Programação Orientada a Objetos e Banco de dados

Nos desenvolvimentos de sistemas, existem alguns fatores importantes como: o entendimento do código, fácil manutenção, reaproveitamento entre outros. Para isso, a Programação Orientada a Objetos também conhecida como POO, tem a intenção de ajudar nesses fatores, dando tempo e agilidade no desenvolvimento de um sistema para o programador.

A Programação Orientada a Objetos foi criada por Alan Kay, autor da linguagem Smalltalk. Antes mesmo da criação Orientada a Objetos, já existiam algumas aplicações, neste caso da linguagem Simula 67, criada por Ole Johan Dahl e Kristen Nygaard em 1967.

Veja na Figura 1 a trajetória que a programação teve para se chegar ao uso da POO.

Figura 1: Linha do tempo das técnicas de programação.

A Programação Orientada a Objetos é formada por alguns itens, dentre os quais destacamos: Classes, Objetos, Atributos, Métodos, Construtores, que irão ser mostrados nesse artigo.

As classes de programação são projetos de um objeto, aonde têm características e comportamentos, ou seja, permite armazenar propriedades e métodos dentro dela. Para construir uma classe é preciso utilizar o pilar da abstração. Uma classe geralmente representa um substantivo, por exemplo: uma pessoa, um lugar, algo que seja “abstrato”.

• Toda classe possui um nome;
• Possuem visibilidade, exemplo: public, private, protected;
• Possuem membros como: Características e Ações;
• Para criar uma classe basta declarar a visibilidade + digitar a palavra reservada class + NomeDaClasse + abrir e fechar chaves { }.

Listagem 1: Declaração de uma classe na linguagem Java

Na Listagem 2, são mostrados os componentes da classe, como métodos e atributos.

Listagem 2: Classe Caes

Figura 2: Demonstração da classe Cães.

Na Listagem 2 e na Figura 2, mostra que a classe Cães de um modo genérico, tem os mesmos métodos independente de qualquer cachorro, sendo que a classe é sempre um molde/projeto para o objeto cachorro.

Os objetos são características definidas pelas classes. Neles é permitido instanciar objetos da classe para inicializar os atributos e invocar os métodos. Veja no exemplo da Figura 3.

Figura 3: Diferença entre objeto e classe

A Figura 3 mostra que todo objeto é algo que existe, uma coisa concreta, já a classe é considerada como um modelo ou projeto de um objeto, sendo algo que não consegue tocar.

Os atributos são as propriedades de um objeto, também são conhecidos como variáveis ou campos. Essas propriedades definem o estado de um objeto, fazendo com que esses valores possam sofrer alterações. A Listagem 3 mostra as características de um cachorro, mas os valores que são guardados nas variáveis são diferentes variando para cada cachorro.

Listagem 3: Classe Cachorro

Na Listagem 4 é instanciada três vezes a classe “Cachorro”, mostrando que cada cachorro instanciado tem características diferentes.

Listagem 4: Classe Testadora de Cachorro

Os métodos são ações ou procedimentos, onde podem interagir e se comunicarem com outros objetos. A execução dessas ações se dá através de mensagens, tendo como função o envio de uma solicitação ao objeto para que seja efetuada a rotina desejada.

Como boas práticas, é indicado sempre usar o nome dos métodos declarados como verbos, para que quando for efetuada alguma manutenção seja de fácil entendimento. Veja algumas nomenclaturas de nomes de métodos:

• acaoVoltar
• voltar
• avançar
• correr
• resgatarValor
• pesquisarNomes

Na Listagem 5 são declaradas as características e o método, nota-se que tem uma condição de acordo com o valor informado na variável “tamanho”.

Listagem 5: Classe Cachorro com método

A Listagem 6 mostra como uma variável pode mudar o estado de um objeto, comunicando-se com o método invocado.

Listagem 6: Classe Testadora

O construtor de um objeto é um método especial, pois inicializa seus atributos toda vez que é instanciado (inicializado).Toda vez que é digitada a palavra reservada new, o objeto solicita para a memória do sistema armazená-lo, onde chama o construtor da classe para inicializar o objeto. A identificação de um construtor em uma classe é sempre o mesmo nome da classe.

Na Listagem 7, o construtor recebe um parâmetro de uma String que será um argumento de entrada na classe testadora.

Listagem 7: Declaração de um construtor com parâmetro

Listagem 8: Classe Testadora do Construtor

Na Listagem 8 é inicializada a classe “ConstrutorProg”, passando apenas um argumento no parâmetro que foi definido, se fosse apenas inicializado sem nenhum argumento estaria ocorrendo um erro de sintaxe pois já foi definido que no método construtor iria haver uma entrada de um parâmetro.

