Manutenção e Reengenharia de Software

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1 Engenharia de Software III 5º. Semestre ADS Manutenção e Reengenharia de Software Profa. Dra. Ana Paula Gonçalves Serra Agenda Sistema Legado Evolução de Software Manutenção de Software Modernização Substituição Reengenharia de Software Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 2 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 1

2 Isso é Real? Vídeo EDS: Building a Dream.mpa Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 3 Isso é Real! Explosão do foguete Arianne V (1996) em 40 segundo após decolagem que possuía na sua codificação uma rotina do Ariane IV, que não deveria ser utilizada. A rotina convertia valor flutuante em inteiro e que recebeu como entrada um valor que estava fora da faixa permitida e fez com que os computadores principais e de backup dessem shut-down ao mesmo tempo. Projeto da Agência Espacial Européia que custou: 10 anos U$ 8 Bilhões U$ 500 milhões de carga do foguete Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 4 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 2

3 Exercício Em uma empresa fornecedora de equipamentos telefônicos existe um sistema legado de suporte técnico em mainframe em funcionamento nos últimos 20 anos. Esse sistema (tela verde) é utilizado diariamente em média por 20 usuários (atendentes) simultaneamente no horário das 7:00 h. às 22:00 h. Atualmente o custo de manutenção desse sistema é altíssimo, o código está deteriorado (macarrônico) e ninguém mais consegue dar manutenção, qualquer melhoria no software gera dezenas de erros. Além de problemas de desempenho, em determinados momentos o acesso aos dados é muito lento e a transação que está sendo realizada muitas vezes é abortada. Com tudo isso, pretende-se realizar a reengenharia desse software e criar uma integração com um software de mercado (COTS) de base de conhecimento. Esse software de base de conhecimentos tem como objetivo buscar solução de problemas que já foram selecionadas, ajudando os atendentes a tomarem decisões na solução do chamado. Você foi contratado para fazer uma proposta de reengenharia para o sistema descrito. Para isso, você deve descrever a estratégia de reengenharia de software. Essa estratégia deve abordar atividade(s)/técnica(s) de reengenharia que serão utilizadas e arquitetura proposta. 5 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 5 Conceitos Importantes... Antes de começarmos o conceito de Reengenharia de Software, alguns conceitos devem ser definidos e discutidos, como: Sistemas Legados Evolução de Software Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 6 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 3

4 Sistema Legado Algumas definições... Um frase utilizada por Seacord, et al. no livro Modernizing Legancy Systems é Um sistema legado é um sistema que foi escrito ontem. Outras definições como a de Sommerville são mais formais, onde sistemas legados são sistemas sociotécnicos* baseado em computadores e que foram desenvolvidos no passado, frequentemente usando tecnologias mais antigas ou obsoletas. Esses sistemas incluem não apenas hardware e software, mas também processos e procedimentos legados... As mudanças em uma parte do sistema envolvem inevitavelmente mudanças em outros componentes. * Sociotécnicos incluem mais que sistemas sob o ponto de vista técnico, mas também pessoas, políticas e regras da empresa, leis, normas, etc. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 7 Sistema Legado Por que alguns sistemas ainda utilizam software desenvolvidos nas décadas de 60, 70, 80? Quais seriam alguns exemplos desses sistemas? Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 8 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 4

5 Componentes de Sistema Legado Software de Apoio Usa Software de aplicação Incorpora conhecimento de Políticas e regras de Negócio Executado em Usa Executado em Usa Restringe Hardware do Sistema Dados de Aplicação Processos de Negócio Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 9 Modelos em Camadas do Sistema Legado Processos de Negócio Software de Aplicação Software de Apoio Hardware Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 10 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 5

6 Evolução do Software Qual é a diferença de um software que está sendo desenvolvido utilizando um modelo de processo incremental ou espiral e um software legado que deve ser alterado? Os dois não utilizam o conceito de evolução de software? Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 11 Evolução do Software Desenvolvimento - Novo Software Implantação Sistema Legado Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 12 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 6

