Modelagem de sistemas

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modelagem de sistemas
Desenvolver software envolve vários desafios, sendo crucial garantir que todos os
requisitos do cliente sejam completamente atendidos. Uma estratégia eficaz para
alcançar esse objetivo é conduzir uma análise detalhada dos requisitos e, a partir dessa
análise, criar modelos que simplifiquem a compreensão do sistema para toda a equipe
de desenvolvimento. Antes de iniciar a codificação, é fundamental que todos os
membros da equipe possuam documentação clara, detalhando a estrutura do sistema e o
comportamento esperado em resposta às interações do usuário. A precisão dessa
documentação é vital para evitar a insatisfação do cliente devido à falta de
funcionalidades essenciais ou a necessidade de retrabalho, que pode levar a atrasos e
custos adicionais. Ferramentas como a linguagem UML são frequentemente adotadas
para facilitar esse processo.
A Linguagem de Modelagem Unificada (UML) é amplamente usada para a modelagem
de negócios e processos, análise, design e implementação de sistemas baseados em
software. A UML permite a especificação de artefatos a serem desenvolvidos e a
definição de responsabilidades dentro da equipe de desenvolvimento. É importante
ressaltar que a UML é uma ferramenta de modelagem universal e não um processo de
desenvolvimento em si. A análise orientada a objetos, que faz uso extensivo da UML,
foca na descrição de sistemas por meio de elementos que representam entidades do
mundo real.
O paradigma de programação orientada a objetos começou com a linguagem SIMULA,
que introduziu conceitos fundamentais como classes, objetos e relações como herança e
polimorfismo. Esse paradigma propõe um modelo de programação que reflete mais
diretamente o mundo real, impactando significativamente a análise de requisitos em
desenvolvimento de software.
A fase de análise é crucial para modelar e projetar o software conforme as necessidades
do cliente. Modelos abstratos de sistema são desenvolvidos para apresentar diferentes
perspectivas, evidenciando a utilidade da UML nesse contexto.
A UML foi oficialmente proposta como um padrão de modelagem em resposta a uma
chamada do grupo de padronização Object Management Group (OMG), em 1996. A
padronização foi inicialmente motivada pela conferência OOPSLA e os esforços de
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Grady Booch, Ivar Jacobson e James Rumbaugh, conhecidos como "three amigos". Seu
objetivo era integrar conceitos orientados a objetos para representar sistemas
complexos, ligar a modelagem à implementação, considerar escalas de sistema e criar
uma linguagem acessível tanto para computadores quanto para programadores (Booch,
1986).
Desde sua primeira versão, a UML passou por várias revisões, com o UML 2.0,
introduzido em 2005, representando um avanço significativo em sua evolução,
mantendo, no entanto, muitas de suas características originais até os dias atuais. 
Características e evolução da UML
A linguagem UML possui características que a tornam uma ferramenta eficaz para
modelagem de sistemas de software. A seguir, apresentamos algumas características
importantes relacionadas ao seu processo de unificação (Rumbaugh; Jacobson; Booch;
2004):
Combinação de conceitos de linguagens orientadas a objetos: UML integra
conceitos comuns dessas linguagens, proporcionando definições claras, notação e
terminologia padronizadas, permitindo a representação da maioria dos modelos
existentes.
Compatibilidade com o desenvolvimento de software: UML pode ser utilizada em
todas as fases do desenvolvimento de software, desde os requisitos até a
implementação final, sem necessidade de traduzir os modelos entre as etapas.
Versatilidade em diferentes escopos: UML é capaz de modelar diferentes
linguagens, bancos de dados, documentação organizacional e frameworks
diversos, incluindo o desenvolvimento de firmware para controle de hardware.
Modelagem de relacionamentos entre conceitos: um resultado importante do
desenvolvimento da UML foi a capacidade de modelar relacionamentos entre
conceitos de linguagens orientadas a objetos, tornando os diagramas aplicáveis a
diversas situações, conhecidas ou não pelos desenvolvedores. 
Compreendidos os principais conceitos da UML, podemos explorar seus objetivos
atingidos como ferramenta de modelagem (Guedes, 2018):
Generalidade: UML foi projetada para ser uma ferramenta geral, capaz de modelar
diferentes linguagens e situações. Como uma ferramenta não proprietária,
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resultante de um acordo entre a comunidade de desenvolvedores, está disponível
para todos que desejarem modelar seus softwares.
Superação de modelos existentes: outro objetivo importante foi superar os
modelos de sua época, tornando-se um padrão para o desenvolvimento de
software.
Simplicidade e eficácia: UML buscou ser o mais simples possível sem perder a
capacidade de modelar sistemas complexos. 
Analisando a evolução das versões da UML (OMG, 2017), observamos:
Primeira versão (1997): a primeira versão enviada ao OMG em janeiro de 1997
não estava completa e precisou de reformulações. A versão 1.1, lançada em
novembro de 1997, foi a primeira funcional.
Versão 1.3: após feedbacks, modificações na semântica, notações e metamodelos
resultaram na versão 1.3.
Versões 1.4 e 1.5: a versão 1.4 acrescentou opções de visibilidade, artefatos e
estereótipos, seguida pela versão 1.5 com procedimentos e mecanismos de data
flow. Em janeiro de 2003, entre essas versões, a UML foi aceita pela ISO como
padrão.
UML 2.0 (2005): introduziu interações em diagramas como object, package e
timing. Diagramas de colaboração foram renomeados para diagramas de
comunicação, entre outras modificações significativas.
Versões 2.1 a 2.3: focaram em correções de erros e pequenas modificações.
Versão 2.4.1 (2011): incorporou mudanças em classes, pacotes e estereótipos.
UML 2.5: revisão da versão anterior, com melhorias na simplicidade da linguagem
e geração mais rápida de modelos eficientes, eliminando características obsoletas.
Última Versão 2.5.1 (2017): incluiu correções de erros reportados pelos usuários,
embora alguns problemas ainda permaneçam não resolvidos, conforme o site da
OMG.
Modelos da UML
A linguagem UML é toda baseada em modelos, sendo essencial compreender o que é
um modelo, seus propósitos, sua composição e, principalmente, seu significado. Um
modelo pode ser definido de forma simples e direta como uma representação de algo,
seja um software, um problema ou um sistema matemático, utilizando algo da mesma
ou de outra natureza. Um modelo captura aspectos importantes e modifica ou omite o
restante das informações. A forma de apresentação e desenvolvimento do modelo deve
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ser escolhida para facilitar tanto sua construção quanto sua interpretação e utilização. A
modelagem de softwares e sistemas computacionais é geralmente realizada em uma
linguagem de modelagem, predominantemente utilizando UML (Guedes, 2018).
Os propósitos do desenvolvimento de modelos são diversos, mas alguns se destacam:
Capturar e definir requisitos com precisão: garantir que o software atenda às
necessidades de quem contratou seu desenvolvimento.
Auxiliar no início do projeto: apresentar de forma clara as características do
sistema que seriam difíceis de compreender apenas com um texto.
Apresentar soluções de projeto: mostrar decisões de projeto de maneira
independente dos requisitos iniciais.
Melhorar a exploração de soluções: facilitar a exploração de diferentes soluções
com uma apresentação simples e de fácil entendimento.
Descrever sistemas complexos: permitir que um sistema complexo seja descrito de
maneira compreensível em sua totalidade,facilitando seu desenvolvimento
eficiente.
O Quadro 1 sintetiza os níveis de abstração e a função do diagrama para cada um
desses níveis de abstração.
Quadro 1 | Resumo dos tipos de abstração e seus diagramas correspondentes.
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