Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
ANÁLISE E PROJETO DE SISTEMAS E INFORMAÇÕES II ANÁLISE E PROJETO DE SISTEMAS E INFORMAÇÕES II Copyright © UVA 2020 Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida por qualquer meio sem a prévia autorização desta instituição. Texto de acordo com as normas do Novo Acordo Ortográfico da Língua Portuguesa. AUTORIA DO CONTEÚDO Claudio Ribeiro da Silva Camilla Lobo Paulino REVISÃO Janaina Vieira Lydianna Lima PROJETO GRÁFICO UVA DIAGRAMAÇÃO UVA S586 Silva, Claudio Ribeiro da. Análise e projetos de sistemas e informações II [recurso eletrônico] / Claudio Ribeiro da Silva. – Rio de Janeiro: UVA, 2021. 1 recurso digital (3092 KB) Formato: PDF ISBN 978-65-5700-095-3 1. Análise de sistemas. 2. Projeto de sistemas. 3. Arquitetura de software. I. Universidade Veiga de Almeida. II. Título. CDD – 004.21 Bibliotecária Adriana R. C. de Sá CRB 7 – 4049. Ficha Catalográfica elaborada pelo Sistema de Bibliotecas da UVA. SUMÁRIO Apresentação Autores 6 7 Padrões de arquitetura de software 30 • Arquitetura baseada em componentes • Padrão Model-View-Control (MVC) • Padrão de projeto de software UNIDADE 2 9 • A modelagem física de um sistema • Mapeamento do projeto lógico para o físico • A modularização de um sistema A modelagem física de um sistema UNIDADE 1 SUMÁRIO Diagramas de implantação de um software 83 • Diagrama de Implementação • Diagrama de Perfil • Diagrama de Implantação UNIDADE 4 59 • Diagrama de Pacotes • Diagrama de Componentes • Diagrama de Objetos Diagramas estruturais da UML UNIDADE 3 6 Desenvolver softwares é a capacidade que o profissional de Tecnologia de Informação (TI) possui de transformar pensamentos abstratos (apenas ideias), de quem precisa da informação, em algo concreto. Ao longo do tempo esse tem sido um dos principais de- safios para o desenvolvedor de software “entregar exatamente aquilo que foi pedido”. Diversas metodologias surgiram para fazer com que essa transformação seja mais pa- dronizada, definindo procedimentos aplicáveis para a maioria das soluções e que sejam compreendidos pelos profissionais que os conhecem. Essas metodologias evoluíram e, atualmente, os conceitos da Orientação a Objetos aplicados aos diagramas da lingua- gem UML (Unified Modeling Language) vêm sendo os mais utilizados. No passado era comum dividir o desenvolvimento de um software em duas etapas: o de- senvolvimento conceitual, ou lógico, e o desenvolvimento físico. Embora o termo não seja tão utilizado no meio acadêmico, nós o faremos como referência para reunir um conjunto de ações que são realizadas no projeto de desenvolvimento de um sistema a partir da se- guinte distinção: a modelagem conceitual é aquela em que não são observados aspectos relacionados à tecnologia. Ou seja, não importa qual a linguagem de programação a ser utilizada, arquitetura de software ou frameworks, o que importa são as funcionalidades que ela terá que possuir, a relação entre os dados que a aplicação irá manipular etc. A forma como a tecnologia pode evoluir, sejam “mil anos”, o seu modelo conceitual permanecerá o mesmo, desde que não tenha havido mudanças em suas regras de negócio ou nos resul- tados esperados. O processo de construção dos diagramas utilizados para essa visão é apresentado em Análise e Projeto de Sistemas de Informação I, tais como a modelagem dos casos de usos, classes de negócios etc. Já no desenvolvimento do modelo físico ocorre exatamente o oposto: aspectos tecnológicos estão presentes e irão impactar diretamente o processo de construção do software até sua implantação. Daí a separação em duas grandes etapas — na primeira não se olha para tecnologias e na segunda elas são consideradas. Assim, nesta disciplina olharemos um pouco mais para fatores tecnológicos que irão im- pactar a elaboração do modelo físico de um sistema, com base nos diagramas estrutu- rais e comportamentais da UML, para o desenvolvimento de soluções a serem utilizadas na implementação de um software. APRESENTAÇÃO 7 CLAUDIO RIBEIRO DA SILVA Claudio Ribeiro da Silva é doutor em Engenharia de Sistemas e Computação pelo Insti- tuto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro – COPPE/UFRJ, mestre em Ciência da Informação pela UFRJ, Pós-Graduado em Análise e Desenvolvimento de Sistemas pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro – PUC-RJ e graduado em Ciências Contábeis pela Faculdade de Administração São Paulo Apóstolo – Faspa. Professor dos cursos de graduação nas modalidades presencial e a distância na área de Gestão de Tecnologia da Informação, Sistema da Informação e Análise e Desenvolvimento de Sistemas. Experiência em gestão de cursos de graduação e pós-graduação em instituições universitárias e como gerente de equipes de desenvolvimento de sistemas. Tecnologista da Informação em autarquia federal de médio porte, tendo atuado na área de desenvolvimento, realizando atividades de desenvolvimento de software e gerenciamento de projetos nessa área. AUTORES 8 CAMILLA LOBO PAULINO Mestra em Educação pela Universidade Estácio de Sá – Unesa, especialista em Docência do Ensino Superior; especialista em Análise, Projeto e Gerência de Sistemas pela Unesa, graduada em Ciências da Computação pela Universidade Veiga de Almeida – UVA, certi- ficada pela APMG US em COBIT 5 e ITIL v3 e certificada pela Escola de Design Thinking em Business Design. Coordenadora de Polos da Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro - Unirio (2008 -2009), coordenadora de Midiatização e professora (presencial e EAD) da Universidade Castelo Branco – UCB (2007 -2009). Desde 2002 professora da UVA, conteudista da Educação a Distância e consultora de Tecnologia e Inovação. Experiência de 23 anos na área coorporativa, atuando em projetos de TI em empresas de grande e médio porte. Suporte BackOffice, administração e gerenciamento de usuários, perfis, ajustes, customização e parametrização dos módulos do sistema (ERP), desen- volvimento e manutenção de relatórios; projetos de implantação e reestruturação; treina- mentos e capacitação; mapeamento, levantamento e automatização de processos; expe- riência em Regra (Plano) de Negócios, gerenciamento de projetos, liderança de equipes de desenvolvimento Scrum. Gerência de projetos, ERPs, ITIL, Cobit5 e Design Thinking. Experiência acadêmica de 18 anos. AUTORES A modelagem física de um sistema UNIDADE 1 10 Desenvolver um software não representa apenas “sentar à frente do computador e progra- mar”. Iniciando pelo levantamento de seus requisitos até a implantação do produto, muitas etapas são realizadas para que possa ser respondida a seguinte pergunta: o que o usuário quer? Esta é a grande resposta que o profissional de TI precisa buscar, sendo ela obtida a partir de diversas atividades nas quais, inicialmente, os requisitos funcionais são identifica- dos para que seja iniciado o desenvolvimento do sistema por meio do uso de alguns dos diagramas da UML nas etapas iniciais. Com a conclusão dessas primeiras etapas é iniciado o processo de elaboração do projeto físico, que consiste em identificar os componentes e características físicas a serem utiliza- dos no desenvolvimento do software que atenderá às demandas do sistema.Nessa etapa devemos transformar todas as necessidades identificadas em funcionalidades do softwa- re a partir de um conjunto de ações que utilizarão mais alguns dos diagramas propostos pela UML. Logo, o objetivo desta unidade é relacionar as ações que devem ser realizadas para identificar as principais características físicas a serem utilizadas na construção e im- plantação do software. INTRODUÇÃO Nesta unidade você será capaz de: • Identificar os elementos utilizados para a elaboração da modelagem física para a construção de um sistema de informação. OBJETIVO 11 Aspectos de um modelo físico Estamos quase iniciando o momento de “programar” o Sistema de Informação. Para al- guns profissionais de TI essa etapa é a mais importante do processo de desenvolvimen- to de software. No entanto, ela é apenas mais uma das várias etapas desse processo. Isso porque, antes de iniciar a programação dos métodos que irão compor o sistema, é necessário organizar a infraestrutura que será utilizada. Quais os padrões de desenvolvimento que serão empregados? Qual a arquitetura do sistema? E até mesmo, em alguns casos, qual a linguagem de programação mais ade- quada, considerando-se os requisitos não funcionais previamente definidos? Estas são algumas das muitas perguntas que devem ser respondidas antes de se começar a produzir o sistema. Para refletir Antes de iniciarmos a explicação do porquê tudo isso é necessário, vamos refletir: Quais as consequências que podem surgir, caso não seja feito um planeja- mento prévio? Imagine que você começa algo e percebe que um dos itens de que necessita não está disponível? Façamos uma analogia: a cozinheira vai preparar o arroz, refoga o alho a ce- bola e, na hora que seria a de colocar o arroz na panela, descobre que esse ingrediente acabou. O que pode acontecer? O problema tecnológico pode ser muito semelhante. Algumas instalações possuem seu próprio padrão de desenvolvimento, arquitetura, padrão de interface etc., e o desenvolvedor sabe o que vai usar. Nesse caso, a etapa de “construção prévia” é curta ou até mesmo inexistente. Entretanto, pode haver situações em que a empresa utiliza diferentes arquiteturas e padrões de desenvolvimento, sendo necessária uma avaliação prévia sobre as opções existentes para realizar a escolha, levando um pouco mais tempo para essa avaliação. 