UML_Aplicada

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Análise e Projeto Orientado a Objeto Usando UML
 
 
 
Lorena Borges Moreira
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Uberlândia, Dezembro/2000.
 
 
 
 
 
 
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Análise e Projeto Orientado a Objeto Usando UML
 
 
 
Lorena Borges Moreira
 
Monografia apresentada ao Curso de Ciência da Computação do 
Centro Universitário do Triângulo - Unit, como requisito básico à 
obtenção do grau de Bacharel em Ciência da Computação, sob a 
orientação do Prof. Ronaldo Castro de Oliveira, Msc.
 
 
 
Uberlândia, Dezembro/2000.
Análise e Projeto Orientado a Objeto Usando UML
 
 
 
 
 
Lorena Borges Moreira
 
 
 
 
Monografia apresentada ao Curso de Ciência da Computação do Centro Universitário do Triângulo - 
Unit, como requisito básico à obtenção do grau de Bacharel em Ciência da Computação.
 
 
 
 
Ronaldo Castro de Oliveira, Msc.
(Orientador )
 
 
Marcos Ferreira de Rezende , Msc.
(Coordenador de Curso)
 
 
Marcelo Fernandes dos Santos, Msc.
(Avaliador )
 
 
Edson Angotti Júnior, Msc.
(Avaliador )
 
 
Uberlândia, Dezembro/2000.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“A cada instante temos a liberdade de escolher, e toda escolha determina o sentido de nossas vidas.”
Olivia Hoblitzelles
DEDICATÓRIA
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedico esse trabalho aos meus pais, meus irmão, meu esposo e aos meus professores que tanto me 
apoiaram e me ajudaram ao longo desses anos. Agradecendo sempre a Deus pela minha conquista.
Resumo
 
 
 
A Orientação a Objeto é uma tecnologia com bastante flexibilidade, produtividade. Devido a todos esses 
benefícios, grande maioria dos softwares comerciais especialmente os do ambiente Windows, já 
incorporam características orientadas a objetos. O desenvolvimento de sistemas sob uma metodologia 
Orientada a Objetos se torna bastante acelerado graças a reutilização de módulos funcionais e às 
facilidades oferecidas por este tipo de metodologia quando se utiliza a CASE. A UML (Unified Modeling 
Language – Linguagem Unificada de Modelagem) é a tentativa de padronização das metodologias de 
desenvolvimento de sistemas orientados a objetos e que foi criada por três grandes metodologistas: Grady 
Booch, James Rumbaugh e Ivar Jacobson. A UML baseia-se em diagramas que são modelados em visão 
de abstração, e se propõe ser uma modelagem definitiva de sistemas orientados a objeto, pois é uma 
modelagem unificada e os envolvidos no desenvolvimento do sistema tem uma facilidade de 
interpretação. A qualidade de um software se dá através da incorporação de métricas a serem utilizados 
afim de que se tenha produtividade e qualidade de um software. Enfim, orientação a objetos tem se 
mostrado como uma boa estratégia para o desenvolvimento de sistemas complexos e a UML tem tudo 
para dar certo pois facilitará às grandes empresas de desenvolvimento de software, com uma maior 
comunicação e aproveitamento dos modelos desenvolvidos.
 
