UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC DCC Departamento de Ciência da Computação Joinville-SC

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1 CURSO: Tecnologia em Sistemas de Informação DISCIPLINA: SOFT Engenharia de Software DATA: AULA NÚMERO: 01 PROFESSOR: Murakami Sumário 1 APRESENTAÇÃO DESENVOLVIMENTO Software Engenharia de Software Processo de Software Modelos de Ciclos de Vida de Software Modelo Cascata Modelo Prototipação Modelo Incremental Modelo Espiral Modelo de Desenvolvimento Baseado em Componentes RUP Rational Unified Process ATIVIDADES BIBLIOGRAFIA BÁSICA APRESENTAÇÃO Esta aula tem o objetivo apresentar conceitos de Engenharia de Software. 2 DESENVOLVIMENTO 2.1 Software Software é uma tecnologia muito importante para a nossa sociedade nos dias atuais. O software está presente em grande parte das nossas atividades do dia a dia. Quando precisamos fazer compras, os caixas das lojas usam software, quando alugamos dvd, a locadora tem software, o próprio dvd tem software para decodificar os filmes. Quando ligamos o carro, no carro tem software. Quando mandamos um torpedo, o celular tem software. Até quando pagamos contas, elas são geradas por um software. Hoje não escrevemos mais cartas, mandamos , via software, é claro! Esta demanda por software exige que o processo de construção de software seja cada vez mais parecido com um processo de engenharia. O software precisa ter qualidade, precisa fazer tudo aquilo que o cliente ou usuário necessitam. O software precisa ser confiável, auditável e seguro. E, além de tudo isso, o software precisa ser feito dentro do prazo e do custo definidos previamente. Para se conseguir construir software com todas essas qualidades, é necessário disciplina no desenvolvimento de software. Esta disciplina envolve não só o programa, mas também, requisitos, planos, testes, métricas, estimativas, análise, projeto da arquitetura, projeto de dados, gerenciamento de configuração, entre outros. Esta disciplina se chama Engenharia de Software. No começo os sistemas computacionais, tinham um custo de hardware muitas vezes maior que o custo do software. O software tinha um caráter "descartável". Com a

2 diminuição dos custos do hardware e o aumento da complexidade do software, o custo do software começou a ser notado. Com isso o software deixou de ser descartável. Aumentaram as preocupações com manutenção e evolução dos softwares das empresas. Qualidade de software passou a ser fundamental. Fazer software deixou de ser arte para ser engenharia, surgiram então os processos de engenharia de software. 2.2 Engenharia de Software Engenharia de software é uma área do conhecimento da informática voltada para a especificação, desenvolvimento e manutenção de sistemas de software aplicando tecnologias e práticas de ciência da computação, gerência de projetos e outras disciplinas, objetivando organização, produtividade e qualidade. Segundo Fritz Bauer, "Engenharia de software é a criação e a utilização de sólidos princípios de engenharia a fim de obter software de maneira econômica, que seja confiável e que trabalhe eficientemente em máquinas reais". Segundo Pressman, Engenharia de Software é uma tecnologia em camadas (Figura 1): Figura 1 Tecnologia em Camadas. [Adaptado de Pressman]. A camada que dá apoio a engenharia de software é o Foco na Qualidade; A camada de Processos é o fundamento da engenharia de software. Essa camada é o adesivo que mantém unidas as camadas de tecnologia e permite o desenvolvimento racional e oportuno de software. Processo define uma estrutura para o conjunto de áreas de processo, que deve ser estabelecida para a efetiva utilização da tecnologia de engenharia de software. As áreas de processo formam a base para o controle gerencial de projetos de software e estabelecem o contexto no qual os métodos técnicos são aplicados, os produtos de trabalho (documentos, arquivos, modelos, dados, etc.) são produzidos, marcos são estabelecidos, qualidade é assegurada e modificações são adequadamente geridas. Métodos de engenharia de software fornecem a técnica de como fazer para construir software. Os métodos incluem amplo conjunto de tarefas que abrange, requisitos, análise e projeto, implementação, testes e manutenção. Ferramentas de engenharia de software fornecem apoio automatizado ou semi automatizado para o processo e para os métodos.