12 Pode também surgir a situação em que seja necessário algo novo, como o uso da nova versão de algum componente da arquitetura. Nesse caso, esse componente deve ser buscado, instalado, testado para depois ser disponibilizado para uso no desenvolvimen- to. Assim, para que haja tal disponibilidade, poderá haver uma demora não prevista no cronograma, que poderá impactar o prazo final da entrega. Todas essas avaliações de- vem estar disponíveis quando o primeiro método é entregue ao desenvolvedor para sua construção. Caso contrário pode ocorrer de ele interromper a construção pela indis- ponibilidade de algum desses recursos ou utilizar um padrão ou versão e depois ter que refazer tudo utilizando novos. Lembra do exemplo da cozinheira? Segundo Cleison Carlos (2020), incertezas e riscos no desenvolvimento de softwa- re estão associadas às mudanças tecnológicas. Para isso “um estudo antecipado evitaria esse tipo de problema. Imagina construir uma aplicação e no mês seguinte ela ser atualizada para uma nova versão não compatível com a anterior”. Outro item importante para definição prévia em um projeto de construção do software está relacionada à interface da aplicação, pois a utilização de alguns recursos pode im- pactar o uso do site, como: • Fontes pequenas. • Excesso de “cliques”. • Dificuldade de navegação. Não podemos esquecer das di- ferentes plataformas e browsers que uma aplicação web pode uti- lizar, devendo ser previstos o uso e testes em cada uma delas. São muitos os aspectos que de- vem ser analisados antes que seja iniciada a etapa de desen- volvimento do software. Como foi dito em parágrafo anterior, os requisitos necessários para esse início podem variar de acordo com as características e maturi- dade da instalação. Diferentes recursos que impactam o desenvolvimento. 13 A elaboração do projeto para a construção do software consiste em identificar e tor- nar disponíveis os recursos tecnológicos que serão utilizados para sua construção. Os requisitos identificados na etapa de levantamento do sistema serão transformados em componentes de software, mas, para isso, existem fortes influências tecnológicas que irão impactar o produto a ser entregue. Como, porém, decidir quais recursos tecnológicos serão utilizados? Ao verificar a figura a seguir observamos que existem muitas opções que podem ser avaliadas para diversos aspectos relacionados à construção do software. Como decidir quais recursos tecnológicos serão utilizados. Alguns dos aspectos que devem ser previamente avaliados: Arquitetura do sistema – Define os componentes que farão parte do software, especifi- cando suas interfaces, relacionamento com outros softwares e propriedades. A arquite- tura utilizada varia de acordo com o padrão de interface, ambiente operacional ou nave- gabilidade. Segundo a empresa DevMedia (2020), no artigo intitulado Atividades básicas ao processo de desenvolvimento de software: 14 [...] a arquitetura de um sistema tem diversos elementos como: • Elementos utilitários. • Elementos de interação. • Elementos que fazem parte do domínio do problema. • Elementos de conexão. • Elementos de persistência etc. Padrões de desenvolvimento – Representa a arquitetura da aplicação, ou seja, a forma como ela será construída. O uso de um padrão depende da linguagem de programação por utilizar recursos que devem estar disponíveis na linguagem. Ferramentas a serem utilizadas – Devem ser definidas algumas ferramentas ou am- bientes que serão utilizadas para a construção do software. Algumas dessas informa- ções são identificadas como requisitos não funcionais, tais como: • A linguagem de programação utilizada no desenvolvimento. • Ambiente de desenvolvimento. • Sistema operacional. • Servidor de aplicação. • Servidor de Banco de Dados. • Framework de acesso ao banco de dados. • Ferramenta de construção de relatório etc. Algumas dessas ferramentas podem ser padrão, como o ambiente de dados quando a empresa utiliza um único SGBD. Algumas empresas possuem padrão de desenvolvimento ou componentes da arquitetura previamente definidos. Nesse caso, essa etapa é simplificada, no entanto é importante observar que frequentemente novas versões dos compo- nentes são lançadas e novas tecnologias surgem. Nessas situações, é impor- tante que essas tecnologias sejam avaliadas. Assim, será possível identificar os eventuais impactos que as inovações podem provocar quando utilizadas de forma concomitante com versões anteriores. Importante 15 O uso de arquiteturas aplicadas à Engenharia de Software também pode ser definido nesse momento como Arquitetura Orientado a Serviço (SOA) ou Arquitetura de MicroSer- viços, ambas fazendo parte da arquitetura do sistema. A definição das estratégias para o desenvolvimento, testes e implantação devem ser de- finidas nesse momento. Essas estratégias permitem que o gerente do projeto de desen- volvimento do software consiga previamente definir as ações que devem ser realizadas em cada uma das etapas a seguir. • A estratégia de desenvolvimento pode ser definida por meio da escolha do modelo de desenvolvimento, sendo alguns deles os modelos incremental, ágil ou cascata. • A estratégia dos testes deve ser criada especificando-se os modelos de testes que serão realizados, o momento em que eles irão ocorrer e as pessoas envolvidas. • Para a implantação do sistema, definir como será realizado; se houver migração dos dados definir a estratégia para a migração. Todas as ações descritas devem ser elaboradas na etapa de construção do projeto físico do software. Os componentes devem ser disponibilizados para queseja iniciada a etapa de implementação do software na qual os componentes do produto são produzidos, tes- tados e posteriormente implantados. 16 Mapeamento do projeto lógico para o físico Atualmente, a área de desenvolvimento possui profissionais que vêm se especializando em cada uma das diferentes etapas do processo de construção de um software. Isso significa que é recomendado que cada etapa do projeto de desenvolvimento de um sis- tema seja construída por profissionais especialistas nas tarefas nelas desempenhadas. Ou seja, um engenheiro de requisitos deve ser utilizado na etapa de levantamento de requisitos por ser essa a sua especialidade, da mesma forma que o desenvolvedor na linguagem Java deve ser utilizado na etapa de implementação. Tendo como base as etapas comuns aos processos de desenvolvimento de software, apresentado no artigo Atividades básicas ao processo de desenvolvido de software, da empresa DevMedia (2020), podemos dividir esse processo em seis etapas : 1 Levantamento de requisitos – Quando são identificados, entre outras infor-mações, os requisitos funcionais, não funcionais, regras de negócios etc. 2 Análise de Requisitos – Quando é construída a solução sistêmica para o atendimento dos requisitos funcionais identificados na etapa anterior. 3 Projeto de construção do software – Quando são identificadas as soluções tecnológicas para tornar disponíveis os requisitos levantados na primeira eta- pa — sendo esse o objetivo desta disciplina. 4 Implementação – Consiste no desenvolvimento de soluções de software com o uso do ambiente de programação e componentes identificados na etapa anterior. Esse objetivo é atendido com o uso das disciplinas voltadas para a linguagem de programação. 5 Testes – Implementação de diversas atividades que têm como objetivo ava- liar a qualidade do software produzido. Para isso, diversas técnicas podem ser utilizadas, não sendo esse o objetivo desta disciplina. 6 Implantação – Instalação do software no ambiente do usuário, disponibi- lizando diferentes tipos de manuais voltados para ele. Após a implantação toda a documentação produzida até então deve ser disponibilizada para con- sulta futura. 17 Cabe esclarecer que não existe um padrão sobre essas etapas, sendo possível en- contrar outras formas de representação na literatura, no entanto utilizando-as como referência. Vamos dividir as “duas metades” do processo, antes de iniciada a etapa de implementação. 1 – Na primeira metade o engenheiro de requisito é acionado utilizando as técnicas indicadas para identificar os requisitos funcionais, não funcionais e regras de negócios, atores envolvidos, entre outros. A partir do levantamento dos requisitos, inicia-se a etapa de Análise dos Requisitos em que os profissionais especializados na construção do modelo conceitual do sistema começam suas atividades, construindo alguns dos dia- gramas da UML utilizados para sua modelagem. Nesse momento a estrutura lógica do sistema está concluída, dando início a uma nova etapa em que todas as funcionalidades identificadas na primeira etapa começam a transformar-se em algo “visível” para o usuá- rio: o Sistema de Informação solicitado por ele. 2 – Ao concluir a “primeira metade”, esse grupo de especialistas “sai de cena” dando lugar àqueles que passam a olhar o Sistema de Informação com uma visão tecnológica. Nes- sa nova etapa o sistema começa a ter características de um projeto físico pela inserção de aspectos tecnológicos. Algumas transformações e ações preparatórias começam a ser realizadas para que possa ser iniciada a etapa de implementação do software, ou seja, inicia-se o desenvolvimento dos métodos ou outros componentes utilizando-se um ambiente de desenvolvimento e uma linguagem de programação. Podemos afirmar que, se não houver nenhuma mudança nas funcionalidades do sistema, a primeira metade do desenvolvimento poderá existir por muito tempo. Entretanto, o dinamismo da segunda metade é muito maior, em razão das novas versões ou tecnologias que surgem a cada dia, fazendo com que o software necessite ser atualizado, sempre que necessário, para evitar que fique defasado tecnologicamente. Importante Destacamos, então, que um projeto de desenvolvimento de sistemas envolve profis- sionais de TI especializados em cada uma das etapas do desenvolvimento. O enge- nheiro de requisitos na etapa de levantamento de requisitos, o administrador de banco de dados na etapa de construção da base de dados, o desenvolvedor Java quando houver o desenvolvimento na linguagem e assim por diante, cada um sendo utilizado no momento correto. 