Projeto de Sistemas de Software (PSS) Prof. Carlos J. P. Lucena.

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1 Projeto de Sistemas de Software (PSS) Prof. Carlos J. P. Lucena

2 © LES/PUC-Rio Assunto Técnicas de projeto –Utilizadas para o desenvolvimento de software –Orientado a objetos –Promovendo a reutilização de software

3 © LES/PUC-Rio Ementa Revisão de UML –Princípios de Modelagem –Diagrama e Descrição de Casos de Uso –Diagrama de Classes –Diagrama de Seqüências Introdução à Arquitetura J2EE Reuso de Software –Overview –Design Patterns –Frameworks –Linha de Produtos de Software

4 © LES/PUC-Rio Ementa Introdução a Agentes –Conceitos básicos –Plataforma JADE Introdução a Orientação a Aspectos –Conceitos básicos –AspectJ (Exemplos)

5 © LES/PUC-Rio Avaliação –Freqüência e participação do aluno (FP) –Trabalho Experimental (TE) Projetar (utilizando UML) e implementar uma aplicação em Java –Trabalho sobre Padrões de Projeto (TPP) Apresentar alguns padrões de projeto e implementá-los (em Java) em exemplos simples –Trabalho Final (TF) Projetar e implementar (em Java) uma Linha de Produto de Software Derivar um produto Utilizar padrões de projetos e agentes de software Nota Final = (0,25 * TE) + (0,15 * TPP) + (0,5 * TF) +- (0.1 * FP)

6 © LES/PUC-Rio Avaliação Trabalhos –Trabalho Experimental (TE) Preparatório para o trabalho final –Trabalho Final (TF) Acompanhamento semanal dos progressos do trabalho Documentação baseada num documento padrão a ser disponibilizado Principais artefatos gerados –Diagramas UML (Casos de Uso, Classes, Seqüência) –Descrição dos Casos de Uso –Código

7 © LES/PUC-Rio Equipe Prof. Carlos Lucena –lucena@inf.puc-rio.brlucena@inf.puc-rio.br Instrutores –Darlinton Carvalho darlinton@gmail.com –Carlos Roberto crmarquesjc@gmail.com –Baldoino Fonseca baldoino.fonseca@gmail.com –Manoel Teixeira manoelteixeira@gmail.com

8 © LES/PUC-Rio Agenda Março 08/03Apresentação do Curso e Visão Geral 15/03UML (Casos de Uso e Diagrama de Classes) 22/03 UML (Diagrama de Seqüência) Arquitetura J2EE (Servlet + JSP) 29/03Design Patterns

9 © LES/PUC-Rio Agenda Abril 05/04Apresentação do Trabalho de Design Patterns 12/04Agentes (teoria e exemplos) 19/04 Frameworks OO Dúvidas do sobre o Trabalho Final 26/04Linhas de Produto Software

10 © LES/PUC-Rio Agenda Maio 03/05 Trabalho Final: Apresentação inicial Entrega do Trabalho Experimental 10/05Programação Orientada a Aspectos 17/05 Trabalho Final: Apresentação do Problema (Diagrama de Features) 24/05 Trabalho Final: Apresentação (Diagramas de Casos de Uso e Diagramas de Classes) 31/05Trabalho Final: Apresentação (Diagramas de Seqüência)

11 © LES/PUC-Rio Agenda Junho 07/06 Trabalho Final: Apresentação (Diagr. Classe e Seq. Refinados + Patterns) 14/06 Trabalho Final: Apresentação (Diagr. Classe e Seq. Refinados + Demo) 28/06 Trabalho Final: Apresentação Final (Documentação + Demo Final) 05/07Trabalho Final: Entrega do Documento 12/07 – Divulgação das Notas Finais

12 © LES/PUC-Rio Apoio Educacional Recursos –Aulas Segunda-feira, das 13h às 16h Fundação Padre Leonel Franca - 13o Andar –Atendimento Elder Cirilo (elderreioli@yahoo.com.br) Andrew Diniz (acosta@inf.puc-rio.br)acosta@inf.puc-rio.br Baldoino Fonseca (baldoino.fonseca@gmail.com)baldoino.fonseca@gmail.com Manoel Teixeira (manoelteixeira@gmail.com)manoelteixeira@gmail.com –Wiki http://web.teccomm.les.inf.puc- rio.br/index.php/Projeto_de_Sistemas_de_Softwarehttp://web.teccomm.les.inf.puc- rio.br/index.php/Projeto_de_Sistemas_de_Software –Grupo Criar