3 A engenharia de software se concentra nos aspectos práticos da produção de um sistema de software, enquanto a ciência da computação estuda os fundamentos teóricos dos aspectos computacionais. O termo foi criado na década de 1960 e utilizado oficialmente em 1968 na NATO Conference on Software Engineering (Conferência sobre Engenharia de Software da OTAN). Sua criação surgiu numa tentativa de contornar a crise do software e dar um tratamento de engenharia (mais sistemático e controlado) ao desenvolvimento de sistemas de software complexos. Um sistema de software complexo se caracteriza por um conjunto de componentes abstratos de software (estruturas de dados e algoritmos) encapsulados na forma de procedimentos, funções, módulos, objetos ou agentes e interconectados entre si, compondo a arquitetura do software, que deverão ser executados em sistemas computacionais. Os fundamentos científicos para a engenharia de software envolvem o uso de modelos abstratos e precisos que permitem ao engenheiro especificar, projetar, implementar e manter sistemas de software, avaliando e garantido suas qualidades. Além disto, a engenharia de software deve oferecer mecanismos para se planejar e gerenciar o processo de desenvolvimento. Empresas desenvolvedoras de software passaram a empregar os conceitos de Engenharia de Software sobretudo para orientar suas áreas de desenvolvimento, muitas delas organizadas sob a forma de Fábrica de Software. A Engenharia de Sistemas é uma área mais ampla por tratar de todos os aspectos de sistemas baseados em computadores, incluindo hardware e engenharia de processos além do software. Segundo o SWEBOK (Corpo de Conhecimento da Engenharia de Software), as áreas de conhecimento da Engenharia de Software são: Requisitos de Software Projeto (Design) de Software Construção de Software Teste de Software Manutenção de software Gerência de Configuração de Software Gerência de Engenharia de Software Processos de Engenharia de Software Ferramentas e Métodos de Engenharia de Software Qualidade de Software 2.3 Processo de Software Processo de software, ou processo de engenharia de software, é uma seqüência coerente de práticas que objetiva o desenvolvimento ou evolução de sistemas de software. Estas práticas englobam as atividades de especificação, projeto, implementação, testes e caracteriza-se pela interação de ferramentas, pessoas e métodos. Nas últimas décadas foram propostas dezenas de metodologias e processos adaptados a diferentes cenários e produtos. Há dezenas de trabalhos propostos para casos particulares. Exemplos das diversas iniciativas para tratar o assunto são

4 processos e metodologias como RUP, XP e Scrum e modelos de processo como MPS.BR e CMMI, além de várias teses de mestrado e doutorado. 2.4 Modelos de Ciclos de Vida de Software Um modelo de ciclo de vida, diz quais são as atividades que devem ser realizadas durante o desenvolvimento do software e durante o seu uso. O padrão do Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), IEEE para a criação de modelos de ciclo de vida de software estabelece que os principais processos da fase de desenvolvimento de software são: Requisitos; Projeto; e Implementação. A descrição dessas atividades pode variar de acordo com o modelo. Os principais modelos de ciclo de vida de software são: Modelo Cascata Análise Projeto Implementação Testes Manutenção Figura 2 Modelo de ciclo de vida cascata. O modelo cascata é o mais antigo e é o paradigma para engenharia de software mais amplamente usado. As críticas a esse modelo levou até seus adeptos a questionar sua eficácia. Entre os problemas algumas vezes encontrados quando aplicado estão: Modificações podem causar problemas à medida que a equipe prossegue; Dificuldade em estabelecer todos os requisitos explicitamente, principalmente no início do projeto; Uma versão executável só é disponibilizada no final do projeto, o que pode ser desastroso se descoberto só no final. No entanto, o ciclo de vida cascata ou tradicional, clássico e linear, como também é conhecido, é ainda amplamente utilizado na engenharia de software. Apesar de ter pontos fracos é significativamente melhor que uma abordagem aleatória para desenvolvimento de software.

5 2.4.2 Modelo Prototipação Figura 3 Modelo de ciclo de vida prototipação. Nas situações onde o cliente define um conjunto de objetivos gerais, mas não detalha os requisitos do software, esse ciclo de vida pode ser a melhor abordagem. O protótipo, normalmente aborda as partes visíveis do software para ajudar na definição dos requisitos. Um projeto rápido parte de um protótipo. O protótipo é avaliado pelo cliente e usado para refinar os requisitos. Idealmente o protótipo serve como um mecanismo para a identificação dos requisitos do software. Com o protótipo o cliente tem a sensação de um sistema real e os desenvolvedores conseguem construir algo rapidamente. No entanto, a prototipagem pode ser problemática pelas seguintes razões: O cliente vê o protótipo como um produto final, porém o software funciona precariamente sem considerar a qualidade global e manutenibilidade a longo prazo. Quando é informado disso o cliente normalmente reclama e isso pode trazer problemas de mudança de escopo; O desenvolvedor frequentemente faz concessões na implementação a fim de conseguir rapidamente um protótipo executável, sem considerar questões de qualidade como manutenibilidade, extensibilidade, reuso, etc. Para alterar o que foi feito pode ser mais difícil.

