Unid-04 - Modelos (UML)

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Práticas de Engenharia de 
Software 
Modelos (UML) 
- parte 2
1
IFPA
Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas (TADS)
PROFESSOR: Claudio Roberto de Lima Martins
claudiomartins2000@gmail.com
Agenda
2
▶ Esta aborda alguns diagramas não vistos no Cap 4 do livro 
ESM.
▶
Diagrama de Casos de Uso
3
Diagrama de Casos de Uso
▶Um diagrama de casos de uso descreve a relação entre atores 
e casos de uso (funcionalidades) de um dado sistema. 
▶Atores podem ser usuários de um sistema, bem como outros sistemas, 
equipamentos, e qualquer entidade que interage com o sistema e está 
modelado fora dos limites do sistema.
▶Este é um diagrama que permite dar uma visão de alto nível 
do sistema, sendo fundamental a definição correta da sua 
fronteira.
▶O diagrama complementa a narrativa da documentação dos 
casos de uso (como vistos nas aulas anteriores).
4
Diagrama de Casos de Uso
▶Representação básica
▶O ator é uma classe esterotipada por um boneco (stick man)
5
Linha representando a 
interação (associação) entre o 
ator e o caso de uso
Diagrama de Casos de Uso
▶Representação básica e elementos 
▶ Atores 
▶ Caso de Uso 
▶ Associação 
▶ Sistema
6
Representação do Ator do Sistema
▶Um ator também pode ser mostrado como uma classe com a palavra-chave de 
estereótipo «ator».
7
Ator Customer (”cliente”)
como Classe
Customer
https://www.uml-diagrams.org/class.html
Generalização entre atores
▶A generalização entre atores é usada como o mesmo sentido/objetivo que o 
usado para generalização entre classes.
8
No exemplo, o ator “Web Client” é 
uma superclasse abstrata para 
Administrador, Editor e Cliente.
Limites no Diagrama de Casos de Uso
▶Representação de limites do sistema em forma de caixa para delimitar o escopo 
do sistema. 
▶Os limites podem servir também para organizar o sistema por assuntos (módulos).
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Limites estereotipados no Diagrama de Casos de Uso
▶Exemplo do uso de estereótipos para um “assunto” (módulo independente): 
Assunto do serviço meteorológico estereotipado como «Serviço»
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Os estereótipos UML para 
o assunto são:
•"Subsistema"
•"Processador"
•"Serviço"
•"Componente"
Caso de uso
▶Cada caso de uso deve ter um nome.
▶O caso de uso é mostrado como uma elipse contendo o nome do caso de uso.
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Caso de uso de registro do usuário .
Caso de uso de transferência de fundos
Generalização entre casos de uso
▶A generalização entre os casos de uso é semelhante à generalização entre as 
classes (caso de uso “filho” herda as propriedades e o comportamento do caso de 
uso “pai” e pode substituir o comportamento do pai.
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O caso de uso “Autenticação de 
Usuário da Web” é um caso de 
uso abstrato especializado 
em casos de uso ”Login”, “Lembrar-
me” e “Logon Único”.
https://www.uml-diagrams.org/use-case.html#generalization
https://www.uml-diagrams.org/generalization.html
https://www.uml-diagrams.org/use-case.html#abstract-use-case
https://www.uml-diagrams.org/use-case.html#abstract-use-case
Relacionamento de “extensão” (extend) entre casos de uso
▶“Extend” é um relacionamento direcionado que especifica 
como e quando o comportamento definido no caso de uso de 
extensão suplementa (estende) o comportamento definido 
no caso de uso estendido (o caso de uso base/principal).
▶O caso de uso estendido é independente do caso de uso 
estendido.
▶A extensão do caso de uso normalmente define 
um comportamento ”opcional”
▶Significa que a chamada ao caso de uso estendido não é necessariamente 
obrigatório de ocorrer no fluxo alternativo do caso de uso principal.
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https://www.uml-diagrams.org/uml-core.html#directed-relationship
Relacionamento de “extensão” (extend) entre casos de uso
▶O relacionamento estendido entre os casos de uso é mostrado por uma 
seta tracejada com uma ponta de seta aberta do caso de 
uso estendido para o caso de uso estendido (base).