18 O projeto de desenvolvimento de um sistema pode ser comparado a um pro- jeto para construir uma casa. Você chama o engenheiro para fazer o projeto, chama os operários para realizarem a construção, o pintor para fazer a pintura dos cômodos e assim por diante. Ou seja, conforme a obra é realizada, novos especialidades de profissionais são utilizadas de acordo com a fase da obra. Exemplo Segundo o artigo Atividades básicas ao processo de desenvolvimento de software, publicado pela DevMedia (2020): [...] um processo de desenvolvimento de software pode ser visto como um conjunto de atividades organizadas, usadas para definir, desenvolver, testar e manter um software. A seguir, alguns objetivos do processo de desenvolvimento: • Definição das atividades a serem executadas. • Quando determinada atividade deve ser executada. • Pessoa ou grupo a executar tais atividades. • Padronização no processo de desenvolvimento. Considerando os objetivos propostos pelo usuário para o desenvolvimento de um sis- tema, observa-se que: • A definição das atividades a serem executas representa o conjunto de ações que devem ser realizadas para a construção do sistema, desde a etapa do levanta- mento até a implantação. • Determinar as atividades que devem ser executadas está relacionada às etapas de desenvolvimento e o que deve ser produzido em cada uma delas. • As pessoas ou grupo a executar tais atividades define a equipe de desenvolvi- mento com suas diferentes especialidades, que deve atuar nas etapas apropriadas. • A padronização no processo de desenvolvimento representa o uso dos diagra- mas da UML apropriados para cada uma dessas etapas. O processo de mapeamento do projeto lógico em físico representa algumas ações que serão realizadas para iniciar-se o desenvolvimento do software. Após a definição dos componentes estruturais que serão utilizados, algumas ações devem ser realizadas para viabilizar e agilizar o início desse processo. 19 Apesar de a UML propor padrão para seus diagramas, o uso de cada um deles, assim como os procedimentos realizados para produzir a documentação de um sistema, varia de acordo com a empresa e tamanho de sua equipe de pro- fissionais de TI. Algumas empresas valorizam a documentação, por entender que facilita o entendimento do projeto quando houver necessidade de mudan- ças futuras. Outras entendem que é “perda de tempo” e que o mais importante é produzir. Não busque uma verdade absoluta sobre isso, pois não existe. Avalie os prós e contras e chegue à sua conclusão. Importante Definições prévias para iniciar a etapa de implementação de software Vamos relacionar alguns dos itens que devem ser previamente definidos antes de iniciar a etapa de desenvolvimento do software. A definição prévia evita interrupções ou retra- balho durante essa etapa. • Criar a estrutura da base de dados do sistema – Realizar o mapeamento dos atribu- tos e relacionamentos descritos no Diagrama de Classe, permitindo a construção da es- trutura da base de dados a ser utilizada pela aplicação. Se a empresa possuir um banco de dados que implementa o modelo relacional, serão necessárias algumas adaptações representadas pela transformação do modelo orientado a objeto para o relacional. • Definir um padrão de interface – Caso a empresa não possua um padrão institucio- nal para as interfaces dos softwares que utiliza — conhecidocomo a identidade da em- presa —, o desenvolvedor deve criar protótipos para que sejam avaliados pelo usuário. Devem ser identificados previamente os recursos que serão considerados para a cons- trução, para que sejam avaliados no protótipo, tais como usabilidade, navegabilidade etc. Também serão definidos os padrões de qualidade a serem avaliados nas interfaces e verificados se contemplam as informações necessárias solicitadas pelo usuário. A definição de padrões para os tipos dos componentes que farão parte das inter- faces, como tamanho, tipo de fonte, posicionamento das ações mais comuns, são alguns dos exemplos do que deve ser previamente definido para evitar mudanças, principalmente quando o desenvolvimento for realizado por uma equipe. Imagine uma aplicação em que cada interface tem um padrão diferente! 20 • Propor o modelo de navegação do sistema – Deve ser proposta a estrutura de navegação e acesso aos diferentes módulos que compõem o sistema. Esse mode- lo é comum quando estruturas de menu e submenu de acesso são utilizadas para definir o acesso às diferentes funcionalidades. A forma como a estrutura das funcio- nalidades será organizada faz parte desta definição. • Definir a sequência de desenvolvimento – Devem ser relacionadas todas as fun- cionalidades que serão implementadas. Elas devem ser organizadas em módulos que caracterizam as possíveis entregas que podem ser feitas. Em cada módulo de- ve-se realizar a sequência como os componentes serão desenvolvidos. O objetivo dessa etapa é relacionar os procedimentos que serão desenvolvidos e a ordem em que serão realizados. • Especificar a política de testes do software – Organizar como será realizada a etapa de testes dos componentes ou métodos do software, conforme forem desen- volvidos. Elaborar o plano de testes, definir a equipe, o tipo de teste, os recursos que serão utilizados etc. são alguns dos itens que devem planejados. • Montagem do ambiente para a construção do software – Quando o software estiver concluído e validado (etapa de implantação), ele será instalado em um am- biente conhecido como “ambiente de produção”, em que estão presentes todos os sistemas utilizados no dia a dia da empresa. Na etapa de implementação ele está sendo construído, utilizando-se um ambiente conhecido como “ambiente de desen- volvimento”. Antes de ser disponibilizado ao usuário, o sistema será migrado para um ambiente conhecido como “ambiente de homologação”, para que as funciona- lidades possam ser validadas e seja verificada a compatibilidade com as demais aplicações. Os ambientes de desenvolvimento e homologação devem estar dispo- níveis para que possa ser iniciado o desenvolvimento do software. Após a validação do software, ou de uma parte dele, será feita sua implantação. Nessa eta- pa outras ações podem ser previamente realizadas, como o registro das ações de migra- ção de uma versão para outra, os procedimentos para mudança da estrutura de uma base de dados etc. A definição dessas ações varia de acordo com a característica do desenvol- vimento que está sendo feito e deve ser elaborada nas etapas de projeto e implementação. Todas as ações realizadas ao longo de todo o projeto de desenvolvimento de um softwa- re devem ser documentadas, exigindo que sejam produzidos documentos que irão gerar a documentação do sistema, que precisa ser validado e aceito pelo usuário que solicitou seu desenvolvimento. 21 A modularização de um sistema O conceito de modularidade pode ser aplicado em várias situações, seja na área empre- sarial ou industrial. Se você analisar um móvel feito em madeira, por exemplo, observará que ele é desmontável na maioria das vezes e sua montagem é feita por meio de para- fusos de tamanho previamente definido. Esses mesmos parafusos podem ser utilizados em diferentes móveis que possuem o mesmo tamanho para encaixe. Ao utilizar o mes- mo componente em diferentes produtos você otimiza sua produção, reduzindo o custo. Seguindo essa mesma linha de raciocínio, imagine uma companhia aérea que possui 200 aeronaves de 50 tipos diferentes. Ela terá que ter componentes para a manutenção para todos esses tipos. No entanto, se as 200 aeronaves forem de cinco tipos diferentes, a compra de material de manutenção será em maior quantidade, o que reduzirá o custo de aquisição, podendo um componente ser utilizado em diferentes aeronaves. Este con- ceito é aplicável em diversas áreas industriais, podendo ser observado na maioria dos produtos que utilizamos no nosso dia a dia. O que isso até a ver com desenvolvimento de software? A resposta é simples: tudo! No momento em que desenvolvemos o código de um software, temos que ter sempre em mente a preocupação com a prática de reúso desses códigos. Em desenvolvimento de software essa prática é conhecida como “componenti- zação”, em que um pequeno módulo (componente) é construído e acoplado a outro, que é incorporado a outro e assim por diante, até que o software seja construído como um todo. Importante 22 Vamos analisar a figura composta de diversos componentes que fazem parte, por exem- plo, do motor de um veículo. Esses componentes, de forma isolada, não possuem nenhu- ma utilidade, ou seja, não agregam valor ao motor ou ao veículo, pois somente produzem esse valor se combinados a outros componente. Um componente de um software, quando analisado de forma isolada, representa exatamente essa situação. Ele tem um objetivo es- pecífico, mas de forma isolada não produz valor para o usuário. Por exemplo, um módulo que realiza o cálculo da área de uma região só tem valor se estiver associado a outro módulo que, por sua vez, possua as medidas e a característica da região cuja área será calculada, fazendo uso do resultado obtido. Essa situação pode ser observada na figura do motor completo, em que mesmos componentes representa- dos na figura anterior aparecem integrados para alcançar um objetivo maior, que seria o funcionamento do motor. Componentes do motor de um veículo. Motor completo. 