Autor: Prof. Ms. Edson Quedas Moreno

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1 METODOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS Autor: Prof. Ms. Edson Quedas Moreno CAPÍTULO 01 FUNDAMENTOS DA ENGENHARIA DE SOFTWARE Todo o desenvolvimento do sistema inicia pelo software. E isto porque o software é quem atende a necessidade (ou resolve um problema) de cálculo, da automação de um trabalho manufaturado ou do negócio empresarial. Só após dimensionar o tamanho, a complexidade e as exigências de processamento do software é que será possível dimensionar e especificar a infraestrutura do sistema computacional que suportará este software. A Engenharia de Software projeta e constrói o produto software de computador. Abrange programas que executam em computadores de qualquer tamanho e arquitetura, documentos que incluem formas impressas e virtuais e dados que combinam números e texto, mas também incluem representações de informação em figuras, em vídeo e em áudio. Neste capítulo serão abordados os seguintes itens: 1.1. O produto software 1.2. Características do software 1.3. Aplicações do software 1.4. Quais são os principais desafios enfrentados pela engenharia de software? Uma perspectiva industrial Principais desafios enfrentados pela engenharia de software 1.5. Software: Uma crise no horizonte 1.6. Sistemas baseados em computador Conceito de Sistemas de Informação Transformação de dados em informação Estrutura da informação Elementos de um sistema baseado em computador 1.7. A hierarquia da engenharia de sistemas Referências: [PRE02] Capítulo 1: O produto; [PRE07] Capítulo 1: Software e Engenharia de Software; Desenvolvimento Ágil; [SOM05] Capítulo 1: Introdução; Capítulo 2: Engenharia de sistemas com base em computadores; [STA06] Parte 2: Conceitos de Tecnologia de Informações 1.1 O PRODUTO SOFTWARE O software é o produto mais importante desta última era. E devido a sua dualidade com o hardware que com o passar do tempo melhora o desempenho, diminui o tamanho e reduz o custo, permite-se utilizar o software para gerar sistemas mais sofisticados. O software possui um duplo papel na produção, não só pode constituir um produto, como também pode ser o veículo de melhora de um produto. Exemplo: Como produto de software - podemos citar toda a linha de software e que normalmente são comercializados, tais como software de sistema e de aplicação. Um exemplo simples seria o produto Word da Microsoft. Como veículo de melhora de um produto de software podemos citar o software Globalink, um tradutor de línguas que ao instalar pode ser inserida como uma função de chamada no Word, bem como pode ser usado isoladamente como um produto completo. Como veículo de melhora de um produto industrial quando o software esta associado a um hardware específico de uma máquina que pode assim ser automatizada. Prof. Ms. Edson Quedas Moreno Metodologia de Desenvolvimento de Sistemas 1

2 1.2 CARACTERÍSTICAS DO SOFTWARE O software é desenvolvido ou passa por um processo de engenharia; não é fabricado. Os problemas de qualidade do hardware podem ser corrigidos pela manufatura, o que não ocorre com o software. Os custos dos software estão concentrados no trabalho de engenharia (análise, projeto e implementação). O Software não se desgasta. O software não é suscetível aos males ambientais que causam desgaste do hardware, não devido a efeitos ambientais como o hardware, mas sim devido a mudanças que ocorrem no ciclo de vida do software. O software não se desgasta, mas se deteriora! Quando o hardware se desgasta é substituído por outro sobressalente. Durante o ciclo de vida o software passará por modificações (manutenção). E a medida que são feitas modificações, é provável que novos defeitos sejam introduzidos, causando dente na curva de taxa de falhas. Índice de Falhas Mortalidade Infantil Desgaste Índice de Aumento da taxa de falhas devido a efeitos colaterais Mudanças Curva Real Curva Idealizada Curva de falhas do hardware. Tempo Curva de falhas do software. Tempo O software continua sendo construído por encomenda. À medida que uma disciplina de engenharia evolui, novos componentes são criados. No mundo do software estes componentes ainda estão sendo aprimorados e estão apenas começando em ampla escala. Estes componentes devem ser implementados de modo que possam ser reusados. O reuso de um componente é uma atividade natural no processo de engenharia. A reusabilidade do software é uma métrica de qualidade usada para avaliar o quanto um programa ou parte dele pode ser usada em outras aplicações. 