A seta é rotulada com a palavra-chave «extend»
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Ex: 
O caso de uso de registro é 
completo e significativo por si só.
Ele poderia ser estendido com o caso 
de uso opcional Get Help On
Registration (Ajuda ao Registro).
Relacionamento de “include” entre Casos de uso
▶Um relacionamento de inclusão (“include”) é 
um relacionamento direto entre dois casos de uso, que 
ocorre de forma obrigatória (não é opcional). 
▶O “include” representa um comportamento que ocorre 
quando um caso de uso incluído é inserido no comportamento 
do caso de uso de inclusão (o principal/base).
▶O relacionamento de inclusão é análogo a uma chamada de 
sub-rotina ou macro e pode ser usado:
▶quando há partes comuns do comportamento de dois ou mais casos de uso,
▶para simplificar grandes casos de uso, dividindo-os em vários casos de uso.
15
https://www.uml-diagrams.org/uml-core.html#directed-relationship
https://www.uml-diagrams.org/use-case.html
Relacionamento de “include” entre Casos de uso
▶Um relacionamento de inclusão entre os casos de uso é mostrado por 
uma seta tracejada com uma ponta de seta aberta do caso de uso base 
para o caso de uso incluído. A seta é rotulada com a palavra-
chave «include»
16
EX: 
Os casos de uso Depositar 
Fundos e Retirar Dinheiro incluem 
o caso de uso Autenticação do 
Cliente .
Relacionamento de “include” entre Casos de uso
▶Os casos de uso grandes e complexos podem ser simplificados dividindo-
os em vários casos de uso, cada um descrevendo alguma unidade lógica 
de comportamento. Observe que a inclusão de casos de uso se torna 
incompleta por si só e exige que os casos de uso incluídos sejam 
completos.
17
EX: 
O caso de uso de “Checkout” inclui 
vários casos de uso – “Pesquisar Item”,
“Calcular Total e Taxas” e “Pagamento”.
Resumo – Diagrama de Casos de Uso
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Exercício resolvido (1) 
▶Descreva as funcionalidade de um editor de texto simplificado (ex: Bloco de 
Notas). Em seguida, elabore um diagrama de casos de uso para as funcionalidade 
identificadas. 
Dica: concentre-se nas principais funções do editor, aquelas nas quais o usuário 
utiliza na confecção do texto.
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Exercício 
▶Descreva as funcionalidade de um editor de texto simplificado (ex: Bloco de 
Notas)
▶RESP:
▶Um editor de texto simplificado manipula o texto (seus dados/objetos) em um 
editor orientado a linhas. O texto é armazenado em arquivos que consistem em 
sequências de linhas, onde cada linha é uma sequência de caracteres. 
▶O editor oferece ao usuário funções básicas de edição usando o teclado, como 
quebra de linha (tecla ENTER), inserção de uma linha adicional, apagar o 
texto, selecionar texto, copiar texto, etc. Há operações extras que permitem 
formatar a fonte, pesquisar um texto, trocar um texto por outro, etc. 
▶Uma vez editado um texto, o editor permite operações típicas para criar um 
novo texto, salvar, imprimir e ler arquivos de textos salvos.
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Exercício 
▶Diagrama de casos de uso para as funcionalidade identificadas. 
RESP: Para simplificar o levantamento (preliminar), as funções para editar um texto (inserir linha, 
apagar, etc) ficam agrupadas em um único caso de uso (um grande caso de uso).
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Exercício resolvido (2)
▶Elabore um Diagrama de Casos de Uso para o seguinte cenário:
▶Um Vendedor tira um pedido para um cliente e ao tirar o pedido, 
ele pode ou não, dependendo do valor do pedido ou forma de 
pagamento, consultar o SPC. Ao tirar o pedido, será feita a 
verificação de pagamentos em atrasos do cliente. 
▶Ao ator Entregador é delegada a funcionalidade de entrega do 
pedido, mas também será feito a verificação de pagamentos em 
atrasos, reutilizando a especificação dessa funcionalidade.
