O uso de ferramentas colaborativas e seu apoio ao processo de software

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1 O uso de ferramentas colaborativas e seu apoio ao processo de software Luiz Augusto Matos da Silva 1 1 Aluno do Mestrado em Sistemas e Computação Universidade Salvador (UNIFACS) Trav. Corneta Lopes, 2 Ed. MS Teatro, Ap Salvador/BA Brasil Lzomatos@gmail.com Abstract. This paper has for purpose to construct a vision on the way that the collaboratives tools can assist in the activities of analysis of requirements and configuration management of the life cycle of development. With base the concepts of groupware and the model of collaboration 3C in the principles of the Engineering of Software. Resumo. Este artigo tem por finalidade construir uma visão sobre a maneira que as ferramentas colaborativas podem auxiliar nas atividades de análise de requisitos e gerência de configuração do ciclo de vida de desenvolvimento. Com base nos conceitos de groupware e do modelo de colaboração 3C apoiados nos princípios da Engenharia de Software. 1. Introdução A Engenharia de Software é uma área que tem evoluído significativamente ao longo das últimas três décadas. Desde a sua concepção, diante de necessidades impostas pela Crise do Software 1, passando pelo surgimento e consolidação da Web e chegando aos dias de hoje, com a ebulição de diferentes arquiteturas e do desenvolvimento distribuído, novos conceitos e metodologias foram incorporados, aperfeiçoados ou até mesmo substituídos. Diante dos diferentes contextos já presenciados pelo processo de desenvolvimento de software, identificaram-se novas demandas de apoio às suas atividades, como por exemplo, a necessidade de interação entre diferentes grupos ou equipes de trabalho separadas (ou não) geograficamente. Este artigo irá tratar os aspectos relevantes à utilização das ferramentas colaborativas no processo de software, com a finalidade de construir uma visão crítica sobre o assunto. Para delimitar o escopo do trabalho, tomaremos como base as atividades realizadas, por projetistas e engenheiros de software, na análise de requisitos e gerência de configuração. Presentes na fase de engenharia de requisitos e na garantia de qualidade de software do ciclo de vida clássico de desenvolvimento, respectivamente. Na primeira parte, apresentam-se os conceitos fundamentais da engenharia de software, do modelo de colaboração 3C e de groupware. Em seguida, discutimos o apoio automatizado no processo de software. Finalmente, uma sumarização das 1 Termo utilizado nos anos 70 para expressar as dificuldades da indústria de software, no atendimento à demanda de mercado na entrega de produtos dentro dos custos, prazos, qualidade e de acordo com os requisitos contratados. Adicionados à complexidade dos problemas e a inexistência de técnicas para o desenvolvimento.

2 conclusões obtidas ao término do trabalho. Sendo que, o texto não tem intenção de esgotar ou limitar as discussões sobre o tema.