SUMÁRIO
 
1 - Introdução...................................................................................................... 1
2 - Fundamentos da Orientação a Objeto.............................................................. 4
2.1- Enfoque e Histórico........................................................................................ 4
2.2 Definições Básicas para Orientação a Objeto................................................... 6
2.2.1 Objeto...................................................................................................... 6
2.2.2 Classe...................................................................................................... 7
2.2.3 Abstração................................................................................................. 8
2.2.4 Encapsulamento........................................................................................ 9
2.2.5 Herança.................................................................................................. 10
2.2.6 Comunicação com Mensagens................................................................ 11
2.2.7 Métodos de Organização........................................................................ 12
2.2.8 Polimorfismo........................................................................................... 12
2.3 - Benefícios da Orientação a Objetos............................................................. 13
2.4 – Conclusão.................................................................................................. 15
3 - Desenvolvendo Sistemas Orientados a Objetos.............................................. 16
3.1- Paradigmas do desenvolvimento de sistemas................................................. 16
3.1.1 – Ciclo de Vida Clássico......................................................................... 16
3.1.2 – Prototipação........................................................................................ 17
3.1.3 – Modelo Espiral.................................................................................... 19
3.2 – Fases de Desenvolvimento de um sistema.................................................... 21
3.2.1- Análise de Requisitos............................................................................. 21
3.2.2. Análise................................................................................................ 21
3.2.3. Projeto................................................................................................ 21
3.2.4. Programação....................................................................................... 22
3.2.5. Testes.................................................................................................. 22
3.3- Metodologias da Organização a Objetos......................................................22
, 23/12/05
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3.4 - Métodos Orientados a Objeto.................................................................... 23
3.4.1Coad/Yordon.......................................................................................... 24
3.4.2 - Booch.................................................................................................. 24
3.4.3 - Rumbaugh............................................................................................ 25
3.4.4 - Jacobson.............................................................................................. 25
3.5 - Projeto Orientado a Objeto......................................................................... 26
3.6 – Banco de Dados Orientado a Objeto.......................................................... 27
3.6.1-Como definir um Banco de dados Orientados a Objeto........................... 28
3.6.2- Benefícios dos Banco de dados Orientados a Objeto............................. 29
3.7- Linguagens Orientadas a Objetos.................................................................. 30
3.7.1-História das linguagens orientadas ao objeto............................................ 30
3.7.2-Benefícios das linguagens Orientadas a Objetos...................................... 31
3.7.3- Funcionalidade das linguagens orientadas ao objeto................................ 32
3.8 - Conclusão................................................................................................... 33
4 -Orientação a Objeto usando UML................................................................. 34
4.1- Origem da UML.......................................................................................... 34
4.2 - Uso da UML.............................................................................................. 38
4.3 - Diagramas propostos pela UML.................................................................. 39
4.4.- Diagramas de Classe................................................................................... 40
4.4.1 - Generalização :..................................................................................... 41
4.4.2- .Agregação........................................................................................... 43
-4.4.3 - Associação......................................................................................... 44
-4.4.4 - Dependências..................................................................................... 46
4.5 - Diagrama de Caso de Uso (USE CASE).................................................... 48
4.6 - Diagrama de Estado................................................................................. 53
4.7 - Diagrama de Sequência............................................................................ 55
4.8 - Diagrama de Colaboração....................................................................... 57
4.9 - Diagrama de Atividade............................................................................. 58
, 23/12/05
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4.10 - Diagrama de Componente......................................................................... 60
4.11 - Diagrama de Implantação......................................................................... 62
4.12 - . Um processo para utilizar a UML......................................................... 63
4.13 – Conclusão................................................................................................ 65
5 - Qualidade de software Orientado a Objeto.................................................... 66
5.1 – Conceitos de Qualidade.............................................................................. 66
5.2 – Produtividade............................................................................................. 69
5.3 – Métricas de Software.................................................................................. 70
5.4 - Categorização das Métricas........................................................................ 70
5.4.1 - Métricas Orientadas ao Tamanho......................................................... 72
5.2.2 – Métricas Orientadas à função............................................................... 73
5.5 - Métricas de Qualidade do Software......................................................... 74
5.6 – Métricas Orientadas a Objeto e a UML...................................................... 75
5.6 – Escolha das Métricas.................................................................................. 75
5.4.1 – Métricas de planejamento e controle.................................................... 76
5.4.2 – Métricas de análise.............................................................................. 76
5.4.2 – Métricas de projeto............................................................................. 77
5.4.3 – Métricas de implementação.................................................................. 77
5.4 –Testes de um Software................................................................................. 78
5.5 – Conclusão.................................................................................................. 79
6 - Conclusão..................................................................................................... 80
7 - Referências Bibliográficas.............................................................................. 82
 
, 23/12/05
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, 23/12/05
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LISTA DE FIGURAS
 