OBS: identifique os casos de uso principais e os casos de uso de 
inclusão e extensão.
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Exercício resolvido (2)
▶Solução
23
Diagrama de Comunicação
(antigo Diagramas de colaboração na UML 1.x)
24
Diagrama de Comunicação
▶O diagrama de comunicação é um tipo de diagrama 
de interação UML que mostra as interações entre objetos na linha do 
tempo, usando mensagenssequenciadas em um arranjo de forma livre.
▶O diagrama de comunicação corresponde e pode ser convertido a 
um diagrama de sequência (vice-versa).
▶Nos diagramas de comunicação:
▶Os objetos são mostrados com conectores de associação entre eles.
▶As mensagens são incluídas nas associações e são mostradas como 
setas curtas apontando na direção do fluxo de mensagens.
▶A seqüência de mensagens é mostrada por meio de um esquema de 
numeração
25
https://www.uml-diagrams.org/uml-25-diagrams.html#interaction-diagram
https://www.uml-diagrams.org/sequence-diagrams.html
Diagrama de Comunicação – Exemplo
▶Os dois diagramas a seguir mostram um diagrama de 
comunicação e o diagrama de seqüência que mostra as 
mesmas informações.
▶A criação do diagrama de sequência a partir do diagrama de 
comunicação é possível, seguindo a sequência das mensagens 
a partir do esquema de numeração.
▶O objetivo principal de um diagrama de comunicação é 
mostrar claramente o conjunto completo de mensagens 
transmitidas entre objetos (troca de mensagens).
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Diagrama de Comunicação – Exemplo
▶Exemplo de um cenário principal (fluxo normal) para o caso de uso “Criar Contato”. 
27
Diagrama de Comunicação – Exemplo 
(correspondência ao Diagrama de Sequência)
28
Exercício: Diagrama de Sequência em Comunicação
▶Para o diagrama de sequência (caso de uso “Processamento de pedidos”), crie o 
diagram de colaboração correspondente. 
OBS: A mensagem “Enviar()” é do tipo assíncrona.
: Comprador
SOLUÇÃO
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Diagrama de Transição de Estados
(ou Diagrama de Máquina de Estados)
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Diagrama de Transição de Estados
▶Um diagrama de máquina de estado (ou Diagrama de Máquina de 
Estados) modela o comportamento de um único objeto, especificando 
a sequência de eventos pelos quais um objeto passa durante sua vida 
útil em resposta a eventos.
▶Com isso, o objeto pode passar de um estado inicial para um estado 
final através de uma transição.
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Exemplos didáticos 
▶Como exemplo, o diagrama da máquina de estados a seguir mostra os estados 
pelos quais uma porta passa durante sua vida útil.
33
A porta pode estar em um de três estados: "Aberta", "Fechada" ou "Trancada". Pode responder aos eventos 
Abrir (open), Fechar (close), Bloquear (lock) e Desbloquear (unlock). Observe que nem todos os eventos são 
válidos em todos os estados; por exemplo, se uma porta for aberta, você não poderá trancá-la até fechá-
la. Observe também que uma transição de estado pode ter uma condição de guarda anexada: se a porta 
estiver aberta, ela só pode responder ao evento Close (Fechar) se a condição doorWay-> isEmpty for 
atendida.
Estado
▶Um estado é uma restrição ou situação no ciclo de vida de um objeto, 
em que uma restrição se mantém (durante um tempo), o objeto 
executa uma atividade ou espera por um evento.
▶Um estado é denotado por um retângulo arredondado com o nome do 
estado escrito dentro dele.
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Diagrama de transição de estados das estações do ano (ciclo fechado)
Primavera Verão Outono Inverno
Estados iniciais e finais
▶O estado inicial é denotado por um círculo preto preenchido e pode ser rotulado 
com um nome (ou não). Pode representar um “pseudo” estado que inicia o 
processo do ciclo de vida dos estados do objeto.
▶O estado final é denotado por um círculo com um ponto dentro e também pode 
ser rotulado com um nome.
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Transição
▶As linhas de transição representam o movimento de um 
estado para outro. Cada linha de transição é rotulada com 
o evento que causa a transição.
