Desenvolvimento de Software Dirigido a Modelos

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Desenvolvimento de Software Dirigido a Modelos

• Agenda
• Benefícios
• Conceitos
• Pontos de Vistas MDA CIM,PIM, PSM
• Transformações e Mapeamentos em MDA
• Transformações por Metamodelos
• Transformações com UML Profile
• Metamodelo MDA
• Padrões OMG e a Arquitetura MDA
• Abordagens MDD OO-Method e AndroMDA
• O Programa FastStart da OMG
• Problemas e Desafios dos Processos MDD
• Almir Buarque

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Conceitos Iniciais

• Modelo
• Um modelo de um sistema é a sua representação
• ( especificação) funcional, estrutural e
  comportamental.
• Dirigido a Modelos
• Porque provê meios de usar modelos para
  direcionar o curso de entendimento, projeto,
  construção, distribuição, operação, manutenção e
  modificação de um sistema.
• Arquitetura
• Arquitetura de um sistema é a especificação de
  suas partes e conectores, além das regras de
  interação dessas partes usando os conectores.

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Conceitos Iniciais

• Plataforma
• Uma plataforma é um conjunto de subsistemas e
  tecnologias que provê um conjunto coerente de
  funcionalidade através de interfaces e padrões de
  uso especificados, que qualquer aplicação
  (sistema) suportada por essa plataforma pode
  usar, sem ter que saber detalhes de como essa
  funcionalidade provida pela plataforma é
  implementada.
• Ponto de Vista
• Um ponto de vista de um sistema é uma técnica de
  abstração, usando um conjunto selecionado de
  conceitos arquiteturais e regras de estruturação
  que visa focar ou representar um aspecto
  (característica) dentro desse sistema.

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Conceitos Iniciais

• Arquitetura Dirigida a Modelos (MDA)
• Arquitetura anunciada pelo grupo OMG em 2001 com
  o propósito de especificar sistemas através de
  Modelos e atender, de modo satisfatório, a
  necessidade cada vez mais emergente de
• realizar manutenções em aplicações
• integrá-las com outros sistemas
• mudar suas infra-estruturas
• alterar seus requisitos
• lidar com a frequente evolução e criação de novas
  tecnologias

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Benefícios do Desenvolvimento de Software
Dirigido por Modelos

• Interoperabilidade
• Portabilidade
• Produtividade - Automatização
• Facilita Manutenção
• Validação/Verificação
• Melhor Qualidade do Produto
• Redução de Custo e Esforço Desenvolvimento

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Pontos de Vista MDA

• CIM Modelo Independente de Computação
• - É uma visão do sistema a partir de um ponto de
  vista (viewpoint) independente de computação. O
  CIM não mostra detalhes da estrutura dos
  sistemas, sendo usualmente chamado de modelo de
  domínio ou modelo de negócio e usa, em sua
  especificação, um vocabulário familiar aos
  usuários do domínio (problema) em questão.
• PIM Modelo Independente de Plataforma
• - Foca na operação do sistema (modelo
  computacional), mas escondendo os detalhes
  necessários para implantar esse modelo numa
  plataforma específica. O PIM é único para o
  sistema e não muda quando se varia de uma
  plataforma para outra.

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Pontos de Vista MDA

• PSM Modelo Específico de Plataforma
• Este modelo é uma visão do sistema que agrega
  características e elementos constituintes de uma
  plataforma específica, contendo informações da
  tecnologia utilizada na aplicação como a
  linguagem de programação, os componentes de
  middleware, a arquitetura de hardware e de
  software.
• Para que isso seja possível é necessário o
  suporte de ferramentas que façam o mapeamendo
  adequado de uma especificação abstrata (PIM) para
  uma determinada plataforma.

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Transformações e Mapeamentos em MDA

• Outras Transformações Possíveis
• PSM gt PIM (Engenharia Reversa)
• PIM gt PIM, PSM gt PSM (Modelos de mesmo nível )
• Implementação gt PSM (Engenharia Reversa)
• PIM gt Implementação
• PIM gt CIM ( Eng. Reversa)

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Transformações por metamodelos

• Transformações podem usar diferentes técnicas
• UML Profiles, uso de padrões (patterns), marcas
  (markings), metamodelos e transformações
  automáticas( algoritmos )
• Numa transformação por Metamodelos, como
  ilustrado na figura, modelo 1 é transformado num
  modelo 2, usando como entrada do processo o
  metamodelo A do modelo 1 e produzindo o modelo 2
  expresso em seu metamodelo B
• Regras de mapeamentos precisas devem ser de
  definidas para que essa transformação seja
  possível.

