UML: modelagem dinâmica

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UML: modelagem dinâmica

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UML: modelagem dinâmica

Prof.: Clarindo Isaías Pereira da Silva e Pádua

Synergia / Gestus

Departamento de Ciência da Computação - UFMG

Bibliografia

• Rumbaugh, J.; Jacobson, I.; Booch, G., The Unified Modeling Language Reference Manual, Addison Wesley, 2nd edition, 2004.

• Booch, G.; Rumbaugh, J.; Jacobson, I., "Unified Modeling Language User Guide", 2nd Edition, Addison Wesley, 2005.

• Eriksson, H-E, Penker, M. Lyons, B., Fado, D. UML 2 Toolkit, Wiley, 2004

UML: modelagem dinâmica

Atividade

Evento

Máquina de estado

Interação

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O comportamento dinâmico de um objeto tem duas

dimensões:

mudanças de estado interna.

Descrevem como o objeto altera seu estado, por exemplo, mostrando o valor de seus atributos.

interações.

Descrevem o comportamento externo e sua interação com outros objetos.

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Atividade

Atividade é um grafo de nodos e fluxos que

mostra o fluxo de controle (e, opcionalmente,

dados) através dos passos de uma

computação.

Atividades são mostradas em diagramas de

atividade.

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UML: modelagem dinâmica > Atividade

Diagrama de atividade

Indica fluxo de controle de atividade em atividade.

Diagramas de interação mostram fluxo de controle de objeto a objeto – diagramas de atividade enfatizam o fluxo de controle de atividade para atividade.

Pode ser considerado um caso especial de diagramas de

estado onde os estados são estados de atividade e as transições são disparadas pelo término de uma atividade.

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UML: modelagem dinâmica > Atividade > Diagrama de atividades

Transição

• Quando uma atividade termina, o fluxo de controle passa

imediatamente para a atividade seguinte.

• A execução começa no estado de partida e termina quando o controle atinge o estado final.

Avalia estoque

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Desvio

• Indica caminhos alternativos de controle baseados em condições de guarda.

• Uma condição de guarda é denotada por: [expressão booleana].

• Exemplo:

Avalia estoque

Faz pedido [ Neces sita repo sição? ]

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Separação/junção de fluxo de controle

•

Indica execução concorrente de atividades.

•

Barras de sincronização são utilizadas para indicar a

separação e a junção de fluxos de controle.

•

Um fluxo de controle pode se subdividir em dois ou

mais fluxos.

UML: modelagem dinâmica > Atividade > Diagrama de atividades Recebe pe didos Com uni ca recebim ento Analisa p edido s Localiza produtos Providencia produtos faltantes Providencia transação

UML: modelagem dinâmica > Atividade > Diagrama de atividades > Separação/junção de fluxo de controle

Raias

•

Raias podem ser usadas para indicar entidades

responsáveis pela execução de atividades.

•

Raias correspondem a entidades do mundo real, em

geral estruturas organizacionais.

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13 Concepção <<Process>> Desenvolvimento do produ to <<Process>> Lançamento do produto <<Process>> Manufatura Vendas Marketing

Desenv olv imento de produtos Pesquisa

UML: modelagem dinâmica > Atividade > Diagrama de atividades > Raias

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Fluxo de objetos

• É um tipo de fluxo de controle que representa o relacionamento entre o objeto e a atividade ou transição que o criou.

• Usa-se o relacionamento de dependência para indicar o fluxo de controle.

• Pode-se indicar o estado do objeto entre [ ]s abaixo de seu nome.

Furação : Chapa de Aço

<<Physical>>

[Nova] Placa : Chapa de

Aço <<Physi cal >>

[Furada]

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Diretrizes

•

Um diagrama de atividades bem estruturado:

• foca na comunicação de aspectos dinâmicos do sistema;

• contêm somente os elementos essenciais para o entendimento desses aspectos;

• provê detalhes consistentes com o nível de abstração (usa somente os adornos necessários);

• não é minimalista a ponto de omitir detalhes importantes. UML: modelagem dinâmica > Atividade > Diagrama de

atividades

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• Quando usar um diagrama de atividades: • dê-lhe um nome que comunique seu propósito;

• comece modelando o fluxo primário. Enderece concorrência, desvios e fluxo de objetos como consideração secundária, talvez até em diagramas separados;

• busque minimizar cruzamento de linhas;

• use notas e cores para chamar atenção para características importantes do diagrama.

UML: modelagem dinâmica > Atividade > Diagrama de atividades > Diretrizes

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Eventos

• Em um sistema estático nada acontece.

• Em um sistema dinâmico as “coisas” acontecem e influenciam o comportamento de outras “coisas”.

• “Coisas” acontecem disparadas por eventos internos ou externos.

• ou seja, eventos são usados para modelar essas “coisas” que acontecem.

• Um evento é a especificação de uma ocorrência significante que tem uma localização no tempo e no espaço.

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• Eventos podem ser internos ou externos.

• Eventos externos são aqueles que passam entre atores e o sistema.

• Por exemplo, quando o usuário aciona um comando ou quando um sensor sinaliza um situação importante (colisão de um carro).

