Manutenção de Software. Técnicas de Gestão da. Manutenção de Software. Sistemas legados. Manutenção

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1 Manutenção de Software Técnicas de Gestão da Manutenção de Software Rosângela Penteado Parte do material preparado em conjunto com Nicolas Anquetil- UCB Modificação de inevitável Surgem novos requisitos O ambiente do negócio muda Erros devem ser reparados Novo equipamento deve ser incorporado O desempenho do pode ser melhorado Manutenção O quê fazer??? Quem poderá me ajudar???? Cadê o programador???? O quê será que ele quis fazer aqui????? Sistemas legados Problema chave para as organizações é implementar e gerir modificações em seus sistemas legados Preconceitos Desenvolver é mais atraente do que manter! Estagiário corrige erros! Por que já não fizeram correto da primeira vez? Esse sistema nunca precisará de manutenção está perfeito!!!

2 Manutenção de Software: conceitos Modificar um programa depois que ele foi colocado em uso (após a entrega) As modificações são implementadas modificando os componentes existentes e adicionando novos componentes ao sistema Como fazer Manutenção Amanhã começaremos a manter um sistema desenvolvido há 10 anos, com x KLOC?!?!?!? NÃO FUNCIONA!!! Como deve ser feito Tipos de Manutenção Planejada Preparada Organizada A partir do desenvolvimento - Documentação do sistema - Utilização de ferramentas para entendimento do sistema. Como? Corretiva : erros que aparecem, mesmo com desenvolvimento de qualidade. Adaptativa: de SO, regra de negócio Perfectiva ou de melhoria: novos requisitos. Preventiva ou reengenharia: prevenir problemas antes que eles ocorram.

3 Quanto consome? Corretiva 21% Adaptativa Preventiva 25% 4% 50% Evolutiva Gastos com manutenção Aproximadamente 20% de todo trabalho de manutenção é corrigir erros 80% são gastos adaptando sistemas existentes a modificações no seu ambiente externo; fazendo melhorias solicitadas pelo usuário e submetendo uma aplicação a reengenharia, para uso futuro. Processo de manutenção Esforço durante o processo não é repartido da mesma maneira na manutenção e no desenvolvimento Um processo de manutenção deve privilegiar as atividades iniciais (análise do problema e do sistema) Esforço Manutenção Desenvolvimento Processo de manutenção Até processo de desenvolvimento iterativo moderno (RUP/USDP) não é completamente adaptado à manutenção RUP/USDP tem uma visão essencialmente de, a manutenção necessita de uma visão mais sistêmica (inclui dados, hardware, operações manuais, etc Análise Especificação Projeto Teste Operação Ciclo de vida

4 Processo de manutenção RUP/USDP como processo de manutenção (cont.) Não considera análise do pedido de e verificação de problema Não considera atividade de garantia de qualidade (ex: Revisão/Aceitação ) Não prevê o caso de um legado não estar documentado ISO Framework para processos de ciclo de vida com terminologia bem definida Contém processos, atividadese tarefas Estrutura de processo - ISO Características da ISO Tarefa 1 Atividade 1... Processo... Atividade n Tarefa k Tarefa 1... Tarefa k Não especifica o como implementar ou executar as atividades e tarefas Não determina um modelo de ciclo de vida ou método de desenvolvimento Deve ser adaptada de acordo com o organização e projetos específicos

5 Estrutura da ISO Processos na Norma ISO PROCESSOS FUNDAMENTAIS Aquisição Fornecimento Operação Desenvolvimento Manutenção PROCESSOS DE APOIO Documentação Gerência de Configuração Garantia de Qualidade Verificação Validação Revisão junta Auditoria Resolução de Problemas Processos Fundamentais Atendem as partes fundamentais durante o ciclo de vida de um Envolve a contratação entre o adquirente e o fornecedor, a execução do desenvolvimento da operação e Exemplo: Desenvolvimento, Manutenção, Acquisição,... PROCESSOS ORGANIZACIONAIS Gerência Infra-estrutura Melhoria Treinamento Processos na Norma ISO Processos de Apoio Auxiliam um outro processo como uma parte integrante É empregado e executado quando necessário por outro processo Exemplo: Verificação, Validação, Documentação,... Processos na Norma ISO Processos Organizacionais Empregados por uma organização para estabelecer uma estrutura subjacente constituída de processos de ciclo de vida e de pessoal associados, para melhorar continuamente estrutura e os processos. Exemplo: Treinamento, Gerência,...

