Garantia da Qualidade de Software com Metodologias Ágeis: Um Levantamento com Base em Revisão Sistemática

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1 Garantia da Qualidade de Software com Metodologias Ágeis: Um Levantamento com Base em Revisão Sistemática Kelce Regina Ferreira Fernandes, Fernando Selleri Silva Ciência da Computação Universidade do Estado de Mato Grosso (UNEMAT) Caixa Postal Barra do Bugres MT Abstract. This paper aims to show a study about the execution of Quality Assurance with Agile Methodologies. Firstly, it shows the concepts related to Quality Assurance (QA). Secondly, the most utilized Agile Methodologies are addressed. Then, the results are shown. These results were reached through bibliographic survey about national literature, using systematic review concepts. They identify 23 scientific studies about the theme, highlighting the agile practices and the benefits and limitations shown by the studies. Resumo. O presente trabalho visa apresentar um estudo sobre a execução da Garantia da Qualidade com Metodologias Ágeis. Inicialmente, são apresentados os conceitos relacionados a Garantia da Qualidade (GQA). Em seguida, são abordadas as Metodologias Ágeis mais utilizadas atualmente. E, então, são apresentados os resultados, alcançados por meio de um levantamento sobre a literatura nacional, utilizando conceitos de revisão sistemática. Foram identificados 23 trabalhos sobre o tema, destacando-se as práticas ágeis e os benefícios e limitações por eles apresentados. 1. Introdução A qualidade é uma característica essencial para o software e está relacionada, entre outros fatores, ao processo de desenvolvimento empregado. Nas últimas décadas, foram propostas várias metodologias ágeis de desenvolvimento de software, buscando superar dificuldades encontradas nas chamadas metodologias tradicionais (ou cascata). A pesquisa Chaos Report [Standish Group 2015] aponta que metodologias ágeis resultam em maior taxa de sucesso em projetos (39%) do que metodologias tradicionais (11%). Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo analisar as principais metodologias ágeis de desenvolvimento de software com a finalidade de identificar práticas que conduzam à garantia da qualidade. Como metodologia, foi utilizada a Pesquisa Bibliográfica [Gil 2010] e conceitos de Revisão Sistemática [Kitchenham e Charters 2007], envolvendo a literatura nacional. Este artigo está organizado em seis seções. A Seção 2 corresponde à fundamentação teórica. A Seção 3 apresenta o método de revisão empregado. A Seção 4 apresenta os resultados gerais e a Seção 5 corresponde à síntese. Por fim, na Seção 6 são apresentadas as Considerações Finais. 2. Fundamentação Teórica Nesta seção, são apresentados os conceitos de Garantia da Qualidade (GQA) e de Metodologias Ágeis. 63

2 2.1. Garantia da Qualidade A Engenharia de Software consiste em um conjunto de técnicas, métodos, ferramentas e processos que são utilizados nas várias fases do desenvolvimento de software, desde a especificação até a implantação e manutenção, viando garantir o controle e a qualidade do software desenvolvido [Magela 2006]. Sobre a Qualidade de Software, Pressman (2011) a define como a [...] concordância com os requisitos funcionais e de desempenho claramente colocados, padrões de desenvolvimento explicitamente documentados e características implícitas que são esperadas de todo o software profissionalmente desenvolvido. Neste contexto, surge o conceito de Garantia da Qualidade (GQA), apresentado por Sommerville (2007) como [...] o processo de definição de como a qualidade de software pode ser atingida e como a organização de desenvolvimento sabe que o software possui o nível de qualidade necessário. A garantia da qualidade está relacionada à definição e seleção de padrões, os quais são aplicados ao processo de desenvolvimento ou ao produto de software Metodologias Ágeis As metodologias ágeis aplicam um conjunto de práticas