhes necessários para sua execução em uma determinada plataforma.
45 April 11, 2023
PSM
Platform Specific Model Representa o PIM levando em
consideração uma plataforma.
46April 11, 2023
Plataforma? É o ambiente alvo
onde que contém a máquina de execução.
Pode ser um framework, uma máquina virtual ou o HW.
47 April 11, 2023
Transformação
São responsáveis pelo mapeamento dos conceitos presentes em camadas distintas no MDA.
Relação x Mapeamento Manual x Automática
48 April 11, 2023
Um Exemplo
AndroMDA MDWorkBench MDArte
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UML + MDA =>Fábrica de Software
Um Exemplo
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Lembrando, para ser fábrica...
Sistemas devem ser construídos a partir de Padrões, Modelos, Arquiteturas, Frameworks e Ferramentas. Guiado por Processo Baseado em Reuso sistemático Utilizando Linguagens de Domínio Fazendo Transformações
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Sistema Bancário (Requistos)
Autorizar saque
Sacar dinheiro pelo caixa
<<extend>>
Caixa
Gerente
Cliente
Liberar Talão
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Sistema Bancário (Projeto)
Conta
Talao
Saque
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Sistema Bancário
Há um requisito adicional: É necessário ter um controle de
acesso no sistema, ou seja, funcionalidades devem ser mapeadas para tipos de usuários com login/senha.
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Desenvolver vs Reusar Existem diversas implementações
prontas de Sistemas de Acesso
É decidido pela reutilização de um componente (framework) que provê os mecanismo de acesso requerido. Usuários têm login/senha. Usuários têm permissões.
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Ooopss...
No framework adotado não há o conceito de cliente/caixa.... Só de Usuário do Sistema. E usuário Administrador
No Sistema Bancário não há o conceito de Usuário/Administrador!!!
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Solução Podemos fazer marcações no Diagrama
de Caso de Uso para identificar quais atores são candidatos a usuários/administradores.
Estas marcações podem guiar um gerador de código para a “cola” entre o modelo do framework e o modelo do sistema. As marcações fazem parte de um Profile para
o domínio de Controle de Acesso.
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Marcações !!!! Guiar Gerador de Código !!!
Já falo nisso
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Solução
Autorizar saque
Sacar dinheiro pelo caixa
<<extend>>
<<usuario-sistema>>Caixa
<<usuário-adm>>Gerente
<<usuário-sistema>>Cliente
Liberar Talão
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e ainda através de um gerador....
Conta
Talao
Saque
Cliente
Caixa
Gerente
LiberarTalao()
Framework de
Acesso
Código Gerado pelo transformador
Adm
Usu
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Profile UML
MARCAÇÕES
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O que é um UML Profile? É um conjunto Stereotypes,
TaggedValues, Constraints e ícones que estendem UML de modo a expressar os conceitos de um domínio específico (linguagem do domínio).
Facilita a representação de novos conceitos em um modelo UML através de marcações nos elementos de design.
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Em UML profiles são...
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Stereotypes
Um estereótipo define como um elemento de modelo pode ser estendido.
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Uso
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Tagged-Values
São propriedades atreladas aos estereótipos que permitem o refinamento de um determinado conceito. Ex : Resolution from the previous
example
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Uso
A classe StopWatch é um tipo de Clock com with resolução igual a 2.
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Constraints Definem regras de boa formação
para os conceitos presentes em um profile.
São especificadas por uma descrição em linguagem natural acompanhada (opcionalmente) por uma restrição formal em OCL. OCL = Object Constraint Language
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Uso Um estereótipo só pode
especializar outro estereótipo generalization.general->forAll(e |
e.oclIsKindOf(Stereotype)) and generalization.specific->forAll(e | e.oclIsKindOf(Stereotype))
Os nomes dos estereótipos não podem conflitar com os existentes no metamodelo.
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Table Profile
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Transformação / Automação
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XMI
XMI é uma representação em XML de modelos UML.
Pode ser manipulado por programas para gerar... Outro arquivo XMI (Modelo) Código
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Resumindo
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Alguns dados interessantes Estudo da EDS mostra que MDA pode
gerar até 80% da aplicação final http://www.omg.org/mda/mda_files/3302_AccelDev_PP.pdf
O ThalesGroup utiliza a abordagem Fabrica de Software com redução de até 70% no tempo de desenvolvomento
http://softwarefactories.com/workshops/OOPSLA-2005/Papers/Langlois.pdf