6 Processo de Manutenção - ISO Revisão/Aceitação ISO Norma internacional de manutenção Define um processo de manutenção idêntico ao da ISO 12207, mas mais detalhado Define outros procedimentos relacionados à manutenção Definição e a estrutura de um plano de manutenção ISO ISO Revisão/Aceitação Atividade com dois objetivos Preparação no início do ciclo de vida de um (inclusive definição dos processos a serem seguidos) Revisão/Aceitação Customização padrãoda para manutenção um projeto de manutenção dado

7 ISO ISO Primeira atividade num projeto de manutenção Tem por objetivo analisar a solicitação Revisão/Aceitação de para verificar sua validade, definir suada prioridade manutenção e decidir da sua realização Realização efetiva Para manutenção evolutiva problema será e da aplicado um processo de desenvolvimento tradicional (especificação de requisitos, análise, projeto, implementação,...) Revisão/Aceitação ISO ISO Última atividade de um projeto de manutenção Atividade de garantia de qualidade Revisão/Aceitação Revisão/Aceitação Atividade a darealizar quando o precisa ser migrado para um novo ambiente Pode ser adaptado no caso de migração de uma nova versão do após uma manutenção

8 ISO ISO Revisão/Aceitação Atividade a realizar quando o precisa ser descontinuado (abandonado) Revisão/Aceitação ISO processo Tarefas: Desenvolver o plano e o processo de manutenção (Criado junto com o plano de desenvolvimento; Define quem fará a manutenção, que tipo de manutenção será feito, estima os custos (e outros recursos), define como se fará a transição entre desenvolvedor e mantenedor, define o processo de manutenção a ser usado) Desenvolver os procedimentos de solicitação de (Criar um esquema de numeração, categorização, priorização, acompanhamento e atualização dos pedidos de manutenção; Definir o processo de submissão de um pedido e como será dado o retorno (inicial e de acompanhamento) aos usuários (inclusive solução temporaria de contorno de problemas)) Implementar a gerência da configuração (Definir e implementar um processo de gestão de configuração para gerenciar as modificações ao sistema. Esse processo é usado também no desenvolvimento do ; Exemplo: processo da ISO 12207) Produtos ISO processo Produtos Plano de manutenção Processo de manutenção Procedimentos de resolução de problemas Planejamento de comunicação com os usuários/clientes Plano de transição Plano de gestão de configuração

9 ISO ISO Pedido Revisão/Aceitação Tarefas pedido de manutenção (Classificar a manutenção, Avaliar o impacto de fazer ou não a manutenção (custos, benefícios, impactos operacionais, de segurança, etc.); Análise da viabilidade de fazer a manutenção (recursos)) Verificação do problema (manutenção corretiva) Definição de alternativas de solução (pelo menos 3 alternativas de realização ; Realizar uma análise de riscos das alternativas e uma análise do impacto de cada uma) Documentação (do pedido, sua análise e as alternativas de realização; Atualizar a documentação do sistema e se não existir, criar essa documentação) Aprovação formal da realização (cliente, usuários) Produtos ISO Pedido ISO Produtos Análise de impacto Especificação da alternativa de solução recomendada Aprovação formal da realização Documentação atualizada Revisão/Aceitação