• Eventos internos são aqueles passados entre objetos que vivem dentro de um sistema.

• por exemplo, uma exceção de overflow.

UML: modelagem dinâmica > Eventos

Disparadores

•

Disparador (trigger) é a especificação de um evento

cuja ocorrência causa a execução de um

comportamento, como por exemplo, tornar uma

transição habilidade a disparar (fire).

•

A palavra pode ser usada como um nome (como o

evento) ou um verbo (para a ocorrência do evento).

•

Há quatro tipos de eventos:

• sinal;

• chamada;

• tempo;

• mudança.

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Sinal

• Um sinal é um tipo de evento que representa a especificação de um estímulo assíncrono comunicado entre objetos.

• É um meio explicito através do qual objetos podem comunicar entre si assincronamente.

• Uma ação assíncrona é uma requisição na qual o objeto

remetente não pára para esperar pelos resultados (ao contrário da ação síncrona)

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• Um sinal é um classificador explicitamente nomeado como Sinal, usado para comunicação explícita entre objetos.

• Um sinal tem uma lista de parâmetros, expressos como atributos.

• Um sinal é explicitamente enviado por um objeto a outro objeto ou a um conjunto de objetos.

• O envio de uma sinal a um conjunto de objetos pode ser considerado como broadcasting (radio ou tele-difusão).

UML: modelagem dinâmica > Eventos > Sinal

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• O remetente especifica os argumentos de um sinal quando este é enviado.

• Enviar um sinal significa instanciar um objeto sinal e transmití-lo ao conjunto de objetos alvo.

• O recebimento de um sinal é um evento que visa disparar transições na máquina de estados receptora.

• Um sinal enviado a um conjunto de objetos pode disparar uma ou nenhuma transição em cada objeto receptor independentemente.

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•

Um sinal pode ser generalizado.

• Um sinal filho herda os parâmetros do sinal pai e pode

criar parâmetros adicionais.

• Um sinal filho satisfaz um disparador que requeira um

de seus ancestrais (polimorfismo de eventos).

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Hierarquia de eventos

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•

Um sinal pode ser representado num

diagrama de classes como uma classe

estereotipada e pode-se indicar a classe ou

operação que o gera.

• Exemplo: cd diagrama-classe «signal» Colisão - Força: float Agente de mov imento - posição: int - velocidade: int

+ move Para() : void

«send»

• Para usar um sinal como um disparador de uma transição, usa-se a sintax:

nome-do-sinal (lista de parâmetros),

• Onde a lista de parâmetros tem a sintax:

nome-do-parâmetro: expressão de tipo

• Exemplo: diagrama de estado mostrando um evento disparando uma transição e executando uma ação

sm diagrama-estado

Disponív el Ativ o

tel efone no gancho /cai Conexão

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Chamada

• Uma chamada representa o despacho de uma operação de um objeto.

• Em geral, se um objeto invoca uma operação de um outro objeto que tem uma máquina de estado, o controle passa do remetente para o receptor, a operação é executada, uma transição (se houver) é disparada pela chamada, o receptor muda de estado e o controle volta para o remetente.

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Evento tempo e mudança

• Um evento de tempo é um evento que representa a passagem de tempo, ou seja,

• é utilizado para modelar o tempo disparando uma transição.

• É representado por uma expressão de tempo.

• Um evento de mudança representa a satisfação de uma condição.

• É representado por when seguido de uma expressão booleana entre parênteses.

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• Exemplo: diagrama de estados mostrando transição disparada por evento de tempo e de mudança.

sm diagrama-estado

Disponív el _{Ativ o}

evento de tempo Evento de

mudança

after (2 seconds) /cai Conexão When (11:30PM) /auto Teste

UML: modelagem dinâmica > Eventos > Evento tempo e mudança

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Máquina de estados

A UML define dois tipos de máquinas de estados:

Máquina de estados comportamental.

Capturam o ciclo de vida de objetos, sistemas e subsistemas.

Máquina de estados de protocolo.

São usadas para expressar transições válidas que podem ocorrer em um classificador abstrato como uma interface ou porto.

Aqui consideramos apenas as máquinas de estado

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UML: modelagem dinâmica > Máquinas de estados

Estados e transição

Um objeto passa por uma série de estados em

seu tempo de vida.

Um estado pode ser considerado uma condição

durante a vida de um objeto durante a qual ele

satisfaz alguma condição, executa uma “do

activity”ou espera por algum evento.

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Todos os objetos têm um estado.

o estado é o resultado de atividades prévias executadas

pelo objeto.

tipicamente é determinado pelos valores de seus

atributos e links a outros objetos.

Um objeto muda de um estado para outro quando

alguma coisa, um evento, acontece.

Exemplos de evento: uma conta é paga, uma ação

aumenta de valor, um raio cai em um tranformador, etc.

UML: modelagem dinâmica > Máquinas de estados > Estados e transições

Um estado é uma condição ou situação

durante a vida de um objeto durante a qual

ele satisfaz algumas condições, executa

algumas atividades ou espera por eventos.

Estados iniciais e finais.