7 Sistema Legado Integração de Sistemas Leis e Normas Novos Requisitos Funcionais e Não-Funcionais Políticas, Regras e Procedimentos da Empresa Sistema Legado Sistema Modificado (Evolução do Software) Necessidade do Mercado Mudança ou inclusão de novas tecnologias. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 13 Evolução do Software 14 O processo de Evolução do Software, depende: Software a ser mantido; Processo de desenvolvimento utilizado; Pessoas envolvidas no processo. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 14 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 7

8 Exemplo de um Processo Formal de Evolução de Software Quais são os passos para um processo de evolução de sistemas? Considere que o sistema já existe e necessita ser alterado. Solicitação de Mudança Análise de Impacto/Risco Planejamento de Versões Implementação de Mudanças Liberação do Sistema Fase Composta Mudança Propostas Análise de Requisitos Atualização de Requisitos Desenvolv. de Software Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 15 Exemplo de um Processo Formal de Evolução de Software Toda evolução de software deve seguir um processo formal? Solicitação de Mudança Análise Código Fonte Modificar Código Fonte Entrega de Sistema Modificado Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 16 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 8

9 Evolução do Software Quais são os reflexos (hipóteses) práticos da evolução de software? Mudança contínua; Complexidade crescente; Evolução de sistemas de grande porte; Crescimento contínuo; Qualidade em declínio;... Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 17 Categorias da Evolução de Software Manutenção de Software Modernização de Software Substituição de Software Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 18 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 9

10 Categorias da Evolução de Software Manutenção de Software É um processo incremental e repetitivo, onde alterações são feitas no software. Essas alterações envolvem: Eliminação de erros Melhorias funcionais A manutenção é necessária para suportar a evolução de qualquer software, mas não deve envolver: Mudanças estruturais, como por exemplo, adoção de novas tecnologias para implantação de uma arquitetura distribuída. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 19 Categorias da Evolução de Software Manutenção de Software Categorias de Manutenção de Software Corretiva: Alterações para corrigir erros no software Melhoria: Alterações para melhorar o software, como por exemplo: novas funções, melhoria do desempenho, usabilidade Adaptativas: Alterações para adaptar o software a novos ambientes, tais como sistemas operacionais, ferramentas, banco de dados, componentes Preventivas: Alterações para melhorar a manutenibilidade do software. O objetivo desta manutenção é simplificar evoluções futuras. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 20 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 10

11 Categorias da Evolução de Software Manutenção de Software Na década de 80 um estudo estimou: 20% corresponde a manutenção corretiva 50% corresponde a manutenção de melhoria 25% corresponde a manutenção adaptativa 5% corresponde a manutenção preventiva Hoje em dia observa-se que esses números não alteraram muito. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 21 Categorias da Evolução de Software Manutenção de Software Quais são os problemas que a manutenção de software pode causar? Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 22 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 11

12 Alguns dos Problemas Manutenção de Software Complexidade Crescente, o que leva a estrutura deteriorada Qualidade em declínio Custo alto de manutenção, pois: estabilidade de equipe, contrato de manutenção, falta de conhecimento do negócio e do software pelos desenvolvedores que irão fazer a manutenção, estrutura do programa Instabilidade do sistema de software... Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 23 Categorias da Evolução de Software Modernização de Software É utilizada quando o sistema legado requer mudanças mais extensas e significativas do que aquelas realizadas pela manutenção; Preserva porção significativa do negócio do sistema; A necessidade da modernização ocorre devido a fragilidade e pouca consistência do sistema legado, da falta de flexibilidade, isolamento e pouca capacidade de extensão; Mudanças de modernização incluem: reestruturação do sistema, novas funcionalidades ou modificações de atributos de software. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 24 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 12

