Modelação

Aula T02 – Modelação Conceptual

Universo do Discurso e Casos de Uso

Referências:– Conceptual Modeling of Information Systems (Capítulos 1 e 15)– UML, Metodologias e Ferramentas CASE (Capítulos 1, 2 e 5)

José Borbinha

Modelação 2

Programa (Aulas Teóricas)T01-T02 (2 aulas) – Módulo 1

– Introdução à Modelação de Sistemas

T03-T06 (4 aulas) – Módulo 2

– Modelação Conceptual: DomínioT07-T11 (5 aulas) – Módulo 3

– Modelação Conceptual: ComportamentoT12-T15 (4 aulas) – Módulo 4

– Ontologias

T16-T19 (4 aulas) – Módulo 5

– Modelação Conceptual: ArquitecturaT20-T21 (2 aulas) – Módulo 6

– Modelação Conceptual: MetodologiasT22-T23 (2 aulas) – Módulo 7

– Ontologias: Temas avançados

T24-T25 (2 aulas)

– Modelação Conceptual: revisões e exercícios

Modelação 3

...Sistema?... • Uma definição de sistema: um conjunto entidades que

interagem entre si com o objectivo de atingir um determinado objectivo.

• Regra geral o objectivo de um sistema é a sua sobrevivência, o que pode ser levado à letra no caso dos sistemas biológicos, mas também em qualquer outro contexto (um sistema solar é sistema enquanto conseguir manter o seu equilíbrio, tal como uma organização, uma máquina, ...)

• Um “sistema de informação” pode ser assim definido como:– um conjunto de entidades (humanas e tecnológicas) interagindo

entre si com o objectivo de satisfazer adequadamente as necessidades de informação de uma organização e respectivos processos de negócio!

Modelação 4

Sobre Modelação e Eng.ª de Software

• As actividades da Eng.ª de Software podem ser agrupadas em três grandes fases: concepção, implementação e manutenção

• A concepção de um sistema é efectuada sobre os requisitos, os quais por sua vez derivam dos objectivos de negócio. É nesta fase que a modelação é especial importante.

• Após a concepção de um sistema procede-se então à concepção do software (na concepção da Eng.ª de Software)

Engenharia de Software é a aplicação de um processo sistemático, disciplinado, e quantificado ao desenvolvimento, operação e manutenção de software; ou seja, a aplicação de técnicas de engenharia ao software (IEEE, 93)

Modelação 5

• Concepção do Sistema Especificação de Requisitos: descrição do problema na

óptica do cliente. Análise: descrição do problema na óptica do engenheiro

de sistema Desenho: especificação da solução em termos da

plataforma e tecnologia computacional usada.

Desenvolvimento e Manutenção do Sistema Concretização da solução desenhada... Testes ... Aceitação ... Manutenção ...

Sobre Eng.ª de SW e processo de desenvolvimento de sistemas

Modelação 6

Universo do Discurso

Modelação 7

Modelação Conceptual !!!

• “Na área de sistemas de informação usamos o termo Modelação Conceptual para a actividade de descoberta e descrição do conhecimento geral que um determinado sistema de informação necessita ter”

(Conceptual Modeling of Information Systems, pag. xi)

• Nota de tradução importante– “elicit” ≈ deduzir, descobrir, obter gradualmente– “elicit” ≠ licitar !!!

Modelação 8

De volta à definição de sistema

Um sistema tem três funções principais:

– Memória: manter a representação do estado de um domínio

– Informar: dar informação (ao exterior) sobre o estado de um domínio

– Actuar: agir para mudar o estado de um domínio

(Conceptual Modeling of Information Systems, pag. 3)

Modelação 9

Um domínio é o fragmento do mundo real sobre o qual é focada a tarefa de modelação e construção de um sistema.

Exemplos de domínios: – Sistema bancário nacional– Sistema universitário nacional– O futebol– ...

• Geralmente ao domínio também se dá o nome de universo do discurso (UoD = “Universe of Discourse”)

Domínio ???

Modelação 10

Na área de sistemas de informação assumimos que um domínio consiste num número de objectos e de relações entre eles, que são classificadas em conceitos. O estado de um dado domínio, num dado momento, consiste assim num grupo de objectos, num grupo de relações, e num conjunto de conceitos segundo os quais esses objectos e relações são classificados.

(Conceptual Modeling of Information Systems, pag. 10)

Classificação é o processo que associa um objecto do domínio a um conceito do domínio.

Domínio / UoD

Modelação 11

Conceitos

• Um conceito é algo que concebemos no nosso entendimento através da generalização de certas instâncias.

• Um conceito tem intenção e extensão:– Intenção são as propriedades partilhadas

por todas as instâncias– Extensão são todas as possíveis instâncias

desse conceito(Conceptual Modeling of Information Systems, pag. 12)

Modelação 12

Esquemas Conceptuais • A especificação do conjunto de

conceitos de um domínio é o esquema conceptual desse domínio

– Para um mesmo domínio podemos definir mais que um esquema conceptual, dependendo da perspectiva e dos objectivos...

