Orientação a Objetos Edson E. Scalabrin, Marcos A. H. Shmeil e Alcides Calsavara {scalabrin, shm, alcides}@ppgia.pucpr.br Telefone: 0xx-41-330-1669.

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1 Orientação a Objetos Edson E. Scalabrin, Marcos A. H. Shmeil e Alcides Calsavara {scalabrin, shm, Telefone: 0xx

2 Modelagem orientada a objetos
Introdução Modelagem orientada a objetos Permite representar diretamente as entidades do mundo real e as relações entre essas entidades

3 Introdução (continuação)
Quais são os objetos presentes no cenário e as relações entre eles ?

4 Introdução (continuação)
Modelagem orientada a objetos Permite representar diretamente as entidades do mundo real em ambientes informatizados, sem a necessidade de deformar ou de decompor os mesmos. Relacionamentos entre entidades : generalização : é-um agregação : parte-de associação : relacionamento qualquer

5 Introdução (continuação)
Usuário Análise Geram solicitações Desenvolvedores Gerentes Enunciado do Problema Entrevistas com o usuário Constrói Modelos Conhecimento do domínio Experiência do mundo real Modelo de Objetos Modelo Dinâmico Modelo Funcional Projeto

6 Introdução (continuação)
O modelo objeto especifica o que acontece a quem representa a estrutura estática de um sistema O modelo dinâmico especifica quando algo deve acontece representa a estrutura de controle de um sistema O modelo funcional: descreve os cálculos executados em um sistema especifica o que acontece

7 Bibliografia Básica James Rumbaugh et al. Modelagem e Projetos Baseados em Objetos. Editora Campus, ISBN X. Grady Booch. Object-Oriented Analysis and Design with Applications. Second Edition. Addison-Wesley, ISBN Ivar Jacobson. Object-Oriented Software Engineering - a Use Case Driven approach. Addison-Wesley, ISBN Peter Coad. Objet Models - Strategies, Patterns & Applications. Prentice-Hall, ISBN Dennis de Champeaux. Object-Oriented Development Process and Metrics. Prentice-Hall, ISBN Gregory Satir and Doug Brown. C++ : The Core Language. O’Reilly & Associates, ISBN X.

8 Bibliografia Complementar
Jag Sodhi and Prince Sodhi. Object-Oriented Methos for Software Development. McGraw Hill, ISBN Chris Zimmermann (Ed). Advances in Object-Oriented Metalevel Architectures and Reflection. CRC Pr, ISBN X. Jonathan Pletzke. Advanced Smalltalk.. John Wiley & Sons, ISBN Al Stevens. C++ Database Development. Mis Pr, ISBN Grady Booch and Ed Eykholt (Eds). The Best of Booch: Designing Strategies for Object Technology. Prentice-Hall, ISBN

9 Método para modelagem OO
Ementa Conceituação de OO Método para modelagem OO Modelagem de Objetos Modelagem Dinâmica Modelagem Funcional Programação OO

10 Conceitos de OO Modelagem de Objetos

11 Vantagens Independência de implementação Esconder detalhes Flexibilidade Clareza conceitual Modularização Reusabilidade

12 Áreas de aplicação Linguagens de programação Bancos de dados
Sistemas operacionais Sistemas distribuídos Interface gráfica Métodos de modelagem de sistemas Métodos formais: Z++ Empacotamento de software: classes, componentes Integração de sistemas: CORBA, DCOM Reflexão: tolerância a falhas, reconfiguração

13 Conceitos fundamentais
Objeto Identidade Encapsulamento Classificação/Instanciação Generalização/Especialização Herança Polimorfismo

14 Objeto Um conceito, uma abstração, algo com limites e significados definidos para o problema em questão Um objeto do mundo real Um conjunto de atributos (estado) e métodos (comportamento) Uma instância de uma classe

15 Identidade Característica peculiar de um objeto que denota a existência em separado do objeto, mesmo que ele tenha os mesmos valores de atributos de outro objeto Uma identificação única de cada objeto

16 Encapsulamento Técnica de modelagem e implementação que separa os aspectos externos de um objeto dos detalhes internos de implementação do mesmo objeto Os atributos (estado) de objeto só é modificável a partir de seus métodos (interface)

17 Atributo Propriedade denominada de uma classe, que descreve o valor de um dado contido por cada objeto da classe Todo atributo tem um tipo e, opcionalmente, um valor default inicial Cada instância de uma classe possui todos os atributos definidos pela classe

18 Método (ou Operação) Função ou transformação que pode ser aplicada aos objetos de uma classe Todo método definido para uma classe pode ser aplicado a qualquer instância daquela classe Um método tem um nome, uma lista de argumentos, um tipo de retorno e uma implementação