▶Ver um sistema como um conjunto de estados e transições entre estados é 
muito útil para descrever comportamentos complexos.
▶Uma transição pode ter um gatilho, uma condição (guarda) e um efeito.
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"Trigger" é a causa da transição, que pode ser um sinal, um evento, uma mudança em alguma 
condição ou a passagem do tempo. "Guarda" é uma condição que deve ser verdadeira para que 
o gatilho cause a transição. "Efeito" é uma ação (método) que será chamada diretamente no 
objeto que possui a máquina de estado como resultado da transição.
Ações do Estado
▶Em um exemplo no qual uma transição gera um efeito, pode-se denotar uma 
ação.
▶Ação é uma computação atômica executável, que inclui chamadas de operação 
(um método), a criação ou destruição de outro objeto ou o envio de um sinal para 
um objeto. Uma ação está associada a transições e durante as quais uma ação não 
é interrompível - por exemplo, entrada, saída.
▶O diagrama abaixo mostra um estado com uma ação de entrada (“pickup”) e uma 
ação de saída (“disconnect”), em duas formas de representação.
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Autotransições
▶Um estado pode ter uma transição que retorna a si mesmo.
▶Isso é mais útil quando um efeito está associado à transição.
38
Nível de detalhamento do Diagrama de Estado
▶Um diagrama de estado pode ser mostrado em diversos níveis de 
detalhamento (abstração).
▶Ex: Máquina de estado comportamental de alto nível para caixa eletrônico de banco (um 
sistema)
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Diagrama de Estados e “sub-estados” 
▶Exemplo: Operação do forno de micro-ondas. O estado “Operação” é 
detalhado (explodido) para deixar mais claro o seu funcionamento.
Resumo – Diagrama de Máquina de Estado
41
Diagrama de Componentes
42
Diagrama de Componentes
▶Um diagrama de componentes ilustra os componentes de software (as “peças de 
software”), controladores, bibliotecas, etc., que irão compor um sistema.
▶Um diagrama de componente tem um nível mais alto de abstração do que um 
diagrama de classe 
▶geralmente um componente é implementado por uma ou mais classes (ou 
objetos) em tempo de execução.
▶“Componentes” são blocos de construção, com certa independência(*), em diversos 
níveis de granularidade (tamanho) de um software. 
▶ (*) Independência no sentido que podem ser substituídos sem comprometer o funcionamento do sistema.
▶Componente pode abranger um módulo ou grande parte de um sistema, sempre 
observando componente como um “bloco” físico, executável (já compilado, 
binário, ou executável).
Ex: uma página web, uma biblioteca “.jar”, uma API, um arquivo executável 
(.exe), um script (.bat ou shell), etc.
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Elementos do Diagrama de Componentes
▶Componente
▶Os componentes são representados como um 
classificador retangular com a palavra-chave 
«componente»; opcionalmente, o componente 
pode ser exibido como um retângulo com um 
ícone de componente no canto superior direito.
▶Conector de montagem
▶O conector de montagem conecta a interface 
necessária de um componente 
(Componente1) com a interface fornecida de 
outro componente (Componente2); isso 
permite que um componente forneça os 
serviços que outro componente requer.
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Elementos do Diagrama de Componentes
▶Portas
▶ O uso de portas no componente permite que 
um serviço ou comportamento seja 
especificado para fora de seu ambiente 
(fornecer serviços externos), bem como 
especifica parâmetros de entrada para que o 
serviço possa funcionar.
▶As portas podem especificar entradas e 
saídas, pois podem operar de forma 
bidirecional.
▶EX: O diagrama detalha um componente com 
uma porta para serviços online junto com 
duas interfaces fornecidas para entrada e 
rastreamento de pedidos, bem como um 
pagamento de interface necessário.45
Exemplo de Diagrama de Componentes
▶O diagrama exemplificado demonstra alguns componentes e seus 
inter-relacionamentos.
46
• Os conectores "ligam" as interfaces 
fornecidas por "Produto" e 
“Customer“ (Cliente) às ​​interfaces 
necessárias especificadas por 
“Order“ (Pedido).
