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Sumário 1. Papyrus UML2 Modeler ........................................................................................................ 1

2. Criando o Perfil GeoProfile .................................................................................................... 2

3. Adicionando Restrições OCL ............................................................................................... 11

4. Adicionando Ícones aos Estereótipos ................................................................................. 15

5. Aplicando o Perfil GeoProfile .............................................................................................. 17

1. Papyrus UML2 Modeler

A ferramenta CASE Papyrus UML2 Modeler (PAPYRUS UML, 2010) mostrou-se uma

opção interessante pelo fato de ser uma ferramenta de código aberto (opensource).

Ela é baseada no ambiente Eclipse, e está sob a licença EPL (Eclipse Public License).

Entre outros recursos interessantes para modelagem de sistemas utilizando o padrão

UML2, a ferramenta dá suporte à criação de perfis UML, que é o nosso objetivo. O

perfil é criado selecionando-se os estereótipos a serem utilizados e as metaclasses que

serão estendidas por esses estereótipos. Na Figura abaixo é possível notar parte dos

estereótipos do GeoProfile sendo especificados na ferramenta.

Área de trabalho da ferramenta Papyrus

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2. Criando o Perfil GeoProfile

Para criarmos nosso perfil nesta ferramenta primeiro devemos criar um novo projeto.

Nomeie o novo projeto “GeoProfile” e salve em um diretório qualquer. Agora vamos

criar o Perfil em si. Clique com o botão direito no novo projeto e vá em: New -> Create

an empty profile.

Nomeie o seu perfil “GeoProfile” e na janela que aparece, selecione o projeto criado

anteriormente.

Veja que do lado esquerdo, no Navigator, deverá aparecer o perfil criado

anteriormente e a barra Palette com os elementos do lado direito, como mostrado na

figura abaixo.

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Clicando com o botão direito do mouse encima do projeto na aba Outline, teremos a

opção Add an element que nos possibilita adicionar os elementos contidos nessa

ferramenta, os principais que iremos utilizar aqui serão: Metaclass, Stereotype,

Extension e Enumeration, alguns destes e os demais podem ser encontrados na Paleta

do lado direito: Generalization, ImportMetaclass, Stereotype, Extension.

Primeiro vamos criar os estereótipos do GeoProfile, vamos começar com os

estereótipos para objetos de rede: NetworkObj, Arc, Node, UnidirectionalArc e

BidirectionalArc. Adicione os elementos Stereotype, como mostrados na figura abaixo.

Perceba que os estereótipos NetworkObj e Arc são abstratos. Para colocar um

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estereótipo como abstrato basta selecioná-lo no modelo e marcar a opção Abstract na

aba inferior General.

Depois use o elemento Generalization, de forma a deixar o perfil como mostrado

abaixo.

Obs: Caso esteja inserindo os elementos pela aba Outline, o elemento não aparecerá

no diagrama, para que um elemento se torne visível, basta arrastá-lo da barra Outline

para a área de diagramas.

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O próximo passo é estender a metaclasse Class da UML utilizando os estereótipos

criados, para isso adicione o elemento ImportMetaclass, na janela que aparece

selecione a metaclasse Class, adicione ao projeto e dê OK.

A metaclasse Class irá aparecer no diagrama, agora vamos estender a metaclasse

utilizando o estereótipo criado, basta utilizar o elemento Extension.

Agora vamos estender a metaclasse Association, criando os estereótipos que lida com

os relacionamentos topológicos entre as classes geográficas. Existem seis tipos

diferentes de relacionamentos topológicos no GeoProfile, vamos criar apenas um para

exemplo.

Primeiro, crie um elemento Stereotype e dê a ele o nome Temporal, como mostra a

figura abaixo.

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Agora inclua um elemento ImportMetaclass, mas desta vez selecione a metaclasse

Association.

Utilize agora o elemento Extension para estender a metaclasse Association com o

estereótipo criado.

