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Exemplos Especificação de Software. Patrícia Macedo Joaquim Filipe João Ascenso Engenharia de Software 2005/2006 EST, Setúbal. Indice Geral. 1ª Parte Especificação de Software DFD’s Maquinas de estados Petri Nets 2ª Parte UML 3ª Parte Exemplos (DFD’s, ME, PetriNets).
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Exemplos Especificação de Software Patrícia Macedo Joaquim Filipe João Ascenso Engenharia de Software 2005/2006 EST, Setúbal
Indice Geral 1ª Parte • Especificação de Software • DFD’s • Maquinas de estados • Petri Nets 2ª Parte • UML 3ª Parte • Exemplos (DFD’s, ME, PetriNets) Engenharia de Software
Exemplo com DFDS • DFD mostra o fluxo de dados • “o que acontece, não como acontece” • Número infinito de interpretações possíveis Engenharia de Software
Desenhar o DFD • Primeiro refinamento Engenharia de Software
Desenhar o DFD • Segundo refinamento • Ordens em espera são vistas diáriamente Engenharia de Software
Desenhar o DFD Terceiro refinamento Engenharia de Software
Desenhar o DFD • DFD Final • Maior, de fácil compreensão pelo cliente • DFDs maiores • Hierarquia • Uma caixa é um DFD num nível mais baixo P1 Top-down P13 P11 P12 Engenharia de Software
Refinar os fluxos de dados • Items de dados para cada fluxo • Refinar cada fluxo • Dicionário de dados Engenharia de Software
Dicionário de dados • Entradas de exemplo Engenharia de Software
Case study • A loja ABCD Software compra software de vários fornecedores e vende ao público. O software mais popular é mantido em stock, mas o resto é pedido à medida que é necessário. A algumas instituições e associações são dadas facilidades no acesso ao crédito. Engenharia de Software
Case study • Perceber as razões: • Qual é o objectivo do sistema informático no seu negócio ? • Apenas porque vende software? • Assumir: Introduzir um novo sistema “de forma a obter mais lucros” • Análise custos / benefícios para cada secção do negócio • Questões importantes: • Que secções informatizar ? Todas ? • Como ? Batch ? Online ? Para uso interno ? e-commerce ? • O perigo de muitas soluções: • Primeiro fornecer a solução, só depois descobrir qual é o problema Engenharia de Software
Análise estruturada de sistemas • Técnica semi-formal para especificar software • Desenvolvida em 1970: [DeMarco,1978], [Gane/Sarsen,1979], [Yourdon/Constantine,1979] • Utilização dos DFDs: • Os dados são processados em cada passo antes de se passar para o próximo • Simples e intuitivo (os utilizadores participam no processo) • Permite seguir e documentar como os dados são processados • Estes modelos permitem uma perspectiva funcional de todo o sistema Engenharia de Software
Refinar os repositórios de dados • Definir o conteúdo e a representação (formato) • Definir a precisão dos dados numéricos, o comprimento dos campos de texto etc. • Definir que dados irão ser necessários em que ficheiros, bases de dados etc. Engenharia de Software
Definir os recursos físicos • Para cada ficheiro, especificar • Nome do ficheiro • Organização (sequencial, indexada, etc.) • Meio de armazenamento • Estrutura (até ao nível do campo) Engenharia de Software
Determinar Especificações I/O • Especificar as entradas/saídas para as comunicações externas: • Esboço da interface • Esboço das saída de dados • Formato dos dados de importação/exportação para outro software Engenharia de Software
Calcular parâmetros relevantes • Dados numéricos relevantes • Volume dos dados de entrada (diariamente ou por hora) • Tamanho, frequência, deadline para cada relatório impresso • Tamanho, número de campos que passam entre o CPU e o meio de armazenamento • Tamanho de cada ficheiro, etc... Engenharia de Software
Requisitos de Hardware • Requisitos de armazenamento • Definir forma de armazenamento para o back-up de dados • Input devices • Output devices • O hardware existente serve ? • Se não, recomendar compra/aluguer Engenharia de Software
No entanto... • Tempos de resposta não podem ser calculados • Número de canais E/S apenas podem ser adivinhados • A capacidade de processamento apenas pode ser adivinhada Engenharia de Software
Maquinas de estados Exemplo Engenharia de Software
Cofre com uma combinação • [Brady,1977] Engenharia de Software
Cofre com uma combinação • Combination lock with 3 positions: 1,2,3 • The dial can be turned left L or right R • Any time there are 6 possible dial movements, 1L, 1R, 2L, 2R, 3L, 3R • The combination of the lock is: 1L, 3R, 2L • any other dial movement causes the alarm to go off ALARM any other dial movement any other dial movement any other dial movement Safe unlocked Safe locked A B 1L 3R 2L Engenharia de Software