13 Categorias da Evolução de Software Modernização de Software Técnicas de Compreensão do Sistema Legado Caixa Branca Caixa Preta O que isso significa? Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 25 Categorias da Evolução de Software Modernização de Software - Caixa Branca Exige conhecimento sobre o código interno do sistema legado. Este processo envolve: Modelagem do domínio do sistema; Extração de informações do código; Criação de abstrações que descrevem a estrutura do sistema. If (a>b)... else... Após a análise e compreensão do código, este tipo de modernização inclui a reestruturação do código, preservando o comportamento do sistema, mas com o objetivo de aumentar a manutenibilidade e o desempenho Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 26 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 13

14 Categorias da Evolução de Software Modernização de Software - Caixa Preta Exige conhecimento das interfaces externas do sistema legado. Este processo envolve: Examinar as entradas e saídas de um sistema legado. Entradas Saídas É uma técnica menos trabalhosa que a técnica de caixa branca; Muitas vezes é necessário a utilização de técnica de caixa branca para complementar o entendimento. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 27 Categorias da Evolução de Software Modernização de Software Segundo uma pesquisa do Standish Group realizada em 2001 muitas tentativas de modernização de software falham, sendo que: 23% dos projetos são cancelados antes de terminarem 28% terminam no tempo e orçamentos previstos e com o objetivo esperado. Uma forma de modernização para melhorar a capacidade e manutenibilidade de um sistema legado, introduzindo tecnologias e práticas modernas, é a Reengenharia de Software. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 28 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 14

15 Categorias da Evolução de Software Substituição de Software Requer a construção do sistema legado desde o início, e é apropriada quando o sistema legado não consegue mais atender às necessidades do negócio e quando a modernização não é possível ou não vale a pena em relação aos custos. Quais são os riscos de substituição de software? Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 29 Visão Geral de Evolução de Sistema Ciclo de Vida de um Sistema Seacord et al Modernizing Legancy Systems Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 30 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 15

16 Exercício 31 Analise os casos abaixo e classifique em Manutenção (neste caso classifique em Corretiva, Melhoria, Adaptativas e Preventivas), Modernização de Software ou Substituição de Software. Correção de um erro. Foi solicitada a criação de uma nova função para o sistema. Em todos os servidores serão instalados sistemas operacionais e gerenciadores de banco de dados com versões mais recentes. Criar uma interface gráfica para Internet com integração com o Mainframe. Uma empresa de venda de produtos, chegou a conclusão que o sistema atual não atende mais as regras de negócio da empresa, sendo que muitas vezes algumas informações deixam de ser registradas e automatizada pelo sistema. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 31 Reengenharia Já é hora de parar de pavimentar trilhas de gado. Em vez de embutir processos desatualizados em silício e software, deveríamos descartálos e começar de novo. Deveríamos reengenheirar os nossos negócios: usar o poder da moderna tecnologia da informação para reprojetar radicalmente nossos processos de negócio a fim de conseguir aperfeiçoamentos drásticos em seu desempenho Harvard Business Review De que tipo de reengenharia essa afirmação cita? Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 32 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 16

17 Reengenharia Reengenharia de Processo de Negócio 1º. Passo Reengenharia de Software 2º. Passo Regras de negócio impactam diretamente no software A reengenharia de processo de negócios se ocupa de reprojetar processos de negócio, a fim de reduzir o número de atividades redundantes e melhorar a eficiência do processo; Em geral a reengenharia de processo de negócio é apoiada por sistemas de software; Muitas vezes, a reengenharia de processo de negócio é um fator direcionador da evolução de software. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 33 Reengenharia de Processo de Negócio Reengenharia de Processo de Negócio (Business Process Reengineering - BPR) tem como objetivo apoiar na análise, na avaliação de processos de negócio e na proposta de um sistema de negócio. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 34 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 17

