Artigo

Introdução

A UML - Unified Modeling Language (Linguagem de Modelagem Unificada) é uma linguagem padrão para modelagem de sistemas de software que é suportada por diversas normas técnicas e especificações. Essas normas, que abrangem a padronização e a documentação técnica, são desenvolvidas e mantidas por organizações internacionais como a International Organization for Standardization (ISO), a International Electrotechnical Commission (IEC) e o Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Este artigo examina as normas específicas relacionadas à UML, oferecendo uma visão detalhada das diretrizes e especificações que garantem a consistência e a eficácia da UML na modelagem de sistemas.

Normas ISO Relacionadas à UML

ISO 19501:2005 - UML

A norma ISO 19501:2005, intitulada "Information technology – Object management group Unified Modeling Language (UML)" (Tecnologia da Informação – Linguagem de Modelagem Unificada do Grupo de Gestão de Objetos), é a versão que formaliza a UML 1.4.2. Esta norma fornece a definição oficial da UML, incluindo sua notação, semântica e regras de modelagem. A ISO 19501:2005 estabelece a base para a UML, assegurando que a linguagem seja compreendida e utilizada de maneira uniforme em todo o mundo.

Principais aspectos abordados pela ISO 19501:2005:

• Notação e Semântica: Define a notação gráfica utilizada para modelar elementos do sistema e especifica o significado de cada elemento.
• Regras de Modelagem: Estabelece diretrizes para a criação de modelos UML que são consistentes e compreensíveis.
• Metamodelo UML: Descreve a estrutura abstrata da UML, permitindo a sua extensão e personalização por meio de perfis.

ISO/IEC 19506:2013 - UML 2.4.1

A norma ISO/IEC 19506:2013 corresponde à UML 2.4.1 e detalha as especificações da versão atualizada da UML. Esta norma amplia e refina as definições da UML, oferecendo maior precisão e flexibilidade na modelagem de sistemas complexos.

Principais aspectos abordados pela ISO/IEC 19506:2013:

• Atualização de Notação: Inclui modificações e melhorias nas notações para suportar modelagens mais complexas.
• Especificação de Diagramas: Detalha os novos diagramas e elementos introduzidos na versão UML 2.4.1.
• Compatibilidade e Extensibilidade: Garante que a UML 2.4.1 seja compatível com versões anteriores e possa ser estendida através de perfis e estereótipos.

Normas IEC Relacionadas à UML

IEC 61131-3:2013 - Linguagens de Programação para Controladores Lógicos Programáveis (PLCs)

Embora a norma IEC 61131-3:2013 não trate diretamente da UML, ela é relevante para a modelagem de sistemas de controle industrial. A IEC 61131-3 define linguagens de programação para PLCs, que podem ser modeladas e integradas com sistemas desenvolvidos usando UML, especialmente em contextos onde a UML é utilizada para modelar sistemas embarcados e automação industrial.

Principais aspectos abordados pela IEC 61131-3:2013:

• Linguagens de Programação: Define linguagens como Ladder Diagram (LD), Function Block Diagram (FBD), Structured Text (ST), Instruction List (IL), e Sequential Function Chart (SFC), que podem ser integradas com modelos UML para representar sistemas de controle.

Normas IEEE Relacionadas à UML

IEEE 1471:2000 - Architecture Description for Complex Systems

A norma IEEE 1471:2000, posteriormente substituída por IEEE 42010, descreve um framework para a descrição da arquitetura de sistemas complexos. Embora não seja uma norma UML por si só, ela é relevante para a modelagem de arquitetura de sistemas, que pode ser feita utilizando diagramas UML.

Principais aspectos abordados pela IEEE 1471:2000:

• Descrição de Arquitetura: Fornece uma abordagem para a documentação e comunicação da arquitetura de sistemas, que pode ser facilitada pela UML.
• Modelagem de Visões: Apoia a criação de múltiplas visões da arquitetura do sistema, complementando os diagramas UML.