23 O que nós fazemos apenas com o motor de um veículo? Se você deseja um veículo, são necessários outros componentes, tais como: carroceria, pneus, sistema elétrico etc. Na maioria dos casos, o que produz valor ao usuário não é um componente, mas sim o produ- to acabado, ou seja, o veículo completo. Segundo Moura et al. (2017), “Modularidade é um conceito-chave em projetos de software complexos. Com a modularização, o software ou sistema é dividi- do em partes distintas, contribuindo com o aumento da produtividade desde o desenvolvimento inicial até a fase de teste”. Ampliando o foco Observe que a construção de um software representa esta situação: voltando ao exem- plo anterior, o módulo que calcula a área de uma região, se acoplado a outro módulo que forneça os dados para esses cálculos, produz um resultado. Porém, se incorporarmos todos os módulos a um software que produz o desenho de um projeto de engenharia eles estarão integrados a um componente maior. Por exemplo, esse software desenha os diversos cômodos de uma construção e, “com um clique”, calcula a área de cada um deles, ou seja, ele atendeu ao seu objetivo (calcular a área) dentro de um objetivo maior (desenhar os cômodos da construção). Ainda neste exemplo, verificamos que existem vários outros componentes, como o que faz a metragem do espaço para o cálculo, outro que identifica a figura do cômodo e assim por diante. Em resumo, o software de engenharia possui todos os componentes necessários sem a percepção do usuário. Caso queira desenvolver outro software com objetivo diferente, mas que necessite reali- zar desenhos, calcular área etc., basta utilizar esses componentes sem precisar reescre- vê-los. Observou como agilizou o tempo de desenvolvimento? Não foi necessário desen- volver todos os componentes, bastou usá-los. Componentes de software representam unidades independentes, que podem ser interligadas a outros componentes formando sistemas mais complexos e cada umadelas deve encapsular um objetivo específico e único. Importante 24 Ao construir um componente de software, ele deve possuir as seguintes características: • Deve encapsular a sua implementação. • Deve possuir interface e objetivo bem definidos. • Deve ser utilizado independente de outros módulos. • Deve fornecer recursos suficientes para que possa ser reutilizável. • Deve deixar explícitos os conceitos das dependências e conexões entre os componentes. • Deve possuir documentação clara e precisa sobre o seu uso. Como modularizar um sistema? A modularização pode ser iniciada com a identificação dos métodos relacionados no Diagrama de Classe e construir, a partir dele, o que seria o principal componente do software: as suas classes de negócio. Lembrando que uma das principais característi- cas da orientação a objeto é o reúso do código ao criar um componente que encapsula todos os métodos e atributos da classe de negócio. Assim, você poderá incorporá-los a novos programas sempre que essa classe for utilizada. A partir dessa construção, cada um dos métodos deve ser observado de forma isolada, identificando procedimentos que podem ser reutilizáveis. Lembre-se de que pode haver método que seja específico a uma classe. Como exemplo, temos aquele que consulta uma informação na base de dados a partir de uma identificação, como a consulta dos dados de um aluno a partir da sua matrícula em que, nesse caso, esse componente/método deve fazer parte do componente maior associado à classe de negócio. No entanto, outras situações podem surgir aplicáveis a diferentes classes de negócios. Por exemplo, o método de verificação de um dígito verificado, como a validação de um CPF, que pode ser utilizado em qualquer classe que possua esse atributo. Nesse caso, esse componente/método não deve estar associado a nenhuma dessas classes de negócio, mas sim vinculado a uma classe gené- rica de uso comum ou deve ser utilizado de forma isolada. Exemplo 25 Seleção Buscar e selecionar os componentes disponíveis que possuem potencial para utilização na construção do sistema. Qualificação Verificar se o componente adequa-se ao modelo de arquitetura utilizada pelo software. Adaptação Verificar a necessidade de adaptação do componente ao soft- ware, podendo ser necessária a criação de uma nova versão, caso ele esteja sendo utilizado. Composição Realizar a integração do componente ao sistema a partir de suas interfaces. A partir da próxima unidade você conhecerá alguns dos padrões de desenvolvimento utilizados e os principais diagramas propostos pela UML, que permitem os registros dessas informações. A partir da definição dos componentes, deve ser elaborada a sequência para o seu de- senvolvimento, conforme as etapas descritas a seguir : 26 Para ampliar o seu conhecimento veja o material complementar, disponível na midiateca na Unidade 1. MIDIATECA O desenvolvimento de um software é composto por diversas etapas. As primei- ras têm a preocupação de identificar seus objetivos, sem ter como referência fatores tecnológicos como linguagem de programação, SGBD etc. Ao concluir essa etapa, será necessário iniciar a implementação do software em que de- vem ser identificadas as respostas para algumas das perguntas abaixo: • Qual será o ambiente operacional? Windows, Android, Linux, vários? • Qual o ambiente de programação que será utilizado? Dot.Net, Eclipse, Netbeans? • Qual a plataforma? Web, Desktop? • Qual o padrão de arquitetura de desenvolvimento? MVC, Cliente-Servidor, Sistema distribuído? • Qual SGBD será utilizado? Oracle, Postgree, SQL-Server? • Qual o volume de transações? De dados? De usuários? • Qual a rapidez no tempo de resposta? • Quais as linguagens utilizadas na interface? CSS, HTML, JS? • Quais os padrões de interface? Componentes da interfaces e seus formatos? Estas e muitas outras perguntas precisam ser respondidas para que seja co- nhecido o ambiente operacional, recursos tecnológicos, versões etc. que serão utilizados para o desenvolvimento do software. As ações apresentadas nesta unidade são realizadas pelos profissionais que respondem a estas perguntas e produzem a documentação necessária para registrar os recursos e componen- tes tecnológicos utilizados para a construção do software. NA PRÁTICA 27 Resumo da Unidade 1 Nesta unidade você estudou as ações que devem ser realizadas para iniciar-se a etapa de implementação de um software. Para que o início ocorra de forma segura devem ser definidos os componentes tecnológicos que serão utilizados na construção do software, deixando-os disponíveis e previamente testados sem que haja o risco de interromper ou cancelar o desenvolvimento por inadequações técnicas. Eliminando os riscos, será possível transformar os requisitos identificados em funcionalidades do software. Em re- sumo, a construção do Sistema de Informação. Podemos dividir as etapas de desenvolvimento de um sistema em duas grandes meta- des. Na primeira os profissionais envolvidos estão focados em identificar os requisitos funcionais junto aos usuários, preparando os diagramas que irão compor a análise do sistema, não havendo nenhuma influência de tipos ou componentes tecnológicos. “A tec- nologia não interessa”, é o que poderiam afirmar os profissionais que atuaram até esse momento no desenvolvimento do sistema. Já na segunda metade os requisitos tecno- lógicos tornam-se necessários, pois eles irão orientar a maneira como o software será construído. As ações devem ser documentadas para que possam produzir as documen- tações do sistema que serão úteis em atualizações futuras, uma vez que as evoluções tecnológicas ocorrem de maneira frequente. Por este motivo, para facilitar mudanças futuras a partir de diagramas e padrões de desenvolvimento, o registro dos elementos tecnológicos utilizados, suas versões e características devem estar sempre disponíveis. 28 Referências ATIVIDADES básicas ao processo de desenvolvimento de software. DevMedia. Dispo- nível em: https://www.devmedia.com.br/atividades-basicas-ao-processo-de-desenvolvi- mento-de-software/5413. Acesso em: 10 jul. 2020. CLEISON, C. Incertezas e riscos no desenvolvimento de software. Disponível em: ht- tps://medium.com/trainingcenter/incertezas-e-riscos-no-desenvolvimento-de-software- -6eabbeedb055. Acesso em: 5 jul. 2020. INTRODUÇÃO ao padrão MVC. DevMedia. Disponível em: https://www.devmedia.com. br/introducao-ao-padrao-mvc/29308. Acesso em: 5 jul. 2020. ESCUELA TECNOLÓGICA INSTITUTO TÉCNICO CENTRAL. Guía metodológica desar- rollo de sistema de información. Disponível em: http://www.itc.edu.co/archives/calidad/ GIC-GU-01.pdf. Acesso em: 10 jul. 2020. PERITO, J. A importância da documentação de software. Disponível em: https://blog. geekhunter.com.br/qual-e-a-importancia-da-documentacao-de-software/. Acesso em: 5 jul. 2020. MODULARIDADE. In: WIKIPEDIA: the free encyclopedia. [San Francisco, CA: Wikimedia Foundation, 2010]. Disponível em: http://en.wikipedia.org/wiki/Modularidade. Acesso em: 10 jul. 2020. MOURA, L. F.; MARTINS, R. G.; SILVA, L. L. Modularidade de Sistemas de Software. VII Seminário de Iniciação Científica e Inovação Tecnológica do IFTM. Uberaba, 8 de junho de 2017. Disponível em: https://iftm.edu.br/ERP/MPES/EVENTOS/arquivos/030517150836_ resumo_sin_lucas_moura.pdf. Acesso em: 5 jul. 2020. PRÁTICA: desenvolvimento baseado em componentes. Demoiselle Framework. Dispo- nível em: http://demoiselle.sourceforge.net/process/ds/1.2.3-BETA1/ProcessoDemoisel- lePlugin/guidances/practices/componentes_6A150B73.html?nodeId=e61bad17. Acesso em: 10 jul. 2020. https://www.devmedia.com.br/atividades-basicas-ao-processo-de-desenvolvimento-de-software/5413 https://www.devmedia.com.br/atividades-basicas-ao-processo-de-desenvolvimento-de-software/5413 https://medium.com/trainingcenter/incertezas-e-riscos-no-desenvolvimento-de-software-6eabbeedb055 https://medium.com/trainingcenter/incertezas-e-riscos-no-desenvolvimento-de-software-6eabbeedb055 https://medium.com/trainingcenter/incertezas-e-riscos-no-desenvolvimento-de-software-6eabbeedb055https://www.devmedia.com.br/introducao-ao-padrao-mvc/29308 https://www.devmedia.com.br/introducao-ao-padrao-mvc/29308 http://www.itc.edu.co/archives/calidad/GIC-GU-01.pdf http://www.itc.edu.co/archives/calidad/GIC-GU-01.pdf https://blog.geekhunter.com.br/qual-e-a-importancia-da-documentacao-de-software/ https://blog.geekhunter.com.br/qual-e-a-importancia-da-documentacao-de-software/ http://en.wikipedia.org/wiki/Modularidade https://iftm.edu.br/ERP/MPES/EVENTOS/arquivos/030517150836_resumo_sin_lucas_moura.pdf https://iftm.edu.br/ERP/MPES/EVENTOS/arquivos/030517150836_resumo_sin_lucas_moura.pdf http://demoiselle.sourceforge.net/process/ds/1.2.3-BETA1/ProcessoDemoisellePlugin/guidances/practices/componentes_6A150B73.html?nodeId=e61bad17 http://demoiselle.sourceforge.net/process/ds/1.2.3-BETA1/ProcessoDemoisellePlugin/guidances/practices/componentes_6A150B73.html?nodeId=e61bad17 Padrões de arquitetura de software UNIDADE 2 30 O desenvolvimento de um software consiste na aplicação de recursos tecnológicos para sua construção. A escolha desses recursos deve ser feita antes de iniciada sua imple- mentação para que possam ser previamente avaliados e testados, estando validados e disponíveis no momento da utilização. Alguns dos recursos utilizados no desenvolvi- mento da programação do software estão relacionados aos padrões de arquitetura que serão usados em sua construção. Em alguns casos, são dependentes dos ambientes operacionais ou das linguagens de programação a serem utilizados. A escolha dos componentes que serão utilizados no software, o padrão de projeto e o padrão de desenvolvimento são alguns dos padrões arquiteturais que devem ser previa- mente avaliados para serem utilizados na fase de implementação do software. Assim, o objetivo desta unidade é apresentar três padrões arquiteturais: a arquitetura baseada em componentes, o padrão MVC e o padrão de projeto Gof, que representam diferentes formas de arquiteturas utilizadas para a construção de um software. INTRODUÇÃO Nesta unidade você será capaz de: • Aplicar os padrões de arquitetura de software para a construção de um Sistema de Informação. OBJETIVO 31 Arquitetura baseada em componentes O que é arquitetura baseada em componentes? De forma simples, podemos dizer que a arquitetura baseada em componentes represen- ta um dos modelos utilizados na arquitetura de software, que realiza o modelo de desen- volvimento arquitetural de um software a partir do uso de componentes. O que é arquitetura de software? Segundo a Secretaria Nacional de Cultura, “a arquitetura de software representa a(s) estru- tura(s) do sistema, que consiste nos componentes de software, nas propriedades externa- mente visíveis desses componentes e nos relacionamentos entre eles”. Essa arquitetura tem como principal característica a modelagem e o projeto do software, considerando os aspectos tecnológicos e estruturais. Dessa forma, é possível definir diferentes formas de projetos, os módulos de um software e suas comunicações que estejam relacionadas ao desenvolvimento, como sistemas distribuídos, web, cliente servidor etc. A arquitetura baseada em componentes possui a visão do desenvolvedor no que se refere à componentização do software, ou seja, sobre como podemos definir os componentes necessários para sua construção. Isso é realizado a partir da definição das propriedades externas desses componentes e seus relacionamentos com outros softwares no modelo de implementação. Em uma forma mais ampla, a arquitetura baseada em componentes define situações em que pequenos componentes integram-se a outros, formando um maior que, ao ser integrado, produz componentes cada vez mais robustos e com objeti- vos mais abrangentes. Dessa forma, permite construir sistemas de informação utilizando módulos com quantidades menores de linhas de programação. A arquitetura de software foi apresentada por Macilory em 1968, em um trabalho que tinha uma proposta de desenvolvimento de componentes reutilizáveis para a construção de um software, no qual o desenvolvedor escolheria qual componen- te seria utilizado de acordo com suas necessidades. Em 1976, DeRenner propôs que fosse construído um conjunto de módulos independentes para serem depois interligados. Com o surgimento da programação orientada a objetos a ideia de componentização e reutilização em software tornou-se mais popular. Ampliando o foco 32 Existem diversos termos similares que levam a soluções ou propostas próximas. Como exemplo, os termos: Engenharia de Software baseada em componentes, Desenvolvimen- to baseado em componentes ou Arquitetura baseada em componentes, da mesma forma que Arquitetura de software ou Arquitetura de sistemas ou Arquitetura de componentes, são alguns dos que tratam de forma muito próxima cada um dos objetivos. Em alguns casos, existem diferenças entre eles que variam na forma como são implementados ou em seu alcance como projeto. Entretanto, existem situações que possuem o mesmo objetivo, sendo apenas tratadas com nomenclatura diferente. Um exemplo que aproxima-se ao que foi apresentado está relacionado à definição de Arquitetura de componentes, atribuída à Secretaria Nacional de Cultura, que refere-se a esta arquitetura como sendo: “A Prática de Desenvolver e Utilizar Arquiteturas de Componentes ajuda a gerenciar a complexidade e encoraja a reutilização, porque as Arquiteturas de Componentes baseiam-se em componentes independentes, substituí- veis e modulares.” A integração de diferentes componentes que compõem a arquitetura de um sistema, tais como: ambiente, segurança, dispositivos, interface, arquitetura etc. 33 Diferenças entre componentes e objetos A similaridade entre componentes e objetos pode levar o desenvolvedor a pensar que ambos possuem os mesmos objetivos, porém isso não é verdade. Vamos ver algu- mas diferenças: Itens comparativos Componentes Métodos Metodologia de desenvolvimento Pode ser implementado por linguagem de programação que utilize qualquer tipo de metodologia. A implementação é feita por linguagens de programação que utilizam a metodologia de orientação a objeto. Granularidade Pode possuir granularidade que envolva vários objetos e métodos, até mesmo de diferentes classes. Deve ter um objetivo específico restrito à classe a que pertence. Flexibilidade de uso Não está associado a uma classe de negócio, poden- do ser compartilhado por várias delas. Um método está restrito à clas- se de negócio a que pertence. Exemplo O componente que calcu- la o dígito verificador do CPF pode ser utilizado em qualquer classe de negócio que manipula este atributo, podendo ser desenvolvido em qualquer linguagem e anexado ao programa. O método que realiza a cria- ção de uma instância de uma classe de negócio está restrito apenas a esta classe e deve ser implementado em uma lingua- gem orientada a objeto. Considerando que existem diferenças entre métodos e componentes, para que um des- ses componentes sejam criados alguns critérios devem ser considerados, conforme des- critos abaixo: • Reúso: possibilidade de usar o componente em diferentes aplicações. • Encapsulamento: para usar o componente devem ser conhecidas apenas as suas interfaces. 34 • Independência: um componente não pode ser dependente de outro que não es- teja encapsulado. • Documentação: deve ser bem documentado, deixando de forma clara seus obje- tivos e interfaces. Atendendo aos critérios acima, o desenvolvedor tem como resultado: • Redução do custo e tempo: o reúso de componentes evita que haja novas imple- mentações, reduzindo o tempo total do desenvolvimento. • Facilidade de desenvolvimento: quanto menor o componente, menor o tempo para desenvolvimento e teste, agilizando a entrega do produto. Arquiteturas que implementam a integração de componen- tes, disponíveis nos atuais ambientes operacionais • CMM (CORBA Component Model): desenvolvido pela OMG (Object Management Group), Consiste em um framework utilizadopara que componentes desenvolvi- dos em diferentes plataformas ou ambientes operacionais possam interagir. Como exemplo, o desenvolvimento de uma aplicação desenvolvida para o sistema opera- cional Windows e linguagem JSP que utilize componentes desenvolvidos em outras linguagens de programação e sistema operacional Unix. Componentes que formam a estrutura da família CORBA. Fonte: www.gta.ufrj.br. INTERFACE REPOSITORY CLIENT ORB CORE IDL COMPILER OBJ REF DII DSI ORB INTERFACE GIOP/IIOP IDL STUBS STANDARD INTERFACE STANDARD LANGUAGE MAPPING ORB-SPECIFIC INTERFACE STANDARD PROTOCOL IDL SKELETON IMPLEMENTATION REPOSITORY OBJECT (SERVANT) operation() in args out args + return value DSI https://www.gta.ufrj.br/grad/00_2/corba/componentes_arquitetura.html 35 • COM/COM+ (Component Object Model): desenvolvido pela Microsoft, o COM consiste em um padrão de interface binária, que permite o acoplamento entre apli- cações independentemente da linguagem desenvolvida. O COM+ é uma evolução desse padrão utilizado em sistemas distribuídos, ou seja, as aplicações podem estar em diferentes equipamentos. Segundo a Microsoft, “é um sistema independente de plataforma, distribuído e orientado a objetos para a criação de componentes biná- rios de software que podem interagir”. • DCOM (Distributed Component Obejct): desenvolvido pela Microsoft, o DCOM representa uma estrutura de programação que permite que um computador exe- cute programas em outro pela rede, como se estivesse sendo executado local- mente. DCOM é um componente de software de propriedade da Microsoft que permite que objetos COM comuniquem-se pela rede. Essa arquitetura representa uma evolução da COM/COM+, sendo que a diferença entre elas é que a DCOM atua em sistemas distribuídos. Arquitetura DCOM. Fonte: datahousecorp.com. Web clients MS SQL Server MSMQ TCP clients MTS IIS /S A P DC O M Local data Local data ASP Q ue ry Application logic COM IUnknown http://datahousecorp.com/eng/technology/dcom.htm 36 • JavaBeans e Entreprise JavaBeans – EJB: desenvolvido pela Sun, tem como ob- jetivo permitir que unidades independentes e reutilizáveis possam ser manipuladas pelos desenvolvedores a partir do ambiente de desenvolvimento da