3 2. Conceitos Fundamentais A fim de proporcionar uma visão crítica sobre de qual maneira as ferramentas colaborativas podem auxiliar na análise de requisitos e gerência de configuração, apresenta-se a seguir uma abordagem geral do ciclo de vida clássico, dos conceitos de groupware e do modelo de colaboração 3C. 2.1 Engenharia de Software A Engenharia de Software (ES) é responsável por definir conceitos, técnicas e metodologias em torno do processo de produção de software. Além de fazer uso de quesitos tecnológicos, como linguagens de programação e ferramentas computadorizadas, a ES envolve questões de padrões, processos e qualidade de software fazendo até mesmo com que seja necessário o domínio de outras áreas. A ES abrange um conjunto de três elementos fundamentais, que possibilitam o controle do processo de desenvolvimento do software e uma base para sua construção com qualidade. [Pressman 1995] Estes elementos são: Métodos: proporcionam os detalhes de como fazer para construir o software. Ferramentas: oferecem apoio automatizado aos métodos. Procedimentos: constituem o elo de ligação entre os métodos e as ferramentas, possibilitando o desenvolvimento racional e oportuno do software. A literatura trata as etapas do processo de desenvolvimento, que abrangem tais elementos, como paradigmas de ES. Sendo sua escolha, determinada com base na natureza do projeto e da aplicação, os métodos e ferramentas utilizadas, além de controles e produtos a serem entregues. [Pressman 1995] Uma descrição simplificada de um processo de software, apresentada através de uma perspectiva específica, é considerado um modelo. Existe uma série de modelos ou paradigmas, que possuem um aspecto genérico e não tratam de descrições definitivas de processos de software. Dentre os principais está o modelo cascata, a prototipação, o desenvolvimento incremental, o modelo espiral, dentre outros. [Sommerville 2003] Cada paradigma exibe potencialidades e fragilidades, mas em todos identificamse três fases genéricas encontradas em qualquer projeto de software. São elas as fases de especificação, desenvolvimento e manutenção. [Pressman 1995] Neste artigo tomaremos como base o ciclo de vida clássico, também chamado de modelo cascata. Este foi o primeiro modelo publicado do processo de desenvolvimento de software, e de forma geral, os demais modelos herdam ou mesclam algumas de suas características. O modelo cascata considera as atividades fundamentais de especificação, desenvolvimento, validação e evolução do software como fases separadas do processo. Sua organização sistemática, ocorre através de estágios que depois de definidos passam por uma prévia aprovação, a fim de se dar continuidade ao estágio seguinte. [Sommerville 2003]

4 De acordo com Sommerville (2003), as etapas do modelo cascata são: Engenharia de requisitos: juntamente com o cliente ou usuários são definidas as funções, restrições e objetivos do sistema. O detalhamento destas informações origina o documento de especificação do software. Projeto de software: estabelece a arquitetura do sistema, envolvendo a identificação e a descrição das abstrações fundamentais do software. Implementação: nesta etapa, o projeto de software é compreendido como um conjunto de programas. Efetua-se sua transformação para uma forma legível por máquina. Testes: durante a fase de implementação, são realizados testes de unidades do sistema. Ao término da codificação, ao se integrar os módulos do sistema, realiza-se os testes do sistema completo. Manutenção: é considerada uma das fases mais longas e de alto custo. Envolve a correção de erros não descobertos anteriormente e o aumento de funções do sistema à medida que novos requisitos são identificados. Cada etapa é responsável por oferecer um produto que sirva de base à etapa seguinte, sendo que, existe a possibilidade de interação entre as atividades de cada fase. A revisão de algum estágio é possível, além da execução de uma etapa simultaneamente com outra. Este modelo exige uma definição de requisitos detalhada. A figura abaixo representa graficamente a organização do modelo cascata. Figura 1. O modelo cascata [Pressman 1995, adaptado] Q U A L I D A D E Engenharia de requisitos Projeto de software Implementação Manutenção A fase de engenharia de requisitos inclui, dentre outras atividades, o levantamento e a análise de requisitos, que é um processo interativo, envolvendo a compreensão do domínio, a coleta, a classificação, a estruturação, a priorização e a validação dos requisitos. [Sommerville 2003] A garantia da qualidade de software deve acompanhar todas as fases do ciclo de vida clássico, sendo a gerência de configuração uma de suas atividades, que começa quando um projeto de desenvolvimento de software se inicia e termina somente quando o software é tirado de operação. [Pressman 1995] O detalhamento de cada fase do modelo cascata está fora do escopo deste trabalho. Nesta seção, pretende-se fornecer uma visão geral de sua estrutura e os princípios básicos da análise de requisitos e gerência de configuração.