10 ISO ISO Tarefas: Identificação dos itens a ser modificado Processo de desenvolvimento (adaptado à manutenção específica a realizar; realizar testes das partes modificadas e não modificadas (teste de regressão); verificar que os requisitos que não mudaram não foram afetados) Produtos Plano de teste atualizado Documentação atualizada Software modificado Relatório de teste Revisão/Aceitação ISO Revisão/Aceitação ISO Revisão/Aceitação Tarefas: Revisão (Verificação dos padrões de programação, de testabilidade do código, da atualização da documentação, que apenas o previsto foi realizado, da rastreabilidade do pedido de manutenção aos requisitos e o código) Aprovação da realização satisfatória pela equipe de garantia de qualidade Produtos Produtos: Relatórios de auditoria e de revisão Manutenção rejeitada (se for o caso) Relatório de aceitação (se for o caso) Relatório de Teste Novo baseline do sistema na gerência de configuração

11 ISO Revisão/Aceitação ISO Tarefas: Verificar padrões (migrar segundo normas de qualidade) Planejar migração (definir os requisitos da migração e seu impacto; Identificar necessidades de ferramentas de conversão (do código ou dos dados); Definir cronograma e prioridades) Notificação do planejamento aos usuários (descrever as razões,cronograma; descrever alternativas de suporte para o ambiente antigo) Implantação em paralelo nos 2 ambientes (antigo e novo) e treinamento Notificação da migração (Avisar aos interessados realização da migração, Documentar (relatório) a migração; Arquivar o sistema antigo) impacto após a migração (Lições aprendidas) Preservação dos dados Produtos ISO ISO Produtos: Plano de migração Ferramentas de migração Notificação da migração Sistema migrado Relatório de migração Dados arquivados Revisão/Aceitação

12 ISO Descontinuação ISO Descontinuação Tarefas: Planejar a descontinuação (Documentar o prazo de continuação do suporte ao sistema descontinuado, as responsabilidades para ocorrências futuras, o acesso aos dados arquivados; Definir a transição entre sistema descontinuado e sistema de substituição) Notificação do planejamento aos usuários Implantação em paralelo (caso tenha um sistema de substituição) e treinamento Notificação da descontinuação Preservação dos dados Produtos Produtos: Plano de descontinuação Notificação da descontinuação Relatório de descontinuação Pessoal treinado Systemadescontinuado(baseline arquivado) Dados arquivados Processo de Manutenção Primeira de todas ações a tomar: Definir um processo de manutenção O processo deve ser documentado, conhecido de todos e implementado por todos Processo de Manutenção O processo da ISO é bem completo e extenso, prevê várias situações diferentes para grandes projetos Na prática, um processo pode não ser tão complexo, nem precisa usar tudo em todos os casos

13 Processo de Manutenção Processo de Manutenção Revisão/Aceitação 1a atividade ( de processo) pode ser replicada de projeto em projeto 2 últimas atividades ( e Descontinuação) podem ser simplificadas e replicadas de projeto em projeto Outras 3 atividades podem ser adaptadas segundo o tamanho dos projetos Estratégias de manutenção Manutenção de Modificações são feitas em resposta a requisitos modificados, mas a estrutura fundamental do SW é estável Engenharia Reversa Recuperação de existente com uma documentação em um nível de abstração mais alto. Reengenharia de Nenhuma funcionalidade é adicionada ao sistema, mas ele é re-estruturado e re-organizado para facilitar mudanças futuras Redocumentação de Redocumentar o de modo que seja mais fácil de ser mantido. Sistemas legados São os mais difíceis de manter Desenvolvidos sem processo bem definido, ou desenvolvidos com processos antigos Pessoal de desenvolvimento não está mais na empresa Tecnologias obsoletas Manutenção patchwork sem critério e documentação Regras de negócio embutidas no código fonte

14 Sistemas legados Reengenharia Importância Sãoantigos, massãoúteisparaa empresa Investimento substancial Guardam informação preciosa para a empresa que é difícil de redescobrir Precisam evoluir Correção de bugs (por ex, ano 2000) Mais funcionalidade (acompanhar a concorrência) Tecnologia atual (por ex, Web, Java) Novos ambientes computacionais Novas regras (por ex, moeda Euro) Leva tempo Tem custo significativo Absorve recursos Toda organização deve ter uma estratégia pragmática de reengenharia Analogia Analogia (cont.) Você compra uma casa por um preço razoavelmente baixo, em outro estado, sem ver a casa, sabendo que precisa de reformas Como proceder? Conhecer a casa Listar de critérios para avaliação Antes de demolir e construir outra, verificar se a estrutura está fraca Estrutura ok reconstrução Estrutura não ok demolição Reconstrução Veja a fiação, estrutura interna Use materiais modernos e duradouros custo mais alto no momento, mas evita problemas no futuro. Seja disciplinado Utilize práticas modernas Reengenharia de Software