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Um estereótipo pode possuir propriedades, as quais podem ser referidas como tag

definitions. Quando um estereótipo é aplicado em um elemento do modelo, os valores

das propriedades podem ser referidos como tagged values.

O próximo passo é criar o estereótipo TemporalObject e suas enumerações (tagged

values). O GeoProfile define dois tipos de enumeração, TemporalPrimitive e

TemporalType. Inclua no esquema dois elementos do tipo Enumeration e nomeie-os

como TemporalPrimitive e TemporalType.

Adicione os EnumerationLiterals (instant e interval) em TemporalPrimitive e

(valid_time, transaction_time e bitemporal) em TemporalType, veja figura abaixo.

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Agora, adicione ao esquema o estereótipo TemporalObj e inclua dois atributos

(Property) com tipos das enumerações criadas anteriormente: temporalPrimitive do

tipo TemporalPrimitive e temporalType do tipo TemporalType.

Para adicionar o tipo do atributo, basta selecioná-lo dentro do estereótipo ou na aba

Outline, e na barra inferior General clique no botão + à frente do campo Type e

selecione o tipo na janela que aparece, veja na figura abaixo.

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Basta agora estendermos a metaclasse Class novamente para o estereótipo criado;

inclua mais um elemento Extension do estereótipo TemporalObj para a metaclasse

Class.

Com isso já é possível criar o diagrama do perfil para os estereótipos do GeoProfile

totalmente de acordo com sua especificação. Inclua os demais Stereotypes,

Generalizations e Extensions que faltam de forma a deixar o modelo como se segue:

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Esquema do GeoProfile

Salve o esquema. Uma janela de dialogo irá aparecer para decidir se o perfil deve ser

definido ou não. A definição é requerida de forma a utilizar o perfil.

Aperte Yes e uma janela aparecerá para adicionar número da versão e outras

informações sobre o perfil, estas informações podem ser vistas usando o UML2 tree

editor.

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3. Adicionando Restrições OCL

A ferramenta Papyrus oferece suporte à linguagem OCL para definição de constraints,

sendo as mesmas utilizadas para validar o esquema conceitual gerado. Dessa forma, as

restrições OCL descritas nesta seção sempre possuem como contexto um estereótipo

do GeoProfile, além de serem invariantes.

As restrições especificadas para o GeoProfile basicamente evitam a ocorrência de três

tipos de erros: adição de estereótipos incompatíveis a um mesmo elemento; má

construção de redes; e adição de relacionamentos topológicos impossíveis de

acontecer entre dois elementos (ex.: relacionamento Cross entre dois objetos

geográficos com representação de ponto). Estes três grupos de restrições são

analisados a seguir.

Para declarar Constraints, primeiro temos que selecionar o estereótipo ao qual a

restrição será adicionada, depois no painel Properties vá na aba Constraints, então

clicar no botão + para adicionar uma constraint. A parte direita do painel é onde

adicionamos a restrição OCL.

A imagem abaixo mostra a inserção de uma constraint no estereótipo GeoField.

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A próxima imagem mostra a restrição OCL adicionada e validada no perfil. Basta entrar

com a restrição e depois clicar no botão Evaluate, se a expressão estiver correta então

a mensagem “Successfully Parsed” irá aparecer. Depois de avaliada, a restrição deve

ser salva, para isto basta clicar no botão Save.

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As restrições do GeoProfile serão descritas abaixo, adicione-as ao perfil criado. O

campo context refere-se a qual estereótipo a restrição será aplicada.

Restrições OCL para verificação da existência de estereótipos incompatíveis em uma

mesma classe do esquema.