Sempre uma classe terá um construtor padrão, mesmo não sendo declarado o compilador irá fornecer um. Esse construtor não recebe argumentos e existe para possibilitar a criação de objetos para uma classe.

Segundo Korth, um banco de dados “é uma coleção de dados inter-relacionados, representando informações sobre um domínio específico”, ou seja, sempre que for possível agrupar informações que se relacionam e tratam de um mesmo assunto, posso dizer que tenho um banco de dados.

Podemos exemplificar situações clássicas como uma lista telefônica,um catálogo de CDs ou um sistema de controle de RH de uma empresa.

Já um sistema de gerenciamento de banco de dados (SGBD) é um software que possui recursos capazes de manipular as informações do banco de dados e interagir com o usuário.Exemplos de SGBDs são:Oracle,SQL Server,DB2,PostgreSQL,MySQL, o próprio Acess o Paradox,entre outros.

No final,temos que conceituar um sistema de banco de dados como o conjunto de quatro componentes básicos:dados,hardware,software e usuários.Date conceituou que sistema de bancos de dados pode ser considerado como uma sala de arquivos eletrônica.A figura 1 ilustra os componentes de um sistema de banco de dados.

Figura 1.Componentes de um sistema de banco de dados

Os objetivos de um sistema de banco de dados são o de isolar o usuário dos detalhes internos do banco de dados (promover a abstração de dados) e promover a independência dos dados em relação às aplicações, ou seja, tornar independente da aplicação, a estratégia de acesso e a forma de armazenamento.

O sistema de banco de dados deve garantir uma visão totalmente abstrata do banco de dados para o usuário, ou seja, para o usuário do banco de dados pouco importa qual unidade de armazenamento está sendo usada para guardar seus dados, contanto que os mesmos estejam disponíveis no momento necessário.

Esta abstração se dá em três níveis (Figura 2):

• Nível de visão do usuário: as partes do banco de dados que o usuário tem acesso de acordo com a necessidade individual de cada usuário ou grupo de usuários;
• Nível conceitual: define quais os dados que estão armazenados e qual o relacionamento entre eles;
• Nível físico: é o nível mais baixo de abstração, em que define efetivamente de que maneira os dados estão armazenados.

Figura 2. Níveis de abstração

Todo bom sistema de banco de dados deve apresentar um projeto,que visa a organização das informações e utilização de técnicas para que o futuro sistema obtenha boa performance e também facilite infinitamente as manutenções que venham a acontecer.

O projeto de banco de dados se dá em duas fases:

• Modelagem conceitual;
• Projeto lógico.

Estas duas etapas se referem a um sistema de banco de dados ainda não implementado, ou seja, que ainda não exista, um novo projeto. Para os casos em que o banco de dados já exista, mas é um sistema legado, por exemplo, ou um sistema muito antigo sem documentação, o processo de projeto de banco de dados se dará através da utilização de uma técnica chamada de Engenharia Reversa, que será visto em outra oportunidade.

É a descrição do BD de maneira independente ao SGBD, ou seja, define quais os dados que aparecerão no BD, mas sem se importar com a implementação que se dará ao BD. Desta forma, há uma abstração em nível de SGBD.

Uma das técnicas mais utilizadas dentre os profissionais da área é a abordagem entidade-relacionamento (ER), onde o modelo é representado graficamente através do diagrama entidade-relacionamento (DER) (Figura 3).

Figura 3. Exemplo de diagrama entidade-relacionamento

O modelo acima, entre outras coisas, nos traz informações sobre Alunos e Turmas. Para cada Aluno, será armazenado seu número de matrícula, seu nome e endereço, enquanto para cada turma, teremos a informação de seu código, a sala utilizada e o período.

Descreve o BD no nível SGBD, ou seja,depende do tipo particular de SGBD que será usado.Não podemos confundir com o Software que será usado. O tipo SGBD que o modelo lógico trata é se o mesmo é relacional,orientado a objetos,hierárquico,etc.

Abordaremos o SGBD relacional, por serem os mais difundidos. Nele, os dados são organizados em tabelas (Quadro 1).

Quadro 1. Exemplo de tabelas em um SGBD relacional

O modelo lógico do BD relacional deve definir quais as tabelas e o nome das colunas que compõem estas tabelas.

Para o nosso exemplo, poderíamos definir nosso modelo lógico conforme o seguinte:

É importante salientar que os detalhes internos de armazenamento, por exemplo, não são descritos no modelo lógico, pois estas informações fazem parte do modelo físico, que nada mais é que a tradução do modelo lógico para a linguagem do software escolhido para implementar o sistema.