linguagem Java. Dessa forma, ao utilizar um dos ambientes de desenvolvimento da linguagem (Ne- tbeans ou Eclipse, por exemplo) é possível compartilhar suas próprias bibliotecas (classes de negócios compartilhadas) ou bibliotecas do sistema (sql, swing, io etc). Arquitetura JBS em uma aplicação. Fonte: netbeans.org. Model Sessions Beans (EJB) Entity Classes (JPA) Request Response Database Controller (servlet)Client (browser) View (JSP pages) https://netbeans.org/kb/docs/javaee/ecommerce/entity-session_pt_BR.html 37 Padrão Model-View-Control (MVC) Segundo a empresa DEVMEDIA, o padrão MVC (Model-View-Control) é um dos padrões arquiteturais mais antigos. Ele apresenta uma arquitetura em três camadas, que atuam de forma independente na construção de um software. São elas: • Model (Modelo): essa camada representa as classes de negócio tratadas pela aplicação, sendo disponibilizados os métodos desenvolvidos e definidos no Diagra- ma de Classe. • View (Visão): representa as interfaces definidas para a aplicação. • Control (Controle): camada que realiza a interligação entre as outras duas camadas. Embora não exista um padrão para esta construção, no que se refere às características dos métodos que devem ser colocados em cada uma delas, há o consenso de que de- vem ser construídas de forma independente, para que o reúso ou manutenção possa ser feito sem que haja impactos nas demais. A arquitetura padrão do modelo MVC. 38 Vamos entender o que significam as três camadas que representam o padrão MVC, de- talhando cada uma delas, seguindo a sequência que representa a execução de um pro- grama. Ou seja, o usuário fornece um dado, este sofre algum tipo de processamento pela aplicação e o resultado é devolvido. Camada de visão As interações entre o usuário e a aplicação são feitas por meio do que chamamos de interface, normalmente representada por telas, por onde os dados são fornecidos pelo usuário e por onde as informações são apresentadas a ele. Quando um dado é forneci- do e uma operação é acionada (calcular, salvar etc.) a partir de um link, botão ou outro componente, é iniciada uma sequência de procedimentos para atender a essa operação. Observe que, até o momento, houve apenas o fornecimento dos dados. Por esse motivo, todas as operações que estejam relacionadas a esse dado devem ser definidas na pró- pria interface. Por exemplo, para verificar se um campo foi preenchido ou não deve ser criada uma rotina para realizar esse teste. Outro exemplo: se um valor preenchido para uma variável numérica deve ter seu conteúdo maior do que o valor zero, também deve ser criado um procedimento para fazer essa validação na própria interface. As principais motivações para que essas ações sejam realizadas desse modo são: • Evita que haja continuidade na operação com uma informação incorreta. • Haverá perda de tempo e recursos, caso a validação seja feita “mais para a frente”. • Em termos estruturais, a interface está disponível no equipamento do cliente. Assim, o método utilizado já está disponível, não sendo necessário “buscá-lo” em outras camadas. O padrão MVC foi desenvolvido em 1979 por Trygve Reenskaug para que fosse uma arquitetura de software utilizada em aplicações desktop. Atualmente, esse padrão tem sido mais utilizado em aplicações web, embora seja possível utili- zá-lo em todos os tipos de implementação. Ampliando o foco 39 Camada de controle Essa camada tem função “gerencial” na aplicação. Os procedimentos definidos têm o objetivo de identificar a ação acionada na interface e de identificar o método da classe de negócio que deve ser executado. Em uma situação em que o usuário digita os dados e escolhe a opção “salvar” na tela de entrada de dados da classe “Cliente”, a camada de controle identifica essa ação e aciona o método correspondente dessa classe. Apenas isso que ela deve fazer? Sim! Nessa camada não devem ser definidos métodos que estejam relacionados a validação de dados ou a ações de negócios que facilitem o seu reúso quando necessário, manten- do a independência em relação às camadas de visão e de negócio em relação a ela. Camada de negócio Nessa camada são definidos os métodos associados às classes de negócio. Os méto- dos mais comuns implementados nessa camada são: • As regras de negócio vinculados à classe. • As operações que manipulam os atributos da classe de negócio. • Os métodos de validação e armazenamento dos dados. Quando o Diagrama de Classe do sistema é construído são descritas as classes de ne- gócios por ele manipuladas com seus atributos, métodos e relacionamentos. Esses métodos são implementados e “empacotados” como componentes para que possam ser utilizados por outras aplicações, sem que haja a necessidade de reescrevê-los, garan- tindo assim sua independência em relação às demais camadas. Para comprovar a teoria de que o que for referente a dados deve ser tratado na interface, as linguagens disponibilizam componentes que já realizam validação de formato. Por exemplo, se precisamos informar uma data deve ser utilizado o componente próprio para variáveis do tipo “data”, pois automaticamente será feita a validação de formato e conteúdo, não sendo necessário criar métodos que verifiquem se foi informada no formato dia, mês e ano e se ela é válida. Importante 40 Por exemplo, no Diagrama de Classe de um sistema, foi definida a classe “Cliente” com seus atributos e métodos. Essa classe foi implementada e disponibilizada em uma bi- blioteca de classes para que as outras aplicações que também a utilizem apenas a “im- portem”. Esse tipo de operação é semelhante às importações realizadas nas linguagens de programação, como importar a biblioteca com os métodos de manipulação de string,sempre que necessitamos utilizar um deles. A implementação na prática Vamos fazer um passo a passo do que acontece quando fornecemos um conjunto de da- dos em uma aplicação e mandamos gravá-los na tabela correspondente da base de dados. 1 - Camada de visão O usuário fornece os dados na interface e escolhe a opção “Salvar”. 2 - Camada de controle O método vinculado a esta interface identifica que esta opção foi acionada e aciona o método correspondente a esta operação da camada de negócio. 3 - Camada de negócio Recebe o controle da aplicação, realiza a operação e retorna este controle para que a camada de visão informe ao usuário que a ação foi concluída. E de onde retiramos a independência entre as camadas? Vamos imaginar a seguinte situação: Para uma aplicação web a empresa deseja alterar o padrão de interface utilizado. As funcionalidades são as mesmas, apenas aspectos relacionados à navegabilidade ou layout serão alterados. Nesta situação surge a primeira questão: será que os métodos da classe de negócios utilizados sofrerão algum tipo de alteração em razão do novo padrão de interface? 41 Se a resposta for não, significa que nenhuma alteração deve ser feita nesses métodos, ou seja, a camada de negócio não deve sofrer alteração, representando apenas uma mudança de interface. Neste caso, basta ser definido o novo padrão, refeitas as interfa- ces envolvidas adotando-se o novo padrão, e por último, substituir uma pela outra. Ou seja, serão feitas mudanças apenas na camada de interface, sem preocupar-se com as demais. Simples, não? A camada de visão configura-se independentemente das demais. Se a mudança for em alguma regra de negócio, o pensamento é o mesmo. Se não hou- ver necessidade de mudança na interface, deve-se apenas alterar o método impactado e substituí-lo na biblioteca da classe de negócio à qual pertence. Ou seja, deve-se alterar o método, testá-lo e substituir a versão anterior pela nova, sem que seja necessário fazer qualquer tipo de mudança nas demais camadas. Outra independência! A exceção pode ocorrer se uma nova operação for necessária em uma interface. Por exem- plo, se uma nova operação de “consulta” for inserida na interface por meio de um novo componente representado por um botão, devem ser realizadas as seguintes operações: • Na interface, para realizar a nova operação, incluindo o novo componente. • No controle, para identificar esse novo componente e vincular ao método que irá executá-lo. • Na camada de negócio, introduzindo esse novo método ou alterando algum já existente. Caso a resposta à pergunta acima seja sim, significa que não se trata apenas de uma mudança de interface. Se outros métodos estão sendo adicionados, alterados ou removidos, significa que houve mudanças nas funcionalidades previstas nos casos de uso, ou seja, o software está sofrendo manutenção por alguma razão, não sendo apenas por mudança na interface. Importante 42 As camadas do Modelo MVC. Fonte: www.portalgsti.com.br. Adaptada. Avaliando a figura anterior, observamos as trocas de mensagens existentes entre as ca- madas. A camada de controle recebe a requisição a partir do HTTP e, a partir dela, realiza a interação entre as camadas de visão e modelo para o seu atendimento. Para que possa continuar havendo independência entre as camadas e tendo como base as características tecnológicas utilizadas, é comum identificar aplicações que dividem a camada de negócio em outras duas: • A camada de implementação das regras de negócios em que são definidos os métodos que tratam essas regras. • A camada de acesso ao banco de dados em que são definidos os comandos de acesso aos dados armazenados (comandos SQL). Essa camada, conhecida como DAO (Data Access Object), contém apenas os métodos associados, a conexão ao Banco de Dados e os comandos SQL. Logo, são criados métodos apenas com os comandos SQLs sem qualquer tipo de implementação. A principal vantagem do uso Observe que NÃO existem interações entre a visão e o modelo, ou seja, por questão de segurança a visão não pode acionar métodos da camada de negó- cio, conforme representado na figura anterior. Importante request response envia dados demand dados HTTP Html, XML, Controller Model View https://www.portalgsti.com.br/2017/08/padrao-mvc-arquitetura-model-view-controller.html 43 dessa quarta camada é percebida nas situações de mudança de SGBD, pois, nesse caso, é necessário apenas avaliar e alterar esses métodos, adaptando-os às regras do novo SGBD, não havendo nenhuma alteração nos demais métodos. Dessa forma, o padrão MVC passaria a ser: 1. Visão. 