INTRODUÇÃO SISTEMÁTICA EMPREGADA

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1 DESENVOLVIMENTO INCREMENTAL DE SISTEMA DE BANCO DE DADOS CORPORATIVOS: UM ESTUDO DE CASO Jorge Luis Sarapka 1, Alysson Sarmento Ferreira 2, Laércio Sambüc dos Anjos 3 and Adilson Marques da Cunha 4 Abstract This paper describes an Academic Experience to validate an Incremental Integration Development of Corporate Databases. It was developed based upon the Unified Process UP used in Computer Engineering Undergraduate and Graduate Courses at the Brazilian Aeronautical Institute of Technology (Instituto Tecnológico de Aeronáutica ITA). It embraces the iterative integration process with distributed teams, having distinct profiles and acting simultaneously within defined Phases and Stages of a Project. In order to verify and validate the adopted systematic, a Case Study involving two Corporations was developed in four different integration levels, resulting in a Joint Venture. During this process, some artifacts were produced as main result indicators. Index Terms - Corporate Data Base Development; Undergraduate and Graduate Academic Experience; and Iterative Integration Development Process with Distributed Teams. INTRODUÇÃO Com as constantes mudanças estratégicas vivenciadas pelas Corporações modernas, como expansões, aquisições e junções (Joint Ventures), torna-se cada vez mais premente a necessidade da utilização de sistemas computadorizados integrados, e também a integração entre sistemas legados de forma rápida, demandando poucos recursos e atendendo as estratégias traçadas pela alta direção. Visando aumentar a eficiência no desenvolvimento desses sistemas e reduzir a probabilidade da ocorrência de deficiências e prejuízos durante os processos de desenvolvimento e integração de sistemas computadorizados, essas corporações têm buscado sistemáticas testadas, verificadas e validadas, capazes de conduzir suas equipes, geralmente distribuídas e com diferentes perfis, de forma estruturada, numa produção linear crescente. Dentro deste contexto, faz-se necessário dotar o setor Corporativo de um conjunto de processos e métodos estruturados para o desenvolvimento e a integração incremental de sistemas aplicativos de banco de dados, visando aumentar o controle do gerenciamento de suas equipes e reduzir o desperdício de recursos envolvidos. Pelo segundo ano consecutivo, foi ministrada no Instituto Tecnológico de Aeronáutica ITA/SJC, uma experiência prática de desenvolvimento integrado e incremental de Projetos de Sistemas de Bancos de Dados, nos Programas de Graduação e de Pós-Graduação em Engenharia da Computação, nas disciplinas de Técnicas de Bancos de Dados (CES-30) [1] e Projeto de Sistemas de Bancos de Dados (CE-240) [2]. Este artigo descreve um caso de sucesso realizado nessas disciplinas, no primeiro semestre do ano de Ele apresenta a sistemática adotada num Estudo de Caso e aborda os principais passos para o desenvolvimento de um Protótipo de Sistema de Banco de Dados, desde o nível de Aplicativo de Banco de Dados, passando pelo nível Setorial de uma Corporação, até a sua integração num nível de fusão entre duas Corporações fictícias formando uma Joint Venture, e passando por quatro níveis de integração [2]. O presente artigo foi dividido em 6 (cinco) seções: a presente introdução; a seção 2, onde são descritos os processos e os métodos adotados para o desenvolvimento e a integração do Protótipo de Sistema de Banco de Dados; a seção 3, que apresenta o Estudo de Caso adotado para a verificação e validação dos processos e métodos; a seção 4, a qual descreve os resultados obtidos; a seção 5, onde é realizada uma breve descrição das principais tendências na área de Banco de Dados; e a seção 6, com as conclusões e considerações finais. SISTEMÁTICA EMPREGADA Tomando-se por base o Processo Unificado PU (Unified Process UP) [3], desenvolveu-se um conjunto de métodos, distribuição de papéis e ciclos de projeto para o desenvolvimento e a integração incremental de Projetos de Sistemas de Banco de Dados. A Figura 1 abaixo apresenta a sistemática adotada. 