bem definidas e conduzidas por princípios e valores, as quais podem ser empregadas por profissionais de software [Beck 2002]. Atualmente, existem várias metodologias ágeis disponíveis, entre elas, Scrum [Schwaber e Sutherland 2013], XP - Extreme Programming [Beck 2004] e Kanban [Anderson 2010], consideradas as mais utilizadas [VersionOne 2015]. Elas são brevemente descritas a seguir: Scrum: classificada como um framework estrutural de conceitos e práticas de gerenciamento de projetos, é utilizada para o desenvolvimento de produtos complexos e adaptativos estabelecendo conjuntos de regras e práticas de gestão que devem ser adotadas para garantir o sucesso de um projeto. Concentra-se no trabalho em equipe, melhorando a comunicação do grupo, permitindo que cada integrante faça o seu melhor [Schwaber e Sutherland 2013]. Extreme Programming (XP): emprega várias formas de planejamento para garantir que a equipe esteja constantemente trabalhando no que é mais importante para o cliente, o software. Dessa forma, o projeto é dividido em releases e iterações, para que assim equipe e cliente possam se reunir e revisar o planejamento com foco no desenvolvimento [Beck 2004]. Kanban: foi inicialmente usada para auxiliar o controle de produção da fábrica Toyota [Anderson 2010]. O sucesso da implementação do framework Kanban, está diretamente relacionado com o comprometimento da gestão e da equipe em seguir todas as métricas definidas, atuando em um fluxo contínuo de desenvolvimento [Boeg 2011]. 3. Método de Revisão Neste trabalho, foram utilizados conceitos de revisão sistemática de literatura [Kitchenham e Charters 2007], que consiste em um método para identificar, avaliar e interpretar pesquisas relevantes disponíveis sobre um determinado tema. Nesta seção, é 64

3 apresentado o protocolo adotado na revisão, o qual foi adaptado para o contexto de um trabalho de iniciação científica Busca Automática e Manual O levantamento foi realizado no mês de maio de 2015, inicialmente, com uma busca automática. Para tal, foram selecionados mecanismos de indexação relevantes, em fontes nacionais, com estudos em Língua Portuguesa, a fim identificar trabalhos que possibilitem a iniciantes terem um material de base para estudo. Trabalhos em Língua Inglesa estão sendo identificados em outra revisão desenvolvida no grupo de pesquisa. A busca automática foi realizada nos mecanismos por meio de uma string que agrupou os termos referentes ao tema da pesquisa, da seguinte forma: ("garantia da qualidade" OR "GQA" OR "GQ" OR "quality assurance" OR "QA") AND ("ágil" OR "ágeis" OR "scrum" OR "XP" OR "extreme programming" OR "kanban" OR "lean" OR "crystal" OR "FDD" OR "TDD" OR "ASD" OR "DSDM"). Os resultados considerados totalizaram resultados e são apresentados na Tabela 1. Tabela 1. Resultados da Busca Automática Local Pesquisado Resultados Google Acadêmico ( Scielo ( 4 MTC ( Domínio Público ( 14 SBC ( 0 UNICAMP ( 741 USP ( UFRGS ( UFPE ( 230 Total Em seguida, foi conduzida uma busca manual no site da Associação para Promoção da Excelência do Software Brasileiro (SOFTEX), nos anais do Simpósio Brasileiro de Qualidade de Software (SBQS), Simpósio Brasileiro de Engenharia de Software (SBES) e do Workshop Anual da Melhoria de Processos de Software (WAMPS), que se destacam no assunto abordado por este trabalho, totalizando 227 resultados. A busca automática e manual totalizaram resultados Seleção dos Estudos Foi efetuada uma verificação dos títulos e resumos a fim de eliminar redundâncias de resultados e identificar trabalhos potencialmente relevantes. Muitos resultados foram desconsiderados por se tratar de links para páginas web, apresentações de slides ou outros materiais não referentes a artigos ou trabalhos acadêmicos. Outros resultados foram desconsiderados, pois claramente se referiam apenas a qualidade. Ao final foram identificados 44 trabalhos potencialmente relevantes. O próximo passo foi a leitura desses trabalhos para aplicação dos seguintes critérios de exclusão/inclusão: Critérios de Inclusão: estudo acadêmico ou da indústria; com dados científicos práticos, bibliográficos ou relato de experiência; aborda Garantia da Qualidade e Metodologias Ágeis em conjunto; nacional e em Língua Portuguesa. Critérios de Exclusão: ser meramente uma opinião de especialista; estar em formato de editorial, prefácio, resumo, entrevista, notícia, slide, pôster e outros. 65

