Sistemas de Informa

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Sistemas de Informação I

• Ulrich Schiel

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA
GRANDE Bacharelado em Ciência da Computação
2
Conteúdo

• 1) Linguagens de Programação
• 2) Noções de prototipagem
• 3) Sistemas de Informação Conceitos

3
Conteúdo

• 4) Orientação a Objetos - Conceitos e sistemas
  
• (Bancos de Dados, Interfaces, Sistemas
  Operacionais, linguagens...)
• 5) A Linguagem Unificada de Modelagem UML
• 6) Desenvolvimento de sistemas orientados a
  objetos (O Processo Unificado - RUP-Rational
  Unified Process)

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Bibliografia

• R. M. Stair Princípios de Sistemas e Informação
  2ª Edição, LTC, 1996
• Booch, Grady / Rumbaugh, James / Jacobson, Ivar
  Uml - Guia Do Usuario Editora Campus
• Booch, Grady / Rumbaugh, James / Jacobson, Ivar
  Uml - Guia Do Programador Editora Campus
• Jacobson, I., Booch, G., Rumbaugh, J. The Unified
  Software Development Process, Addison Wesley

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Bibliografia

• C. Larman Utilizando UML e Padrões- Uma
  Introdução à Análise e ao Projeto
  Orientados a Objeto, Bookman (2000)
•  B. COX Object-Oriented Programming An
  Evolutionary Approach, Addison Wesley,
  1986
•  M. Page-Jones Fundamentos do desenho orientado
  a objeto com UML, Makron Books, 1998
•  J. MARTIN Fourth Generation Languages, Prentice
  Hall, 1985
• R.W. Sebesta Conceitos de Linguagens de
  Programação 4ª edição, Bookman 2000

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1) Linguagens de Programação gerações

• 1ª GERAÇÃO - programação física, linguagens de
  máquina
•  0010 0010
• 0001 0011
• 1000 0100
• 0010 0001
• 0001 0010
• 0101 0100
• 1000 0110

• 2ª GERAÇÃO - Linguagens de baixo nível
  (Assembly, Autocoder)
• CLA C
• ADD D
• STO Y
• CLA A
• ADD B
• DIV Y
• STO X

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1) Linguagens de Programação
gerações

• 3ª GERAÇÃO - Linguagens de alto nível
• X (D A) / Y
• Científicas - FORTRAN, Algol
• Comerciais - COBOL
• Universais - PL/I, ADA
• Sistemas - Pascal, Modula 2, C, C, Java
• Especiais - SIMULA, LISP, SNOBOL,
  PROLOG, APL, RPG

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1) Linguagens de Programação
gerações

• 4ª GERAÇÃO - O que no lugar do como (MANTIS,
  NATURAL, IDEAL, SQL, QBE, Delphi, JDK)
•  
• Incrementa/substitue comandos sequenciais por
•      Formulários, interação por janelas,
  Gráficos
•      Linguagens não-procedurais
•      Geradores de aplicações
•      Prototipagem
•      Sistemas de Suporte a Decisão,
•       Linguagens para aplicações específicas
  (finanças,
  robótica, CAD, pesquisa textual, etc.)

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1) Linguagens de Programação
gerações

• 5ª GERAÇÃO Linguagens naturais
•  
•      Consultas e comandos em linguagem natural
•      Interpretação da fala

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2) Linguagens de Programação paradigmas

•      COMPLETAS (Máquinas de Turing) - Pascal,
  COBOL, C,
  Java....
•      INCOMPLETAS (SQL, QBE)
•      EXTENDIDAS (goto, exceções, acesso
  registradores,
  FORMAT, PICTURE, acesso direto, auto-
  modificação)

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2) Linguagens de Programação paradigmas

•     PROCEDURAL (IMPERATIVO) Programa
  principal seqüência de comandos e ações
•  ORIENTADO A OBJETOS Coleção de objetos que
  recebem mensagensLinguagens Simula,
  SmallTalk, Eiffel, Oberon
•   FLUXO DE DADOS RPG, HIPO, DFD

  BIDIMENSIONAL UML, DFD, DER
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2) Linguagens de Programação paradigmas