• Um relacionamento de dependência 
mapeia os detalhes da conta 
associada (Account) de um cliente 
para a interface necessária; "
Payment“ (Pagamento), indicado 
por “Order“ (Pedido).
Resumo – Diagrama de Componentes
▶Os principais elementos do diagrama de componentes UML: componente, interface 
fornecida, interface necessária, porta, conectores.
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Diagrama de Implantação (Deployment)
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Diagramas deimplantação
▶Um diagrama de implantação modela a arquitetura do software em 
tempo de execução (em funcionamento ou implantado em um 
ambiente de operação).
▶Ele mostra a configuração dos elementos de hardware (nós) e mostra 
como os elementos e artefatos de software são mapeados nesses nós.
▶Elementos básicos:
▶Nó e Instância de Nó
▶Artefato
▶Associação
▶Nó Conteiner
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O diagrama de implantação pode ser adaptado para representar a arquitetura de rede de um sistema.
Veja mais em https://www.uml-diagrams.org/network-architecture-diagrams.html
https://www.uml-diagrams.org/network-architecture-diagrams.html
Diagrama de Implantação – Nó 
▶Nó define uma classe (genérica) de um hardware. Ex: Servidor, 
Computador, etc
▶Uma Instância de Nó exemplifica (instancia) um nó em termos de 
equipamento (tipo, marca, etc). Ex: HP-Pavillion é uma instância de 
um nó Computador. 
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Diagrama de Implantação – Nó estereotipado 
▶Estereótipos de nós: alguns nós podem ser identificados por 
estereótipos, por exemplo: «database-server», «mobile-device», 
«computador», «array-disco», «pc», «cliente-pc», «smartphone», «SSL-
server», «servidor-web»,«Storage»,«servidor-unix »,«notebook», etc.
▶Pode ser representado pelo nome ou por um ícone apropriado no canto 
superior direito do símbolo do nó
51
Diagrama de Implantação – Artefato
▶Um artefato é um produto do processo de desenvolvimento de 
software . Isso pode incluir modelos de processo (por exemplo, modelos 
de caso de uso, modelos de design, etc.), arquivos de código-fonte, 
executáveis, documentos de design, relatórios de teste, protótipos, 
manuais do usuário, etc.
▶Um artefato é denotado por um retângulo mostrando o nome do 
artefato, a palavra-chave «artefato» e um ícone de documento, 
conforme mostrado abaixo. 
▶Um artefato representa (na prática) um 
componente de software (em “manifesto”).
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https://sparxsystems.com/platforms/software_development.html
Diagrama de Implantação - Manifestação de componentes por 
artefatos
53
Diagrama de Implantação – Associação
▶Uma associação representa um “link” de comunicação entre os nós.
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O diagrama a seguir mostra um 
diagrama de implantação para uma 
rede, representando protocolos de rede 
como estereótipos e multiplicidades nas 
extremidades da associação.
Diagrama de Implantação – Nó como contêiner
▶Um nó pode conter outros elementos, como componentes ou artefatos.
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O diagrama a seguir mostra um diagrama de implantação para parte de um 
sistema embarcado, representando um artefato executável contido no nó da 
placa-mãe.
Exemplo de Diagrama de Implantação
▶Diagrama de implantação em nível de especificação: Aplicativo da web implantado 
no servidor Tomcat JSP e esquemas de banco de dados - para o sistema de banco de 
dados.
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Exercícios
57
Q01 
▶Represente em forma de classe (apenas uma classe e seus 
atributos) as
abstrações para o problemas a seguir. 
A) Uma multa de trânsito capturada por um radar eletrônico, que 
será aplicada ao motorista e seu veículo. 
B) Um bilhete de estacionamento, que é gerado em máquinas 
automatizadas (presentes em um shopping-center, por 
exemplo). O bilhete é retirado pelo motorista, e no final do 
passeio/compras ele se dirige ao guichê para pagar.