13 © LES/PUC-Rio Apoio Educacional Horário de Atendimento –Definir

14 Projeto de Sistemas de Software (PSS) Visão Geral

15 Reuso de Software

16 © LES/PUC-Rio ES baseada em Reuso Reuso de Sistemas –Uma aplicação pode ser reutilizada incorporando-se à outros sistemas sem necessidade de mudança ou com algumas configurações Reuso de Componentes –Componentes de software que implementam um conjunto de funções podem ser reutilizados Reuso de Funções –Componentes de software que implementam uma única função podem ser reutilizados

17 © LES/PUC-Rio Benefícios do Reuso Maior confiabilidade –Componentes já utilizados e testados em outros sistemas são mais confiáveis que novos componentes Redução dos riscos de processo –Menos incerteza nos custos de reuso comparado aos custos de desenvolvimento Uso efetivo de especialistas –O especialista desenvolve software reutilizável encapsulando seu conhecimento, ao invés de desenvolver as mesmas funcionalidades repetidas vezes em diferentes projetos Uso efetivo de padrões –O uso de padrões organizacionais agiliza o desenvolvimento pois estabelece uma base comum de comunicação e garante a consistência Desenvolvimento acelerado –Evitando o desenvolvimento de produtos originais é possível acelerar a produção e a validação

18 © LES/PUC-Rio Problema do Reuso Aumento nos custos de manutenção –Dificuldade de adaptar componentes sem o código fonte Dificuldade em encontrar e adaptar componentes reutilizáveis Síndrome do não-foi-inventado-aqui –Falta de confiança no componente –Desenvolvedor prefere reimplementar pois acredita poder aprimorá-lo

19 © LES/PUC-Rio Reuso de Projeto e Implementação Neste curso, serão abordados algumas técnicas que propiciam o reuso de projeto e implementação em sistemas OO –Padrões de Projeto (Design Patterns) –Frameworks –Linhas de Produto

20 Padrões de Projeto (Design Patterns)

21 © LES/PUC-Rio Definição: Padrão Cada padrão descreve um problema que ocorre repetidas vezes em nosso ambiente, e então descreve o núcleo da sua solução para aquele problema, de tal maneira que seja possível usar essa solução milhões de vezes sem nunca fazê-la da mesma forma duas vezes. Christopher Alexander sobre padrões em arquitetura de construções

22 © LES/PUC-Rio Definição: Padrão de Projeto Os padrões de projeto são descrições de objetos que se comunicam e classes que são customizadas para resolver um problema de projeto genérico em um contexto específico. Gamma, Helm, Vlissides & Johnson, sobre padrões de projeto em software

23 © LES/PUC-Rio Padrões de Projeto Formas de reutilizar conhecimento abstrato sobre problemas e soluções Descrições de problemas e essências de soluções Aplicáveis em classes de problemas bem conhecidos Soluções que funcionam, tornando-se receitas para situações similares OBS: Desde que estas soluções tenham sido projetadas com flexibilidade

24 © LES/PUC-Rio Bibliografia –Design Patterns: Elements of Reusable Object- Oriented Software Publicado em 1994 Autores: –Erich Gamma –John Vlissides –Ralph Jonhson –Richard Helm conhecidos como: –The Gang of Four (GoF) Contém 23 padrões de projeto

25 © LES/PUC-Rio Benefícios Aprendizagem com a experiência dos outros –Identificação de problemas comuns de projeto de software –Utilização de soluções testadas e bem documentadas –Ajuda um novato a agir mais como um experiente Aumento da produtividade Melhoria na qualidade do projeto OO –Normalmente utilizam boas práticas de OO –Utilizam eficientemente polimorfismo, herança e composição Vocabulário comum –Uso de soluções conhecidas facilita a comunicação e documentação Ajuda na conversão de um modelo de análise em um modelo de implementação

26 © LES/PUC-Rio Exemplo: Adapter Pattern Você já precisou ligar seu laptop na tomada num país estrangeiro? ? ?

27 © LES/PUC-Rio Exemplo: Adapter Pattern Existem diversos adaptadores

28 © LES/PUC-Rio Exemplo: Adapter Pattern O plug do laptop espera outra interface O adaptador converte uma interface na outra A tomada oferece uma interface

29 © LES/PUC-Rio Exemplo: Adapter Pattern Suponha que você tem um sistema que usa o componente A Seu sistema Componente A Interfaces compatíveis

30 © LES/PUC-Rio Exemplo: Adapter Pattern Porém o fornecedor do componente A faliu… Você precisa utilizar o componente de outro fornecedor Seu sistema Componente A

31 © LES/PUC-Rio Exemplo: Adapter Pattern Porém, o fornecedor do componente B oferece uma interface incompatível com o seu sistema Seu sistema Componente B Interfaces incompatíveis

32 © LES/PUC-Rio Exemplo: Adapter Pattern Para não correr riscos, você cria um adaptador Seu sistema Interfaces compatíveis Adaptador Componente B Interfaces compatíveis Sem alteração de código Código novo