•     FUNCIONAL Interpretador de expressões
  Execução de funções Exemplo LISP FATORIAL
  (LAMBDA(N)
• ((COND(EQUAL N 1) 1)(T(TIMES N (FATORIAL(SUB 1
  N))))))
•    LÓGICO Interpretador de expressões
  verificação de relações Um programa consiste de
  fatos e regras Ex PROLOGCasamento de padrões
  SNOBOL

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2) Linguagens de Programação paradigmas

•      COMBINAÇÕES
• ImperativoOO ObjectPascal, TurboPascal,
  Modula 3,
  ObjectiveC, C, Java
• FuncionalOO ObjectLISP. CLOS
• LógicoOO ObjLog, F-Logic
• BidimensionalOO Delphi, JDK

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Desenvolvimento de software paradigmas

•   PROCESSO

  ORIENTAÇÃO

•      Ciclo de vida
•  Circular
•  Prototipagem
•  Iterativo e Incremental
•  eXtreme Progr.
•  Ágil

     Processos   Dados
 Controle  Objetos  Frameworks
Componentes
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PROTOTIPAGEM
Processo
USUÁRIO
problemas
Testes
uso
problemas
construção
ANALISTA
PROTÓTIPO
revisão
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PROTOTIPAGEM
Aplicações

• Computação pré-especificada ?
  programação convencional

J. Martin

• Computação dirigida pelo usuário
  ? PROTOTIPAGEM

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PROTOTIPAGEM
Protótipos - características

• testes de hipóteses (de dados, relatórios,
  telas)

• modelo vivo (funcionalidade)

• testes de arquitetura

• quick and dirty (rápido e ruim)

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PROTOTIPAGEM
Prototipagem X Ciclo de vida
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PROTOTIPAGEM
Conteúdo

• Definição lógica
•     Relatórios
•     Telas
•     Informações
•     Funções
•     Controles
•     Interface

• 2) Definição física
•     Banco de dados
•     fluxo do sistema

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PROTOTIPAGEM
Tipos
    Exploratória (usp) prototipagem
rápida     Experimental (psh)     Evolutiva
(usph)     Desempenho (uph)    
Organizacional (ush)
software (s)
hardware (h)
usuário (u)
projetista(p)
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PROTOTIPAGEM
Tipos principais
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Orientação a Objetos
Paradigma da Orientação a Objetos   No mundo
existem - Objetos (com estrutura e
comportamento) - Mensagens entre objetos - Nada
mais
REMETENTE
mensagem
RECEPTOR
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Orientação a Objetos
  Programação OO   Linguagens OO   Projeto
OO   Sistemas OO   Bancos de Dados
OO   Interfaces OO   Ambientes OO
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Orientação a Objetos
Por que POO ?
Crise de Software
Problemas

•   reusabilidade, capacidade de um programa em
  ser aproveitado para uma outra aplicação,
  semelhante à original
• adaptabilidade, capacidade de um programa em se
  adaptar
• a novas situações novas
• extensibilidade, capacidade de um programa em
  ser estendido
• incorporando novas funcionalidades.

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Orientação a Objetos
Prevenção de alterações

•   Linha Maginot A assinatura do cliente proíbe
  alterações.Boa documentação, comentários e
  linguagem de alto nívelnão são suficientes.
• Defesa suiça Prototipagem, mudanças fazem parte
  vital do processo de desenvolvimento do sistema
  (ex. Smalltalk, Engª do conhecimento)
• Problemas Eficiência, controle, compatibilidade
  
  (com sistemas existentes).

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Orientação a Objetos
Sistemas devem ser

•   - maleáveis e elásticos em tempo de execução
• gt acoplamento dinâmico (dynamic
  binding)
• - alteráveis e extensíveis
• gt encapsulamento e herança
• - evitar efeitos colaterais.
• gt encapsulamento (objeto caixa
  preta)

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Orientação a Objetos
Redução da superfície de software

•   Encobrimento da informação
  (encapsulamento, variáveis locais, etc.) )
• Tipos Abstratos de Dados. Quanto mais abstrato
  o dado, menos informação é necessária
  para usá-lo
• Seqüência/paralelismo de operações uma seqüência
  fixa aumenta a superfície

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Orientação a Objetos
Redução da superfície de software