5 2.1.1 Análise de Requisitos Trata-se de uma atividade complexa e difícil que, no caso de problemas em sua execução, freqüentemente gera altos custos e falhas para o projeto. É caracterizada por envolver pessoas que exercem diversos papéis em uma organização usuários, clientes, gerentes, especialistas de domínio e desenvolvedores que visualizam o projeto diante de diferentes expectativas e interesses. [Boehm e outros 2001] De acordo com Sommerville (2003), as dificuldades encontradas durante o processo de análise de requisitos ocorrem por motivos do tipo: Pouco entendimento, dos stakeholders 2, da finalidade do sistema; dificuldades na articulação dos requisitos; solicitações não realistas, com alto custo; Baixa expressividade ou ambigüidades na definição dos requisitos; Inexperiência dos engenheiros no domínio do cliente; Mudança natural dos requisitos, decorrente da dinamicidade do ambiente organizacional; dentre outros. Na análise de requisitos, os membros da equipe de desenvolvimento de software trabalham juntamente com o cliente e os usuários finais do sistema para identificar informações sobre o domínio da aplicação, que serviços o sistema deve fornecer, o desempenho exigido do sistema, restrições de hardware e etc. [Sommerville 2003] Desta forma, a interação entre estes atores deve ocorrer da maneira mais eficiente possível, a fim de reduzir os problemas e auxiliar nas atividades do processo, aumentando as chances de sucesso do projeto. Isso aponta para a necessidade do apoio de ferramentas que suportem, dentre outras coisas, o compartilhamento de informações, sincronismo de ações e cooperação entre as partes envolvidas Gerência de Configuração É uma atividade da garantia de qualidade de software, desenvolvida para administrar as mudanças em todo o ciclo de vida. [Pressman 1995] As mudanças, no processo de desenvolvimento de software, podem ocorrer a qualquer momento e por qualquer motivo. [Pressman 1995] A compreensão dos usuários sobre suas necessidades muda, o ambiente de operação do sistema muda, a legislação muda, os requisitos mudam. Sendo assim, é necessária uma forma para que o desenvolvimento não se torne um caos. [Dias 2007] A Gerência de Configuração (GC) tem como objetivo responder questões do tipo: O que mudou e quando? Por que mudou? Quem fez a mudança? Podemos reproduzir esta mudança? O sistema continua íntegro após as mudanças? [Dias 2007] Com isso, Pressman (1995) define cinco tarefas básicas da GC: identificação, controle da versão, controle de mudanças, auditoria de configuração e relato de status. Atualmente, temos várias ferramentas disponíveis para apoiar tais tarefas, sendo que a quantidade de funcionalidades, a maturidade, a documentação, o suporte e a disseminação de cada ferramenta são diversificados. [Dias 2007] 2 Refere-se a qualquer pessoa que terá alguma influência direta ou indireta sobre os requisitos do sistema.

6 2.2 Groupware e o Modelo de Colaboração 3C Diante da consolidação do uso das Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs) nos ambientes de trabalho, e conseqüentemente, de desenvolvimento, novas e diferentes formas de interação são identificadas. Tornando o computador peça fundamental na realização de trabalhos colaborativos, neste caso, auxiliando nas etapas do processo de desenvolvimento de software. Para tornar isto realidade, temos os sistemas que integram o processamento de informação e as atividades de comunicação, imersos nos conceitos do Computer- Supported Cooperative Work (CSCW) Trabalho Cooperativo Suportado por Computador. Os produtos comerciais de CSCW são exemplos de groupware, termos utilizados freqüentemente como sinônimos. O groupware é um sistema baseado em computador que dá suporte a grupos de pessoas engajadas em uma tarefa (ou objetivo) comum e que fornece uma interface com um ambiente compartilhado. Seu objetivo é dar assistência às equipes de trabalho na comunicação, colaboração e coordenação de suas atividades. [Ellis e outros 1991] No trabalho em grupo ocorre a complementação de capacidades, de conhecimentos e de esforços, e a interação entre pessoas com características complementares. Um grupo tem mais capacidade de gerar alternativas, levantar as vantagens e desvantagens, selecionar as viáveis e tomar decisões [Fuks e outros 2003]. Na execução da análise de requisitos esses fatores são importantes, por permitir que os indivíduos produzam informações mais detalhadas do que se atuassem individualmente. Esta atividade tem a participação de vários stakeholders, exigindo ferramentas de colaboração com suporte à comunicação, colaboração e coordenação. Para colaborar, os indivíduos têm que compartilhar informações (se comunicar), organizar seus papéis pessoais (se coordenar) e operar em conjunto num espaço compartilhado (cooperar). As trocas ocorridas durante a comunicação geram compromissos que são gerenciados pela coordenação, que por sua vez organiza e dispõe as tarefas que são executadas na cooperação. [Zotto 1997] [Fuks e outros 2003] Figura 2. O modelo de colaboração 3C [Fuks e outros 2003] Este é o Modelo de Colaboração 3C, caracterizado por possuir o aspecto cíclico da colaboração, conforme representado na Figura 2.

