Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Natureza do Software e dos Sistemas

Jorge H C Fernandes

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Diferença Fundamental entre Engenharia de Software e outras

Engenharias!• Os materiais são diferentes• As teorias fundamentais são diferentes

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Dificuldadesde engenharia de Software

• Porque é dificil entenderem o que fazemos quando desenvolvendo software? – Não há entendimento da diferença entre

software e sistema!

• Porque é difícil separarmos o software do sistema?– Porque o software afeta (profundamente) e

depende do sistema no qual é utilizado

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Softwarepublic class Calc {private int estadoInteracao;private int operacaoSelecionada;private long acumulador0;private long acumulador1;private static final int NENHUMA = 0;private static final int SOMA = 1;private static final int SUBTRACAO = 2;private static final int ACUMULANDO_0 = 0;private static final int ACUMULANDO_1 = 1;public Calc() {}long soma() {operacaoSelecionada = SOMA;estadoInteracao = ACUMULANDO_1;return acumulador0;

}long um() {return numeroDigitado(1);}long dois() {return numeroDigitado(2);}long numeroDigitado(int valor) {if (estadoInteracao == ACUMULANDO_0) {acumulador0 = acumulador0 * 10 + valor;estadoInteracao = ACUMULANDO_0;return acumulador0;

} else if (estadoInteracao == ACUMULANDO_1) {acumulador1 = acumulador1 * 10 + valor;estadoInteracao = ACUMULANDO_1;return acumulador1;

}return 0;

}long igual() {long resultado = 0;if (operacaoSelecionada == SOMA) {resultado = acumulador0 + acumulador1;

import java.awt.*;import java.awt.event.*;public class CalcVisual extends Frame {// Cria os painéisPanel panelTeclas = new Panel();Panel panelTeclasTopo = new Panel();Panel panelTeclasNumericas = new Panel();

// cria os gerenciadores de layout dos painéisBorderLayout BorderLayoutPrincipal = new BorderLayout();BorderLayout BorderLayoutTodasAsTeclas = new BorderLayout ();GridLayout gridLayoutClearCEBackSpace = new GridLayout ();GridLayout gridLayoutTeclasNumericasEOperacoes = new GridLayout();

// cria a área de display da calculadoraTextField textFieldDisplay = new TextField();

// cria os botões da calculadoraButton buttonBackspace = new Button();Button buttonC = new Button();Button buttonCE = new Button();Button button_0 = new Button();Button button_1 = new Button();Button button_2 = new Button();Button button_3 = new Button();Button button_4 = new Button();Button button_5 = new Button();Button button_6 = new Button();Button button_7 = new Button();Button button_8 = new Button();Button button_9 = new Button();Button button_pontoDecimal = new Button();Button button_igual = new Button();Button button_soma = new Button();

button_9.setLabel("9");button_soma.setLabel("+");button_igual.setLabel("=");

// adiciona alguns botões no painel de teclas superiorgridLayoutClearCEBackSpace.setColumns(3);panelTeclasTopo.setLayout(gridLayoutClearCEBackSpace);panelTeclasTopo.add(buttonBackspace, null);panelTeclasTopo.add(buttonCE, null);panelTeclasTopo.add(buttonC, null);

// adiciona alguns botões no painel de teclas inferiorgridLayoutTeclasNumericasEOperacoes.setRows(4);gridLayoutTeclasNumericasEOperacoes.setColumns(5);gridLayoutTeclasNumericasEOperacoes.setHgap(4);gridLayoutTeclasNumericasEOperacoes.setVgap(4);

panelTeclasNumericas.setLayout(gridLayoutTeclasNumericasEOperacoes);

panelTeclasNumericas.add(button_7, null);panelTeclasNumericas.add(button_8, null);panelTeclasNumericas.add(button_9, null);panelTeclasNumericas.add(button_divisao, null);