1 Jorge Luis Sarapka, Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA, Praça Marechal Eduardo Gomes, 50, FCMF, , São José dos Campos, SP, Brasil, jorge@unia.br. 2 Alysson Sarmento Ferreira, Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA, Praça Marechal Eduardo Gomes, 50, FCMF, , São José dos Campos, SP, Brasil, alysson@ita.br. 3 Laércio Sambüc dos Anjos, Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA, Praça Marechal Eduardo Gomes, 50, FCMF, , São José dos Campos, SP, Brasil, sambuc@ita.br. 4 Adilson Marques da Cunha, Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA, Praça Marechal Eduardo Gomes, 50, IEC, Sala 105, , São José dos Campos, SP, Brasil, cunha@ita.br. 1653

2 Iniciação Físico () [Falhas nos ] FIGURA 1 FLUXO DE TRABALHO DE UM CICLO DE INTEGRAÇÃO No desenvolvimento do Protótipo de Sistema de Banco de Dados Departamental, que constitui a primeira iteração do processo de desenvolvimento, não é aplicável a etapa de Integração, da Segunda Fase do Ciclo de Integração. O número de Ciclos de Integração a serem adotados pode variar de acordo com a quantidade de Setores da Corporação, a complexidade dos sistemas envolvidos e a experiência dos profissionais designados para a tarefa. Uma estratégia que se mostrou eficiente foi a de iniciar o processo pela integração dos Sistemas de Bancos de Dados de Setores afins e aplicar o Ciclo de Integração, sucessivamente, até chegar-se a um ou mais Bancos de Dados Corporativos devidamente integrados. FASES E ETAPAS [Resultados Satisfatórios] Conforme mostra a Figura 1, a sistemática empregada utiliza as quatro Fases de: Iniciação, Projeto, Projeto Físico e. Essas Fases, compostas por etapas do ciclo de integração, são descritas a seguir. Fase de Iniciação Esta Fase do Ciclo de Integração visa à aplicação de técnicas para identificar corretamente o problema a ser solucionado, as possíveis alternativas de solução e a especificação dos requisitos que o Sistema será capaz de atender quando estiver pronto [1; 2]. Ela engloba as etapas de Contextualização, Objetivação, Intitulação e Especificação de Requisitos. A Etapa de Contextualização visa apresentar, de maneira clara, o contexto de atuação do Sistema de Banco de Dados e facilita a sua modelagem. A Etapa de Objetivação tem por finalidade identificar, coerentemente, o problema e escolher uma alternativa de solução viável, da qual se deriva o Título do Sistema Aplicativo de Banco de Dados. Com base nestas informações, torna-se possível Especificar os Requisitos do Sistema. Fase de Projeto A Fase de Projeto, que envolve também a Análise do Sistema, pode ocorrer simultaneamente com a Fase de Iniciação, após o desenvolvimento do Sistema Departamental, nos Ciclos de Integração propriamente ditos. Esta Fase abrange as Etapas de Integração, Normalização, Modelagem e Dicionarização. Na Etapa de Integração, são aplicados os procedimentos para integrar dois ou mais Sistemas de Banco de Dados, de forma adequada. A Etapa de Normalização visa eliminar anomalias que possam existir num Banco de Dados ou entre Bancos de Dados em processo de integração. A Etapa de Dicionarização, objetiva documentar, num Sistema de Dicionário de Dados, as Entidades, os Atributos, os Relacionamentos, a Modelagem e o Ambiente necessário à implementação do Sistema de Banco de Dados em projeto. Fase de Projeto Físico Esta Fase abrange as Etapas de Implementação, e Validação e refere-se à transposição do Modelo projetado para um