1.3 APLICAÇÕES DO SOFTWARE O conteúdo de informação e a determinância são fatores importantes na determinação da natureza de um aplicativo. Por exemplo, muitas aplicações comerciais fazem uso de dados de entrada altamente estruturados (um banco de dados) e produzem relatórios formatados. As seguintes áreas de software indicam a amplitude das aplicações: Software de Sistemas. É uma coleção de programas escritos para dar apoio a outros programas, normalmente possui uma forte interação com o hardware e são utilizados como processadores de telecomunicação, componentes do sistema operacional, computadores com intenso uso de múltiplos usuários, operações concorrentes que exigem escalonamento (schedule), compartilhamento de recursos, estrutura de dados complexas e múltiplas interfaces. Prof. Ms. Edson Quedas Moreno Metodologia de Desenvolvimento de Sistemas 2

3 Software de Tempo Real. É um software que monitora/analisa/controla eventos do mundo real, exige um controle/saída que responde ao ambiente externo e um componente de monitoração que coordena todos os demais componentes de forma a obter resposta em tempo real (que, tipicamente, varia de 1 milisegundo até 1 minuto) possa ser mantida. O termo tempo-real difere do interativo ou time-sharing que podem exceder o tempo de resposta sem resultados desastrosos; Software Comercial. É o de maior área de aplicação. Distintos sistemas de informação que processam folhas de pagamentos, contas a pagar e a receber, estoques, etc. Os tipos mais comuns de sistemas de informação estão na categoria do e-business (negócios eletrônicos). São eles: ERP (Enterprise Resource Planning) Planejamento dos Recursos Empresariais; CRM (Customer Relationship Manager) Gerenciamento das Relações com o Cliente; e SCM (Supply Chain Management) Gerenciamento da Cadeia de Suprimentos. Software Científico e de Engenharia. É caracterizado por algoritmos de processamento de números. As aplicações variam da astronomia a vulcanologia, da análise de fadiga de mecânica à dinâmica orbital de naves espaciais recuperáveis, e da biologia molecular à manufatura automatizada. Software Embutido. O software embutido (embedded software) reside na memória ROM e é usado para controlar produtos e sistemas para mercados industriais e de consumo. Pode ser usado para controlar também funções muito limitadas, tais como o controle de um forno de microondas e funções digitas de automóveis. Software de Computador Pessoal. Processamento de textos, planilhas eletrônicas, computação gráfica, diversões, gerenciamento de banco de dados, etc. De fato, o software de computador pessoal continua a representar os mais inovadores projetos de interfaces com seres humanos de toda a indústria de software. Software para Web. As páginas da Web recuperadas por um browser constituem software que incorpora instruções executáveis (p. ex., CGI, HTML, Pearl ou Java) e dados (p. ex., hipertexto e uma variedade de formatos visuais e de áudio). Software de Inteligência Artificial (Artificial Inteligency AI). Faz uso de algoritmos não numéricos para resolver problemas complexos que não sejam favoráveis à computação ou à análise direta. Atualmente, a área de AI mais ativa é a dos sistemas especialistas, também chamados sistemas baseados em conhecimento. Outras áreas de aplicação: são o reconhecimento de padrões (voz e imagem), jogos e demonstração de teoremas. Atualmente a chamada rede neural artificial simula a estrutura dos processos cerebrais e pode levar a uma nova classe de software que consegue reconhecer padrões complexos e aprender com a experiência passada. 1.4 QUAIS SÃO OS PRINCIPAIS DESAFIOS ENFRENTADOS PELA ENGENHARIA DE SOFTWARE? Uma perspectiva industrial Nos primórdios da era do computador, os sistemas baseados em computador eram desenvolvidos pela administração orientada ao hardware. Hoje, a distribuição dos custos para o desenvolvimento baseados em computador mudou drasticamente para o software. Nestas duas décadas, os gerentes e muitos profissionais técnicos formulam as seguintes questões: Por que demora tanto tempo para que os programas sejam concluídos? Por que os custos são tão elevados? Por que não descobrimos todos os erros antes de entregarmos o software aos nossos clientes? Porque temos dificuldade em medir o progresso enquanto o software está sendo desenvolvido? Prof. Ms. Edson Quedas Moreno Metodologia de Desenvolvimento de Sistemas 3