33 © LES/PUC-Rio Exemplo: Adapter Pattern Problema –Como adaptar a interface de dois componentes? Solução –Adapter Pattern Converte a interface para outra interface que o cliente espera encontrar. O adaptador permite que componentes com interfaces incompatíveis trabalhem juntos

34 Frameworks

35 © LES/PUC-Rio Frameworks de Aplicação Framework de aplicação –Projeto constituído de uma coleção de classes concretas e abstratas, e de interfaces entre elas Instância do framework –Implementada pela adição de detalhes específicos e pela instanciação das classes abstratas Frameworks –Entidades relativamente grandes que podem ser reutilizadas

36 © LES/PUC-Rio Estendendo Frameworks Frameworks –Genéricos –Estendidos para criar uma aplicação ou sub-sistema específico Estender um framework envolve –Adicionar classes concretas que herdam operações das classes abstratas do framework Problemas: –complexidade –tempo necessário para usá-los efetivamente

37 © LES/PUC-Rio Estrutura de um framework Um framework separa o que é fixo (frozen-spots) do que é variável (hot-spots) Specific Application Code #1

38 © LES/PUC-Rio Exemplo framework Framework de Análise e Persistência de dados Hot-Spot #1 Tipo de persistência Hot-Spot #2 Algoritmo de Análise Implementação do Hot-Spot #1 Implementação do Hot-Spot #2 #1 MySQL #2 Anal. Estatística

39 Linha de Produto

40 © LES/PUC-Rio Linhas de Produto de Software Conjunto de sistemas –Compartilham características comuns e gerenciáveis que satisfazem às necessidades de um segmento particular do mercado. Produtos derivados –chamados de família de produtos Arquitetura SPL –Conjunto de features comuns e variáveis de uma família de produtos

41 © LES/PUC-Rio Linhas de Produto de Software A maioria dos sistemas não são novos Construir pontos de variação usando artefatos da linha de produto –Arquiteturas Comuns –Componentes Construídos com Pontos de Variação

42 © LES/PUC-Rio Linhas de Produto de Software Produtos Domínio de Aplicação / Estratégia de Mercado pertencem Arquitetura compartilham Componentes construídos por

43 © LES/PUC-Rio Linhas de Produto de Software

44 © LES/PUC-Rio Exemplo de LP Exemplo: Indústria Automobilística Carro –Caixa de Marcha Automática Manual –Motor Diesel Gasolina –Tipo de Motor 1.0 1.6 –... Pontos de Variação Variantes

45 Agentes de Software

46 © LES/PUC-Rio Cenário Atual Com os avanços do desenvolvimento de aplicações distribuídas na Internet, a introdução de componentes de software com algum tipo de auto-controle está se tornando usual Os sistemas de software deverão estar –Em todo o lugar –Sempre conectados (disponíveis) –Sempre ativos para executar requisições de usuários

47 © LES/PUC-Rio Evolução dos Paradigmas de ES Linguagens Assembler Abstração Funcional Programação Estruturada Orientação a Objetos Componentes... Agentes de Software Tempo

48 © LES/PUC-Rio O que são Agentes? Inteligência Artificial –Um agente é pró-ativo, inteligente, e deve ser altamente interativo (P2P) em vez de participar de uma arquitetura cliente-servidor Engenharia de Software –Um agente é um componente de software com processos internos de execução (threads), tanto pró-ativo quanto reativo, e que pode participar de protocolos de interação complexos e com estado

49 © LES/PUC-Rio Exemplos de Agentes Buscam, negociam e montam pacotes de viagens Representam usuários em um sistema de leilão (negociam produtos) Buscam informações de interesse de usuários na Internet Realizam monitoramento de estado e enviam alertas

50 Projeto de Sistemas de Software (PSS) Exemplo de Trabalho Final

51 © LES/PUC-Rio ExpertCommittee Análise do Domínio –Sistema para gerenciamento de conferências Suportam a maioria das tarefas administrativas de conferencias Gerenciamento mais fácies destes eventos mais fáceis Redução o tempo gasto –Exemplos JEMS (https://submissoes.sbc.org.br/)https://submissoes.sbc.org.br/ ConfMaster (http://www.confmaster.net/)http://www.confmaster.net/ ConfTool (http://www.conftool.net/)http://www.conftool.net/ EasyChair (http://www.easychair.org/)http://www.easychair.org/

52 © LES/PUC-Rio ExpertCommittee

53 © LES/PUC-Rio EC – Feature Model

54 © LES/PUC-Rio EC – Use Case Diagram

55 © LES/PUC-Rio EC – Class Diagram (Core)

56 © LES/PUC-Rio EC – Class Diagram (Agentes)

57 © LES/PUC-Rio EC - Arquitetura