Sistema concreto e utilizável. A Etapa de Implementação envolve a geração de código e a instalação do Sistema Físico num Servidor de. A Etapa de compreende a realização de consultas operacionais, táticas e estratégicas, as quais correspondem, respectivamente, aos níveis de decisão setorial, corporativo e da Holding, bem como às simulações de acessos simultâneos e concorrentes, em larga escala. A última Etapa desta Fase tem por objetivo a validação do Sistema, através dos resultados obtidos nos testes. Fase de A quarta e última Fase do ciclo, abrange as Etapas de Backup, Implantação e Documentação. A Etapa de Backup corresponde à criação de uma cópia de segurança do Sistema de Banco de Dados a ser substituído na Etapa de Implantação pela nova versão integrada. A Etapa de Documentação visa à elaboração dos manuais necessários durante a utilização do Sistema. PAPÉIS A distribuição de Atividades por Papéis ou Funções propõe a divisão de responsabilidades, com objetivo de favorecer o paralelismo no Fluxo de Trabalho, durante as Fases e Etapas de um Ciclo de Integração. No decorrer das Etapas, devem prevalecer as reuniões por Grupos de Papéis desempenhados. No fechamento de cada Fase, pode haver uma reunião com os representantes de cada um dos Grupos de Papeis. Os principais Papéis encontram-se descritos na Tabela I abaixo. TABLE I Papel Dicionarizador Integrador GRUPOS E PAPÉIS OU FUNÇÕES [1][2] Responsabilidades Integrar o Sistema de Dicionário de Dados dos Bancos de Dados envolvidos. Integrar e Normalizar os Modelos de Dados dos Bancos de Dados envolvidos. Integrar e compatibilizar todos Bancos de Dados envolvidos com as necessidades corporativas. Manter os Manuais do Sistema de BD e Garantir o funcionamento do Ambiente de Desenvolvimento. 1654

3 ARTEFATOS Os Artefatos representam os Indicadores de Resultados que devem ser produzidos no decorrer de cada Fase e devem ser consolidados ao final de cada uma. Os Artefatos principais, seus respectivos Responsáveis e as respectivas Fases-Alvo, encontram-se descritos na Tabela II abaixo: TABLE II ARTEFATOS INDICADORES DE RESULTADOS [1][2][5] Artefato Conteúdo Responsável Fase-Alvo Objetivo Contextualização, Objetivação, Intitulação e Especificação de Requisitos. Integrador Iniciação Procedimentos de Integração Modelo de Dados Sistema de Dicionário de Dados Consultas Manuais do Sistema de BD e Política de Segurança Principais procedimentos de Integração a serem utilizados. Modelo Entidade- Relacionamento (MER). Dicionário de Dados, Recursos, Metadados e Diretório de Dados. Descrição e Avaliação dos resultados obtidos nos. Consultas Operacionais, Táticas e Estratégias desenvolvidas. Principais procedimentos para operação do Sistema de BD. Todas atividades de suporte realizadas e a Política de Segurança (Security) do BD. Integrador e Dicionarizador Todos Todos PROCESSOS DE INTEGRAÇÃO Os Procedimentos de Integração dos Modelos de Dados devem ser minuciosamente definidos ao se iniciar a Fase de Projeto, de modo a fornecer as informações necessárias aos membros da Equipe, sobre como as decisões devem ser tomadas. Os Principais Procedimentos de Integração são representados abaixo na Figura 2, e em seguida, descritos na Tabela III. FIGURE 2 APRESENTAÇÃO DOS PRINCIPAIS PROCEDIMENTOS DE INTEGRAÇÃO Os conjuntos BD1 e BD2, mostrados na Figura 2, representam Bancos de Dados Corporativos num Processo de Integração, tendo suas entidades candidatas à integração sido movidas para a área de interseção entre os dois Bancos de Dados. TABLE III DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS PROCEDIMENTOS DE INTEGRAÇÃO Nome Situação Problema Sugestões de Solução Equivalência Funcional (EF) Equivalência Parcial (EP) Funcionalidade Emergente (FE) entidades equivalentes, favorecendo ao surgimento