4 Essas e muitas outras perguntas manifestam a preocupação relativa ao software e à maneira pela qual ele é desenvolvido, o que leva a prática da engenharia de software Principais desafios enfrentados pela engenharia de software Sommervillle em 2005 descreve. atualmente a engenharia de software enfrenta três principais desafios : 1 - O desafio do legado: Atualmente uma grande parte dos sistemas de software em utilização foi desenvolvida no passado, em uma época em que as linguagens não eram nem orientada a objetos, mas esses sistemas ainda operam importantes funções corporativas e controlam grandes quantidades de eventos em uma grande massa de dados. O desafio do legado é fazer a manutenção e atualização desses sistemas a custos baixos, com qualidade e prosseguir com a prestação de serviços corporativos essenciais. 2 - O desafio da heterogeneidade: Exige-se cada vez mais que os sistemas operem como sistemas distribuídos atuando por meio de redes que possuem diferentes tipos de arquiteturas de computadores e diferentes tipos de sistemas operacionais. O desafio da heterogeneidade é desenvolver técnicas para construir sistemas confiáveis e flexíveis o bastante para lidar com essa heterogeneidade. 3 - O desafio do fornecimento: Muitas técnicas de engenharia de software tradicionais são muito demoradas, nos dias atuais existe uma demanda enorme de sistemas que sejam desenvolvidos no menor tempo possível e com facilidade de adaptação as mudanças. O desafio do fornecimento é fornecer sistemas grandes e complexos, com a qualidade desejada e em curto espaço de tempo. Esses desafios não são independentes e podem ocorrer de forma combinada como, por exemplo, realizar alterações rápidas em um sistema antigo, para torná-lo acessível por meio de uma rede. Para resolver esses desafios necessita-se de novas ferramentas e técnicas e maneiras de combinar e utilizar os métodos de engenharia de software já existentes. 1.5 SOFTWARE: UMA CRISE NO HORIZONTE Pressman em 2002 intitulando Software: Uma crise no horizonte define crise como um ponto decisivo no curso de algo. O termo se refere a um conjunto de problemas que são encontrados no desenvolvimento de software de computador. Por haver um rápido crescimento da demanda por software, imaginava-se que com toda a complexidade no desenvolvimento, haveria uma forte crise. Com a inexistência da Engenharia de Software nessa época, não haviam técnicas estabelecidas para o desenvolvimento de sistemas que funcionassem adequadamente ou que pudessem ser validadas. Porém estes mesmos problemas considerados como a crise do software, ainda são os mesmos da atualidade. Gerentes responsáveis pelo desenvolvimento de software concentram-se nas questões problemáticas de primeiro plano : As estimativas de prazo e de custo frequentemente são imprecisas; A produtividade das pessoas da área de software não tem acompanhado a demanda por seus serviços; e A qualidade de software às vezes é menos que adequada. Prof. Ms. Edson Quedas Moreno Metodologia de Desenvolvimento de Sistemas 4

5 Esses problemas são a manifestação mais visível de outras dificuldades do software: Não são dedicados tempo para coletar dados sobre o processo de desenvolvimento de software. Sem nenhuma indicação sólida de produtividade, não podemos avaliar com precisão a eficácia de novas ferramentas, métodos ou padrões; A insatisfação do cliente com o sistema concluído ocorre muito freqüentemente. A comunicação entre o cliente e o desenvolvedor de software freqüentemente é muito fraca; A qualidade de software freqüentemente é suspeita. Somente agora começam a surgir conceitos quantitativos sólidos de confiabilidade e garantia de qualidade de software. 