IEEE 42010:2011 - Systems and Software Engineering – Architecture Description

A norma IEEE 42010:2011 substitui a IEEE 1471 e fornece um framework detalhado para a descrição de arquiteturas de sistemas e software. Esta norma estabelece diretrizes para a criação de descrições arquitetônicas que podem utilizar a UML como uma ferramenta para representar diversos aspectos da arquitetura.

Principais aspectos abordados pela IEEE 42010:2011:

• Framework Arquitetônico: Define a estrutura para descrever arquiteturas de sistemas complexos, facilitando a integração com UML.
• Modelos e Visões: Detalha como criar modelos e visões arquitetônicas, suportando o uso de diagramas UML para representar a arquitetura do sistema.

Aplicação Prática da UML com PHP

Para complementar o artigo, apresentamos exemplos práticos de como diferentes tipos de diagramas UML podem ser representados e utilizados no desenvolvimento de sistemas usando PHP. Isso reforça a conexão entre a modelagem teórica e sua implementação prática.

1. Diagrama de Casos de Uso (Use Case Diagram)

<?php

    // UseCase.php - Classe para representar um caso de uso
    class UseCase {
        private $name;
        private $description;
    
        public function __construct($name, $description) {
            $this->name = $name;
            $this->description = $description;
        }
    
        public function getName() {
            return $this->name;
        }
    
        public function getDescription() {
            return $this->description;
        }
    }
    
    // Main script to demonstrate UseCase
    $loginUseCase = new UseCase("Login", "Allows users to log into the system");
    echo "Use Case: " . $loginUseCase->getName() . "\n";
    echo "Description: " . $loginUseCase->getDescription();

O Diagrama de Casos de Uso descreve as interações entre os atores (usuários ou outros sistemas) e o sistema. No código acima, a classe UseCase modela um caso de uso com atributos para o nome e a descrição. Esse código PHP demonstra como criar e manipular um objeto de caso de uso, refletindo as ações descritas no diagrama.

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2. Diagrama de Classes (Class Diagram)

<?php

    // User.php - Classe para representar um usuário
    class User {
        private $id;
        private $name;
        private $email;
    
        public function __construct($id, $name, $email) {
            $this->id = $id;
            $this->name = $name;
            $this->email = $email;
        }
    
        public function getId() {
            return $this->id;
        }
    
        public function getName() {
            return $this->name;
        }
    
        public function getEmail() {
            return $this->email;
        }
    }
    
    // Main script to demonstrate User
    $user = new User(1, "John Doe", "john.doe@example.com");
    echo "User ID: " . $user->getId() . "\n";
    echo "Name: " . $user->getName() . "\n";
    echo "Email: " . $user->getEmail();

O Diagrama de Classes representa a estrutura de um sistema mostrando suas classes, atributos e métodos. No exemplo acima, a classe User ilustra um modelo simples de usuário com atributos como ID, nome e e-mail. O código PHP demonstra a criação e o acesso a essas propriedades, refletindo a estrutura do diagrama de classes.

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3. Diagrama de Sequência (Sequence Diagram)

<?php

    // OrderProcessor.php - Classe para processar pedidos
    class OrderProcessor {
        public function processOrder($orderId) {
            echo "Processing order: " . $orderId . "\n";
        }
    }
    
    // Main script to demonstrate Sequence
    $orderProcessor = new OrderProcessor();
    $orderProcessor->processOrder(12345);

O Diagrama de Sequência ilustra a interação entre objetos ao longo do tempo para realizar uma função. O código acima simula o processamento de um pedido com uma classe OrderProcessor e um método processOrder. O exemplo demonstra a chamada de métodos e a execução de ações de acordo com a sequência de eventos descrita no diagrama.

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4. Diagrama de Atividades (Activity Diagram)

<?php
    
    // Activity.php - Classe para representar uma atividade
    class Activity {
        private $name;
    
        public function __construct($name) {
            $this->name = $name;
        }
    
        public function perform() {
            echo "Performing activity: " . $this->name . "\n";
        }
    }
    
    // Main script to demonstrate Activity
    $activity = new Activity("User Registration");
    $activity->perform();

O Diagrama de Atividades mostra o fluxo de trabalho de um processo. No exemplo, a classe Activity modela uma atividade com um método perform que simula a execução da atividade. O código PHP demonstra a criação e a execução de uma atividade, refletindo o fluxo de processos descrito no diagrama de atividades.