de Anomalias de Atualização. entidades parcialmente equivalentes, favorecendo ao surgimento de Anomalias de Atualização. entidades diferentes, que por meio de sua associação podem prover novas funcionalidades. Optar pela permanência de apenas uma Entidade no Modelo de Dados. Criar uma nova Entidade, contendo as equivalências. Unificar as Entidades, abrangendo todas Funcionalidades envolvidas. Criar uma nova Entidade para viabilizar a nova Funcionalidade. ESTUDO DE CASO: PROTÓTIPO DE BANCO DE DADOS DA EMPRESA HOLDING APOIO À LOGÍSTICA DE CARGAS E DE SERVIÇOS (HALCS) O Estudo de Caso escolhido baseou-se numa fusão do tipo Joint Venture de duas corporações fictícias atuando, respectivamente, nas áreas de Apoio à Logística de Carga (ALC) e Apoio à Logística de Serviços (ALS), originando uma nova Empresa denominada: Holding de Apoio à Logística de Cargas e de Serviços (HALCS) [1; 2]. Cenário A proposta em questão previu o exercício de simulação de um Jogo de Empresas, através da elaboração de um Ante- Projeto de Banco de Dados para a Empresa HALCS, capaz de ser realizado em sala de aula, com a participação integrada dos alunos de Graduação e Pós-Graduação do ITA, até o final do primeiro semestre de 2004 [1; 2]. Foram elaboradas, baseadas em casos reais de serviços prestados, sugestões de Aplicativos de Banco de Dados, agrupados por setores de atuação dentro das Empresas ALC Apoio a Logística de Carga e ALS Apoio a Logística de Serviço, sendo estas sugestões disponibilizadas aos alunos das duas disciplinas. Aplicação da Sistemática para o Estudo de Caso Inicialmente foi solicitado a cada aluno participante que desenvolvesse um Protótipo de Aplicativo de Banco de Dados, baseando-se num tema individual, para uma das áreas da Empresa de Apoio à Logística de Carga (ALC), para os alunos de Graduação (disciplina CES-30) e para um das áreas da Empresa de Apoio à Logística de Serviços 1655

4 (ALS), para os alunos da Pós-Graduação (disciplina CE- 240) [1; 2]. Neste primeiro nível, chamado de Nível 0 de Integração, cada aluno exerceu todos os quatro papéis anteriormente descritos, dentro do contexto de sua temática. Para os próximos ciclos de integração, os alunos foram divididos em grupos de, no máximo, 5 (cinco) participantes, e para cada participante, foi atribuído um papel específico. Os protótipos foram então integrados por afinidade setorial, dentro de cada uma das duas Empresas Fictícias, aplicando-se o Nível 1 de Integração, o que resultou em 7 (sete) Protótipos dentro do contexto de ALC e 6 (seis) Protótipos dentro do contexto ALS. No ciclo seguinte Nível 2 de Integração, mais uma vez estes protótipos foram integrados, dentro de cada contexto, por afinidade setorial. Prevaleceram neste procedimento, as reuniões por Grupos de Papéis e foram desenvolvidos 2 (dois) Protótipos para o contexto de ALC e 2 (dois) Protótipos para o contexto de ALS. Seguindo o mesmo procedimento, os dois Protótipos de cada Empresa Fictícia foram integrados - Nível 3 de Integração, resultando para cada Empresa um Sistema de Banco de Dados Corporativo. Foi proposto aos alunos das duas disciplinas um Exercício de Simulação de Jogo de Empresas, no qual cada aluno, desempenhando o papel a ele atribuído, participando conjuntamente para a elaboração de um Protótipo de Banco de Dados para a recém criada Holding de Apoio à Logística de Carga e Serviços (HALCS), que constitui uma Joint Venture entre a ALC e a ALS. Este último ciclo foi denominado de Nível 4 de Integração. A Figura 3 representa os sucessivos ciclos de integração realizados. NÍVEL DE INTEGRAÇÃO ZERO APLICATIVO DE BD 2 o NÍVEL DE INTEGRAÇÃO BDs SETORIAIS 2 3 o NÍVEL DE INTEGRAÇÃO BDs CORPORATIVOS HALCS ALC (CE-240) 1º NÍVEL DE INTEGRAÇÃO BDs SETORIAIS 1 GAR ADAFI GRE 4 o NÍVEL DE INTEGRAÇÃO