Reuso de Software, Frameworks

Eduardo Piveta

Introdução

• Paradoxo da indústria de software:
• Programas mais complexos
• Menor tempo de desenvolvimento
• Menor custo possível
• Necessidade de definir mecanismos para reuso de software

Reuso de software

• Componentes: Primeira visão de reuso
• Padrões de Projeto: Reuso de Projeto
• Frameworks: Reuso de Projeto e Reuso de Código

Rotinas Classes Componentes Padrões Frameworks

Reuso de software

• O uso de componentes visa aumentar o grau de reuso no desenvolvimento de software
• Isto é feito através de dois processos:
• Engenharia de domínio
• Desenvolvimento baseado em componentes

Engenharia de domínio

• Estudo de um domínio de aplicações:
• Ambientes de desenvolvimento de software
• Produção e gerenciamento de documentos
• Gestão financeira
• Automação de escritórios
• Software para web
• Jogos de tabuleiros

Engenharia de domínio

• Visa:
• Reusar conhecimento acerca do domínio
• Produzir uma especificação adequada a um conjunto de aplicações
• Reutilizar esta especificação no desenvolvimento de diferentes aplicações
• A engenharia de domínio é utilizada para a construção de frameworks e componentes

Frameworks

• Características:
• Projeto em larga escala que descreve como um sistema é decomposto em um conjunto de objetos que interagem
• Representado como um conjunto de classes abstratas e a maneira como elas interagem
• Utilizam inversão de controle
• Utilizam padrões de projeto e componentes

Frameworks

• Estrutura de Classes
• OO
• Implementação Inacabada

Aplicação OO completamente Desenvolvida

Reutilização de Classes

Aplicação baseada em framework

Frameworks

• Frameworks são uma técnica de reuso de software
• Definição:
• Projeto reutilizável de parte de um sistema, representado por um conjunto de classes abstratas e seu inter-relacionamento (estrutura)
• Esqueleto de uma aplicação que pode ser customizado pelo desenvolvedor (propósito)

Motivações para o uso de frameworks e reuso

• Principal: Economizar tempo e dinheiro no desenvolvimento de software
• Uniformidade
• Construção de Sistemas Abertos
• Combinação de Softwares Diferentes
• Linguagens OO: Frameworks para interfaces gráficas

O que é um Framework?

• Classes Abstratas
• Classes sem instâncias, são usadas como superclasses
• Classes abstratas protelam a implementação de alguns de seus métodos para suas subclasses
• São utilizadas como modelos para a criação de classes
• Frameworks utilizam classes abstratas como projeto para seus componentes

Classes abstratas

• Classes abstratas definem uma interface para suas subclasses
• Clientes das subclasses da classe abstrata precisam de uma classe que implemente a interface da classes abstrata
• Classes abstratas podem prover parte da implementação dos métodos:
• Métodos Template

Métodos Template

• Definem o esqueleto de um algoritmo de um método em uma classe abstrata, prorrogando passos da implementação, delegando-os para as subclasses
• Métodos Hook
• Subclasses concretas devem implementar os métodos abstratos providos pela classe abstrata

Frameworks

• Projeto em larga escala que descreve como um sistema é decomposto em um conjunto de objetos que interagem entre si
• Normalmente representado como um conjunto de classes abstratas e a maneira como elas interagem
• Reuso de interface é mais importante que reuso de implementação

Frameworks

• Tiram proveito das seguintes características das linguagens OO:
• Abstrações
• Polimorfismo
• Herança
• Usam também:
• Anotações, Metadados, Reflexão

Inversão de controle

• Normalmente usuários de componentes chamam os componentes sempre que necessário
• sendo responsável pela estrutura e pelo fluxo de controle do programa
• Ao utilizar frameworks o código do usuário é chamado pelo framework
• O framework é responsável pela estrutura e pelo fluxo de controle do programa

Frameworks

• Frameworks para vários domínios:
• Aplicações em Geral
• Persistência
• Web
• Interfaces gráficas
• Sistemas Operacionais
• Protocolos de Rede
• ...

Frameworks

• Frameworks reutilizam código porque tornam mais fácil o desenvolvimento de uma aplicação através de uma biblioteca de componentes existentes
• Provêm uma interface padrão para o inter-relacionamento entre objetos
• Frameworks reutilizam análise
• Modelam um domínio de aplicação
• Generalizam um domínio de aplicações

Domínio de aplicações

• Família com características comuns
• Jogos de tabuleiros
• Ambientes de desenvolvimento de software
• Produção e gerenciamento de documentos
• Gestão financeira
• Automação de escritórios
• Software para web

Análise de domínio

• Visa produzir uma especificação adequada a um conjunto de aplicações e reutilizá-la no desenvolvimento de diferentes aplicações
• Processo de identificação e organização de conhecimento a respeito de uma classe de problemas…
• ... para dar suporte à descrição e solução destes problemas.
• Abordagens bottom-up vs. top-down

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Alguns problemas com frameworks

• Como são complexos e flexíveis, normalmente são difíceis de utilizar
• Requerem melhor documentação
• Requerem melhor treinamento
• São mais difíceis de desenvolver
• Dependentes de linguagem

Exemplos

• Java:
• Spring / Spring Boot (apps)
• Quarkus (apps)
• Micronaut (apps)
• Vaadin (interfaces web)
• JavaFX (interfaces desktop)
• Hibernate (persistência)

https://chatgpt.com/share/69a90513-76a0-8001-b3b0-f895e3cc9347

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Exemplos

• Python:
• Django (web/orm)
• Flask (web minimalista)
• TensorFlow (IA - ML)
• PyTorch (IA - Deep Learning)

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https://chatgpt.com/share/69a905fd-31ec-8001-93ce-7c0ec1e94de8

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Exemplos

• C#:
• ASP.NET Core (apps)
• Blazor (interfaces web)
• WPF (interfaces desktop)
• Unity (jogos)
• Entity Framework (persistência)

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https://chatgpt.com/share/69a90685-891c-8001-b767-fcaa9b4a4219

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