7 Ao cooperar os indivíduos têm necessidade de se comunicar para renegociar e tomar decisões sobre situações não previstas anteriormente. Através da percepção, o indivíduo se informa sobre o que está acontecendo, sobre o que as outras pessoas estão fazendo e adquire informações necessárias para suas atividades. [Fuks e outros 2003] Na execução da gerência de configuração, o uso de ferramentas colaborativas proporciona ao time de desenvolvedores a percepção da situação global do sistema, principalmente, com o acesso a ferramentas que permitam acompanhar o estado de suas linhas básicas (baselines) 3 de configuração. Os sistemas de CSCW podem integrar voz e vídeo comunicação com espaços de trabalho compartilhados, e podem suportar atividades que ocorrem tanto de forma síncrona como assíncrona. Assim, a tecnologia groupware permite uma expansão dos conceitos de trabalho colaborativo, permitindo aos participantes estar em lugares diferentes e trabalhando cada um a seu tempo. [Ellis e outros 1991] [Zotto 1997] 3. O apoio automatizado ao processo de software Com base nos conceitos abordados anteriormente, iremos discutir nesta seção a importância 3.1 Ferramentas CASE Quando existe a integração das ferramentas que dão apoio automatizado ao processo de software, de forma que a informação criada por uma ferramenta possa ser usada por outra, é estabelecido um sistema chamado Engenharia de Software Auxiliada por Computador (CASE Computer-Aided Software Engineering). [Pressman 1995] Essa tecnologia apóia as atividades de engenharia de requisitos, projeto, implementação, testes e manutenção. Proporciona a automação de tarefas e processo de desenvolvimento através do fornecimento de informações sobre o software que está sendo construído. [Sommerville 2003] Segundo Sommerville (2003), isso proporcionou algumas melhorias na qualidade e na produtividade de software. Porém, são limitadas por dois fatores: A ES é uma atividade de projeto que tem como base o pensamento criativo. Os sistemas CASE automatizam atividades de rotina. Na maioria das organizações, a ES é uma atividade realizada em equipe e os engenheiros de software dedicam bastante tempo interagindo com os outros membros. A tecnologia CASE não é tão compatível com essa situação. É improvável que produtos CASE específicos apóiem o trabalho de equipe relacionado ao projeto de software e à Engenharia de Software. É neste ponto que os sistemas de apoio à colaboração são desenvolvidos e adaptados para utilização no processo de software. 3 Conceito da gerência de configuração que nos auxilia a controlar as mudanças, é caracterizada pela entrega de um ou mais itens de configuração (documento, código-fonte, etc) e por sua aprovação formal.