1.6 MITOS DO SOFTWARE O mito de software /sistemas surgiu nos primórdios de seu desenvolvimento e propagaram desinformação e confusão. Alguns dos mitos remanescentes de software ainda merecem créditos: Mitos Administrativos o Mito: Já temos um manual repleto de padrões e procedimentos para trabalhar com o sistema. Isso não oferecerá ao meu pessoal tudo o que eles precisão saber? o Realidade: O manual de padrões pode muito bem existir, mas será que ele é usado? Os profissionais têm conhecimento de sua existência? É completo? Em muitos casos, a resposta a todas estas perguntas é não. o Mito: Temos os softwares de última versão e compramos os mais novos computadores. Porque ainda estamos atrasados? o Realidade: E preciso muito mais do que o último modelo de computador para se trabalhar com um software de alta qualidade. As operações com os novos softwares /sistemas são mais importantes do que o hardware para se conseguir boa qualidade e produtividade, tais operações dependem do treinamento do pessoal. o Mito: Se estamos atrasados com prazo, podemos adicionar mais usuários ou programadores? o Realidade: O desenvolvimento de software não é um processo manufaturado. Mitos dos Clientes o Mito: Uma declaração geral dos objetivos é suficiente para começar a escrever programas. o Realidade: Uma definição inicial ruim é a principal causa de fracasso dos esforços de desenvolvimentos de software. Dominar a informação, função, desempenho, interfaces, restrições de projeto e critérios de validação é fundamental. o Mito: Os requisitos de projeto mudam continuamente, mas as mudanças podem ser facilmente acomodadas, porque o software /sistema é flexível. o Realidade: É verdade que os requisitos de software /sistema se modificam, mas o impacto da mudança varia de acordo com o tempo em que ela é introduzida. Custo de Mudança 1X O Impacto da mudança. 1,5 até 6X 60 até 100X Definição Desenvolvimento Manutenção Prof. Ms. Edson Quedas Moreno Metodologia de Desenvolvimento de Sistemas 5

6 Mitos do Profissional o Mito: Assim que escrevermos o programa e o colocarmos em funcionamento nosso trabalho estará completo. o Realidade: Os dados de indústrias indicam que entre 50% e 70% de todo o esforço gasto num programa será despendido depois que ele for entregue pela primeira vez ao cliente. o Mito: Enquanto o software não estiver funcionando não tenho condições de avaliar sua qualidade. o Realidade: Um dos mecanismos mais efetivos de avaliação de software /sistema é a revisão formal, que pode ser aplicada desde o início do projeto, o que considerado um filtro de qualidade. o Mito: Um projeto bem sucedido é o programa funcionando. o Realidade: Um programa funcionando é somente uma parte de uma configuração de software. A documentação forma os alicerces para um desenvolvimento bemsucedido e, o que é mais importante, fornece um guia para a tarefa de manutenção de software. 1.6 SISTEMAS BASEADOS EM COMPUTADOR A palavra sistema é possivelmente o termo mais usado e abusado do vocabulário técnico. Existem sistemas econômicos, políticos, educacionais, bancários e muitos outros tipos de sistemas. Pressman em 2002, define sistemas baseados em computador como o conjunto ou arranjo de elementos que são organizados para atingir alguma meta predefinida pelo processamento da informação. A meta do sistema baseado em computador é a de apoiar alguma função de negócio ou desenvolver um produto que pode gerar receita. Uma forma comum de sistema baseado em computador são os Sistemas de Informação Conceito de Sistemas de Informação Sistema - é o conjunto de elementos, concretos ou abstratos, intelectualmente organizado. Informação - é o conjunto de dados organizados e que representam algo útil para a interpretação do ser humano. Sistema de informação Stair em 2006 conceitua o sistema de informação SI como sendo um conjunto de componentes inter-relacionados que coletam, manipulam e disseminam dados e informações para proporcionar um mecanismo de realimentação para atingir um objetivo Transformação de dados em informação O termo informação não deve ser confundido com os dados. Um gerente deve entender que a informação é o recurso mais importante de uma organização, ela representa a inteligência da organizacional. Conhecer os processos de transformação de dados em informação auxilia na administração de um sistema de informação. Veja a Figura. Armazenamento Dados Processamento INFORMAÇÃO Feedback Processo de transformação de dados em informação.. Prof. Ms. Edson Quedas Moreno Metodologia de Desenvolvimento de Sistemas 6