BD HOLDING FIGURA 3 NÍVEIS DE INTEGRAÇÃO DA HALCS Na Figura 3, as siglas representam os Setores de Negócios das Empresas Fictícias Apoio à Logística de Carga (ALC) e Apoio à Logística de Serviços (ALS). GFR GTL GMI GATM1 GAP GFI GAD GAFMR ALS (CES-30) GATM2 GATML GS GCPF GSEE GSSEPF Modelo Entidade-Relacionamento (MER) A Modelagem de Banco de Dados foi realizada utilizando-se simplificações de caráter acadêmico, basicamente uma limitação no número de Entidades, utilizando a heurística dos 5 (cinco) mais ou menos 2 (dois) para as entidades e atributos para cada Banco de Dados de Nível 0. PRINCIPAIS RESULTADOS OBTIDOS Na execução dos Ciclos de Integração Sucessivos, em 4 (quatro) níveis diferentes, com duração de duas semanas cada um, obteve-se 13 (treze) Bancos de Dados Setoriais de Nível 1, 4 (quatro) Bancos de Dados Setoriais de Nível 2, 2 (dois) Bancos de Dados Corporativos de Nível 3, e 1 (um) Banco de Dados da Holding. Para verificação dos Bancos de Dados descritos acima, eles foram implementados fisicamente e populados. Também foram elaboradas e executadas consultas por meio de Structured Query Language (SQL). Assim, este experimento prático permitiu, além do desenvolvimento do Protótipo de um Banco de Dados Holding, por integrações sucessivas de uma Empresa fictícia, atuando nas áreas de Apoio à Logística de Carga (ALC) e Apoio à Logística de Serviços (ALS), a realização de um conjunto de Consultas Operacionais, Táticas e Estratégicas, correspondendo, respectivamente, a decisões Operacionais, Táticas e Estratégicas, dentro dos níveis Setoriais, Corporativo e Holding. Os principais resultados foram comprovados pela implementação, com sucesso, de um Protótipo de Banco de Dados contendo aproximadamente 102 (cento e duas) Entidades, 500 (quintos) Atributos, 517 (quintas e dezessete) Consultas, 47 (quarenta e sete) Views, 47 (quarenta e sete) Triggers e 47 (quarenta e sete) Stored Procedures, mapeando-se assim o contexto do negócio, por meio de um Experimento Acadêmico, realizado em sala de aula e em laboratório, podendo ser reaproveitado por Empresas Públicas e Privadas interessadas. Os manuais de utilização do Protótipo desenvolvido, elaborados pelos alunos que desempenharam o papel de, podem ser encontrados no endereço do Portal: TENDÊNCIAS E PERSPECTIVAS Na área de Engenharia da Informação, assim como nos demais campos de estudos afins, a evolução tecnológica ocorre a uma velocidade bastante alta. Os profissionais da área e os que nela pretendem ingressar têm de se manter atualizados para poder contribuir, eficientemente, reduzindo dispêndio de recursos de treinamento, com o desenvolvimento das Empresas do Setor onde atuam, ou pretendem atuar. Visando promover esta atualização nas duas disciplinas, aqui mencionadas e ministradas no ITA, no primeiro 1656

5 semestre de 2004, foram apresentados também alguns tópicos relativos às novas técnicas emergentes, com aplicações correntes no mercado e perspectivas de um largo campo de futuras aplicações. Paralelamente às atividades de desenvolvimento do Protótipo de Banco de Dados da HALCS, foram abordados, entre outros, conceitos, técnicas e aplicações de Bancos de Dados Geográficos, Mineração de Dados (Data Mining), Data Warehouse e Estruturas de Cubos de Dados. CONCLUSÃO O presente artigo relatou um caso de sucesso de Integração Incremental de Bancos de Dados, levado a cabo no primeiro semestre de 2004, em duas disciplinas dos cursos de Graduação e Pós-Graduação do ITA. Foi novamente comprovada a viabilidade de utilização da sistemática proposta, considerando que ela foi executada com sucesso, em ambiente de sala de aula e em laboratório, as principais atividades práticas para o desenvolvimento incremental de um Sistema de Banco de Dados, desde um nível departamental até