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Transformações com UML Profile

• Em 2001, o OMG publicou a UML 2.0
• Action Semantics
• Modelagem de processos de negócios, ,
  arquiteturas distribuídas e sistemas heterogêneos
• UML Profiles
• UML Profile é um mecanismo de extensão UML que
  auxilia a transformação de modelos , por exemplo
  , de PIM para PSM específicos

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UML Profiles da OMG

• Atualmente muitas extensões já estão padronizadas
  pela OMG, algumas estão em processo de
  padronização e outras ainda em discussão

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O Metamodelo MDA
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Padrões OMG e a Arquitetura MDA
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Camada Núcleo MDA - PIM

• Unified Modeling Language (UML) padrão que
  define uma linguagem de modelagem geral orientada
  a objetos para especificação, construção e
  documentação de artefatos de sistemas complexos
  de software.
• Common Warehouse Metamodel (CWM) padrão para
  armazenamento de dados que permite fácil
  manipulação dos mesmos entre ferramentas e
  plataformas de armazenamento em ambientes
  heterogêneos distribuídos.
• Meta Object Facility (MOF) padrão que define uma
  linguagem abstrata para definição de linguagens
  de modelagem (metamodelos). Ela é utilizada para
  descrever modelos da UML, CWM e do próprio MOF,
  além de definir o formato de intercâmbio para
  modelos, base do padrão XMI (XML Metadata
  Interchange).

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2ª Camada MDA - PSM

• XML Metadata Interchange (XMI) padrão para o
  intercâmbio de modelos através do mapeamento da
  linguagem definida pelo padrão MOF para o padrão
  XML do World Wide Web Consortium (W3C).
• Common Object Request Broker Architecture
  (CORBA) arquitetura que estabelece e simplifica
  a troca de dados entre sistemas distribuídos.
• Na camada PSM, pode-se ter também outros padrões
  como JAVA EJB, Microsoft . NET, etc.

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3ª Camada MDA - Serviços

• Na camada mais externa, são exibidos os serviços
  que a maioria dos domínios de aplicações
  necessitam
• Sistemas críticos de segurança, E-commerce,
  Financeiro, Saúde, Educação,etc...
• Esses serviços podem ser de segurança,
  persistência, controle de transações, tratamentos
  de eventos, diretórios, etc.

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Abordagens MDD

• OO-Method
• AndroMDA

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OO-Method

• Breve Histórico
• A primeira versão do OO-Method foi introduzida em
  1992 através da tese de PhD de Oscar Pastor,
  juntamente com a da linguagem formal de
  especificação de sistemas de informação OASIS
• O método cobre todas a fases do processo de
  desenvolvimento de software, das fases iniciais
  de obtenção de requisitos, projeto e geração do
  produto final de software numa plataforma
  específica.
• O centro do desenvolvimento do software dirigido
  por modelos do OO-Method é o Esquema (Modelo)
  Conceitual , conforme afirmação do Prof. Antoni
  Olivé (2005)
• Para desenvolver um sistema de informação é
  necessário e suficiente definir seu esquema
  conceitual

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OO-Method

• Toni Morgan, defende a idéia de usar Extreme
  Non-Programing como argumento de que a
  principal atividade no desenvolvimento de
  software é modelagem, e não programação, pois
  modelagem está no espaço do problema, enquanto
  programar está no espaço da solução.
• O objetivo final é tornar verdadeira a
  sentença
• Modelo é o Código, ao invés de o Código é
  o Modelo
• Modelo Conceitual Executável representa de modo
  completo e consistente todos os aspectos
  estáticos, dinânicos e de interação (interface
  usuário) de um sistema
• é compilado através de um compilador de Modelos.

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XP versus XNP(MDD)
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O processo básico de transformação
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Trasnformações e Mapeamentos
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MDA X OO-Method
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Modelos OO-Method

• Modelo Objeto Diagrama de Classes
• Classes
• Atributos
• Precondições e Serviços
• Restrições de Integridade
• Relacionamento entre as Classes
• Associação, Agregação e Composição
• Herança
• Agentes
• Modelo Dinâmico
• Diagrama de Transição de Estado Ciclo de vida
  dos objetos
• Diagrama de Interação de Objeto
• - Especifica as interações válidas entre os
  objetos através das transações, operações e
  gatilhos

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Modelos OO-Method

• Modelo Funcional
• O modelo funcional especifica os aspectos
  funcionais do sistema através de
• Descrição de como a execução dos eventos mudam o
  valor dos atributos das classes.
• Acesso a dados de acordo com o Modelo Objeto
• Definição de lógica seqüencial, Manipulação de
  classes, objetos e relacionamentos
• Uso de operadores lógicos, aritméticos
• Modelo de Apresentação
• O modelo da apresentação especifica os
  requisitos de Interface de Usuário, modelando uma
  interface abstrata que é independente de
  plataforma ou dispositivo.

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Modelo de Apresentação
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OLIVANOVA

• OO-Method é implementado através do produto
  OlivaNova da Care Technologies, composto de duas
  ferramentas
• O modelador que permite
• Modelar objetos e negócios
• Modelar dados
• Modelar integração
• Modelar sistemas legados
• Modelar regras e limitações
• Definir conceitualmente interfaces do usuário
• A máquina de transformação que implementa todo o
  processo de compilação de modelos do OO-Method,
  gerando código fonte na plataforma de destino.