7 Dados são caracteres, textos, imagens, sons e voz, que expressam um fato isolado e que por si só não representam algo útil, mas podem ser usados para formar algum conhecimento. Processamento são os processos de transformação dos dados (ou informação realimentada) em nova informação. Estes processos são formados pelos programas de computador que compõe um software, são responsáveis por realizar operações de cálculos, classificação e organização da informação. Armazenamento é o local onde se guardam dados, informações e programas. Feedback (realimentação) Processo de retornar a informação para entrada com objetivo de gerar novas informações. Informação é o resultado obtido pelo sistema que expressa o conhecimento de uma determinada operação Estrutura da Informação A montagem da informação ocorre pelo processamento dos dados. Os dados por si só, não representam algum conhecimento (veja a Figura). Os programas responsáveis pelo processamento são instruções intelectualmente organizadas, ou seja, para que se possa desenvolver um programa de computador não basta só ter o programador e uma linguagem de programação, é necessário extrair o conhecimento de um especialista do negócio. Este conhecimento é analisado e transformado em algoritmos (funções lógicas e matemáticas), que por intermédio da linguagem de programação, o conhecimento é convertido em programa de computador. ENTRADA PROCESSAMENTO SAÍDA Operações Matemáticas soma (+), subtração (-), multiplicação (*), divisão (/) Dados Caracteres Textos Imagens Sons Voz Exemplo: $ 0 R 0, 2 Estrutura da Informação. Operações Lógicas ou ( ), e ( ), esta para ( ), se e somente se ( ) Eventos Ativar/Desativar Verdadeiro/Falso INFORMAÇÃO Exemplo: R$ 0, Elementos de um sistema baseado em computador [PRE02] Software: são programas de computador, estruturas de dados e documentação correlacionada que servem para realizar o método lógico, procedimento ou controle necessário. Hardware: dispositivos eletrônicos que fornecem capacidade computacional, dispositivos de interconectividade (Exemplo: computadores de rede, dispositivos de telecomunicações) que possibilitam o fluxo de dados e dispositivos elétricos/eletromecânicos (Exemplo: sensores, motores, bombas) que fornecem funções do mundo externo. Pessoal (Peopleware): Usuários e operadores de hardware e software, especialistas do conhecimento e especialistas da TI. Base de dados: Uma coleção de informação grande e organizada a que se tem acesso por intermédio do software. Documentação: Informação descritiva (Exemplo: manuais impressos, arquivos de ajuda on-line, Web sites) que mostram o uso e/ou operação do sistema. Procedimentos: Passos que definem o uso específico de cada elemento do sistema ou contexto de procedimento no qual o sistema reside. Prof. Ms. Edson Quedas Moreno Metodologia de Desenvolvimento de Sistemas 7

8 Observação: Se acrescentarmos a rede de computadores a um sistema baseado em computador, está caracterizado o SI Sistema de Informação. A parte física da rede de computadores corresponde ao hardware necessário para a interconectividade. A engenharia de sistemas deverá decidir protocolos de comunicação, topologias, enlaces, regras de acesso e controles de taxas de transferência. 1.7 A HIERARQUIA DA ENGENHARIA DE SISTEMAS De acordo com Pressman em 2002, a engenharia de sistemas abrange uma coleção de métodos descendentes (top-down) e ascendentes (bottom-up) para navegar na hierarquia ilustrada na Figura abaixo. Domínio do negócio ou produto Visão do mundo Domínio de interesse Elemento do sistema Visão do domínio Visão do elemento Visão detalhada Estrutura genérica da hierarquia da engenharia de sistemas. BIBLIOGRAFIA [PRE02] PRESSMAN, Ph.D. Roger S. Engenharia de Software. 5.ed. Rio de Janeiro: McGraw- Hill, [PRE07] PRESSMAN, Ph.D. Roger S. Engenharia de Software. 6.ed. Rio de Janeiro: McGraw- Hill, [SOM05] SOMMERVILLE, Ian. Engenharia de software. São Paulo: Pearson Addison Wesley, [STA06] STAIR, Ralph M.; REYNOLDS, George W. Princípios de Sistemas de Informação: uma abordagem gerencial 6 a ed. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, Prof. Ms. Edson Quedas Moreno Metodologia de Desenvolvimento de Sistemas 8