15 Modelo de Processo de Reengenharia de Software (Pressman 2005, 6a edição) Análise de Inventário Engenharia avante Reestruturação de dados Reestruturação de código Análise de Inventário Reestruturação de documentos Engenharia Reversa Toda empresa deve ter um inventário de todas as aplicações. Inventário = planilha contendo uma descrição detalhada (Nome da aplicação, Ano em que ela foi criada, Número de modificações significativas que foram feitas, Esforço total para fazer essas modificações, Data da ultima significativa, Esforço gasto com a última, Sistemas nos quais ela reside,aplicações a que interfaces,... ) Analise e priorize para selecionar candidatos a reengenharia. Reestruturação de documentos Pouca documentação é marca registrada de muitos sistemas herdados (legados) A criação de documentação consome tempo demais. Se o sistema funciona, vamos conviver com o que temos. Em alguns casos essa abordagem é correta. A documentação precisa ser atualizada, mas temos recursos limitados. Vamos usar a abordagem documentar quando tocar. Pode não ser necessário redocumentar completamente uma aplicação. O sistema é critico para o negócio e precisa ser totalmente redocumentado. Nesse caso, uma abordagem inteligente é limitar a documentação ao mínimo essencial. Engenharia Reversa Origem do termo hardware Em - similar Definição de Engenharia Reversa: Processo de exame e compreensão do existente, para recapturar ou recriar o projeto e decifrar os requisitos atualmente implementados pelo sistema, apresentando-os em um nívelougraumaisalto de abstração Três tópicos de engenharia reversa precisam ser tratados: nível de abstração, completeza e direcionalidade.

16 Engenharia Reversa para Entender Ocorre em diferentes níveis de abstração De programa: as estruturas de dados internas do programa (esforço de reengenharia global) De sistema: as estruturas de dados globais (e.g.; arquivos, BD) são submetidos à reengenharia para acomodar novos paradigmas de gestão de BD (de relacional para OO, por exemplo) Estruturas de dados internas Focalizam uma definição de classes de objetos (exame do código fonte) Estrutura do banco de dados: Construir um modelo de objetos inicial; determinar candidatos importantes; refinar as classes provisórias; definir generalizações e descobrir associações. Engenharia Reversa para Entender o Processamento Começa com uma tentativa de entender e depois extrair abstrações procedimentais representadas no código fonte. Análise em diversos níveis de abstração: sistema, programa, componente, padrão e declaração. Entender a funcionalidade global do sistema, antes de começar o trabalho de engenharia reversa. Criar um diagrama de blocos, representando a interação entre essas abstrações funcionais. Determinar a função de cada componente que representa uma abstração procedimental definida Criar uma narrativa de processamento para cada componente. Uso de ferramentas computadorizadas. Engenharia Reversa das Interfaces com o Usuário IGUs sofisticadas tornaram-se uma exigência de produtos e sistemas. Antes da reengenharia de uma nova interface a engenharia reversa deve ser realizada. Quais são as ações básicas (e.g.; pressões de teclas e cliques de mouse) que a interface deve processar? Qual a descrição compacta da resposta comportamental do sistema a essas ações? O que quer dizer substituição ou, mais precisamente, que conceito de equivalência de interfaces é relevante aqui? A interface substituída não pode espelhar exatamente a antiga (pode ser radicalmente diferente). Desenvolver novas metáforas de interação, reduzir ou ampliar uma imagem gráfica, usar barra de rolagem, mouse para conseguir a mesma função, etc.. Quais os documentos utilizados para realizar engenharia reversa? Código fonte Informação existente documentação existente (manual de usuário, manual de sistema, DFDs, fluxogramas, etc.)