19 Classe Descrição de um grupo de objetos com propriedades semelhantes, comportamento, relacionamentos e semântica comuns Instância: um objeto descrito por uma classe

20 Exemplo de classe Nome da classe Atributos + tipos Métodos MOTO
Marca: String cor: String estado: boolean Atributos + tipos ligaMotor(), mostraAtributos() Métodos

21 Exemplo de classe definida em Java
class MOTO{ private String marca, cor; boolean estadoMotor; void ligaMotor() { if (estadoMotor == true) System.out.println(“O motor já esta ligado”); else { estadoMotor = true; System.out.println(“Agora o motor já esta ligado”); } } // fim do método ligaMotor void mostraAtributos() { System.out.println(“Cor: “ + cor+ “ Marca: “ + marca + “Estado: “ + estadoMotor);

22 Exemplo de classe definida em Java (continuação)
class MOTO{ . . . public static void main ( String args[] ){ MOTO m = new MOTO(); m.marca = “Yamaha RZ350”; m.cor = “amarela”; m.mostraAtributos(); m.ligaMotor(); } // fim do método main } // fim da classe MOTO

23 Generalização Relacionamento entre uma classe e uma ou mais versões refinadas ou especializadas da classe Especialização: relacionamento inverso Superclasse: versão mais abstrata de outra classe, a subclasse Subclasse: versão mais refinada de outra classe, a superclasse

24 Herança Mecanismo baseado em objetos que permite que as classes compartilhem atributos e operações baseados em um relacionamento, geralmente generalização Uma subclasse herda atributos e métodos da superclasse

25 Polimorfismo Assume muitas formas
A propriedade segundo a qual uma operação (método) pode comportar-se diferentemente em classes diferentes A subclasse redefine a implementação de um método herdado da superclasse Onde se espera uma instância de um certa classe pode aparecer uma instância de qualquer subclasse daquela classe

26 Exemplo de herança e polimorfismo
BOTÃO Estado: boolean cor: Cores x: int y: int desenhe(), aperte(), desaperte(), pegaEstado(), mova(float x1, float x2) BOTÃO QUADRADO BOTÃO REDONDO diagonal : int raio : int desenhe() desenhe()

27 Implantação da classe Botão
class Botao { boolean estado; int cor; float x, y; public Botao(int cor) estado = true; cor = 0; x = y = 0; } public void aperte() {estado = true; } public void desaperte() {estado = false; } public boolean pegaEstado() { return estado; } public void desenhe() {} public void mova( float x1, float y1) { x = x1; y = y1; } }

28 Implantação da classe Botão Quadrado
class BotaoQuadrado extends Botao { float diagonal; public BotaoQuadrado(int cor, float dia){ super( cor ); diagonal = dia; } public void desenhe(){ System.out.println("Desenhe Botão Quadrado");

29 Implantação da classe Botão Redondo
class BotaoRedondo extends Botao { float raio; public BotaoRedondo(int cor, float r){ super( cor ); raio = r; } public void desenhe(){ System.out.println("Desenhe Botão Redondo");

30 Implantação da classe Janela
class Janela { public static void main( String args[] ) BotaoQuadrado bq = new BotaoQuadrado(1, (float)4.5); bq.desenhe(); BotaoRedondo br = new BotaoRedondo(1, (float)5.0); br.desenhe(); }

31 Exercício (Aparelho de troca de calor) nome = E302 fabricante = Brown peso = 5000 kg preço = $20000 área da superfície diâmetro do tubo = 2 cm comprimento do tubo = 6 m pressão do tubo = 15 atm pressão da concha = 1,7 atm (Tanque de teto flutuante) nome = T111 fabricante = Simplex peso = kg preço = $50000 volume = L pressão = 1,1 atm diâmetro = 8 m altura = 9m (Bomba de diafragma) nome = P101 fabricante = Simplex peso = 100 kg preço = $5000 pressão de sucção = 1,1 atm presssão de descarga = 3,3 atm taxa de fluxo = 300 I/h material do diafragma = Teflon Escreva um diagrama de classes para estas 3 (três) instâncias. Não é necessário incluir métodos.