A context GeoField

self.base_Class.getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Point' or s.name = 'Line' or s.name = 'Polygon' or s.name = 'ComplexSpatialObj') -> isEmpty()

B context Network

self.base_Class.getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Point' or s.name = 'Line' or s.name = 'Polygon' or s.name = 'ComplexSpatialObj' or s.name = 'TIN' or s.name = 'Isolines' or s.name = 'GridOfCells' or s.name = 'AdjPolygons' or s.name = 'GridOfPoints' or s.name = 'IrregularPoints' or s.name = 'Node' or s.name = 'UnidirectionalArc' or s.name = 'BidirectionalArc') -> isEmpty()

C context NetworkObj

self.base_Class.getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'TIN' or s.name = 'Isolines' or s.name = 'GridOfCells' or s.name = 'AdjPolygons' or s.name = 'GridOfPoints' or s.name = 'IrregularPoints') -> isEmpty()

D context Node

self.base_Class.getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'UnidirectionalArc' or s.name = 'BidirectionalArc') -> isEmpty()

E context UnidirectionalArc

self.base_Class.getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'BidirectionalArc') -> isEmpty()

Restrições OCL para verificação da existência de estereótipos incompatíveis em uma

mesma associação do esquema.

F context Cross

self.base_Association.getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Disjoint' or s.name = 'In' or s.name = 'Overlap' or s.name = 'Touch') -> isEmpty()

G context Disjoint

self.base_Association.getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Cross' or s.name = 'In' or s.name = 'Overlap' or s.name = 'Touch') -> isEmpty()

H context In

self.base_Association.getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Disjoint' or s.name = 'Cross' or s.name = 'Overlap' or s.name = 'Touch') -> isEmpty()

I context Overlap

self.base_Association.getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Disjoint' or s.name = 'Cross' or s.name = 'In' or s.name = 'Touch') -> isEmpty()

J context Touch

self.base_Association.getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Disjoint' or s.name = 'Cross' or s.name = 'In' or s.name = 'Overlap') -> isEmpty()

Restrições OCL para validação das redes definidas no esquema.

K context Network

not self.base_Class.ownedAttribute.association.memberEnd.class.getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Node') -> isEmpty()

L context Network

not self.base_Class.ownedAttribute.association.memberEnd.class .getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'UnidirectionalArc' or s.name = 'BidirectionalArc') -> isEmpty()

M context Arc

not self.base_Class.ownedAttribute.association.memberEnd.class .getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Node') -> isEmpty()

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N context Node

not self.base_Class.ownedAttribute.association.memberEnd.class .getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'UnidirectionalArc' or s.name = 'BidirectionalArc') -> isEmpty()

Restrições OCL para validação de relacionamentos topológicos do tipo In e Disjoint.

O context In

self.base_Association.memberEnd.class -> forAll (c | c.getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Point' or s.name = 'Line' or s.name = 'Polygon') -> notEmpty())

P context Disjoint

self.base_Association.memberEnd.class -> forAll (c | c.getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Point' or s.name = 'Line' or s.name = 'Polygon') -> notEmpty())

Restrições OCL para validação de relacionamentos topológicos do tipo Cross, Overlap e

Touch.

Q context Cross

let classes : OrderedSet(Class) = self.base_Association.memberEnd.class -> asOrderedSet() in ((classes -> at(1)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Line') -> notEmpty() and (classes -> at(2)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Line') -> notEmpty() ) or ((classes -> at(1)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Line') -> notEmpty() and (classes -> at(2)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Polygon') -> notEmpty() ) or ((classes -> at(1)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Polygon') -> notEmpty() and (classes -> at(2)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Line') -> notEmpty() )

R context Overlap

let classes : OrderedSet(Class) = self.base_Association.memberEnd.class -> asOrderedSet() in ((classes -> at(1)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Line') -> notEmpty() and (classes -> at(2)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Line') -> notEmpty() ) or ((classes -> at(1)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Polygon') -> notEmpty() and (classes -> at(2)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Polygon') -> notEmpty() )