Modelação 13

Esquemas Conceptuais mais em detalhe

• O modelo de um domínio do sistema, ou base de informação*, são as entidades e relações desse domínio (conceito a desenvolver nas próximas aulas...)

*Termo usado em “Conceptual Modeling of Information Systems”

• A descrição do modelo de domínio de um sistema é o esquema estrutural desse sistema.

• O esquema de comportamento especifica as acções válidas e as mudanças no estado do domínio que o sistema pode executar (a desenvolver mais adiante no semestre...)

• Ao conjunto formado pelo esquema estrutural e pelo esquema de comportamento de um sistema dá-se o nome de esquema conceptual.

Modelação 14

De volta ao Sistema

• Para poder cumprir as suas funções Memória, Informar e Actuar, um sistema necessita de ter conhecimento do seu domínio e das funções que tem de executar.

• Isto é, temos de definir o estado que o sistema deve representar e as suas regras de consistência de representação (função Memória) e as mudanças potenciais de ocorrer nesse estado (função Actuar). Finalmente, temos ainda de garantir ao sistema capacidade de inferência sobre o seu estado (função Informar).

Modelação 15

• Um modelo é uma interpretação de um sistema segundo um determinado ponto de vista, envolvendo a sua especificação a um certo nível de abstracção e de detalhe.

Linguagem de Modelação É a estruturação e especificação da estrutura de

conceitos segundo uma ou mais linguagens. Linguagens podem ser formais ou informais,

textuais ou gráficas. No caso de linguagens de modelação gráficas, a

notação consiste na apresentação visual dos diferentes elementos da estrutura de conceitos subjacente.

Modelos

Modelação 16

• Um esquema é a especificação de um modelo usando uma determinada linguagem, a qual pode ser formal, informal (e.g., linguagem natural); de texto, gráfica, ...

• Quando a representação do esquema é gráfica designa-se usualmente por diagrama.

Esquemas

Modelação 17

Casos de Uso

Modelação 18

• Relembrando:– Ao conjunto formado pelo esquema estrutural e pelo

esquema de comportamento de um sistema dá-se o nome de esquema conceptual

– Por outras palavras, um esquema conceptual define o conhecimento geral que um sistema precisa para executar as suas funções.

• Mas quais são essas funções e qual é o conhecimento requeridos para as executar?

• Essa informação é representada, ao mais alto nível, por casos de uso (“use cases”).

Casos de Uso

Modelação 19

• Um caso se uso representa um conjunto de acções que um ou mais actores realizam num sistema para obter um resultado concreto

• Um caso de uso representa uma visão externa do sistema

– descreve o que faz um sistema (ou parte deste),

– não descreve como é que tal é realizado

Casos de Usos

Modelação 20

• Um caso de uso deve ser representado num modo impessoal, por uma frase na voz activa, com um verbo no infinitivo (“Gerar relatórios”, “Criar factura”, “Calibrar roda”)

Casos de Uso

Modelação 21

Actores• Um Actor representa uma papel (“role”) que um

utilizador pode desempenhar relativamente ao sistema a modelar.

• Um mesmo utilizador nominal pode desempenhar diferentes papéis, podendo, por conseguinte, representar conceptualmente diferentes actores (desempenhar vários “roles”).

• Um actor de um sistema pode ser um ser humano ou outro sistema!

Cliente AlarmeAdministrador

Modelação 22

Diagramas de Casos de Uso Um diagrama de casos de uso ilustra um conjunto de Casos de Uso,

de Actores, e as suas Relações, com objectivos de Modelação do contexto de um sistema, com ênfase na

identificação da fronteira do sistema, dos seus actores e no significado das suas funções.

Modelação dos requisitos de um sistema, consistindo na identificação do que o sistema deve fazer e independentemente de como o sistema o deve realizar.

Modelação 23

Diagramas de Caso de Uso• Um diagrama de Casos de Utilização é utilizado para ilustrar a interacção

entre os actores e os casos de utilização pelo envio recíproco de “estímulos”.

• Uma associação de comunicação entre um actor e um caso de utilização implica uma interacção entre ambos.

• Cada função nesta associação tem uma propriedade de navegação, que indica a direcção da comunicação.

• Se for bidireccional, omite-se a representação da direcção.

Actor

Use Case A

Actor

Use Case A

Actor

Use Case A

Modelação 24

Casos de uso e Cenários

• Um cenário é uma instância de um caso de uso quando este interactua com os actores. Representa assim uma sequência de acções concreta que ilustra um comportamento do sistema.