// cria o tratador de evento para o botão "2"button_2.addActionListener(new

java.awt.event.ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEventbutton_2_actionPerformed(e);

}});// cria o tratador de evento para o botão "+"button_soma.addActionListener(new

java.awt.event.ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEventbutton_soma_actionPerformed(e);

}});// cria o tratador de evento para o botão "-"button_subtracao.addActionListener(new

java.awt.event.ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEventbutton_subtracao_actionPerformed(e);

}});// cria o tratador de evento para o botão "*"button_mult.addActionListener(new

java.awt.event.ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEventbutton_mult_actionPerformed(e);

}

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Software

• Conjunto organizado de instruções e descrições de dados

• Escrito em uma (ou mais) linguagens compreensíveis por um sistema de computação

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Sistema• um conjunto de elementos inter-relacionados que interagem no desempenho de

uma função• Sistema econômico

– mantém os recursos da economia em circulação

• Sistema Computacional – atende a uma determinada necessidade de processamento de informações de

usuários

• Sistema Solar – Manter os planetas girando em torno do sol

• Sistema de injeção eletrônica – regular a mistura ótima de combustível e ar para o funcionamento do motor

• Sistema digestivo – incorporar, ao corpo de um animal, a energia e matéria contidas em alimentos

• Biosfera – manter a vida sobre a terra

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Um Sistema De Computador é uma Máquina

• O Usuário Conversa com a Máquina

Sistema de Computador(Estendido

Pelo Software)

Entrada(input)

Usuário

Saída(output)

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Uma Máquina de Calcular

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Uma Máquina para Analisar Programas Java

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Um Sistema para Desenhar ouMáquina de Desenhar

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Um Sistema ou Máquina para Tratar Imagens

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Um Sistema ou Máquina,que Simula um Celular,

que simula um jogo de damas

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Várias Máquinas Coexistem em um Sistema de Computador em um Mesmo

Instante de Tempo

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Um Sistema de Computador Programável é uma Fábrica de

Máquinas Extensível

E cada software descreve como fábricar uma máquina

E o programador constrói estas descrições de máquinas conforme

especificações do que a máquina deve fazer quando em funcionamento

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

O uso da Máquina é feito por uma Conversa, que é Baseada

uma Linguagem

Linguagem A(Conversar com Celular)

Linguagem B(Conversar com Paint)

Linguagem C(Conversar com Calculadora)

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

A Linguagem da “Máquina” Paint

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

A Linguagem da “Máquina” Calculadora

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Vamos conversar com Algumas Máquinas?

• Converse com o Paint• Converse com o GIMP• Converse com o Powerpoint!• Converse com o sistema operacional

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

No que consiste o conversar?

• Num diálogo com a máquina• Na locução de frases que são construídas

numa linguagem com sintaxe e semântica próprias

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Quando uma máquina faz sucesso?

• Quando a conversa entre usuário e máquina é produtiva

• Quando do diálogo são produzidos resultados que satisfazem as necessidades do usuário

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Máquinas Complexas e Hierarquizadas

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Interpretação do Software

Máquina n+1

MáquinanSoftware Carga

Uso

Usuário

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Software em Execução

Máquinan (MCSW)

Interpretação

Software Carga...

...

Software em Execução

Máquina2 (MCSW)

Interpretação

Software em Execução

Máquina1 (MCSW)

Interpretação

Máquina0

MPUSoftware Carga

Uso

Software Carga

Uso

Uso

Um Sistema Computacional Usual

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Sistema Operacional(machine)

Loadingcmd(machine)

JVM – Java Virtual Machine(machine)

Interpretation

Loader(machine)

Interpretation

input

output

usuário

Echo(machine)

Interpretation

vc0(machine)

Loading

echo.txt(software) input

output

Loader.class(software) input

output

java.exe(software) input

output

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Sistema Operacional(machine)

Interpretation

input

output

cmd(machine)

Loading

Uma Máquina explorer criada pelo sistema operacional

Usuário do Sistema Operacional

explorer.exe(software)