Figura 2.1 – Evolução completa da orientação a objeto [WIN93]............................... 6
Figura 2.2- Exemplo de classe – Classe Pessoas........................................................ 7
Figura 2.3 – Exemplo de um Encapsulamento. .[MAR93]........................................... 9
Figura 2.4 – Exemplo de Herança............................................................................ 10
Figura 2.5 – Exemplos de mensagens [MAR93]....................................................... 11
Figura 2.6- Exemplo de Polimorfismo....................................................................... 13
Figura 3.1 - Esquema do ciclo de vida clássico [PRE95].......................................... 17
Figura 3.2 Prototipação [PRE95]............................................................................. 19
Figura 3.3 Modelo Espiral [PRE95]......................................................................... 20
Figura 3.4 – Exemplo de uma criação de um Banco de Dados [KHO94].................. 28
Figura 4.1 – Evolução da UML [FUR98]................................................................. 35
Figura 4..2 – Exemplo de uma generalização normal [FUR98].................................. 41
Figura 4.3 – Exemplo de uma generalização de sobreposição[FUR98]..................... 42
Figura 4.4 – Exemplo de uma generalização completa [FUR98]................................ 43
Figura 4.5 – Exemplo de uma agregação [FUR98]................................................... 43
Figura4.6 – Exemplo de uma agregação compartilhada[FUR98]............................... 44
Figura 4.7 – Exemplo de uma agregação de composição [FUR98]........................... 44
Figura 4.7 – Essa figura representa um Metamodelo................................................. 45
Figura 4.8 – Exemplo de uma dependência entre classes [FUR98]............................ 46
Figura 4.9 – Diagrama de classe – Vídeo Locadora.................................................. 47
Figura4.10 – Exemplo de uma classe........................................................................ 47
Figura 4.11 - Exemplo de representação de um caso de uso..................................... 49
Figura 4.12 - Exemplo de representação de um caso de uso com ponto de extensão. 50
Figura 4.13 - Representação de Ator....................................................................... 51
Figura 4.14 - Representa o Relacionamento de caso de uso...................................... 52
Figura 4.15 Exemplo de Caso de uso de uma Vídeo Locadora................................. 52
, 23/12/05
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, 23/12/05
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Tabela 4-1 Informações dos relacionamentos........................................................... 53
Figura 4.17 – Diagrama de Sequencia – Vídeo Locadora......................................... 56
Figura 4.18 – Diagrama de Claboração – Vídeo Locadora....................................... 58
Figura 4.19 – Diagrama de Atividade....................................................................... 60
Figura 4.20 – Diagrama de Componentes.[BAR98]................................................. 62
Figura 4.21 – Diagrama de implantação– Associações entre Nodes.[BAR98]........... 63
Figura 5.1– Categorização dos fatores de qualidade [ARA97]................................. 67
Tabela 5-1 Mapeamento dos Requisitos de qualidade na OO[ARA.97]................... 69
Figura 5.2 – Métricas de Software [PRE95]............................................................. 71
Figura 5.3 – Métricas Orientadas ao tamanho [PRE95]............................................ 72
 
, 23/12/05
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, 23/12/05
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, 23/12/05
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, 23/12/05
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, 23/12/05
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LISTA DE TABELAS
 
Tabela 4-1 Informações dos relacionamentos........................................................... 53
Tabela 5-1 Mapeamento dos Requisitos de qualidade na OO[ARA.97]................... 69
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1 - Introdução
 
 
Existem no mercado muitos livros e outras referências bibliográficas apresentando os conceitos da 
Tecnologia de Objetos e os benefícios de sua utilização. Além disso, a grande maioria dos softwares 
comerciais, especialmente os do ambiente Windows, já incorporam características orientadas a objetos. O 
encapsulamento de propriedades, métodos em objetos, a complexidade, confiabilidade e integridade, são 
algumas das características da tecnologia orientadas a objetos.
 
Pretende-se com esse trabalho mostrar a aplicabilidade da tecnologia orientada a objeto, permitindo a 
fácil compreensão dos seus benefícios, o entendimento das metodologias e técnicas existentes. 
Explicando os significados de classes, objeto, mensagens e outras entidades comuns da orientação a 
objetos. Juntamente com a UML (Unified Modeling Language – Linguagem Unificada de Modelagem) 
que é uma unificação de três grande metodologias, criadas por por Grady Booch, James Rumbaugh, e Ivar 
Jacobson e que passou por um processo de padronização pela OMG (Object Management Group) e é 
agora um padrão OMG.
 
Um software de qualidade garante a segurança de pessoas e a disponibilidade de serviços essenciais à 
população. De fato, empresas que desenvolvem software de qualidade são mais competitivas, o que é 
muito importante para a sobrevivência das mesmas em um mercado cadavez mais globalizado. Da 
mesma forma, as empresas que consomem software de alta qualidade têm chances maiores de manter e 
conquistar mercados. Em geral, com a utilização de software de qualidade a sociedade pode dispor de 
melhores produtos a um menor custo. Por isso um dos principais objetivos da Engenharia de Software é 
contribuir para a produção de software de qualidade. 
 
Uma métrica , permite quantificar um atributo de um produto do processo de desenvolvimento de 
software ou do próprio processo de concepção. O termo produto tanto se poderá aplicar a definições de 
requisitos, como a especificações funcionais, código fonte ou código executável. Uma "boa" métrica 
deverá auxiliar no desenvolvimento de modelos capazes de estimar os parâmetros de um processo ou 
produto e não apenas descrevê-los. Para tal deverá ter as seguintes características: validade, objetividade, 
baixo custo. A uso da UML e uso das métricas dá ao software uma maior garantia devido todos os seus 
benefícios.
 
No capítulo 02 será apresentado a Orientação a Objeto, definindo os conceitos básicos da tecnologia 
tais como: objeto, classe, encapsulamento, herança, métodos, polimorfismo, mensagens, etc. e esclarecer 
sobre os benefícios da Tecnologia de Objetos.
 