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OLIVANOVA x Outras Ferramentas MDD
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AndroMDA

• Ferramenta MDA Open Source (www.andromda.org/ )
• Está desenvolvida sobre Eclipse.
• Suporta arquiteturas como Spring, EJB, .Net,
  Hibernate, Struts, WebServices.
• É possível gerar componentes para qualquer
  linguagem Java, .Net, HTML, PHP, C, etc
• Pode ser utilizada pelos servidores de aplicação
  Jboss e TomCat.
• suporta UML2.0.

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AndroMDA

• Cartuchos São Plugins que AndroMDA utiliza
  para fazer a transformação de um modelo PIM gt
  PSM em várias plataformas diferentes .
• - Para cada plataforma(tecnologia) PSM alvo é
  necessário o desenvolvimento de um cartucho que
  basicamente consiste na criação de um UML Profile
  .
• A ferramenta de melhor aceitação para modelar em
  UML e fazer a importação do metamodelo UML em
  XMI é a MagicDraw. Porém outras ferramentas
  podem ser utilizadas Poseidon UML, Argo UML,
  Jude UML, Visual UML, etc.
• Versão 4.0 (Preview) do AndroMDA
• permite a criação e utilização de metamodelos no
  padrão EMF (Eclipse Model Framework) ,
  possibilitando transformação de modelos PIM( não
  apenas UML) para modelos PSM , além de geração
  de código fonte.
• ATL ( Atlas Transformation Language) Linguagem
  para transformações modelo-modelo (similar a QVT
  )
• MOFScript para transformações model-text.
• OpenMDX( www.openmdx.org) principal concorrente
  open source do AndroMDA

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Lições Aprendidas na adoção de soluções MDA

• Muitas organizações que, nos últimos anos, vêm
  utilizando com sucesso soluções MDA, perceberam
  que um conjunto de práticas e passos
  consistentes devem ser levados em conta em se
  adotar um processo MDD automatizado
• Examinar os modelos atualmente usados na empresa
  no seu processo de desenvolvimento e a
  conexão/correlação semântica entre os elementos
  desses modelos.
• Identificar as transformações candidatas para
  automação
• Especificar (documentar) os requisitos dessas
  transformações
• Criar os UML Profiles necessários
• Desenvolver o código da(s)s transformação(coes)
• Esboçar documentos de uso, empacotar e distribuir

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O Programa FastStart da OMG

• Recentemente, o grupo OMG lançou o programa
  FastStart para ajudar as organizações
  aprenderem sobre MDA e aplicar MDA nas
  arquiteturas de seus sistemas, na integração dos
  sistemas e nos seus processos de desenvolvimento
  de software.
• Durante programa FastStart , a organização
  recebe consultores da OMG para realizarem as
  seguintes atividades
• Análise inicial MDA
• Revisão da Arquitetura Empresarial MDA
• Plano de Transição MDA
• Seminários Executivos MDA
• Prática MDA
• Essas atividades geralmente duram 5 semanas e
  visam capacitar a empresa em MDA para que ela
  própria, sem ajuda de provedores externos,
  desenvolva seu processo MDA/MDD

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Problemas e Desafios dos Processos MDD

• Suporte a modelos orientados a goals,
  negócios, agentes e aspectos.
• Elevação dos níveis de abstrações dos modelos
• Melhor precisão semântica dos modelos em relação
  às características estáticas, dinâmicas e de
  apresentação (interação-usuário) dos sistemas
• Melhores mapeamentos entre os modelos
• Melhor transformação automática de modelos
  (automação)
• Melhor suporte à Validação de Modelos
• Melhor integração com as plataformas específicas
  (PSM)
• Melhor e maior percentagem de código fonte
  gerado
• Melhor suporte à rastreabilidade
• Melhor suporte à engenharia reversa
• Suporte à computação autonômica
• Melhor Suporte a Testes Dirigido a Modelos
• Suporte a requisitos não-funcionais

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Considerações Finais

• O Processo MDD ainda está na sua infância
• Nem as linguagens (modelos) e nem as ferramentas
  se desenvolveram o suficiente para concretizar
  todas as suas promessas feitas.
• O processo MDA, padronizado pela OMG, é apenas
  uma referência e pode suportar qualquer outro
  processo específico de desenvolvimento de
  software existente (RUP, XP, OPEN, Agentes,
  Aspectos, Formais, etc.) desde que se adapte e
  seja dado um foco especial em modelos e suas
  transformações.
• Especialistas em Engenharia de Software e a
  própria OMG, apostam que MDD/MDA será o processo
  mais utilizado pelas Empresas nos próximos anos
  (futuro).

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FIM