Readexplorer

(machine)

input

outputUsuário do Explorer

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Você Usa ou Testa Software?

public class Calc {private int estadoInteracao;private int operacaoSelecionada ;private long acumulador0;private long acumulador1;private static final int NENHUMA = 0;private static final int SOMA = 1;private static final int SUBTRACAO = 2;private static final int ACUMULANDO_0 = 0;private static final int ACUMULANDO_1 = 1;public Calc () {}long soma() {operacaoSelecionada = SOMA;estadoInteracao = ACUMULANDO_1;return acumulador0;

}long um() { return numeroDigitado(1);}long dois() {return numeroDigitado(2);}long numeroDigitado(int valor) {if (estadoInteracao == ACUMULANDO_0) {acumulador0 = acumulador0 * 10 + valor;estadoInteracao = ACUMULANDO_0;return acumulador0;

} else if (estadoInteracao == ACUMULANDO_1) {

acumulador1 = acumulador1 * 10 + valor;estadoInteracao = ACUMULANDO_1;return acumulador1;

}return 0;

}long igual() {long resultado = 0;if (operacaoSelecionada == SOMA) {resultado = acumulador0 + acumulador1;

}reset();return resultado;

}long reset() {estadoInteracao = ACUMULANDO_0;operacaoSelecionada = NENHUMA;acumulador0 = 0;acumulador1 = 0;return acumulador0;

}}

import java.awt.*;import java.awt.event.*;public class CalcVisual extends Frame {// Cria os painéisPanel panelTeclas = new Panel();Panel panelTeclasTopo = new Panel();Panel panelTeclasNumericas = new Panel();

// cria os gerenciadores de layout dos painéisBorderLayout BorderLayoutPrincipal = new BorderLayout();BorderLayout BorderLayoutTodasAsTeclas = new BorderLayout();GridLayout gridLayoutClearCEBackSpace = new GridLayout();GridLayout gridLayoutTeclasNumericasEOperacoes = new GridLayout();

// cria a área de display da calculadoraTextField textFieldDisplay = new TextField();

// cria os botões da calculadoraButton buttonBackspace = new Button();Button buttonC = new Button();Button buttonCE= new Button();Button button_0 = new Button();Button button_1 = new Button();Button button_2 = new Button();Button button_3 = new Button();Button button_4 = new Button();Button button_5 = new Button();Button button_6 = new Button();Button button_7 = new Button();Button button_8 = new Button();Button button_9 = new Button();Button button_pontoDecimal = new Button();Button button_igual = new Button();Button button_soma = new Button();Button button_subtracao = new Button();Button button_mult = new Button() ;Button button_divisao = new Button();Button button_percento = new Button();Button button_raiz = new Button();Button button_inverteSinal = new Button();Button button_reciproco = new Button();

// cria o "modelo de dados", isto é, o próprio objeto calculadora// que irá efetivamente realizar os cálculosCalc calc = new Calc();

// construtor da parte visual da calculadorapublic CalcVisual() {try {buildGUI();

} catch (Exception e) {e.printStackTrace() ;

}}/*** Constroi os elementos da interface grafica da calculadora*/private void buildGUI() throws Exception {

// ajusta as propriedades displaytextFieldDisplay.setText("0");

// modifica cores de alguns botõesbuttonBackspace.setForeground(Color.red);buttonC.setForeground(Color.red);buttonCE.setForeground(Color.red );

// atribui rótulos aos botões da calculadorabuttonC.setLabel("C");buttonCE.setLabel("CE");buttonBackspace.setLabel(" Backspace");button_0.setLabel("0");button_1.setLabel("1");button_2.setLabel("2");button_3.setLabel("3");button_4.setLabel("4");button_5.setLabel("5");button_6.setLabel("6");button_7.setLabel("7");button_8.setLabel("8");

button_9.setLabel("9");button_soma.setLabel ("+");button_igual.setLabel("=");