Já no capítulo 03 será apresentado os termos específicos de um produto , esclarecendo sobre os 
desenvolvimento de um sistemas orientado a objetos. Fala-se também sobre os ciclos de 
desenvolvimento, do banco de dados, as metodologias, os métodos, da análise e o projeto orientados a 
objeto, das fases de desenvolvimento e das linguagens orientadas a objetos. 
 
E o capítulo 04 será apresentada a notação UML mostrando todos os diagramas que a UML apresenta 
e exemplos e terá ênfase nos diagramas de classe, Use Case e de seqüência.
 
O capítulo 05 apresenta algumas conceitos básicos da qualidade e como consegui-los através do uso 
das métricas de falando das qualidades que a UML veio trazer a orientação a objeto.
Por fim, o capítulo 06 encerra o documento com uma avaliação, dizendo porque da orientação a 
objeto e quais as vantagens da UML e se essa modelagem será uma grande revelação.
 
 
 
 
 
2 - Fundamentos da Orientação a Objeto
 
 
Este capitulo, apresenta sucintamente história da Orientação a Objetos, define os principais 
conceitos associados a todos os sistemas orientados a objetos, e fala genericamente os benefícios da 
Orientação a Objetos.
 
2.1- Enfoque e Histórico
 
 A utilização da Orientação a Objetos não é novidade no mundo da informática. Já existia nos anos 
60, um conexão com uma linguagem chamada Simula-67, desenvolvida por Kristin Nygard e Ole-Johan 
Dahl. Simula-67 representava conceitos de classes, rotinas correlatadas e subclasses muito parecidas com 
as atuais linguagens orientadas a objeto [WIN93].
 
Entretanto, o uso da Tecnologia de Objetos como metodologia básica para o desenvolvimento de 
sistemas, abrangendo todo o ciclo desde a análise até a construção de códigos, é uma prática recente. 
Apenas na década de 80 surgiram os primeiros estudos sobre o uso da Orientação a Objetos para 
especificação de projetos de sistemas.
 
Em paralelo a isso tudo, as linguagens Orientação a Objetos foram tornando-se populares, e 
muitos ambientes de desenvolvimento iniciaram sua jornada para gradativamente suportar os mecanismos 
desta tecnologia. Além disso, ferramentas CASE (Computer-Aided Software Engineering – Engenharia de 
Software Auxiliada por Computador) passaram a representar as diversas notações existentes, tentando se 
adequar a uma disciplina ainda em fase de concepção. Apesar dos conceitos serem os mesmos, cada 
metodologista adotou uma notação própria e, o que é pior, denominações diversas para tais conceitos.
 
Já podemos sentir alguma das influências da orientação a objeto. Padrões de linguagens começam 
a integrar com extensões ao objeto para linguagens de programação populares como Pascal, C e COBOL. 
Ferramentas de desenvolvimento, que são os componentes de suporte para as linguagens, estão sendo 
adotadas rapidamente a fim de facilitar o design, a codificação e a depuração de programas orientados a 
objeto. Os ambientes de desenvolvimento para as interfaces do usuário também já se encontram em uso, 
contando com sistemas padrões de janelas, que permitem a criação mais rápida de aplicativos interativos 
a partir de bibliotecas existentes.
 
 Nem todos os componentes da arquitetura orientada a objeto previstos para os anos 90 estão 
atualmente em uso. O sucesso comercial completo dependerá da convergência e integração dos sistemas, 
linguagens, ferramentas, banco de dados e biblioteca pré-elaboradas para dar suporte à criação e 
implementação de sistemas em grande escala com arquiteturas ao objeto.
 
 A Figura 2.1 mostra uma previsão da evolução completa para a integração da orientação a objeto.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
, 23/12/05
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Figura 2.1 – Evolução completa da orientação a objeto [WIN93]
2.2 Definições Básicas para Orientação a Objeto
 
As idéias fundamentais a tecnologia baseada em objetos incluem: Objetos, Classes, Abstração, 
Encapsulamento, Herança, Comunicação com Mensagens, Métodos de organização, Polimorfismo. Cada 
uma dessas idéias será discutidas nas seções que se seguem.
 
2.2.1 Objeto
 
 Objeto é um substantivo que pode ser abstrato ou real, sobre o qual armazenamos dados e 
operações que manipulam os dados. Que se tem como exemplo uma pessoa, um avião, etc.
 
Um objeto é a ocorrência específica (instância) de uma classe e é similar a uma entidade de uma 
tabela no modelo relacional somente até o ponto onde representa uma coleção de dados relacionados com 
um tema em comum.
 
Por exemplo, o nome ou CPF de um Empregado são dados que pertencem à entidade 
(Organização) ou ao objeto (Pessoas).Pessoas é uma mesma organização. Uma instância de Empregado é 
uma pessoa