17 Processo de ER (Pressman,2005) Propósitos da Engenharia Reversa Código fonte sujo dirty source code Código fonte limpo Reestruturar código restructure code clean source code Especificação inicial Extrair abstrações extract abstractions initial specification Especificação final refine & simplify Refinar & simplificar final specification Processamento processing interface Interface Banco databasede Dados 1- Manutenção e Engenharia Revesa As atividades de manutenção fornecem a motivação para muitas ferramentas de engenharia reversa elevada proporção de tempo e custos despendida no entendimento e exame do a ser mantido. Nas manutenções adaptativas (adequar o a novo ambiente) e evolutivas (adicionar novas funcionalidades ao ), as técnicas de engenharia reversa são usadas indiretamente, através do fornecimento de visões do, para localizar os componentes onde serão realizadas as mudanças e adições necessárias, e para auxiliar no controle da estrutura global do sistema modificado, através da produção de documentação. Propósitos da Engenharia Reversa (manutenção e engenharia reversa) Nas manutenções corretivas (correção de erros), as técnicas de engenharia reversa não servem para detectar, remover ou corrigir erros, porém auxiliam indiretamente o programador na localização do componente defeituoso, através de melhorias da compreensibilidade do Para mudanças preventivas (redução de esforços em futuras mudanças), ferramentas de engenharia reversa podem fornecer um discernimento de onde e como realizar mudanças apropriadas, através da produção de visões do Os maiores benefícios de engenharia reversa serão mais reconhecidos quando manutenções futuras tiverem como apoio a documentação produzida numa manutenção anterior Ferramentas de ER Imagix 4D, desenvolvida por Imagix ( ajuda desenvolvedores de a entender um complexo ou legado C e C++ pela engenharia reversa e documentação do código fonte. Understand, desenvolvida por Scientific Toolworks, Inc. ( tem analisadores sintáticos Ada, Fortran, C, C++ e Java para fazer engenharia reversa, documentar automaticamente, calcular métricas de código e ajudá-lo a entender, navegar e manter código fonte. Uma lista abrangente de ferramentas de engenharia reversa pode ser encontrada em

18 Reestruturação de código Reestruturação de dados Usada para executar um projeto que produz a mesma função que o programa original, com mais qualidade. Modela a lógica do programa Reestruturação de dados + re-estruturação da arquitetura O código reestruturado resultante é revisto e testado para garantir que nenhuma anomalia foi introduzida. A documentação interna do código é atualizada. 1) Análise de código fonte 2) Avaliar: definições de dados, descrições de arquivos, entradas e saídas e descrições de interfaces. Objetivo: extrair dados e objetos obter informação sobre o fluxo de dados e entender as estruturas de dados existentes. 3) Re-projeto de dados: padronização de registros de dados, racionalização dos nomes dos dados Ferramentas de Reestruturação de Código DMS Software Reengineering Toolkit, desenvolvida por Semantic Design ( fornece uma variedade de capacidades de reestruturação para COBOL, C/C++, Java, FORTRAN 90 e VHDL. FORESYS, desenvolvida por Simulog ( analisa e transforma programas escritos em FORTRAN. Function Encapsulation Tool, desenvolvida por Wayne State University ( refabrica programas antigos C em C++. plusfort, desenvolvida por Polyhedron ( é um conjunto de ferramentas FORTRAN que contém capacidades para reestruturar programas FORTRAN pobremente projetados em normas modernas de FORTRAN ou C. Engenharia Avante 1. O custo de manter uma linha de código fonte pode ser de 20 a 40 vezes o custo dessa linha na fase inicial de desenvolvimento. 2. Re-projeto da arquitetura do código fonte (programa e/ou estrutura de dados), usando conceitos atuais de projeto, podem facilitar muito a manutenção futura. 3. Devido à existência de um protótipo já existente, a produtividade de desenvolvimento deve ser maior do que a média. 4. O usuário agora tem experiência com o.assim, novos requisitos e a direção da modificações pode ser determinada com maior facilidade. 5. Ferramentas CASE para reengenharia devem automatizar algumas partes do trabalho. 6. Uma configuração de completa (documentos, programas e dados) deve existir para completar a manutenção preventiva.