2. Controle. 3. Negócio. 4. Acesso a dados. Massari (2020), no portal GSTI, relacionou ações que devem ser implementadas em cada uma das camadas, das quais algumas delas são: • Camada de Visão → Exibe a representação dos dados. → Camada de interface com usuário, realizando entrada e exibição dos dados. → Responsável por usar as informações modeladas para produzir interfaces de apresentação conforme a necessidade. • Camada de Modelo → Camada que contém a estrutura de dado atrás de uma parte específica da aplicação. → Responsável pela leitura, manipulação e implementação das regras de negócios. → Notifica a visão e o controle associados quando há mudança em seu estado. • Camada de Controle → Exerce o controle sobre o modelo e a visão que serão utilizados. → Manipula e roteia as requisições dos usuários. → Realiza o gerenciamento das demais camadas. → Avalia as ações realizadas pelo usuário e as transfere em comandos para as classes de modelo e/ou visão. → Realiza a validação das ações dos usuários conforme as regras de autentica- ção e autorização definidas pela aplicação. • Camada de Dados → Implementa os métodos associados aos procedimentos de conexão e acesso aos dados, tais como as consultas e operações de atualização. 44 Padrão de projeto de software Segundo Christopher Alexander, citado em DEVMEDIA (2020): Cada padrão descreve um problema que ocorre repetidamente em nos- so ambiente, e então descreve o núcleo da solução para esse problema, de forma que você possa usar essa solução um milhão de vezes, sem nunca o fazer da mesma forma duas vezes. Analisando a definição acima entendemos que na área de desenvolvimento de software deparamo-nos com problemas comuns em diversas oportunidades. Considerando que para o mesmo problema é possível que seja aplicada a mesma solução, a proposta dos padrões de projetos é apresentar soluções previamente avaliadas e aceitas para proble- mas recorrentes. Cada padrão é implementado de acordo com a situação identificada na etapa de implementação do software. Assim, seu uso está diretamente relacionado ao uso de linguagens de programação que implementem a orientação a objeto. A técnica de design pattern (padrão de projeto) surgiu em 1970, por meio da apresenta- ção de algumas soluções de desenvolvimento para problema comuns, ou seja, soluções padronizadas para problemas previamente conhecidos, sendo atualmente considerada como boa prática para a programação orientada a objeto. Com a publicação do livro dos autores Gamma, Helm, Johnson e Vlissides, conhecidos como a “Gangue dos Quatro” (Gang of Four) ou GoF, em 1995 foi proposto um catálogo de soluções para implementação em projeto de desen- volvimento de software, passando a ser uma das principais referência para pa- drão de projeto. Em 1997, com a publicação do livro de Craig Larman, intitulado Utilizando UML e Padrões – Uma introdução à análise e ao projeto orientado a objetos e ao desenvolvimento iterativo, foi apresentado o padrão GRASP (General Responsibility Assignment Software Patterns), que utiliza o conceito de atribuição de responsabilidades a classes e objetos para o desenvolvimento de um software. Ampliando o foco 45 O uso de padrões de projeto vem apresentando diversos benefícios, tais como: • Criação de um vocabulário comum para conversar sobre projetos de software. • Limitação de espaço paraas soluções. • Identificação, a partir de nomes, de soluções previamente conhecidas. • Necessidade de definir padrões de projetos reutilizáveis. • Uso das melhores práticas na solução de um dado problema. • São utilizados em conjunto com outras soluções para resolver problemas de grande porte. Os padrões devem possuir um formato previamente definido, facilitando a produção de sua documentação e aprendizado. Devem conter: • Nome: para que haja uma referência de fácil identificação. • Problema: para o entendimento do contexto ao qual ele se aplica. • Solução: para o entendimento da solução proposta ao problema. • Consequência/Forças: deve apresentar as vantagens e desvantagens do uso do pa- drão a partir da descrição de suas forças e restrições aplicadas e como elas interagem. Com base na documentação produzida, a seleção de um padrão de projeto deve atender aos seguintes critérios: • Deve solucionar problemas de projeto e deve ser implementado para atender de forma objetiva a tal problema. • Verificar o comportamento do padrão e de sua implementação quando relacio- nados a outros. • Deve atender às necessidades do software sem que seja necessário adaptá-lo ao padrão utilizado. • Avaliar o melhor padrão a ser utilizado, considerando suas características e os fatores positivos e negativos dessa escolha. O uso de cada um dos padrões deve estar associado ao problema identificado na etapa de implementação do software e ao objetivo de cada um deles. O uso do padrão correto é importante para o desenvolvimento exato do software. Para isso é importante conhecer o objetivo de cada um deles e a maneira como devem ser implementados na linguagem de programação orientada à objeto. Importante 46 O padrão orientado a objeto GRASP O padrão GRASP relaciona a responsabilidade que os objetos possuem entre si, ou seja, para definir a responsabilidade de um objeto deve-se considerar o que ele irá fazer ou saber, assim descritas, conforme DEVMEDIA (2020): As responsabilidades relativas ao que um objeto faz incluem: • A execução de ações que condizem com o papel desempenhado por tal objeto. • A criação de outros objetos dos quais a instância (objeto) inicial depende. • A coordenação de atividades envolvendo vários outros objetos. Quanto ao que um objeto sabe, é possível citar: • O conhecimento sobre os outros objetos relacionados. • O conhecimento dos dados privados, que o objeto em questão encapsula. • O conhecimento a respeito de coisas que serão calculadas ou derivadas a partir de um elemento principal. Assim, um objeto deve identificar as responsabilidades e atribuições atribuídas a ele e aqueles que enxerga, como uma instância de uma nota fiscal, que deve visualizar todas as informações relacionadas aos itens que compõem essa nota em uma implementação de Composição do Diagrama de Classe. Para fazer uso de um padrão, você deve conhecer o seu objetivo, avaliar a sua aplicação na situação que se apresenta e verificar se ele realmente atende ao que deseja. Para alguns deles, não existe uma relação direta e objetiva que pos- sa associar o problema ao padrão. Com a prática, essa identificação vai se tornando mais clara pois, em alguns casos, é possível mapear algo concreto próximo dessa relação. Em outros casos, no entanto, essa associação é con- ceitual e abstrata, não havendo um exemplo objetivo fora do contexto da imple- mentação de uma aplicação. Importante 47 O GRASP apresenta nove padrões, a saber: Padrões GRASP Creator (Criador) Define qual classe será responsável pela criação da ins- tância de seus objetos. Information Expert (Especialista na Informação) Determina a atribuição da responsabilidade à classe que tenha a informação necessária. Low Coupling (Baixo Acoplamento) Atribui responsabilidades de modo que o acoplamento entre os objetos seja baixo. Quanto menos dependên- cias houver entre as classes, melhor. High Cohesion (Alta Coesão) Define que as classes devem tratar exclusivamente de suas responsabilidades. Controller (Controlador) Atribui as responsabilidades de manipular eventos do sistema. Polymorphism (Polimorfismo) Atribui responsabilidades a abstrações, possibilitando que possam variar de acordo com a necessidade. Pure Fabrication (Fabricação/Invenção Pura) Classe artificial, que não representa um domínio do pro- blema. Atua como uma classe prestadora de serviços para obter baixo acoplamento e alta coesão. Indirection (Indireção) Ajuda a manter baixo acoplamento entre dois elemen- tos, atribuindo a um objeto intermediário a responsabili- dade de ser o mediador entre eles. Protected Variations (Variações Protegidas) Protege os elementos do sistema das variações de outros. Para conhecer mais profundamente os conceitos sobre padrões de projeto GRASP, consulte o livro Utilizando UML e Padrões: uma introdução à análise e ao projeto orientados a objetos e ao desenvolvimento iterativo, de Craig Larman. Disponível na Minha Biblioteca. Ampliando o foco 48 O padrão de projeto GoF O padrão Gof é dividido em três categorias, que, por sua vez, incluem 23 padrões de projetos propostos como as melhores práticas de soluções para as situações a que se propõem resolver. Segundo Gamma et al. (2007) as três categorias são: • Padrões de criação: “os padrões de criação abstraem o processo de instancia- ção. Eles ajudam a tornar um sistema, independentemente de como seus objetos são criados, compostos e representados. Um padrão de criação de classe usa a herança para variar a classe que é instanciada, enquanto um padrão de criação de objeto delegará a instanciação para outro objeto.” • Padrões estruturais: “os padrões estruturais se preocupam com a forma como classes e objetos são compostos para formar estruturas maiores. Os padrões es- truturais de classes utilizam a herança para compor interfaces ou implementações.” • Padrões comportamentais: “os padrões comportamentais se preocupam com algoritmos e a atribuição de responsabilidades entre objetos. Os padrões compor- tamentais não descrevem apenas padrões de objetos ou classes, mas também os padrões de comunicação entre