32 Exemplos/Exercícios Componentes de uma interface gráfica: botões, menus, barras, ... Pessoas: aluno, professor, secretária, reitor Veículos: bicicleta, veleiro, carro, caminhão, avião, planador, motocicleta, cavalo Habitações: tenda, caverna, barraco, garagem, celeiro, casa, arranha-céu

33 Notação: Multiplicidade e Ordenação
OMT UML Classe A 1 Classe A 0..* Classe A Classe A 0..1 Classe A Classe A 1+ 1..* Classe A Classe A 2-5,10 2-5,10 Classe A Classe A {ordenado} 0..* {ordenado} Classe A Classe A

34 Ligação Uma conexão física ou conceitual entre objetos
Exemplo: O país Brasil tem como capital a cidade de Brasília. Exemplo: O funcionário João trabalha na empresa Transamérica S.A. Exemplo: O artigo “OO Solutions” foi publicado na conferencia OOPSLA’99.

35 Associação Relacionamento entre instâncias de duas ou mais classes descrevendo um grupo de ligações com estrutura e semântica comuns. Exemplo: Um país tem como capital uma cidade. Exemplo: Um funcionário trabalha numa empresa.

36 Agregação Forma especial de associação, entre o todo e suas partes, na qual o todo é composto pelas partes Também chamada de herança horizontal Exemplo: Um artigo é publicado em uma conferência, isto é, o artigo faz parte da conferência (ou dos anais da conferência).

37 Multiplicidade e Papel
Multiplicidade: Número de instâncias de uma classe que podem se relacionar a uma única instância de um classe associada (ou agregada). Papel: nome que identifica inequivocamente uma extremidade de uma associação.

38 Classe Pessoa Diagrama de instâncias
Cônjuge (Pessoa) uma avó (Pessoa) um avô mãe pai filho filho (Pessoa) uma tia (Pessoa) seu pai (Pessoa) sua mãe Irmão Cônjuge mãe pai mãe filho filho (Pessoa) um primo (Pessoa) você Primo filho

39 Classe Pessoa Diagrama de instâncias
Cônjuge (Pessoa) Ederiges (Pessoa) Casemiro mãe pai filho filho (Pessoa) Fátima (Pessoa) Emílio (Pessoa) Vitória Irmão Cônjuge mãe pai mãe filho filho (Pessoa) Marcelo (Pessoa) Edson Primo filho

40 Atributo de Ligação Um valor de dados presente em cada ligação (nível de instâncias) de uma associação (nível de classes) Uma propriedade da ligação entre objetos, e não dos objetos ligados, propriamente ditos Exemplos: permissão de acesso que um usuário possui para a um arquivo; o salário de uma pessoa em um emprego em uma companhia

41 Atributo de Ligação Exemplo: Muitos para Muitos
Arquivo Usuário String : nome Acessível por String : nome Integer : permissão /etc/termcap ( leitura ) John Doe /etc/termcap ( leitura-escrita ) Mary Brown /usr/doe/.login ( leitura-escrita ) John Doe

42 Atributo de Ligação Exemplo: Um para Muitos
Pessoa Empresa String : nome String : telefone Trabalha-para String : nome String : endereço chefe Float : salário String : cargo trabalhador Gerencia Float : desempenho

43 Associação como uma Classe
Cada ligação de uma associação é uma instância de uma classe Uma ligação é um objeto, com atributos e métodos Útil quando ligações podem participar em associações com outros objetos Útil quando ligações sofrem operações Exemplo: autorização para usuários em estações de trabalho

44 Associação como uma Classe Exemplo
Pessoa Estação Trabalho String : nome String : telefone Autorizado String : IP Usuário Integer : prioridade Integer : privilégios IniciarSessao() : void Diretório String : nome Diretório básico

45 Associação Ternária Representa ligações entre 3 objetos
Não pode ser dividida em associações binárias sem que haja perda de informações Associações de grau maior que 3 são raras e devem ser evitadas devido a complexidade de entendimento e implementação Exemplo: pessoas que são programadoras usam linguagens de programação em projetos

46 Associação Ternária + Papel
Pessoa Veículo comprador objeto String : nome String : telefone String : marca String : cor 1 1. .* vendedor 1 Concessionária Compra String : nome String : endereço Data : data

47 Associação Ternária + Papel
Pessoa Veículo vendedor objeto String : nome String : telefone String : marca String : cor 1 1. .* comprador 1 Concessionária Compra String : nome String : endereço Data : data

48 Exercício Pessoa nome : String idade : Int ID empregador 1 : ? ID empregador 2 : ? ID empregador 3 : ? endereço : String ID Pessoa : ? Carro ID proprietário : ? ID carro : ? tipo proprietário : ? modelo : String ano : Int Empréstimo ID cliente : ? número de conta : Int ID banco : ? juro : Real saldo atual : Real Empresa ID Empresa : ? Banco Estas classes possuem atributos que são ponteiros para outras classes de objetos. Estes ponteiros podem ser substituídos por associações. Considerando que: cada pessoa pode ter até três empregos em empresas diferentes. cada pessoa, carro, empresa e banco possui o seu próprio identificador (ID). o proprietário de um carro pode ser: uma pessoa, uma empresa ou um banco. em um empréstimo, o carro é o objeto penhorado (ou comprado). Prepare um diagrama de classes, onde os ponteiros são substituídos por relações. Pode haver a necessidade de acrescentar uma ou mais classes. Elimine todos os ID. Certos atributos podem ser transformados em discriminantes *. * Um discriminante é um atributo do tipo enumeração que indica que uma propriedade de um objeto tornou-se abstrata através de uma relação de generalização.