18 Reengenharia de Processo de Negócio Motivações: Redução de custo Redução de prazo Aperfeiçoamento da qualidade Desenvolvimento pessoal Definição do Negócio Um modelo de BPR Com base no feedback do protótipo, o processo de negócio é refinado e então instanciado para um sistema de negócio Refinamento & Agilização São realizados testes do processo de negócio reprojetado antes de ser integrado ao negócio Prototipação Identificação do Processo São identificados processos críticos para alcançar as metas definidas do negócio Com base nas informações obtidas nas 3 primeiras fases é realizada a especificação para os processos que serão reprojetados. Especificação e Projeto do Processo Avaliação do Processo Os processos são analisados e medidos. As tarefas do processo são identificadas Os custos e tempo são analisados Problemas de qualidade são identificados Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 35 Reengenharia de Software Uma aplicação de software serviu às necessidades do negócio de uma empresa po 10 ou 15 anos. Durante esse tempo foi corrigida, adaptada e aperfeiçoada por muitas vezes. O pessoal abordou esse trabalho com a melhor das intenções, mas boas práticas de engenharia de software foram sempre deixadas de lado (pressionada por outros aspectos, como por exemplo prazo). Agora a aplicação está instável. Ainda funciona, mas todas vez que uma modificação é tentada, efeitos colaterais inesperados e sérios ocorrem. No entanto a aplicação de software precisa continuar a evoluir. O que fazer? Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 36 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 18

19 Reengenharia de Software A reengenharia de software oferece uma abordagem disciplinada para migrar sistemas legados em sistemas evolutivos; O processo de reengenharia de software aplica os princípios da engenharia de software em um sistema de software já existente para atender requisitos existente e novos requisitos. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 37 Reengenharia de Software Algumas definições... Segundo Pressman... A reengenharia tem como objetivo principal melhorar a qualidade global da aplicação, mantendo, em geral, as funções da aplicação existente. Mas, ao mesmo tempo, pode-se adicionar novas funções e melhorar o desempenho. Segundo o SEI (Software Engineering Institute) reengenharia é uma transformação sistemática de uma aplicação de software existente para uma nova forma, realizando melhorias na operação, na funcionalidade, no desempenho, na capacidade de evoluir para um novo sistema com menores custos, prazos e riscos. Segundo Furlan reengenharia é um "Conjunto de técnicas e ferramentas orientadas à avaliação, reposicionamento e transformação de sistemas de informação existentes, com o objetivo de estender-lhes a vida útil e ao mesmo tempo, proporcionar-lhes uma melhor qualidade técnica e funcional". Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 38 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 19

20 Engenharia e Reengenharia de Software Especificação do Sistema Engenharia de Software Projeto e Implementação Novo Sistema Sistema Legado Reengenharia de Software Compreensão e Transformação Sistema Reengenheirado Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 39 Estudo de Caso - Hipotético Você comprou uma casa em outro Estado. Nunca viu realmente a propriedade, mas adquiriu por um preço espantosamente baixo, com a advertência de que talvez ela tivesse que ser completamente reconstruída. Como você procederia? Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 40 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 20

21 Alguns procedimentos seriam importantes... Inspeção da casa, para realmente verificar se a casa deve ser reconstruída. Verifique se tudo deve ser demolido, se a estrutura está fraca ou algo pode ser reaproveitado. Antes de começar a reconstrução, entenda como a casa original foi construída. Verifique fiação, canalização, estrutura interna, mesmo que seja para descartar tudo o conhecimento adquirido servirá para iniciar a construção. Quando começar a construir realize um projeto, e siga todas as técnicas e normas da construção civil. Também utilize materiais de boa qualidade, modernos e duradouros. Isto pode custar um pouco a mais, mas evitará manutenções desnecessárias no futuro. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 41 Atividades da Reengenharia de Software Existem seis atividades ou técnicas básicas de reengenharia de software que podem ser consideradas individualmente ou de forma cíclica. Análise de Inventário Engenharia Avante Reestruturação de Documentos Reestruturação dos Dados Reestruturação do Código Engenharia Reversa Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 42 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 21