4 Após a aplicação dos critérios descritos, foram considerados para esta revisão 23 trabalhos relevantes, conforme a Tabela 2. Tabela 2. Trabalhos Incluídos no Levantamento Nº Título Autor 1 Aplicando Práticas de Extreme Programming (XP) em Equipes SW- Carlos Henrique Rodrigues Cardoso CMM Nível 2 2 Qualidade de Software nas Metodologias Ágeis Scrum e OpenUP Giovane Montine Moreira Gurgel, Camilo de Lélis D.C. de Medeiros, Clarissa L.A.C. Lins 3 Utilização de Práticas Genéricas do CMMI para apoiar a Utilização Célio Santana, Cristine Gusmão, Ana de Metodologias Ágeis Rouiller, Alexandre Vasconcelos 4 Um Modelo para Garantia da Qualidade de Software: Combinando Fernando Selleri Silva Maturidade e Agilidade 5 Qualidade de Software no desenvolvimento com Métodos Ágeis Bruno Henrique Oliveira 6 Utilizando Métodos Ágeis para atingir MPS.BR Nível F na Powerlogic Ana Cláudia Grossi de oliveira, Fernanda Alves Guimarães, Isabella de Araújo Fonseca 7 Relato de Experiência na Implantação de um Método Ágil em uma Cristiane dos Santos Coelho Equipe de Desenvolvimento de Software 8 XP-CMM2: Um Guia para Utilização de Extreme Programming em Renata Endriss Carneiro Campelo um Ambiente Nível 2 do CMM 9 SCRUMMPS Evolução de uma Ferramenta Interativa para Anderson Abner de Carvalho Suporte ao Scrum e MPS.BR 10 Viabilidade do Desenvolvimento de Software Baseado no Modelo MPS.BR com a Metodologia Extreme Programming T. M. Dias, G. F. Moita, M. P. Silva, B. Ferreira, A. M. Silva 11 Implantação do Nível F do MR.MPS Combinando Características do Processo Unificado com Práticas Scrum Tatiane Silva, Rogério Magela, Gleison Santos, Natália Chaves Lessa Schots, Ana Regina Rocha 12 Adoção de Metodologias Ágeis de Desenvolvimento com Ênfase na Qualidade do Projeto Diego Noronha, Elton Rabelo, Thiago M. R. Dias, Patrícia M. Dias, Gray F. Moita 13 Experiência de Implantação de Melhoria de Processos de Software em Laboratório de Pesquisa Fabiana Freitas Mendes, Jackeline Neves de almeida, Egio Arruda Junior 14 Definição do Processo APD e Certificação no Nível F do MR-MPS Tatiane Silva Utilizando Práticas do Processo Unificado Associadas a Práticas Scrum 15 Estudo da Qualidade de Software na Metodologia V-model e sua Interação com Metodologias Ágeis (SCRUM) Camila Rocha 16 Implementação do Nível F do MR-MPS com Práticas Ágeis do Scrum em uma Fábrica de Software Edmar Catunda, Camila Nascimento, Cristina Cerdeiral, Gleison Santos, Elaine Nunes, Natália L. Schots, Marcelo Schots, Ana R. Rocha Rafael Prikladnick, Ana Liddy C. C. Magalhães Nanachara V. Silva, Paulo R.S. Antiquera, Edemilson R. Burity Guilherme S. Lacerda, Anderson Baum, Vinicius G. Ribeiro 17 Implantação de Modelos de Maturidade com Metodologias Ágeis: Um Relato de Experiências 18 Encontrando o Equilíbrio entre a Metodologia Scrum na Fábrica JAVA e o Modelo MPS.BR-SW Nível F 19 Adoção do CMMI e das Metodologias Ágeis em Empresas Brasileiras 20 Uma Análise do Scrum sob a Perspectiva do MPSBR Marcelo Teixeira 21 Utilização de Metodologia Scrum para Obtenção de Nível F do Arthur Mauricio da Silva, Maria Aparecida MPS.BR Denardi 22 Uma análise das Metodologias Ágeis FDD e Scrum sob a F. G. Silva, S. C. P. Hoentsch, L. Silva Perspectiva do Modelo de Qualidade MPS.BR 23 Uma Análise da XP sob a Perspectiva do Modelo MPSBR Márcia Maria Begnini 3.3. Extração de Dados Na etapa de extração dos dados, foram coletados de cada trabalho incluído: título; ano de publicação; autor; tipo (artigo, dissertação ou outro); nível (acadêmico ou profissional); local da publicação; local onde a pesquisa foi realizada; natureza (estudo de 66