49 Exercício Resposta Veículo String : modelo Integer : ano Proprietário
Pessoa nome : String idade : Int ID empregador 1 : ? ID empregador 2 : ? ID empregador 3 : ? endereço : String ID Pessoa : ? Carro ID proprietário : ? ID carro : ? tipo proprietário : ? modelo : String ano : Int Empréstimo ID cliente : ? número de conta : Int ID banco : ? juro : Real saldo atual : Real Empresa ID Empresa : ? Banco Resposta Veículo String : modelo Integer : ano Proprietário String : nome Possui Pessoa Integer : idade String : endereço Empresa Banco Empréstimo Integer : conta Float : juros Float : saldo cedente penhor Emprega beneficiário

50 Ordenação em Associações
Em alguns casos o conjunto de objetos associados a um certo objeto apresenta uma ordem A palavra "ordenado" deve aparecer junto à multiplicade "muitos" de uma associação para indicar que existe uma ordem entre os objetos ligados Exemplos: as janelas visíveis em uma tela possuem uma ordem; os vértices de um polígono

51 Exercício (Pessoa) -10 10 (Ponto) 10 Tem Tem (Polígono) (Ponto) -10
Prepare um diagrama de classes a partir do diagrama de instâncias em questão. Explique suas decisões de multiplicidade. Cada ponto tem uma coordenada x e uma coordenada y. Qual é o menor número de pontos necessários para a construção de um polígono? Faz alguma diferença se um ponta pode ou não ser compartilhado por diversos polígonos? Como você pode expressar o fato de que os pontos estão em seqüência?

52 Exercício Resposta (Pessoa) -10 10 (Ponto) 10 Tem Tem (Polígono)
X : Real Y : Real Polígono 3+ {ordenado}

53 Exercício (Pessoa) -10 10 (Ponto) 10 próximo próximo próximo (Ponto)
último (Polígono) primeiro próximo Prepare um diagrama de classes e implemente-o (numa linguagem de programação de computadores orienta a objetos) a partir do diagrama de instâncias da figura abaixo. Explique suas decisões de multiplicidade. Como o seu diagrama expressa o fato de que os pontos estão em seqüência?

54 Exercício Resposta (Pessoa) -10 10 (Ponto) 10 próximo próximo próximo
último (Polígono) primeiro próximo Resposta Ponto X : real Y : real Polígono primeiro último próximo

55 Associação Qualificada
Relaciona dois objetos e um qualificador O qualificador reduz a multiplicidade Exemplo: Um diretório contém muitos arquivos, mas é o nome do arquivo dentro do diretório que identifica o arquivo (e identifica um único arquivo) Maior precisão na informação!!

56 Associação Qualificada Exemplos
Diretório Arquivo nome do arquivo Empresa organização Pessoa escritório funcionário ABC W Presidente Roger Slick ABC W Tesoureiro Joe Embezzle ABC W Diretor Joe Boe ABC W Diretor Jane Doe ABC W Diretor Moe Brown XYZ Candy Presidente Moe Brown

57 Uso de Agregação Na dúvida, use associação! Herança não representa o relacionamento parte-todo Agregados recursivos são freqüentes Agregação normalmente implica em propagação de operações

58 Uso de Agregação Exemplo
Propagação de operação Pessoa Possui cópia cópia Documento Parágrafo Sentença cópia() : void cópia() : void cópia() : void

59 Uso de Agregação Exemplo
Microcomputador Monitor Caixa do Sistema Mouse Teclado Chassis C . P . U R . A . M Ventoinha

60 Uso de Agregação Exercício
Prepare um diagrama de classes a partir do diagrama de instâncias de um documento geométrico mostrado na seqüência. Esse documento tem 4 páginas. A primeira página tem um ponto vermelho e um quadrado amarelo desenhados nela. A segunda página contém uma linha e uma elipse. Um arco, um círculo e um retângulo aparecem nas duas últimas páginas. Ao preparar seu diagrama, utilize exatamente um relacionamento de agregação e um ou mais relacionamentos de generalização