S context Touch

let classes : OrderedSet(Class) = self.base_Association.memberEnd.class -> asOrderedSet() in ((classes -> at(1)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Polygon') -> notEmpty() and (classes -> at(2)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Polygon') -> notEmpty() ) or ((classes -> at(1)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Line') -> notEmpty() and (classes -> at(2)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Line') -> notEmpty() ) or ((classes -> at(1)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Line') -> notEmpty() and (classes -> at(2)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Polygon') -> notEmpty() ) or ((classes -> at(1)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Polygon') -> notEmpty() and (classes -> at(2)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Line') -> notEmpty() ) or ((classes -> at(1)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Point') -> notEmpty() and (classes -> at(2)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Polygon') -> notEmpty() ) or ((classes -> at(1)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Polygon') -> notEmpty() and (classes -> at(2)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Point') -> notEmpty() ) or

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((classes -> at(1)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Point') -> notEmpty() and (classes -> at(2)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Line') -> notEmpty() ) or ((classes -> at(1)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Line') -> notEmpty() and (classes -> at(2)).getAppliedStereotypes() -> select(s | s.name = 'Point') -> notEmpty() )

Lembrando que as restrições OCL do GeoProfile validam apenas o esquema conceitual,

é válido dizer que um relacionamento topológico modelado entre classes que possuem

múltipla representação está conceitualmente correto se o tipo deste relacionamento

topológico puder existir para pelo menos uma representação geográfica das classes

envolvidas. Neste caso, cabe à aplicação restringir qual representação geográfica da

classe estará envolvida no relacionamento escolhido.

4. Adicionando Ícones aos Estereótipos

Ícones podem ser associados aos estereótipos para uma representação mais clara dos

elementos do diagrama.

Para associar um ícone a um estereótipo qualquer, clique com o botão direito no

estereótipo ao qual se deseja aplicar o ícone na janela Outline. No menu, vá em Add

an element e adicione o elemento Image no estereótipo.

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Vamos colocar um ícone no estereótipo Point. Veja que o elemento Image irá aparecer

dentro da aba deste estereótipo. Agora selecione o elemento Image adicionado, e na

janela Properties na aba General escolha as propriedades da imagem, no campo Kind

selecione Icon, agora no botão + Content selecione o ícone que você deseja adicionar

no estereótipo.

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Veja que o ícone adicionado irá aparecer na frente do campo Content.

Agora você já pode adicionar os outros ícones dos demais estereótipos: Point, Line,

Polygon, ComplexSpatialObj, TemporalObj, TIN, Isolines, GridOfCells, GridOfPoints,

IrregularPoints, AdjPolygons, Node, UniderctionalArc, BidirectionalArc, Touch, In,

Cross, Overlap, Disjoint e Network.

5. Aplicando o Perfil GeoProfile

Com o perfil criado, podemos utilizá-lo em nossa modelagem de classes geográficas.

Para utilizar nosso perfil, comece criando um novo modelo: File -> New -> Create an

empty model.

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Dê um nome ao modelo e selecione onde ele será criado:

Selecione o modelo (ou Package) na janela Outline, então na janela Properties vá na

aba Profile e clique no botão + Apply profile.

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Na janela que se segue, selecione o perfil que deseja aplicar ao modelo, no caso

GeoProfile.

Agora, com o perfil aplicado, é possível aplicarmos os estereótipos do GeoProfile nos

elementos UML. Para testar o GeoProfile, crie uma classe, tenha ela selecionada e

clique no botão + (Add a new element) no campo Applied Stereotypes na aba Profile.

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Na janela que se segue selecione o estereótipo que se deseja aplicar. Vamos selecionar

os estereótipos Point e Polygon. Depois clique em OK.

Obs: podemos aplicar mais de um estereótipo para uma mesma classe, as restrições

OCL descritas anteriormente impedem que estereótipos incompatíveis sejam aplicados

a uma mesma classe.

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Como definido no perfil GeoProfile, estereótipos também podem ser aplicados a

relacionamentos. Adicione mais uma classe com um estereótipo qualquer e um

elemento Association entre elas.