8 3.2 Ferramentas Colaborativas As ferramentas colaborativas ou de groupware são sistemas capazes de fornecer as condições propostas pelo Modelo de Colaboração 3C ao processo de software. Sua atuação pode ser vista como complementar às limitações das ferramentas CASE, permitindo maior flexibilidade e interação ao grupo de envolvidos. A construção dos atuais sistemas de software exige requisitos muito difíceis de serem alcançados como disponibilidade de serviços, persistência, e distribuição. Um número cada vez maior de pessoas de diferentes especialidades precisa cooperar para desenvolver tais sistemas, o que torna esta atividade complexa. [SBBD SBES 2007] Além disso, as empresas têm caminhado para o desenvolvimento de software distribuído, onde a distância dificulta a coordenação e a comunicação entre os integrantes de uma equipe de desenvolvimento de software. Para lidar com as dificuldades advindas da distribuição das atividades de desenvolvimento de software, diversas abordagens têm sido propostas, incluindo, ferramentas colaborativas e modelos de processos de software que consideram este novo cenário. [SBBD SBES 2007] O uso de ferramentas colaborativas na análise de requisitos exige uma metodologia que reflete tanto a evolução dos requisitos e a sensibilidade envolvida em grupos dinâmicos bem sucedidos. [Boehm e outros 2001] De acordo com a experiência relatada por Boehm e outros (2001), a utilização destas ferramentas na fase de negociação deve considerar alguns aspectos, como por exemplo: Definir um processo de análise de requisitos genérico. Um roteiro de processo que explique o uso das técnicas de grupo e uso das ferramentas colaborativas. Incorporar técnicas de facilitação e colaboração. As ferramentas colaborativas para engenharia de requisitos devem ser baseadas nas técnicas de facilitação e colaboração enfatizadas nos grupos. Fazer uso de ferramentas não intrusivas e flexíveis. Restrições a personalização e características estáveis podem prejudicar o processo. Proporcionar uma infra-estrutura robusta. Uma infra-estrutura confiável evita frustrações e prejuízos futuros. Dar suporte a múltiplas formas de interação.além da interação em qualquer hora e em qualquer lugar, garantir aos stakeholders participação em seminários, workshops e demais eventos através de serviços de áudio e vídeo na Web. Segundo Ellis e outros (1991), não existe uma linha dividindo os sistemas que são considerados de groupware e aqueles que não são. Desde que a ferramenta suporte tarefas comuns e ambientes compartilhados de vários níveis, é apropriado pensar em uma classificação. As ferramentas colaborativas são concebidas para auxiliar na interação de grupos distantes ou não geograficamente. Um sistema de groupware pode ser utilizado para fortalecer a comunicação, colaboração e cooperação de forma síncrona ou assíncrona. [Ellis e outros 1991]

9 No Quadro 1 listamos algumas categorias destas aplicações. Quadro 1. Categorização das ferramentas colaborativas de análise de requisitos [Ellis e outros 1991, adaptado] Categoria Descrição Exemplo Sistemas de mensagens Editores multiusuário Sistemas de suporte a decisão Agentes inteligentes Suporte a troca de mensagens entre grupos de usuários de forma assíncrona ou síncrona. Alguns sistemas ajudam a gerenciar a informação de forma inteligente. Podem ser utilizados para compor e editar documentos. Alguns notificam as alterações para os interessados. Proporciona facilidades para exploração de problemas. O objetivo é aperfeiçoar a tomada de decisão e proporcionar qualidade nos resultados. São responsáveis por um conjunto especifico de tarefas, sendo que suas ações se pareçam com a dos usuários. programas de chats, Wiki, editores on-line salas de reunião virtuais, videconferênci a bots (robôs), personagens virtuais Para Dias (2007), do ponto de vista das ferramentas de apoio, a Gerência de Configuração é formada pelas seguintes atividades: Figura 3. Organização da Gerência de Configuração Controle de Versão: Apóia as atividades de controle de mudança e integração contínua. As ferramentas devem fornecer serviços como: identificação, armazenamento e gerenciamento dos itens de configuração e de suas versões durante o ciclo de vida do software; histórico das alterações efetuadas nos itens de configuração; recuperação de uma configuração em um dado momento. Controle de Mudança: O foco desse tipo de ferramenta é nos procedimentos pelos quais as mudanças de um ou mais itens de configuração são propostas, avaliadas, aceitas e aplicadas. Oferece serviços para identificar, rastrear, analisar e controlar as mudanças nos itens de configuração. Integração Contínua: O objetivo é garantir que as mudanças no projeto são construídas, testadas e relatadas tão logo quanto possível depois de serem introduzidas. É executado geralmente após cada mudança publicada no sistema de controle de versão ou em intervalos de tempo pré-estabelecidos. Os processos de gerenciamento de configuração são padronizados e envolvem a aplicação de procedimentos predefinidos. Eles exigem o gerenciamento cuidadoso de