61 Uso de Agregação Exercício
(Ponto) dimensões = 0 cor = vermelho posição = (5,4) (Linha) dimensões = 1 cor = azul posição = (12,9) orientação = 36 graus comprimento = 7 (Arco) dimensões = 1 cor = verde posição = (25,36) orientação = 45 graus diâmetro = 13 (Círculo) dimensões = 2 cor = laranja posição = (10,78) largura = 5 altura = 5 (Página) N. página = 1 (Página) N. página = 2 (Página) N. página = 4 (Página) N. página = 3 (Quadrado) dimensões = 2 cor = amarelo posição = (54,88) orientação = 22 graus largura = 10 altura = 10 (Elipse) dimensões = 2 cor = marrom posição = (-300,49) orientação = 0 graus largura = 100 altura = 50 (Retângulo) dimensões = 2 cor = azul posição = (102,158) orientação = 30 graus largura = 5 altura = 10

62 Uso de Agregação Exercício
Resposta Página Figura cor posição Contem Ponto Figura 0D Linha comprimento Figura 1D orientação Retângulo Figura 2D largura altura Elipse Quadrado Circulo Arco diâmetro angulo

63 Classes Abstratas e Concretas
Classe abstrata: classe que não pode ter instâncias diretas, mas cujos descendentes sim; organizam características comuns a diversas classes; mecanismo para reutilizar código; pode definir operações abstratas (sem um correspondente método) Classe concreta: classe que pode ter instâncias diretas; não pode definir operações abstratas

64 Cancelamento para extensão
A nova operação é igual à operação herdada, exceto pelo fato de acrescentar alguns detalhes de comportamento, normalmente afetando novos atributos da subclasse.

65 Cancelamento para restrição
A nova operação restringe o protocolo (assinatura da operação), podendo reduzir os tipos de argumentos. A operação herdada fica fechada (restrita) dentro de cada subclasse específica.

66 Cancelamento para otimização
O novo método tem o mesmo protocolo externo e apresenta o mesmos resultados A implementação do novo método (algoritmo utilizado) pode ser completamente diferente

67 Cancelamento por conveniência
Emprego ad hoc de herança para reutilizar classes. Uma nova classe é tornada subclasse de uma classe existente e substitui os métodos inconvenientes. Semanticamente errado e conduz a problemas de manutenção; recomenda-se criar uma terceira classe (superclasse das demais)

68 Herança Múltipla Uma classe possui mais de uma subclasse e herda características de todos os seus ancestrais Maior capacidade de especificação de classes Maior oportunidade de reutilização Perda em simplicidade conceitual e de implementação Surgem classes de junção

69 Modelagem Dinâmica

70 Modelo Dinâmico Representa os aspectos de um sistema relativos ao tempo e às modificações de estado Abrangência: interações seqüência de operações fluxo de controle

71 Controle de um sistema Descreve as seqüências de operações que ocorrem em resposta a estímulos externos, sem considerar ao que as operações fazem, sobre o que elas atuam ou como são implementadas.

72 Conceitos fundamentais
EVENTO: representa um estímulo externo; conduz informação de um objeto para outro. ESTADO: representa valores (atributos e ligações) de um objeto; estado externo do objeto. MÁQUINA DE ESTADOS FINITOS Permite especificação de controle

73 Diagrama de Estados Representação gráfica de uma máquina de estados finitos Representa o padrão de eventos, estados e transições de estados para uma classe O modelo dinâmico de um sistema é composto por um conjunto de diagramas de estados, uma para cada classe. Cada máquina de estado funciona de maneira independente; são combinadas através de eventos compartilhados.

74 Eventos Um evento é algo que acontece "instantaneamente", em um certo momento. Exemplos: pressionar um botão do mouse aparecer uma janela na tela partida de um avião chegada de um avião tocar um telefone atender ao telefone

75 Exemplo de cenário : chamada telefônica
chamador levanta receptor sinal de discar começa chamador disca dígito( 3 ) sinal de discar pára chamador disca dígito ( 3 ) chamador disca dígito ( 0 ) chamador disca dígito ( 8 ) chamador disca dígito ( 1 ) telefone chamado começa a tocar ouve-se o tilintar do telefone chamado pessoa chamada atende telefone chamado pára de tocar som de chamada desaparece do telefone chamador telefones são interligados pessoa chamada desliga telefones são desligados chamador desliga

76 Exemplo de diagrama de eventos : chamada telefônica
Chamador chamador levanta receptor Linha telefônica Chamado sinal de discar começa disca ( 3 ) sinal de discar pára disca ( 3 ) disca ( 0 ) disca ( 8 ) disca ( 0 ) disca ( 8 ) disca ( 1 ) som de campainha telefone toca atende telefone som de campainha pára campainha pára telefones interligados telefones interligados Pessoa chamada desliga conexão desfeita conexão desfeita chamador desliga

77 Relacionamentos entre eventos
Causal: existe uma ordem entre os eventos. Exemplo: O vôo 123 deve partir de Chicago antes de chegar a São Francisco. Concorrente: ordem dos eventos é irrelevante. Exemplo: O vôo 123 pode partir antes ou depois que o vôo 456 parta de Roma. (Se fosse "para Roma", deveríamos considerar se não usam a mesma pista.)