// adiciona alguns botões no painel de teclas superiorgridLayoutClearCEBackSpace.setColumns(3);panelTeclasTopo.setLayout(gridLayoutClearCEBackSpace);panelTeclasTopo.add(buttonBackspace, null);panelTeclasTopo.add(buttonCE, null);panelTeclasTopo.add(buttonC, null);

// adiciona alguns botões no painel de teclas inferiorgridLayoutTeclasNumericasEOperacoes.setRows(4);gridLayoutTeclasNumericasEOperacoes.setColumns(5);gridLayoutTeclasNumericasEOperacoes.setHgap (4);gridLayoutTeclasNumericasEOperacoes.setVgap (4);panelTeclasNumericas.setLayout(gridLayoutTeclasNumericasEOperacoes);panelTeclasNumericas.add(button_7, null );panelTeclasNumericas.add(button_8, null );panelTeclasNumericas.add(button_9, null );panelTeclasNumericas.add(button_divisao, null );panelTeclasNumericas.add(button_raiz, null);panelTeclasNumericas.add(button_4, null );panelTeclasNumericas.add(button_5, null );panelTeclasNumericas.add(button_6, null );panelTeclasNumericas.add(button_mult, null);panelTeclasNumericas.add(button_percento , null);panelTeclasNumericas.add(button_1, null );panelTeclasNumericas.add(button_2, null );panelTeclasNumericas.add(button_3, null );panelTeclasNumericas.add(button_subtracao , null);panelTeclasNumericas.add(button_reciproco, null);panelTeclasNumericas.add(button_0, null );panelTeclasNumericas.add(button_inverteSinal, null);panelTeclasNumericas.add(button_pontoDecimal, null);panelTeclasNumericas.add(button_soma, null);panelTeclasNumericas.add(button_igual, null );

// adiciona ao painel geral de todas as teclas // os dois paineis de teclas menores// ajusta as propriedades dos gerenciadores de layoutpanelTeclas.setLayout(BorderLayoutTodasAsTeclas );panelTeclas.add(panelTeclasTopo , BorderLayout.NORTH);panelTeclas.add(panelTeclasNumericas, BorderLayout.CENTER);

// ajusta propriedades gerais visuais da interfacethis .setSize(250, 275);this .setResizable(false);this .setLayout(BorderLayoutPrincipal);// adiciona o painel geral de teclas ao centro frame (this)this .add(panelTeclas, BorderLayout .CENTER);// adiciona o display ao topo do frame (this)this .add(textFieldDisplay , BorderLayout.NORTH);

/*** cria os vários tratadores de evento

*/// cria o tratador de evento para o botão C (clear)buttonC.addActionListener(new java.awt.event.ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEvent e) {

buttonC_actionPerformed (e);}

});// cria o tratador de evento para o botão "1"button_1.addActionListener(new java.awt.event.ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEvent e) {

button_1_actionPerformed(e);}

});

// cria o tratador de evento para o botão "2"button_2.addActionListener(new java.awt.event.ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEvent e) {

button_2_actionPerformed(e);}

});// cria o tratador de evento para o botão "+"button_soma.addActionListener(new java.awt.event.ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEvent e) {

button_soma_ actionPerformed (e);}

});// cria o tratador de evento para o botão "-"button_subtracao.addActionListener(new java.awt.event.ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEvent e) {

button_subtracao _actionPerformed(e);}

});// cria o tratador de evento para o botão "*"button_mult.addActionListener(new java.awt.event.ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEvent e) {

button_mult_actionPerformed (e);}

});// cria o tratador de evento para o botão "/"button_divisao .addActionListener(new java.awt.event.ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEvent e) {

button_divisao_actionPerformed(e);}

});// cria o tratador de evento para o botão "="button_igual.addActionListener(new java.awt.event.ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEvent e) {

button_igual_actionPerformed(e);}

});// cria o tratador de evento para o comando de janelas windowclose // (ALT+F4 no windows)this .addWindowListener(new java.awt.event.WindowAdapter() {public void windowClosing(WindowEvente) {

this_windowClosing(e);}

});// mostra a interface grafica para o usuárioshow();