• É normal que um caso de uso possa ser descrito por vários cenários

• Tipos de cenários: – Principal: descreve a sequência normal de acções (“happy day

scenario”)

– Alternativo ou secundário: descreve uma sequência de acções a considerar para além da principal, o que pode acontecer devido a excepções ou apenas para outras acções possíveis

Modelação 25

Casos de uso e Cenários - ExemplosCenário principal do caso de uso “Fazer

encomenda”

• O caso inicia-se quando o cliente selecciona “Fazer encomenda”

• O cliente introduz nome e endereço

• O cliente introduz códigos dos produtos desejados

• O sistema fornece descrição e preço dos produtos

• O cliente selecciona os produtos desejados

• O cliente fornece informação do cartão de crédito

• O cliente submete o pedido

• O sistema verifica a informação

• Quando o pagamento é confirmado é criado e apresentado ao cliente um código de encomenda. Caso termina

Cenários secundários do caso de uso “Fazer encomenda”

• Informação do cartão de crédito incorrecta

• Pedido incompleto

• Cliente pretende pagar por cheque

• Cliente requer atendimento especial

• Endereço de entrega incompleto

• Produto já não comercializado

• Produto não existe em armazém

• Produto em promoção

Modelação 26

Casos de Uso: Descrição Textual

• Pode-se especificar um caso de uso descrevendo textualmente o fluxo de eventos, de modo a que qualquer pessoa o possa entender.

• Tal especificação deve incluir:– Assunções– Pré-condições– Inicialização: como e quando o caso de utilização começa – Diálogo: quando é que o caso de utilização interactua com os

actores– Conclusão: como e quando o caso de utilização termina– Pós-condições

• Para estas descrições deve usar-se “templates”

Modelação 27

Casos de Uso: Exemplo de uma ”template”Name UC-8: Search

Summary All occurrences of a search term are replaced with replacement text.

Rationale While editing a document, many users find that there is text somewhere in the file being edited that needs to be replaced, but searching for it manually by looking through the entire document is time-consuming and ineffective. The search-and-replace function allows the user to find it automatically and replace it with specified text. Sometimes this term is repeated in many places and needs to be replaced. Other times, only the first occurrence should be replaced. The user may also wish to simply find the location of that text without replacing it.

Users All users

Preconditions A document is loaded and being edited.

Basic Course of Events

1. The user indicates that the software is to perform a search-and-replace in the document.2. The software responds by requesting the search term and the replacement text.3. The user inputs the search term and replacement text and indicates that all occurrences are to

be replaced.4. The software replaces all occurrences of the search term with the replacement text.

Alternative Paths

1. In step 3, the user indicates that only the first occurrence is to be replaced. In this case, the software finds the first occurrence of the search term in the document being edited and replaces it with the replacement text. The postcondition state is identical, except only the first occurrence is replaced, and the replacement text is highlighted.

2. In step 3, the user indicates that the software is only to search and not replace, and does not specify replacement text. In this case, the software highlights the first occurrence of the search term and the use case ends.

3. The user may decide to abort the search-and-replace operation at any time during steps 1, 2 or 3. In this case, the software returns to the precondition state.

Postconditions All occurrences of the search term have been replaced with the replacement text.

Modelação 28

Casos de Uso - Inclusão• A relação de inclusão entre casos de uso corresponde a uma

relação típica de delegação, significando que o caso base incorpora o comportamento do outro caso relacionado.

• Usa-se a relação de inclusão para evitar descreverem-se os mesmos fluxos de eventos inúmeras vezes… (reutilização)

Modelação 29

Casos de Uso - Extensão• Numa relação de extensão o caso base incorpora implicitamente o seu

comportamento num local especificado indirectamente pelo caso que o usa. Ou seja, um caso destino pode ser estendido com o comportamento de outros casos.

• Uma relação de extensão permite representar:– A parte de um caso que um actor vê como opcional, ou como existindo várias

alternativas.– Um sub-fluxo de acções que é executado apenas se determinadas condições

se verificarem.– Vários fluxos de acções que podem ser inseridos num determinado ponto de

extensão, de forma controlada, através de uma interacção explícita com um actor.

• O caso de uso de base é estendido num ou mais pontos, designados por “pontos de extensão”.

Atribui lugarAtribui lugar

à janela

«extend»

Modelação 30

Diagramas de Caso de Uso - Exemplo

A Máquina de Bebidas

Cliente

Agente do Fornecedor

Comprar Bebida

Repor Bebidas

Retirar dinheiro

Colector

Dono

Modelação 31

Diagramas de Caso de Uso – Exemplo com Inclusão

A Máquina de Bebidas

Cliente

Agente do Fornecedor

Comprar Bebida

Repor bebidas

Retirar dinheiro

Colector

Dono

Abrir a Máquina

Fechar a Máquina

«include»

«include»

«include»

«include»

Modelação 32

Diagramas de Caso de Uso – Exemplo com Extensão

Agente do Fornecedor

Repor Bebidas Dono

Abrir a Máquina

Fechar a Máquina

«include»

«include»

A Máquina de Bebidas

Extension Pointencher prateleiras

Repor Bebidassegundo as vendas

«extend»(encher prateleiras)

• Representa-se agora a possibilidade da reposição de bebidas na máquina depender de um algoritmo considerando as marcas e número de unidades vendidas...