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Q02
▶ Identifique os atributos para as classes abaixo, considerando o essencial para o
contexto do problema:
a) Aluno (de uma universidade que frequenta um curso em um semestre)
b) Livro (em um sistema de biblioteca acadêmica)
c) Veículo (carro de passeio para uma locadora de automóveis)
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Q03
▶Identifique as classes com seus atributos e relacionamentos 
(associações) para o contexto a seguir: 
▶Uma turma de um curso de graduação tem disciplinas ministradas em salas diferentes. 
Uma turma possui uma identificação, turno, série e datas de início e término para 
matricula. Uma sala é identificada por um número, contém uma quantidade de lugares e 
está localizada em um prédio. Um curso tem um nome e um número de alunos 
matriculados, além de um período em semestres para sua conclusão. Uma disciplina tem 
um nome e um código, pertence a um curso e possui carga horária, ementa e conteúdo 
programático. 
60
Q04
▶Considere a atividade que você fez sobre o sistema de Clínica Médica. 
▶Descrição (Produto para gestão de clínica)
▶O produto deve dar suporte à gestão de uma clínica médica, onde trabalha uma equipe de médicos e 
enfermeiros. O software será usado pelos recepcionistas para marcação de consultas, assim como aos 
médicos para registro do prontuário e evolução (histórico) dos pacientes. Os enfermeiros atuam nas 
funções de atendimento ambulatorial ao paciente, registrando procedimentos ambulatoriais (avaliação 
clínica, aplicação de medicamentos, medição, coleta, curativos, etc). O software deve permitir a 
recepção de resultados de exames, enviados diretamente dos laboratórios conveniados aos médicos, que 
os solicitaram para os pacientes. Por opção do médico, estes resultados podem ser entregues aos 
pacientes, ou guardados na clínica para consulta posterior.
▶Elabore um diagrama de classes para a definição do sistema. Considere apenas as 
classes de negócio, sem métodos (apenas atributos essenciais e relacionamentos).
61
Q05 – Diagrama de Comunicação
62
▶Considerando o diagrama de comunicação a seguir, quais classes 
implementam os métodos m1(), m2(c), m3() e m4() ?
:A
m1()
m2()
m3() m4()
:A
m1()
m2()
m3() m4()
a) A:
b) X:
c) Y:
d) Z:
Obs: essa notação representa 
uma coleção de objetos
Q6 – UML 
63
▶Identifique os elementos do diagrama abaixo. 
▶Qual o nome desse diagrama?
a) ____ c) ____
b) ____
E1 ____
E2 ____
d) ____
Q7 – Identificação de classes/objetos
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▶Identifique classes e/ou relacionamentos a partir das seguintes 
regras do negócio:
 A) Pedidos são compostos de vários itens de pedido.
 B) Um item de pedido diz respeito a um e exatamente um produto.
 C) Um pedido pode conter até 20 itens. 
Q8 – Diagrama de Casos de Uso 
65
▶Considere um sistema para um terminal de auto-atendimento de um 
banco. Um cliente do banco ao utilizar o terminal de auto-
atendimento pode realizar as seguintes transações: 
 Obter o extrato da sua conta bancária, podendo escolher a opção de imprimir ou 
visualizar em tela.
 Realizar saque da conta.
 Realizar transferência de valores entre a sua conta e outra conta. 
 Em todas as transações é necessário fornecer a identificação da conta e do 
acesso do cliente (através de uma senha e passando o cartão no terminal).
▶Desenhe o diagrama de casos de uso, considerando os possíveis 
relacionamentos de include (incluir) e extend (estender). 
Q9 – Diagrama de Sequência
66
▶Faça o Diagrama de Sequência a partir da regra de um jogo de dados, 
descrito abaixo e do modelo conceitual presente na figura a seguir.
 Jogo de Dados: no jogo de dados, um jogador lança dois dados; se a soma dos 
valores das face for 7, ele ganha; caso contrário, ele perde.
Q10 – Diagrama de Estados
67
▶Elabore um Diagrama de Transição de Estados para um semáforo 
(sinal de trânsito).
LISTA DE EXERCICIOS DO CAP 4 (Livro Engenharia de Software na Prática)
68
▶Solucione as questões do Cap 4 do livro:
 https://engsoftmoderna.info/cap4.html
https://engsoftmoderna.info/cap4.html