5 caso, relato de experiência, experimento ou outra); objetivo; ferramentas; aplicações; benefícios e limitações. 4. Resultados Gerais Entre os 23 trabalhos incluídos estão 15 artigos, 5 monografias, 2 dissertações de mestrado e 1 tese de doutorado, como mostra a Figura 1 (a), que apresenta o percentual da quantidade de cada tipo. Quanto à natureza dos trabalhos, apresentada na Figura 1 (b), 10 são relatos de experiência, 5 são revisões de literatura, 3 são estudos de caso, 2 são experimentos, 1 é survey e 2 são mistos. Os trabalhos classificados como misto combinaram os métodos revisão de literatura, estudo de caso e survey. As revisões de literatura tiveram uma abordagem diferente do foco da presente revisão, em geral, elas abordaram aspectos específicos de qualidade com o desenvolvimento ágil para embasar uma proposta ou experiência em garantia da qualidade. Não foi encontrada uma revisão anterior com foco em garantia da qualidade e metodologias ágeis, como a apresentada neste trabalho. Quanto à fonte, 14 artigos foram publicados em eventos e 1 em periódico. Os 8 trabalhos acadêmicos foram produzidos em 6 diferentes instituições. Em relação ao ano de publicação, foram encontrados trabalhos a partir do ano de Nos anos de 2003, 2004, 2013 e 2015 houve 1 trabalho incluído em cada ano. Em 2007, 2008, 2009 e 2014 houve 2 trabalhos por ano. Em 2010 foram 3 trabalhos e em 2011, o maior número de trabalhos, com 11 inclusões. Nos anos de 2005, 2006 e 2012 não houve estudos. Figura 1. Tipo e Natureza da Pesquisa dos Trabalhos Incluídos 5. Práticas Ágeis Utilizadas Essa seção apresenta as práticas ágeis utilizadas para a garantia da qualidade, de acordo com os trabalhos incluídos. As práticas ágeis das metodologias mais citadas (Scrum e XP) foram sintetizadas separadamente. A metodologia ágil Kanban, apesar de ser citada em alguns trabalhos, não teve práticas específicas utilizadas em nenhum dos trabalhos Práticas de Scrum Na Figura 2 são apresentadas as práticas ágeis de Scrum mais citadas nos trabalhos incluídos. Pode-se notar que a prática relacionada ao desenvolvimento em Sprint foi a mais citada (15 trabalhos), enquanto a prática Incremento foi citada apenas em um trabalho. Também observa-se que algumas práticas, como Quadro Scrum e Gráfico 67

6 Burndown foram utilizadas em poucos trabalhos, o que caracteriza a adaptação para o uso da metodologia Scrum. 5.2 Práticas de XP Figura 2. Práticas de Scrum Utilizadas As práticas de XP citadas nos trabalhos encontram-se na Figura 3. Nota-se também a característica de adaptação para o uso da metodologia XP, sendo Desenvolvimento Guiado por Testes, Refatoração e Integração Contínua as práticas mais citadas (8 trabalhos cada) e a Reunião em Pé (Stand Up Meeting) a prática de XP menos utilizada nos trabalhos incluídos. Figura 3. Práticas de XP Utilizadas 68

7 6. Considerações Com base nos benefícios apresentados pelos trabalhos incluídos, a partir do emprego das práticas ágeis identificadas anteriormente, é possível considerar que a utilização das metodologias ágeis possibilita a garantia da qualidade, com melhorias significativas na agilidade e qualidade dos processos e produtos. Entretanto, é importante salientar que as metodologias ágeis por vezes necessitam de alterações e adaptações para que possam satisfazer completamente os requisitos da garantia da qualidade. Entre os aspectos destacados, está a necessidade de se avaliar de forma objetiva o atendimento ao processo definido e a necessidade de se registrar as não conformidades e ações corretivas. Os benefícios citados nos trabalhos foram: melhorias significativas em relação a qualidade do produto final, notadas nos processos de qualidade de processos e na gerência de qualidade dos produtos; a metodologia ágil Scrum satisfaz as ações de garantia da qualidade; XP atende em 70% o processo de