eles. Esses padrões caracterizam fluxos de controle difíceis de seguir em tempo de execução. Eles afastam o foco do fluxo de controle para permitir que você se concentre somente na maneira como os objetos são in- terconectados.” Divisão dos padrões de acordo com o escopo. Propósito 1. Criação 2. Estrutura 3. Comportamento Escopo Classe Factory Method Class Adapter Interpreter Template Method Objeto Abstract Factory Builder Prototype Singleton Object Adapter Bridge Composite Decorator Facade Flyweight Proxy Chain of Responsability Command Iterator Mediator Memento Observer State Strategy Visitor Fonte: sites.google.com. https://sites.google.com/site/metodosavancadoprogramacao/padroes 49 Os padrões de criação Os autores do padrão Gof classificam e definem os padrões a seguir como sendo de criação. Segundo Gamma et al. (2007): • Factory Method: “definir uma interface para criar um objeto, mas deixar as sub- classes decidirem qual classe instanciar. O Factory Method permite adiar a instan- ciação para subclasses.” Dessa forma, os objetos são instanciados e suas subclas- ses decidem que outros objetos devem ser criados no momento que necessitarem. • Abstract Factory: “fornecer uma interface para criação de famílias de objetos re- lacionados ou dependentes sem especificar suas classes concretas.” Logo, permite a criação de objetos sem especificar as classes concretas. • Builder: “separar a construção de um objeto complexo da sua representação de modo que o mesmo processo de construção possa criar diferentes representações.” Dessa forma, o padrão realiza o encapsulamento da construção do produto, além de permitir sua construção em etapas. • Prototype: “especificar os tipos de objetos a serem criados usando uma instân- cia-protótipo e criar objetos a partir dele.” Com o uso desse padrão é possível criar novas instancias copiando deoutras já existentes. • Singleton: “garantir que uma classe tenha somente uma instância fornecendo um ponto global de acesso a ela.” Ou seja, garante que apenas um objeto de uma determinada classe seja criada na aplicação. Os padrões estruturais Os autores do padrão Gof classificam e definem os padrões a seguir como sendo es- truturais. Segundo Gamma et al. (2007): • Adapter (Class/Object): “converter a interface de uma classe em outra interface, esperada pelos clientes. permitindo que classes com interfaces incompatíveis tra- balhem em conjunto.” Utilizado quando necessitamos “adaptar” duas interfaces di- ferentes criando um método intermediário, que realiza a compatibilização entre elas. • Bridge: “desacoplar uma abstração da sua implementação, de modo que as duas possam variar independentemente.” Assim, forma uma ponte construída para que a implementação torne-se independente de suas abstrações. • Composite: compor objetos em estruturas de árvore para representar hierarquias partes-todo. Esse padrão permite aos clientes tratar de maneira uniforme objetos individuais e composições de objetos”, devendo ser utilizado em implementações dessas estruturas, tratando seus objetos de maneira uniforme. 50 • Decorator: “dinamicamente, agregar responsabilidades adicionais a um objeto. Eles fornecem alternativa flexível ao uso de subclasses para extensão de funciona- lidades.” Desse modo, ele permite que o objeto “decorador” crie ou incorpore suas funcionalidades em tempo de execução. • Facade: “fornecer uma interface unificada para um conjunto de interfaces em um subsistema. Define uma interface de nível mais alto que torna o subsistema mais fácil de ser usado.” Com o uso desse padrão é possível simplificar um sistema com- plexo a partir do uso de uma classe com uma interface mais simples. • Flyweight: “usar compartilhamento para suportar eficientemente grandes quan- tidades de objetos de granularidade fina.” Esse padrão visa reduzir a quantidade de recursos utilizados pela aplicação minimizando o consumo de memória. • Proxy: “fornece um substituto (surrogate) ou marcador da localização de outro objeto para controlar o acesso a esse objeto.” Assim, forma a classe “proxy” e per- mite a conexão a qualquer objeto, passando o controle a esse objeto. Os padrões comportamentais Os autores do padrão Gof classificam e definem os padrões adiante como sendo com- portamentais. Segundo Gamma et al. (2007): • Interpreter: “dada uma linguagem, definir uma representação para a sua gra- mática juntamente com um interpretador que usa a representação para interpretar sentenças dessa linguagem”, sendo o seu uso comum quando necessita fazer a conversão de um modelo para outro, como transformar uma data de um formato para outro. • Template Method: “definir o esqueleto de um algoritmo em uma operação, pos- tergando alguns passos para as subclasses. Template Method permite que subclas- ses redefinam certos passos de um algoritmo sem mudar a sua estrutura.” Desse modo, o padrão é utilizado quando uma subclasse decide em tempo de execução como realizar a lógica da aplicação. • Chain of Responsability: “evitar o acoplamento do remetente de uma solicitação ao seu receptor ao dar a mais de um objeto a oportunidade de tratar a solicitação. Encadear os objetos receptores, passando a solicitação ao longo da cadeia até que um objeto a trate.” Esse padrão permite que o método avalie a solicitação, executan- do-a ou repassando-a para outro. • Command: “encapsular uma solicitação como um objeto, desta forma permitindo parametrizar clientes com diferentes solicitações, enfileirar ou fazer o registro (log) de solicitações e suportar operações que podem ser desfeitas.” Esse padrão define como criar objetos de comandos que realizam solicitações para alguns objetos. 51 • Iterator: “fornecer um meio de acessar, sequencialmente, os elementos de um objeto agregado sem expor a sua representação subjacente.” Assim, o padrão tem como objetivo encapsular uma interação a partir da interface definida na aplicação. • Mediator: “definir um objeto que encapsula a forma como um conjunto de obje- tos interage. O Mediator promove o acoplamento fraco ao evitar que os objetos se refiram uns aos outros explicitamente e permite variar suas interações independen- temente.” Esse padrão permite a intermediação entre dois objetos que não se comu- nicam de forma direta, ou seja, caso o objeto A não possa comunicar-se diretamente com o objeto B ele se comunica com o Mediator e este faz a comunicação com o B. • Memento: “sem violar o encapsulamento, capturar e externalizar um estado in- terno de um objeto, de maneira que o objeto possa ser restaurado para esse estado mais tarde.” Logo, sempre que for necessário restaurar o objeto à situação original, como se fosse a opção “Desfazer” ou “Cancelar”, é indicado o uso desse padrão. • Observer: “definir uma dependência um-para-muitos entre objetos de maneira que quando um objeto muda de estado todos os seus dependentes são notificados e atualizados automaticamente”, devendo ser utilizado sempre que houver neces- sidade de fazer algum tipo de notificação para alguém ou algum objeto, quando ocorrer mudança do estado de uma instância da classe. • State: “permite a um objeto alterar seu comportamento quando o seu estado in- terno muda.” Dessa forma, quando um objeto possui diferentes comportamentos de acordo com o seu estado, esse padrão promove a execução do comportamento vinculado ao estado atual. Por exemplo, as ações que devem ser implementadas para uma instância da classe “AssentoAviao” variam se esse assento está disponí- vel, reservado ou ocupado. • Strategy: “definir uma família de algoritmos, encapsular cada uma delas e tor- ná-las intercambiáveis. Strategy permite que o algoritmo varie independentemente dos clientes que o utilizam.” Deve ser utilizado quando a aplicação possui um con- junto de classes com lógicas semelhantes, porém objetivos distintos. Nesse caso, o padrão permite a criação de uma superclasse que contemple as diferentes lógicas aplicadas às subclasses criadas. • Visitor: “representar uma operação a ser executada nos elementos de uma estru- tura de objetos. Visitor permite definir uma nova operação sem mudar as classes dos elementos sobre os quais opera.” Desse modo forma um novo método agrega- do a um objeto em tempo de execução. A figura a seguir, sobre “Classificação dos padrões de acordo com o foco” apresenta outro modelo de classificação dos padrões, tendo como ênfase o seu foco de atuação associado ao problema a ser solucionado. Segundo Metsker (2004), “o objetivo de um padrão de projeto em geral é facilmente expresso com a necessidade de ir além das 52 características comuns embutidas em Java”. A classificação apresentada por Metsker é definida da seguinte forma: • Interfaces: quando o padrão declara os métodos implementados por uma classe. • Responsabilidade: quando o padrão atribui a responsabilidade a outras entida- des ou sistemas. • Construção: quando o padrão cria mecanismos para instanciar a classe. • Operação: quando o padrão implementa um método com características diferen- tes à execução comum de um método, como o encapsulamento de procedimentos de diferentes classes. • Extensão: representa o acréscimo de uma classe, interface, método ou subclasse conforme as características do padrão. Classificação dos padrões de acordo com o foco. Intenção Padrões 1. Interfaces Adapter, Facade, Composite, Bridge. 2. Responsabilidade Singleton, Observer, Mediator, Proxy, Chain of Responsability, Flyweight. 3. Construção Builder, Factory Method, Abstract Factory, Prototype, Memento. 4. Operações Tempate Method, State, Strategy, Command, Interpreter. 5. Extensões Decorator, Iterator, Visitor. Fonte: sites.google.com. https://sites.google.com/site/metodosavancadoprogramacao/padroes 53 Para conhecer mais profundamente os conceitos sobre padrões de projeto Gof, consulte o livro Padrões de Projeto: soluções reutilizáveis de
Compartilhar