}// métodos que implementam o tratamento de eventosvoid this_windowClosing(WindowEvent e) {System.exit(0);

}void button_soma_actionPerformed(ActionEvent e) {this .textFieldDisplay .setText("" +calc.soma());

}void button_subtracao_actionPerformed (ActionEvent e) {this .textFieldDisplay .setText("" +calc.sub());

}void button_mult_actionPerformed(ActionEvent e) {this .textFieldDisplay .setText("" +calc.mult());

}void button_divisao _actionPerformed(ActionEvent e) {this .textFieldDisplay .setText("" +calc.div());

}void button_igual_actionPerformed(ActionEvent e) {this .textFieldDisplay .setText("" +calc.igual());

}void button_1_actionPerformed(ActionEvent e) {this .textFieldDisplay .setText("" +calc.um());

}void button_2_actionPerformed(ActionEvent e) {this .textFieldDisplay .setText("" +calc.dois());

}void buttonC_actionPerformed(ActionEvent e) {this .textFieldDisplay .setText("" +calc.reset());

}public static void main(String[] args) {CalcVisual CalcVisual1 =new CalcVisual();

}}

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

u

Usuários e máquinas

Uso

Usuário Final

Máquina intermediadora

Uso

UsuárioUso

Software 2 Carga

Máquina0

Hardware

Software1 em Execução

Máquina 1

Interpretação Uso

Software0 em Execução

Interpretação

Máquina 2

Uso

....

Software n Carga

Softwaren em Execução

Software 1 Carga

Software 0 Carga

........

Máquina n+1

Máquina nInterpretação

Uso

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Hierarquia de Máquinas e Linguagens

Máquina Computável M0(Reconhecedor de ED0)

3 – Entrada de Dados 0 – ED0(ED0 é uma cópia do programa P0)

Processo P1(Resulta da Execução de ED0, Reconhece ED1 escrita em L1)

4 - Interpretação de ED0

5- Entrada de Dados 1 – ED1(sentença escrita em linguagem L1, criada pelo programador.)

6 - Interpretação de ED1

Saída de Dados (Processo P2?)(Possível execução de ED1,

Reconhece ED2 escrita em L2?)

Programa P0,

Armazenado

1 - Programa P0, sentença escrita em uma linguagem computável L0

Programador

2 – Solicita Carga do Programa P0

Usuário 1

7 - Entrada de Dados 2 – ED2?(sentença escrita em linguagemL2, criada pelo Usuário 1?)

Usuário 2?

6 - Interpretação De ED2?

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

usuário

cliente

desenvolvedor

Problemas e Necessidades

DescriçãoConstrutiva de

máquinaMáquina possuída

Linguagemmáquina desejada

RestriçõesDe tempo ecusto

Satisfação final

Tríade da Prática do Software

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

usuário

cliente

desenvolvedor

Problemas e Necessidades

DescriçãoConstrutiva de

máquinaMáquina possuída

Linguagemmáquina desejada

RestriçõesDe tempo ecusto

Satisfação final

Evolução Histórica do Software

Tempo 0

usuário

cliente

desenvolvedor

Problemas e Necessidades

DescriçãoConstrutiva de

máquinaMáquina possuída

Linguagemmáquina desejada

RestriçõesDe tempo ecusto

Satisfação final

Tempo 1Novos problemas e necessidades

A linguagem da máquina desejada é expandidaNovas descrições são construídas, sobre as antigas

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

É Engenharia de Software?Ou Engenharia de Software e

Sistemas?

Natureza do Software e dos Sistemas, por Jorge H C Fernandes

Natureza do Software e dos Sistemas

Jorge H C Fernandes