10 quantidades de dados muito grandes, e a atenção aos detalhes é essencial. A ferramenta de apoio é essencial para o gerenciamento de configuração. [Sommerville 2003] No Quadro 2 listamos algumas aplicações de acordo com respectiva atividade. Quadro 2. Categorização das ferramentas colaborativas de gerência de configuração [Sommerville 2003, adaptado] Atividade Descrição Exemplo Editor de Cada pessoa envolvida ao concluir sua atividade formulários, Apoio ao encaminha formulários e itens associados à Workflows, gerenciamento configuração para outra pessoa. Um modelo de Banco de de mudanças processo de mudança pode ser projetado e integrado dados de como um sistema de gerência de versões. mudanças Apoio ao gerenciamento de versões Apoio à construção de sistemas Gerencia grandes quantidades de informação e assegura que as mudanças no sistema sejam registradas e controladas. As ferramentas de gerenciamento de versões controlam um repositório de itens de configuração, cujo conteúdo é imutável. A construção de sistemas é um processo que requer intenso uso computacional. As ferramentas automatizam o processo de construção, a fim de reduzir a possibilidade de erros humanos e, quando possível, minimizam o tempo necessário para a construção de um sistema. Identificação de versões, Registro de histórico de mudanças Compiladores, Interpretadores Editores O uso das ferramentas de groupware na análise de requisitos, gerência de configuração, ou qualquer outra etapa do processo de software, é peça fundamental para se manter a coerência entre os princípios da Engenharia de Software. Garantindo questões que vão da satisfação desenvolvedor à qualidade do produto a ser entregue. Em relação ao desenvolvimento destas ferramentas, identificam-se algumas falhas que não são devido a problemas técnicos, mas tratam de resultados da incompreensão da cenário real desta classe de aplicativos, imposta aos desenvolvedores e usuários. [Grudin 1994] 4. Considerações Finais Este artigo buscou tratar os aspectos relevantes à utilização das ferramentas colaborativas no processo de software, com ênfase na análise de requisitos e gerência de configuração. A fim de construir uma visão crítica e fundamentada sobre o assunto apresentou-se os conceitos de groupware e do modelo de colaboração 3C apoiados nos princípios da Engenharia de Software. Os termos são diversos, groupware, sistemas colaborativos, sistemas de workgroup, aplicações multi-usuário, Computer-Supported Cooperative Work (CSCW). A questão é saber se determinado software dá suporte às atividades realizadas por

11 grupos e se determinado conjunto de pessoas que possuem metas em comum, necessitam destas soluções. [Grudin 1994] Independente de utilizarmos o ou outras tecnologias, que diante do boom da Internet tem empregado esforços para serem disseminadas, devemos fazer uso destas ferramentas para minimizar esforços e ampliar a abrangência de nossas interações e competitividade de nossas organizações. A evolução é constante e, assim, poderemos seguir por caminhos antes não imagináveis. 5. Referências Boehm, Barry; Grünbacher, Paul; Briggs, Robert O. Developing Groupware for Requirements Negotiation: lessons learned. IEEE Software, p.46-55, maio Dias, André Felipe. O que é gerência de configuração? Disponível em: < uracao.php?pagnum=0>. Acesso em: 25 jun Ellis, Clarence; Gibbs, Simon; Rein, Gall. Groupware: some issues and experiences. Communications Of The Acm, v. 34, n. 1, p.38-58, jan Fuks, Hugo; Raposo, Alberto Barbosa; Gerosa, Marco Aurélio. Do Modelo de Colaboração 3C à Engenharia de Groupware. Disponível em: < _groupware.pdf>. Acesso em: 05 jun Grudin, Jonathan. Groupware and social dynamics: eight challenges for developers. Communications Of The Acm, v. 37, n. 1, p , jan Pressman, Roger S. Engenharia de Software. 5ª. ed. São Paulo: Makron Books, SBBD SBES. Descrição do I Workshop de Desenvolvimento Distribuído de Software. Disponível em: < WDDS>. Acesso em: 26 jun Sommerville, Ian. Engenharia de Software. 6ª. ed. São Paulo: Pearson Addison Wesley, Zotto, Ozir Francisco de Andrade. Ferramentas Groupware para Intranets. Revista Bate Byte, Curitiba/PR, n. 70, nov Disponível em: < Acesso em: 05 jun