19 Reengenharia Preservando o paradigma Mudança de linguagem de programação Processo de Engenharia Reversa Documentação Manutenção Preventiva Projeto DocumentaçãoEssencial Escolha da Linguagem de Programação Reengenharia Mudança de paradigma ProcedimentalparaOO Engenharia Reversa Documentação abstração modelode análise Projeto Escolha de tecnologias Escolha da linguagem de programação A Economia da Reegenharia - I A Economia da Reegenharia - II Um modelo de custo/benefício para reengenharia foi proposto por Sneed [SNE95]. Nove parâmetros são definidos: P1 = custo de manutenção anual atual para uma apliação. P2 = custo de operação anual atual para uma aplicação. P3 = valor de negócio anual atual de uma aplicação. P4 = custo de manutenção anual previsto após a reengenharia. P5 = custo de operação anual previsto após a reengenharia. P6 = custo de negócio anual previsto após a reengenharia. P7 = custo estimado de reengenharia. P8 = período estimado para reengenharia. P9 = fator de risco de reengenharia (P9 = 1.0 é nominal). L = esperança de vida do sistema. O custo associado com a manutenção continuada de uma aplicação candidata (i.é., não é realizada reengenharia) pode ser definido como: C manut = [P3 - (P1 + P2)] x L Os custos associados com a reegneharia são definidos usando a seguinte relação: C reeng = [P6-(P4 + P5) x (L-P8)-(P7 x P9)] Usando os custos apresentados nas equações acima, o benefício total da reengenharia pode ser calculado como: custo/benefício = C reeng -C manut

20 Relacionamento entre os termos Requisitos (restrições, objetivos, regras do negócio) Engenharia Avante Engenharia Reversa Projeto Recuperado Projeto Reengenharia (Renovação) Reestruturação Reestruturação Engenharia Avante Engenharia Reversa Projeto Recuperado Reengenharia (Renovação) Reestruturação Algumas experiências com ER Um ambiente para edição e simulação de statecharts StatSim (Statecharts Simulator) [ICMC/USP ] Fusion/RE (Penteado, 1996), modelo de processo seqüencial linear Aplicação do Fusion/RE em sistemas legados Cobol Utilização dos modelos do Fusion, modelo de processo iterativo. Algumas experiências com ER (cont.) Sistemas legados Clipper Desenvolvidos para atender oficina eletro-mecânica Desenvolvidos para auxiliar no orçamento de construção civil. Sistemas legados Delphi Desenvolvido para atender às necessidades de uma loja de venda de roupas. (produto-caseiro) SW-CMM Padrões de processo e modelo de processo evolutivo Sistemas Java Reconhecimento de padrões de projeto (Gamma et al) Algumas experiências com Reengenharia C++ para Java (StatSim) Utilização do padrão Persistence Layer Fusion/RE, modelos UML, modelo de processo seqüencial linear. Cobol para Java Web (2 experiências) Reuso do padrão Persistence Layer Fusion/RE, modelos UML, modelo de processo seqüencial linear.

21 Algumas experiências com Reengenharia (cont.) Clipper para Java (2 experiências) Fusion/RE, modelo de processo seqüencial linear Transformador Draco Clipper para Delphi Criação de uma família de padrões que auxiliam no processo de ER e Reengenharia (padrões de Demeyer) Algumas experiências com Reengenharia (cont.) Delphi para Delphi OO Utilização de padrões KPA nível 2 CMM adaptadas para o processo de reengenharia, descrita em forma de padrões de processo Modelos UML Modelo de processo evolutivo Algumas experiências com Reengenharia (cont.) Sistemas Java Identificação de aspectos Abordagem Aspecting Modelos UML, Linguagens Java e Aspect J Algumas experiências com Reengenharia (cont.) Apoios automatizados FAROOL ACRA