78 Classes de eventos Indicam estrutura e comportamentos comuns a eventos. Simplificam a construção de diagramas de estados. Exemplo: classe partidas de aviões, com atributos linha aérea, número de vôo, cidade de origem, cidade destino. O momento ocorrência de um eventos é um atributo implícito.

79 Cenário Seqüência de eventos que ocorrem durante uma determinada execução do sistema Ilustra uma situação típica do sistema Auxilia no entendimento do problema e na condução para uma representação geral (modelo dinâmico) Diagrama de eventos: representação gráfica de um cenário. Exemplo: uma chamada telefônica.

80 Diagramas de Estados Relaciona eventos e estados
Um objeto muda de estado dependendo do evento e do estado atual. Transição: modificação de estado causada por um evento (mesmo quando estado final e inicial coincidem). Um evento pode ser irrelevante para um objeto em um certo estado. Exemplo: linha telefônica

81 Diagramas de Estados Exemplo : Linha telefônica
no-gancho no-gancho Inativa fora-do-gancho queda-da-linha Queda- da-linha Sinal de discar queda-da-linha dígito( n ) dígito( n ) número invalido Mensagem gravada Discando número ocupado Sinal de ocupado número válido Ligando tronco ocupado Sinal de ocu- pado rápido encaminhado Tocando Mensagem terminada telefone chamado atende Interligando telefone chamado desliga Desligando

82 Tipos de diagramas de estados
Diagrama de laço contínuo: representa um ciclo de vida; sem estado inicial ou final. Exemplo: linha telefônica. Diagrama de uma só passagem: representa objetos com vida finita; possuem um estado inicial (criação do objeto) e um estado final (destruição do objeto). Exemplo: jogo de xadrez

83 Diagramas de Estados Exemplo : jogo de xadrez
Diagrama de estados de uma só passagem para um jogo de xadrez Início Vez das brancas cheque-mate Pretas vencem empate forçado pretas jogam brancas jogam Empate empate forçado Vez das pretas Brancas vencem cheque-mate

84 Condições Uma condição é uma função booleana de valores, válida dentro de um intervalo de tempo. Condições funcionam como guardas nas transições: uma transição só dispara quando ocorre o evento e a condição de guarda for verdadeira. Exemplo: Pessoa com relação ao atributo "estar de luvas".

85 Diagramas de Estados Exemplo : Veículo
Diagrama de estados com transições guardadas tempo decorrido [ carros nas vias esquerdas N / S ] Norte / Sul podem ir em frente Norte / Sul podem dobrar à esquerda tempo decorrido [ sem carros nas vias esquerdas N / S ] tempo decorrido tempo decorrido tempo decorrido [ sem carros nas vias esquerdas L / O ] Leste / Oeste podem dobrar à esquerda Leste / Oeste podem ir em frente tempo decorrido [ carros nas vias esquerdas L / O ]

86 Controle de Operações Atividades e ações podem ser vinculadas a estados e eventos a fim de se especificar o que faz o objeto quando está em um determinado estado e o que faz em resposta a estímulos externos. Definem o comportamento do objeto!

87 Atividade Está sempre vinculada a um estado
Consome tempo para se completar É executada continuamente durante o tempo em que o objeto está num certo estado Notação: faça: atividade Exemplo: Um vendedor logo após ter recebido dinheiro para pagamento do item vendido deve calcular o troco. faça: calcular troco

88 Ação Está normalmente vinculada a um evento, mas também pode estar vinculada a um estado (ações de entrada, saída e internas) É executada "instantaneamente" Notação: evento / ação Exemplo: Exibir um menu quando o botão direito do mouse é pressionado. botão direito pressionado / exibir menu

89 Ações para um menu instantâneo
Controle de Operações Ações para um menu instantâneo botão direito pressionado / exibir menu instantâneo Inativo Menu visível botão direito liberado / apagar menu instantâneo cursor movimentado / iluminar item do menu