22 Atividade: Análise de Inventário Toda empresa deve ter um inventário de todos os sistemas de software; Dados importantes do inventário são: tamanho, idade, importância para o negócio, tecnologias utilizadas, integração com outros softwares,...; Esses dados são importantes para analisar riscos da modernização do software. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 43 Atividade: Reestruturação de Documentos Pouca documentação é a marca registrada de muitos sistemas legados. Muitas vezes para iniciar a reestruturação de documentos é necessário passar pela atividade de engenharia reversa para entender o que está por trás do código fonte. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 44 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 22

23 Atividade: Engenharia Reversa Engenharia Progressiva: Processo tradicional de engenharia de software, caracterizado pelas atividades progressivas do ciclo de vida, que partem de um alto nível de abstração, para um baixo nível de abstração. Engenharia Reversa: O processo inverso a Engenharia Progressiva, caracterizado pelas atividades retroativas do ciclo de vida, que partem de um baixo nível de abstração (código-fonte) para um alto nível de abstração (modelos). Engenharia Progressiva Requisitos Projeto Implementação Visão Funcional, Não-Funcional e Domínio Visão Estrutural Visão de implementação (código) Engenharia Reversa Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 45 Atividade: Engenharia Reversa Muitas pessoas acreditam... Código fonte desestruturado e não documentado E N G E N H A R I A R E V E R S A Documentação completa A Engenharia Reversa além de ser reutilizada na reengenharia de software pode ser utilizada em manutenção de software e reestruturação/atualização de documentação. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 46 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 23

24 Atividade: Engenharia Reversa Processo de Engenharia Reversa Código Fonte Código Reestruturado Código Fonte limpo, somente com a estrutura Extração de Abstrações Modelo Gerado Refinar e Simplificar Processamento Interface Base de Dados Modelo Final Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 47 Atividade: Engenharia Reversa Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 48 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 24

25 Atividade: Reestruturação do Código Também chamada de Refactoring ou Refabricação, consiste em um processo de modificação de módulos de software de tal modo que não altere o comportamento externo do código, mas aperfeiçoe a estrutura interna. É um modo disciplinado de limpar o código que minimiza a introdução de defeitos. Em essência quando ocorre a refabricação o projeto está sendo aperfeiçoado internamente depois que ele já foi escrito. Geralmente a arquitetura básica é sólida, mas alguns módulos precisam de modificações internas. A refabricação pode ocorrer em uma mesma plataforma de desenvolvimento ou em uma nova. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 49 Atividade: Reestruturação dos Dados Consiste na reestruturação dos dados, ou seja, melhoria do projeto de banco de dados, reorganização dos dados e nomenclatura. Geralmente existe uma mudança física nas estruturas de dados, contemplando mudança de formato de arquivos ou mudança de tecnologia de banco de dados. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 50 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 25

26 Atividade: Engenharia Avante Aplica princípios, conceitos e métodos de engenharia de software para recriar uma aplicação existente, com o objetivo de ampliar a capacidade da aplicação antiga. Algumas forma de engenharia avante atuais. 1. Engenharia Avante para Arquitetura Cliente/Servidor 2. Engenharia Avante para Arquitetura Orientada a Objetos 3. Engenharia Avante de Interfaces com o Usuário Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 51 Métodos mais comuns de Reengenharia Migração de sistemas legados para uma nova plataforma Útil quando há um alto custo de manutenção da plataforma legada. Alteração da interface humano computador e reestruturação do código e documentação Útil quando há necessidade de criação de uma nova interface gráfica (Wrappers) e de uma revisão no código e documentação, sendo não vale a pena (custo/benefício) trocar a plataforma legada. Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 52 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 26

27 Copyright Profa. Dra. Ana Paula Gonçalves Serra. Todos direitos reservados. Reprodução ou divulgação total ou parcial deste documento é expressamente proíbido sem o consentimento formal, por escrito, do Professor (autor). Profa. Dra. Ana Paula G. Serra - p. 53 Profa. Dra. Ana Paula G. Serra 27