•   Seqüência/paralelismo de operações uma
  seqüência fixa aumenta a superfície
• Garbage collection A necessidade de reservar
  e liberar explicitamente os objetos, aumenta
  a superfície de software
• Domínios protegidos uma estação de trabalho ou
  um processo, são domínios relativamente
  protegidos. Comunicam entre si por arquivos e
  mensagens.
• Concorrência Problemas concorrentes aumentam a
  superfície, pois a comunicação ocorre em
  duas dimensões tempo e espaço

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Orientação a Objetos
Focos
FOCO EM SISTEMA Programa Processos
Dados
FOCO EM OBJETO Classe Atributos
Operações
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Origens da Programação Orientada a Objetos
Tipos Abstratos de Dados
31
Origens da Programação Orientada a Objetos
Abstrações em bancos de dados
EXEMPLO

• generalização-(herança)
• agregação
• agrupamento

FAMÍLIA
PESSOA
FILHOS
HOMEM
MULHER
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Origens da Programação Orientada a Objetos
EXEMPLO
Os números inteiros   Sintaxe Elementos 0,
1, 2, 3, ..9, 10, 11,... Operações , -,
, ? Semântica 0 ?N Função de criação p N ?
N sendo N 0, p(0), p(p(0)), p(p(p(0))), ...
0, 1, 2, 3, 4, .. ? n ? N (n 0 n ? n 1
p(n) ? (para m?0 (nmp(n) se m1
(na(m))1 caso contrário) Representação
números binários limitados e
aritmética computacional de inteiros
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Orientação a Objetos - Características

• Objetos e classes
• encapsulamento
• objetos complexos
• generalização e herança
• polimorfismo
• identificação de objetos

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Orientação a Objetos - Características
ONTOLOGIA
ilumina
Entidades
gosta-de
33
Relacionamentos
idade
Atributos
35
Orientação a Objetos - Características
Abstrações
Classificação
PESSOA
CONTRIBUINTE
EMPRESA
36
Orientação a Objetos - Características
Representação
PESSOA nomestring idadeinteger gosta-deobjet
o
Joseph Haydn 66sol
37
Orientação a Objetos - Características
CONTRIBUINTE
Generalização
categoria
PESSOA
EMPRESA
atividade
sexo
U

HOMEM
ESTUDANTE
MULHER
PROFESSOR
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Orientação a Objetos - Características
Visões - Especialização por papel
PESSOA
papel
NO EMPREGO
EM FÉRIAS
MOTORISTA NO TRÂNSITO
EM CASA
39
Orientação a Objetos - Características
Agregação
possui
EXEMPLAR
LIVRO
EDITORA
TÍTULO
AUTOR
ANO
40
Orientação a Objetos - Características
Agregação
possui
EXEMPLAR
LIVRO
EDITORA
TÍTULO
AUTOR
ANO
41
Orientação a Objetos - Características
Agrupamento
1
LIVRO
possui
EXEMPLAR
1..
AUTORES
EDITORA
ANO
AUTOR
TÍTULO
42
Orientação a Objetos - Características
Encapsulamento
EXEMPLAR nr-reg situação Novo Emprestar Devolver
43
Orientação a Objetos - Características
TÍTULO Novo
Polimorfismo
PERIÓDICO
ARTIGO
LIVRO Emprestar
44
Orientação a Objetos - Características
Polimorfismo
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Linguagens de programação OO

• Turbo Pascal
• Object Pascal
• C
• Smalltalk
• Java

EXEMPLOS COM
46
Orientação a objetos - Discussão
1) O que é um objeto ??

• abstrato números, strings, cores, salários,
  nomes, uma universidade, um
  relacionamento

Estático
Dinâmico

• evento curto, evento longo, operação, transação

controle

• restrição, regra de dedução, regra de produção

47
Orientação a objetos - Discussão
1) O que é um objeto ??

• fatos (João quebrou a perna ontem na viagem),
  textos, subtextos, imagens, etc

sem formato
intenção

• esquema, subesquema, classe, contexto, categoria

48
Orientação a objetos - Discussão
2) Identificação de objetos
questão conceitual ou de implementação ??
49
Orientação a objetos - Discussão
3) Hierarquias de objetos
Generalização - herança conceitual X
estrutural herança múltipla
identificação
Agregação ? ? herança seletiva Agrupamento ?
50
Orientação a objetos - Discussão
4) Projeto de sistemas

• projeto orientado a objetos
• projeto orientado a processos
• projeto orientado a controle