90 Diagrama de Estados com Operações
Notação Evento 1 ( atributos ) [ condição 1 ] / ação 1 Estado 1 faça : atividade 1 Estado 2 . . . Exercício: rescrever o diagrama de uma chamada telefônica utilizando a notação acima

91 Diagramas de Estados Nivelados
Permitem refinamentos sucessivos do modelo dinâmico Permitem uma descrição estruturada do sistema Pode-se expandir: um evento e sua correspondente ação uma atividade realizada em um certo estado Exemplo: Máquina de vender

92 Diagramas de Estados Nivelados Exemplo : máquina de vender
moedas introduzidas ( quantia ) / verificar saldo Inativa Recolhendo dinheiro moedas introduzidas ( quantia ) / acrescentar ao saldo cancelar / devolver moedas Selecionar ( item ) [ item vazio ] [ troco < 0 ] faça : testar item e calcular troco [ troco = 0 ] [ troco > 0 ] faça : entregar item faça : preparar troco

93 Diagramas de Estados Nivelados Exemplo : máquina de vender
Atividade entregar item da máquina de vender braço pronto braço pronto empurrado Faça : mover braço para a fileira correta Faça : mover braço para a coluna correta faça : empurrar item para fora da prateleira Transição selecionar item da máquina de vender dígito( n ) Selecionar( item ) dígito( n ) faça : acrescentar dígito faça : preparar item enter clear

94 Generalização de Estados
Os estados de um objeto podem ser organizados de forma hierárquica, em super-estados e sub-estados. Um sub-estado é um refinamento de um super-estado, i.e., um sub-estado é um dos possíveis estados do objeto dentro daquele super-estado. Um sub-estado herda as transições do super-estado; transições que se aplicam ao super-estado também se aplicam ao sub-estado. Exemplos: linha telefônica, transmissão automática de um automóvel

95 Generalização de Estados Exemplo : transmissão de um carro
apertar R Neutro Ré apertar N apertar N apertar F Para a frente pára sobe sobe Primeira Segunda Terceira reduz reduz

96 Generalização de Eventos
Os eventos que ocorrem em um sistema podem ser organizados de forma hierárquica, em super-eventos e sub-eventos. Um sub-evento herda atributos do super-evento. Onde um evento é descrito qualquer sub-evento seu é implicitamente descrito. A generalização de eventos facilita a abstração e permite concisão na representação de diagramas. Exemplo: Entrada do usuário.

97 Generalização de Eventos Exemplo : eventos de teclado
Hierarquia parcial de eventos para eventos de teclado tempo Entrada do usuário dispositivo Botão do mouse caracter do teclado localização caracter controle gráfico Botão do mouse apertado Botão do mouse liberado espaço alfanumérico pontuação

98 Concorrência de Agregação
O estado de um objeto composto (um agregado) é determinado pelos estados dos objetos que o compõem. Exemplo: O estado de um carro é determinado pelo estado da ignição, da transmissão, do freio, do acelerador, do motor, ... Os componentes de um agregado normalmente interagem entre si: a mudança de estado de um componente pode disparar uma transição em outro componente. A interação entre diagramas de estados de componentes é representada através de eventos compartilhados e/ou condições de guarda.

99 Concorrência de Agregação
Carro Ignição Transmissão Freio Acelerador Ignição Girar chave para dar partida [ transmissão em Neutro ] liberar chave Desligada Partida Ligada desligar a chave Freio Acelerador apertar acelerador apertar freio Desligado Ligado Desligado Partido liberar acelerador liberar freio

100 Concorrência Interna de Objetos
O diagrama de estados de um objeto pode ser particionado de acordo com atributos e ligações em sub-diagramas. O estado do objeto compreende um estado de cada sub-diagrama. Um mesmo evento pode causar transições em mais de um sub-diagrama. Exemplo: Jogo de bridge rubber.

101 Concorrência Interna de Objetos
Jogo de bridge com estados concorrentes Jogando rubber Vulnerabilidade N - S jogo N - S jogo N - S Não vulnerável Vulnerável N-S vence rubber Vulnerabilidade L - O jogo L - O jogo L - O Não vulnerável Vulnerável L - O vence rubber

102 Transição Automática Disparada quando a atividade vinculada a um estado termina O "evento" que causa a transição é o término da atividade Exemplo: Máquina de vender no estado correspondente a atividade testar item e calcular troco pode disparar uma de quatro transições automáticas.