garantia da qualidade; o uso das metodologias ágeis minimiza problemas e danos quando a satisfação do cliente e a qualidade do produto estão em questão. Contudo, as seguintes limitações foram citadas: apesar das metodologias ágeis apresentarem melhorias em relação à gerência, satisfação do cliente e comunicação, elas mostram-se limitadas em termos de práticas de garantia da qualidade de software; dificuldades na identificação de práticas relacionadas a fatores de qualidade, presentes nas metodologias ágeis. A percepção sobre o atendimento à área de garantia da qualidade varia conforme o entendimento ou conhecimento sobre as metodologias ágeis, o que pode justificar o fato de alguns trabalhos apontarem que uma metodologia ágil atende a garantia da qualidade, enquanto outros trabalhos apontam limitações neste atendimento. Assim, se faz necessária a busca por processos que evidenciem como a garantia da qualidade está sendo realizada nas metodologias ágeis. Em termos de limitações à validade deste trabalho, destacam-se as seguintes: cobertura dos trabalhos ainda que se tenha realizado uma busca automática, combinada com uma busca manual, algum trabalho relevante, eventualmente, pode não ter sido incluído; mecanismos de busca o uso de mecanismos específicos de indexação de trabalhos científicos é sugerido, porém considerando o escopo da revisão em âmbito nacional, o uso do Google Acadêmico e de sites de instituições da área foi adotado como estratégia para viabilizar a busca automática; análise dos resultados a análise criteriosa de título e abstract foi aplicada aos primeiros 200 resultados obtidos nos sites Google Acadêmico, UNICAMP, USP e UFRGS e aos primeiros 500 resultados apresentados pelo site do MTC, pois a partir de então os resultados passaram a se apresentar como claramente irrelevantes a julgar pelo título; avaliação da qualidade não foi realizada uma avaliação da qualidade dos trabalhos incluídos, nem foram aplicados tratamentos distintos a trabalhos com maior ou menor rigor científico, sendo possível que este tratamento, se aplicado, impacte nos resultados. Como sugestão para trabalhos futuros destaca-se: realizar uma revisão sistemática incluindo estudos em Inglês e traçar um comparativo entre a pesquisa em literatura em Inglês em contraste com a literatura em Português; sugerir um processo ágil que evidencie, de forma não burocrática, que a garantia da qualidade está sendo implementada; propor um processo que atenda as limitações da metodologia ágil XP, de forma que supra as necessidades em avaliar de maneira objetiva a aderência de produtos e processos aos padrões e que se tenha um registro das não-conformidades e soluções. 69

8 Referências Anderson, D. (2010). Kanban: Successful Evolutionary Change for Your Technology Business. Washington: Blue Hole Press. Beck, K. (2002). Test Driven Development: By Example. 1. ed. Addison-Wesley Professional. Beck, K. (2004). Extreme Programming (XP) Explained: embrace change. 2. ed. Boston: Addison-Wesley. Boeg, J. (2011). Kanban em 10 Passos: Otimizando o fluxo de trabalho em sistemas de entrega de software. Abril. Gil, A. C. (2010). Como Elaborar Projetos de Pesquisa. 5. ed. São Paulo: Atlas. Kitchenham, B e Charters, S. (2007). Guidelines for performing systematic literature reviews in software engineering. Technical Report, School of Computer Science and Mathematics, Keele University. Magela, R. (2006). Engenharia de Software Aplicada: Princípios. 1. ed. Rio de Janeiro: Altas Books. Pressman, R. S. (2011). Engenharia de Software: Uma Abordagem Profissional. 7. ed. São Paulo: McGraw-Hill. Schwaber, K. e Sutherland, J. (2013). Guia do Scrum: Um Guia Definitivo para o Scrum: As Regras do Jogo. Guide-Portuguese-BR.pdf, Outubro. Sommerville, I. (2011). Engenharia de Software. 9. ed. São Paulo: Pearson Addison- Wesley. Standish Group (2015). The Chaos Report Outubro. VersionOne. (2015). 9th Annual State of Agile Development Survey. Abril. 70