Como mostrado no exemplo, são dois estados especiais

que indicam, respectivamente:

o ponto de partida de uma máquina de estado ou sub-estado.

que a execução da máquina de estado ou estado envolvente terminou.

sm Estados iniciais e finais

Estado A

Ini tial

Estado B

Final Avali a

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Transições

Uma transição é um relacionamento entre dois estados

indicando que o objeto no primeiro estado vai executar certas ações e entrar no segundo estado quando um evento especificado ocorrer e uma condição de guarda for satisfeita.

Ocorrendo a mudança de estados diz-se que a transição

disparou.

Um evento disparador pode ser um dos quatro tipos de

eventos mostrados anteriormente.

No caso de sinais ou chamadas, podem conter parâmetros.

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Sintaxe de uma transição de estados:

Assinatura de evento “[“condição de guarda “]” “/”

expressão de ação “^” cláusula de envio

Onde a assinatura de evento indica o nome do

evento e eventuais parâmetros e a cláusula de envio

indica o destinatário de possíveis eventos gerados

com ação.

UML: modelagem dinâmica > Máquinas de estados > Estados e transições > Transições

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A condição de guarda é denotada por uma

expressão booleana entre [...].

Ela é avaliada somente depois de ocorrer o

evento disparador.

Ela é avaliada somente uma vez depois do

evento ocorrer, mas pode ser avaliada

novamente se o evento voltar a ser disparado.

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Uma ação é uma computação executável

atômica (indivisível).

Podem ser chamadas de operações (do objeto

que possui a máquina ou de outro objeto), a

criação ou destruição de outros objetos ou o

envio de um sinal.

No caso de envio de sinal, a palavra send deve

preceder o nome do sinal.

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Uma máquina de estados mostra como um objeto

reage a eventos e como ele muda seu estado interno.

Exemplo: controle de um elevador.

sm Statecharts Initial Primeiro andar Subindo Aguardando Descendo Retornando ao primeiro andar Chegou Tempo esgotado Desce Chegou Sobe Chegou Sobe 42

Uma máquina de estados é a especificação da

seqüencia de estados que um objeto atravessa em resposta a eventos durante sua vida, junto com suas ações como respostas.

Uma máquina de estados é associada a classes,

colaborações ou métodos fontes e especifica o comportamento das instâncias do elemento fonte.

Diagramas de estados mostram máquina de estados. Objetos têm um tempo de vida – nascem quando são criados

e deixam de existir quando são destruídos.

Durante seu tempo de vida, objetos que somente recebem ou enviam mensagem de maneira síncrona e cujo

comportamento não depende de seu passado, não

necessitam de uma máquina de estados para descrever seu comportamento.

Por outro lado, se o objeto precisa responder a sinais

(assíncronos),

por exemplo, um telefone celular responde a chamadas de

outros telefones e a eventos de seu teclado.

ou se o comportamento presente do objeto depende de seu passado,

por exemplo, o comportamento de um míssil ar-ar depende se o

avião está em terra ( o míssil não pode ser disparado) ou não ou se o míssil está calculando seu alvo (só depois ele poderia ser disparado).

seu comportamento deve ser especificado por uma máquina de estados.

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Exemplo

Pedido criado Pedido colocado no mercado Pedido cancelado Pedido fracassado Pedido

sucedido / Criar propriedade de t ítulo Pedido

recebido

do cliente Colocado no _{mercado Pedido casado/ marcar} como concluído

Fim de dia útil Pedido cancelado / colocar

como cancelado

Colocado de volta no mercado para próximo dia

Aceito como fracasso / marcar como

cancelado

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Estado e transições avançados

Um estado tem várias partes.

Nome: distingue um estado de outros;

Ações de entrada e de saída: ações executadas na entrada ou na

saída de estados.

Transições internas: transições que são trabalhadas sem

mudança de estados.

Subestados: estrutura aninhada de um estado envolvendo

sub-máquinas de estado.

Atividades: uma atividade pode ser uma nova máquina de

estados ou uma seqüencia de ações.

Estados adiados: uma lista de eventos que não são trabalhados

naquele estado – são adiados e colocados em fila para serem trabalhadas em outro estado do objeto.

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Ações de entrada e de saída: são usadas para se

disparar as mesmas ações independente de onde

se veio ou para onde se vai.

Notação (dentro do estado): entry / ação ou

exit / ação

Transições internas: são usadas para se responder

a eventos sem sair do estado. Diferente de uma

auto transição, a transição interna não causa a

execução das ações de entrada ou de saída do

estado.

Notação: evento / ação

UML: modelagem dinâmica > Máquinas de estados > Estados e transições avançados

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Subestados: estrutura aninhada de um

estado envolvendo sub-máquinas de

estado.

Notação: máquina de estados aninhada.

Um estado que contém sub-estados é chamado

de estado composto.

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Atividades: usado para indicar uma atividade a ser realizada quando o objeto está naquele estado.

Notação: do / máquina de estados ou

do / ação 1; ação 2; ação 3

Estados adiados: usado quando um estado não prevê

transição para um evento e deseja-se manter este evento (adiado) até que se atinja um estado onde aquele evento não seja adiado.

Notação: evento / defer

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Diagrama de Interação