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Selecione o objeto Association adicionado e adicione um estereótipo ao mesmo,

proceda da mesma forma como mostrado para objetos do tipo Class.

A visualização dos estereótipos pode ser feita na forma escrita, através de ícones ou

ambos. Para mudar a aparência do estereótipo selecione a classe a qual se deseja

modificar, e na aba Appearance da janela Properties selecione o tipo de visualização

no campo Stereotype Appearance. Mude para Icon e veja o resultado.

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Há ocorrências de problemas na visualização de mais de um estereótipo por classe.

Caso seja aplicado mais de um estereótipo a uma classe, só será visualizado o ícone do

primeiro estereótipo aplicado. Para contornar esse problema, deve-se optar pela

visualização dos estereótipos na forma textual ou textual e ícone.

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Outro tipo de objeto geográfico que pode ser encontrado em nossas aplicações são os

objetos temporais, definidos no GeoProfile como TemporalObj. Para este tipo de

objeto foram definidos dois tagged values, temporalType e temporalPrimitive. Para

definirmos seus valores, primeiro devemos adicionar uma classe no modelo com o

estereótipo TemporalObj.

O valor de cada tagged value para este tipo de objeto pode ser definido na aba Profile

da janela Properties. Para isto, selecione o campo que se deseja alterar, um novo

campo Property values irá aparecer com o valor pré-definido para esta tag. A

ferramenta Papyrus considera o primeiro valor declarado como sendo o valor default.

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Para alterar este valor, basta um duplo clique sobre o valor já existente, e uma nova

janela se abrirá para a escolha do novo valor do campo.

Por se tratar de uma ferramenta voltada para a criação de modelos utilizando a UML, outros elementos UML também podem ser adicionados ao modelo como pacotes, atributos, operações, tipos de dados, etc. Para adicionar novos elementos ao modelo, pode-se utilizar a aba Palette, ou com um clique do botão direito sobre o modelo na aba Outline, no menu, escolha Add an element e todos os elementos possíveis de serem adicionados no modelo serão mostrados.

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Com isso, já é possível se criar um modelo UML completo para modelagem de banco

de dados geográficos na ferramenta Papyrus utilizando o GeoProfile. Um exemplo

“Escola” utilizando este perfil é mostrado abaixo.

Perceba que a as classes Cidade, Bairro e Escola possuem estereótipos do tipo

<<point>> e <<polygon>>, isso mostra como a classe poderá ser representada em uma

aplicação geográfica. Bairro, por exemplo, pode ser representada como ponto ou

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polígono, dependendo da escala. A classe Aluno, por sua vez, não possui estereótipo,

por se tratar de uma classe sem representação geográfica, logo, será criada como um

objeto Class comum, sem aplicar nenhum estereótipo.

Note que também foram aplicados estereótipos aos relacionamentos. O estereótipo

<<in>> entre Bairro e Cidade mostra que topologicamente todo elemento Bairro está

dentro de um elemento Cidade, o mesmo vale para o relacionamento entre Escola e

Bairro. Não existe relacionamento topológico entre Aluno e Escola, logo, utilizamos

apenas um relacionamento do tipo Association comum, sem aplicar nenhum

estereótipo.

O próximo passo agora é validar nosso modelo utilizando as restrições OCL do perfil

GeoProfile. Para isso, abra o arquivo Escola.uml que aparece na janela Navigator. Na

janela que se abre, clique com o botão direito do mouse sobre o modelo

“<Model>Escola” e vá em: Validation -> Validate OCL constraints defined in

Stereotypes.

Uma janela de confirmação de validação irá aparecer. Caso haja alguma inconsistência

no modelo uma mensagem de erro será mostrada.

Mais informações a respeito desta ferramenta podem ser encontradas no sítio:

http://www.papyrusuml.org/home/index.htm