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5. Diagrama de Estados (State Diagram)

<?php
    // OrderState.php - Classe para representar o estado de um pedido
    class OrderState {
        private $state;
    
        public function __construct($initialState) {
            $this->state = $initialState;
        }
    
        public function getState() {
            return $this->state;
        }
    
        public function setState($newState) {
            $this->state = $newState;
        }
    }
    
    // Main script to demonstrate State
    $orderState = new OrderState("Pending");
    echo "Current State: " . $orderState->getState() . "\n";
    $orderState->setState("Shipped");
    echo "Updated State: " . $orderState->getState();

O Diagrama de Estados descreve os diferentes estados de um objeto e as transições entre eles. No código acima, a classe OrderState modela um pedido com estados que podem ser alterados. O exemplo mostra como criar um objeto de estado e atualizar seu estado, refletindo as transições descritas no diagrama de estados.

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6. Diagrama de Componentes (Component Diagram)

<?php
    // Component.php - Classe para representar um componente
    class Component {
        private $name;
    
        public function __construct($name) {
            $this->name = $name;
        }
    
        public function getName() {
            return $this->name;
        }
    }
    
    // Main script to demonstrate Component
    $component = new Component("Authentication Service");
    echo "Component: " . $component->getName();

O Diagrama de Componentes representa a organização e a dependência entre componentes de um sistema. No exemplo, a classe Component modela um componente com um nome. O código PHP demonstra como criar e acessar informações sobre um componente, refletindo a estrutura e as dependências descritas no diagrama de componentes.

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7. Diagrama de Pacotes (Package Diagram)

<?php
    // Package.php - Classe para representar um pacote
    class Package {
        private $name;
    
        public function __construct($name) {
            $this->name = $name;
        }
    
        public function getName() {
            return $this->name;
        }
    }
    
    // Main script to demonstrate Package
    $package = new Package("User Management");
    echo "Package: " . $package->getName();

O Diagrama de Pacotes organiza o sistema em pacotes para modularização e gerenciamento. No código acima, a classe Package modela um pacote com um nome. O exemplo demonstra a criação e a visualização de pacotes, refletindo a estrutura de organização descrita no diagrama de pacotes.

Conclusão

As normas ISO, IEC e IEEE fornecem um conjunto abrangente de diretrizes e especificações que garantem a consistência e a eficácia da Unified Modeling Language (UML). A ISO 19501 e a ISO/IEC 19506 estabelecem a base para a UML, definindo suas notações e regras de modelagem. As normas IEC e IEEE, embora não sejam diretamente sobre a UML, oferecem frameworks e especificações que complementam a modelagem UML, especialmente em contextos de sistemas embarcados e arquiteturas complexas. Compreender essas normas é essencial para a aplicação eficaz da UML e para garantir a qualidade e a interoperabilidade dos modelos de software desenvolvidos.

Referências

1. ISO 19501:2005. Information technology – Object management group Unified Modeling Language (UML) (Tecnologia da Informação – Linguagem de Modelagem Unificada do Grupo de Gestão de Objetos). International Organization for Standardization.
2. ISO/IEC 19506:2013. Information technology – Object management group Unified Modeling Language (UML) (Tecnologia da Informação – Linguagem de Modelagem Unificada do Grupo de Gestão de Objetos). International Organization for Standardization.
3. IEC 61131-3:2013. Programmable controllers – Part 3: Programming languages (Controladores Programáveis – Parte 3: Linguagens de Programação). International Electrotechnical Commission.
4. IEEE 1471:2000. Recommended Practice for Architectural Description of Complex Systems (Prática Recomendada para a Descrição Arquitetônica de Sistemas Complexos). Institute of Electrical and Electronics Engineers.
5. IEEE 42010:2011. Systems and Software Engineering – Architecture Description (Engenharia de Sistemas e Software – Descrição Arquitetônica). Institute of Electrical and Electronics Engineers.