6 2.4.3 Modelo Incremental UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC Figura 4 Modelo de ciclo de vida incremental. O modelo incremental combina elementos do modelo cascata (aplicado repetidamente) com a filosofia interativa da prototipagem. Ele aplica sequencias lineares de uma forma racional à medida que o tempo passa. Cada sequencia produz um incremento factível do software. O primeiro incremento é chamado de núcleo do produto. Isto é os requisitos básicos são satisfeitos e muitos caracterísitcas suplementares deixam de ser elaboradas. O modelo incremental difere da prototipação por objetivar a elaboração de um produto operacional a cada incremento Modelo Espiral Figura 5 Modelo de ciclo de vida espiral. O modelo espiral, originalmente proposto por Boehm (1988), é um modelo de processo de software evolucionário que combina a natureza iterativa da prototipagem com os aspectos controlados e sistemáticos do modelo cascata. Fornece potencial para

7 desenvolvimento rápido de versões incrementais do software. O software é desenvolvido numa série de versões incrementais. Durante as primeiras iterações, pode ser um modelo em papel ou protótipo. E nas últimas iterações, são produzidas versões cada vez mais completas. O modelo espiral é uma abordagem realística para desenvolvimento de software de grande porte. Como o software evolui à medida que o processo avança, o desenvolvedor e o cliente entendem melhor e reagem aos riscos em cada nível evolucionário. O modelo espiral usa prototipagem como mecanismo de redução de riscos ao mesmo tempo que permite ao desenvolvedor a aplicar a abordagem de prototipagem em qualquer estágio de evolução do produto. Esse modelo exige competência considerável na avaliação de risco e depende dessa competência para ter sucesso Modelo de Desenvolvimento Baseado em Componentes O Modelo de Desenvolvimento Baseado em Componentes (component-based development-cbd) incorpora muitas das características do modelo espiral. Evolucionário por natureza, demanda uma abordagem iterativa para a criação do software. Esse modelo compõe aplicações a partir de componentes de software previamente preparados. O arcabouço técnico desse modelo é fornecido pelas tecnologias de orientação a objetos. Apesar de alguns estudos mostrarem o ganho em prazo e custo no desenvolvimento baseado em componentes, comparado com outras abordagens, existem muitos questionamentos quanto ao modelo fornecer vantagens significativas para os engenheiros de software. O UP Unified Process de Jacobson (1999), é um processo unificado de desenvolvimento de software representativo de um certo número de modelos de desenvolvimento baseado em componentes. O UP usa a UML Unified Modeling Language para definir os componentes que serão usados para construir o software e as interfaces que irão conectar esses componentes. Usando uma combinação de desenvolvimento iterativo e incremental, o processo unificado define a função do software pela aplicação de uma abordagem baseada em cenário (do ponto de vista do usuário). Depois combina a função com uma arquitetura estrutural que identifica a forma que o software irá formar. 2.5 RUP Rational Unified Process O Rational Unified Process (também chamado de processo RUP) é um processo de engenharia de software. Ele oferece uma abordagem baseada em disciplinas para atribuir tarefas e responsabilidades dentro de uma organização de desenvolvimento. Sua meta é garantir a produção de software de alta qualidade que atenda às necessidades dos usuários dentro de um cronograma e de um orçamento previsíveis. A figura 6 mostra a arquitetura geral do RUP.

8 Figura 6 Arquitetura geral do RUP. O RUP tem duas dimensões: o eixo horizontal representa o tempo e mostra os aspectos do ciclo de vida do processo à medida que se desenvolve; o eixo vertical representa as disciplinas, que agrupam as atividades de maneira lógica, por natureza. A primeira dimensão representa o aspecto dinâmico do processo quando ele é aprovado e é expressa em termos de fases, iterações e marcos. A segunda dimensão representa o aspecto estático do processo, como ele é descrito em termos de componentes, disciplinas, atividades, fluxos de trabalho, artefatos e papéis do processo (consulte Conceitos-chave). O gráfico da figura 6 mostra como a ênfase varia através do tempo. Por exemplo, nas iterações iniciais, dedicamos mais tempo aos requisitos. Já nas iterações posteriores, gastamos mais tempo com implementação. Principais características do RUP 1) Dirigido por casos de uso; 2) Centrado na arquitetura; 3) Iterativo e incremental. 3 ATIVIDADES 1) Revisão: 1) O que é engenharia de software? 2) O que é processo?

9 3) O que é RUP? 4) Qual o ciclo de vida do RUP? 5) Qual diferença do ciclo de vida cascata e o RUP? 4 BIBLIOGRAFIA BÁSICA PRESSMAN, R. S.. Engenharia de Software. 5a. Edição. McGraw Hill SOMMERVILLE, I.. Engenharia de Software. Addison Wesley. 8ª edição, BOOCH, G.; RUMBAUGH, J.; JACOBSON, I.. UML guia do usuário. Editora Campus BEZERRA, E.. Princípios de Análise e Projeto de Sistemas com UML. Editora Campus

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