Teste de Diagnóstico • Estado 0 Inicialização • Evento b Inicialização OK • Estado 1 Estou activo • Evento a1 Sem Problemas • Evento a2 Problema detectado • Estado 4 Verificação do estado concluído • Estado 5 Erro no teste de diagnóstico • Ocorre quando recebe uma entrada não esperada Engenharia de Software
a) Produtor b) Consumidor c) Buffer Produtor/Consumidor Engenharia de Software
Produtor/Consumidor • Consumidor: • Processo que lê as mensagens e as remove do buffer • Buffer vazio espera que uma mensagem seja escrita • Produtor: • Produz mensagens e escreve-as no buffer • Buffer cheio espera que uma mensagem seja removida • Buffer: suporta apenas 2 mensagens • Conjunto de estados <0,p2,c2>: • Buffer vazio, produtor no estado p2 e consumidor no estado c2 Engenharia de Software
Produtor/Consumidor Engenharia de Software
Redes de Petri - Exemplos Engenharia de Software
Exemplo: Máquina de Vendas • Esta máquina dispensa dois tipos de consumíveis – 20c e 15c • Apenas dois tipos de moedas podem ser utilizadas– de 10c e 5c • A máquina não devolve nenhum troco Engenharia de Software
Take 15c bar Deposit 10c 15c 5c Deposit 5c Deposit 5c Deposit 5c Deposit 5c 0c Deposit 10c 20c 10c Deposit 10c Take 20c bar Exemplo: Máquina de Vendas Engenharia de Software
Exemplo: Máquina de Vendas • Cenário 1: • Deposita 5c, deposita 5c, deposita 5c, deposita 5c, retira o consumível de 20c • Cenário 2: • deposita 10c, deposita 5c, retira o consumível de 15c • Cenário 3: • deposita 5c, deposita 10c, deposita 5c, retira o consumível de 20c Engenharia de Software
Take 15c bar Deposit 10c 15c 5c Deposit 5c Deposit 5c Deposit 5c Deposit 5c 0c Deposit 10c 20c 10c Deposit 10c Take 20c bar Exemplo: Máquina de Vendas Engenharia de Software
Outro exemplo • Um sistema produtor-consumidor consistindo em um produtor, dois consumidores e um buffer; com as seguintes características: • O buffer pode conter até 5 items • O produtor pode enviar 3 items em cada produção • Ao mesmo tempo apenas um consumidor consegue aceder ao buffer • Cada consumidor remove dois items quando acede ao buffer Engenharia de Software
Produtor/Consumidor k=2 k=1 accepted ready p1 p4 Storage p3 produce accept 3 2 t2 t1 t3 t4 consume send k=5 p2 p5 idle ready k=1 k=2 Producer Consumers Engenharia de Software
Take 15c bar Deposit 10c 15c 5c Deposit 5c Deposit 5c Deposit 5c Deposit 5c 0c Deposit 10c 20c 10c Deposit 10c Take 20c bar Máquina de Vendas Engenharia de Software
Estados... t8 p4 M0 = (1,0,0,0,0) t4 M1 = (0,1,0,0,0) p2 t1 M2 = (0,0,1,0,0) M3 = (0,0,0,1,0) p1 M4 = (0,0,0,0,1) t3 t7 t5 Initial marking:M0 t6 p5 t2 p3 t9 Engenharia de Software
t8 p4 t4 M0 = (1,0,0,0,0) p2 M1 = (0,1,0,0,0) t1 M2 = (0,0,1,0,0) p1 M3 = (0,0,0,1,0) t3 t7 t5 M4 = (0,0,0,0,1) p3 t6 p5 Initial marking:M0 t2 t9 t1 t3 t5 t8 t2 t6 M0 M1 M2 M3 M0 M2 M4 Estados alcançáveis Engenharia de Software
Uma sequência de disparo: t1 t3 t5 t8 t2 t6 M0 M1 M2 M3 M0 M2 M4 Estados alcançáveis • “M2 é alcançável a partir de M1 e M4 é alcançável a partir de M0” • De facto, no exemplo anterior, todas as marcas são alcançáveis Engenharia de Software
Produtor/Consumidor • Nesta rede de Petri, cada lugar têm uma capacidade e cada arco têm um peso. • Isto permite que múltiplos tokens possam residir num lugar para modelar um comportamento complexo. Engenharia de Software
Exemplo: Avaliação • Durante o semestre, o estudante têm de passar a: • Tutes • Pracs • Assignment e • Test • No fim do semestre o estudante, têm de passar no exame para obter aprovação na cadeira Engenharia de Software
P passed Tutes F wait Partial pass P passed Ass Sit exam passed F pass Pracs Fail exam Enrol In ES P F Test P passed F Failed Hooray! Exemplo: Avaliação You have passed!! Engenharia de Software
P passed Tutes F wait Partial pass P passed Ass Sit exam passed F pass Pracs Fail exam Enrol In ES P F Test P passed F Failed Hooray! Exemplo: Avaliação You have failed!! Engenharia de Software
P passed Tutes F wait Partial pass P passed Ass Sit exam passed F pass Pracs Fail exam Enrol In ES P F Test P passed F Failed Hooray! Exemplo: Avaliação You have failed!! Engenharia de Software
Exemplo: Num restaurante • Cenário 1: • O criado recebe ordens do cliente 1; serve o cliente 1; recebe ordens do cliente 2; serve o cliente 2 • Cenário 2: • O criado recebe ordens do consumidor 1; recebe ordens do consumidor 2; serve o consumidor 2; serve o consumidor 1 Engenharia de Software
Waiter free Customer 1 Customer 2 Take order Take order wait Order taken wait eating eating Tell kitchen Serve food Serve food Exemplo: Num restaurante (Cenário 1) Engenharia de Software
Waiter free Customer 1 Customer 2 Take order Take order wait Order taken wait eating eating Tell kitchen Serve food Serve food Exemplo: Num restaurante (Cenário 2) Engenharia de Software