103 Ações de Entrada e de Saída
Ações vinculadas ao ato de entrar ou sair de um estado Não adicionam poder de expressão, mas permitem uma representação mais concisa Exemplo: Controle de uma porta de garagem

104 Envio de Eventos Uma ação pode ser especificada como enviar um certo evento para outro objeto. Notação: enviar E (atributos) (palavra enviar pode ser omitida) Exemplo: Uma linha telefônica envia o evento ligar(número-de-telefone) para o comutador quando um número completo é discado. número completo / ligar(número-de-telefone)

105 Sincronização de Eventos Concorrentes
Um objeto pode executar várias atividades de forma concorrente (paralela). As atividades não são necessariamente sincronizadas, mas todas devem terminar para que ocorra transição de estado. Exemplo: Caixa automática.

106 Sincronização de Eventos Concorrentes
Emitindo dinheiro recolhido Faça : entregar dinheiro Preparação Pronta para reinicializar Faça : ejetar cartão cartão recolhido

107 Modelagem Funcional

108 Introdução O modelo funcional: O modelo dinâmico O modelo objeto
descreve os cálculos executados em um sistema especifica o que acontece O modelo dinâmico especifica quando acontece O modelo objeto o que acontece a quem

109 Modelo funcional O modelo funcional é composto por múltiplos DFD que especificam o significado das operações e restrições Um DFD mostra os relacionamentos funcionais dos valores calculados por um sistema, incluindo-se aí valores de entrada e de saída e de depósitos internos de dados

110 D.F.D. Ele mostra Ele NÃO mostra
o fluxo dos valores de dados desde suas origens nos objetos, através dos processos que os transformam, até seus destinos em outros objetos Ele NÃO mostra informações de controle, como o momento em que os processos são executados, ou decisões entre vias alternativas de dados; essas informações pertencem ao modelo dinâmico a organização dos valores no interior dos objetos; essa informação pertence ao modelo de objetos

111 D.F.D. Um D.F.D. contém: processos que transformam dados,
fluxos de dados que movimentam dados, objetos atores que produzem e consomem dados e objetos depósitos de dados que armazenam dados passivamente

112 D.F.D. Definições de ícones Janela Expandir em vetores Cortar vetores
tamanho Janela localização nome de ícone lista de vetores de aplicação lista de vetores da janela Expandir em vetores Cortar vetores Deslocar vetores localização lista de vetores da tela operações de pixels Converter em vetores Buffer da tela

113 Processos Dividir Inteira Exibir Ícone dividendo quociente nome do
operações de pixels Dividir Inteira Exibir Ícone localização resto divisor

114 Fluxos de dados Um fluxo de dados interliga a saída de um objeto ou processo à entrada de outro objeto ou processo. Os fluxos de dados representam os valores intermediários de dados em uma computação. Os valores não são modificados pelos fluxos rua e número cidade número endereço estado código postal

115 Atores Um ator é um objeto que dirige o DFD produzindo ou consumindo valores. Os atores são vinculados às entradas e saídas de um DFD. Os atores, normalmente, se localizam nos limites do DFD tanto como origens ou como destinos de dados Um ator é desenhado como um retângulo para mostrar que ele é um objeto. As flechas entre o ator e o diagrama são entradas e saídas do diagrama. Exemplo: o “buffer” de tela é um ator que consome operações de pixels.

116 Depósitos de dados Um depósito de dados é um objeto passivo, em DFD, que armazena dados para uso futuro. Um depósito de dados permite que o acesso aos valores seja feito em uma ordem diferente daquela em que foram gerados. Depósitos de dados agregados como listas e tabelas, permitem acesso aos dados por ordem de inserção ou por chaves de indexação. Exemplo: como depósito de dados pode-se incluir o banco de dados de reserva de lugares em uma empresa aérea, contas bancárias e uma lista de registros de temperatura do dia anterior.

117 Depósitos de dados Um depósito de dados é desenhado como um par de linhas paralelas contendo o nome do depósito As setas de entrada indicam informações ou operações que modificam os dados armazenados, incluindo : o acréscimo de elementos ; a modificação de valores ; a eliminação de elementos. As setas de saída indicam a recuperação de informações do depósito, incluindo: a recuperação de todo o valor ou de uma parte dele.

118 Depósitos de dados -- Conta temp. max. saldo temperatura retirada
Leituras cliente -- temp. min. nome do item Lista de preços Tabela periódica preço pesos atômicos nome do item peso atômico achar preço preço elemento achar peso

119 Depósitos de dados Escolha Atualizar Cliente
contas Escolha Banco Conta saldo nome solicitação Atualizar Cliente Criação dinâmica ou seleção de um objeto para uso posterior

120 Depósitos de dados Abrir conta Cliente Criação de um novo objeto conta
Banco nome, depósito Cliente Conta número da conta Criação de um novo objeto