a integração num nível de fusão de duas Corporações, e por uma equipe distribuída e não homogênea. Através da execução dessas atividades, os alunos puderam vivenciar uma experiência prática, utilizando os conhecimentos teóricos das duas disciplinas num Projeto Real, como Estudo de Caso, preparando-se, assim, para a realização de trabalhos em equipe e confrontando-se com problemáticas do cotidiano profissional, não só de caráter essencialmente técnico, mas também do ponto de vista de relacionamentos interpessoais. Seguindo-se a sistemática proposta, foi possível gerenciar e coordenar o trabalho de 46 (quarenta e seis) profissionais envolvidos num experimento acadêmico, acompanhando os desempenhos individuais e por equipes, por meio de resultados e indicadores obtidos ao final de cada Fase do desenvolvimento do Projeto. A aplicação repetitiva do Ciclo de Integração Incremental com a retomada de todas as Etapas em cada iteração, submeteram a Equipe às práticas das Áreas Chaves do Nível 2 do Capability Maturity Model CMM [9], representando um aumento de maturidade, para os alunos, nos processos de desenvolvimento de software. O sucesso deste Estudo de Caso, onde foi apresentada, testada e validada uma sistemática para produção em ambientes corporativos, com o mapeamento de um produto (projeto) específico, vem a evidenciar o potencial da produção acadêmica e incentivar, ainda mais, iniciativas de parcerias entre Universidades e Empresas. Experiências como esta, aqui reportada, mostram que é possível e devem ser realizadas atividades, nas matérias mais avançadas dos Programas de Engenharia, visando a aplicação de técnicas e o envolvimento em Processos de Desenvolvimento de Projetos produzindo aplicações corporativas e utilizando o estado da arte em termos tecnológicos, facilitando o desenvolvimento e a integração dos profissionais em formação, para atender, o mais cedo possível, as necessidades do mercado. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem as seguintes Empresas e Instituições que, direta ou indiretamente colaboraram para a elaboração deste artigo: 1) Financiadora de Estudos e Projetos FINEP, financiadora do Projeto FVA-CMI17; 2) COMPSIS, Empresa viabilizadora e financiadora do Projeto que originou a essência do Estudo de Caso; 3) BORLAND, Empresa fornecedora do Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD) INTERBASE [10]; 4) COMPUTER ASSOCIATES, Empresa fornecedora do Software ERWin [11]; 5) Fundação Casimiro Montenegro Filho FCMF, responsável pela infra-estrutura adminstrativo-financeira utilizada; e ao Instituto Tecnológico de Aeronáutica ITA, Instituição de Ensino viabilizadora do Trabalho de Pesquisa e Desenvolvimento realizado. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Cunha, A. M., Notas de Aula Técnicas de Banco de Dados (CES-30), Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), [2] Cunha, A. M., Notas de Aula Projeto de Sistemas de Banco de Dados (CE-240), Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), [3] Rational Software Corporation, Rational Unified Process, [4] Silva, L. S., Cunha, A. M., Uma Sistemática para Implementação de Atividades Práticas, WEIMIG, [5] Cunha, A. M., Notas de Aula Seminário de Tese (CT300), Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), [6] Date, C. J., Introdução a Sistemas de Banco de Dados 7 ª Ed., Editora Campus, RJ, [7] Silberschatz, A., Sistema de Banco de Dados, 3 ª Ed., Makron Books, SP, [8] Silva, C. C., Metodologias de Desenvolvimento em Camadas para a Web, Universidade Paulista (UNIP), [9] Humphrey, W. S., Managing the Software Process, Addison-Wesley Inc., [10] Mecenas, I., Borland / Inprise INTERBASE 6: The Open Source Database Guia do Desenvolvedor, Express Book, RJ, [11] ERWin 3.5, Software Manuais e Tutoriais,