Engenharia de Software: Metodologias e Contextualização. Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira vqv.com.br / j.edu@vqv.com.br

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1 Engenharia de Software: Metodologias e Contextualização Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira vqv.com.br / j.edu@vqv.com.br

2 Conceitos iniciais Informática: Ciência que tem como objetivo o tratamento da informação através do uso de equipamentos e procedimentos da área de processamento de dados Ciência: Conjunto organizado de conhecimentos relativos a determinado objeto (assunto ou tema), especialmente os obtidos mediante a observação, a experiência dos fatos e um métodos próprio Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira vqv.com.br / j.edu@vqv.com.br

3 Conceitos iniciais Processamento de Dados: Tratamento dos dados por meio de máquinas, com o fim de obter como resultado informação a partir dos dados Engenharia: Arte de aplicar conhecimentos científicos e empíricos e certas habilitações específicas à criação de estruturas, dispositivos e processos que se utilizam para converter recursos (hardware e software configurados e programados) em formas adequadas ao atendimento das necessidades humanas Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira vqv.com.br / j.edu@vqv.com.br

4 Engenharia de Software É a aplicação de uma abordagem sistemática, disciplinada e mensurável ao desenvolvimento, à operação e à manutenção de software IEEE (Institute of Eletric and Eletronic Engineers)

5 Objetivos Gerais Qualidade (adequação às necessidades) Produtividade (agilidade para construção e manutenção) Controle (qualidade, prazos e custos)

6 Cenário Gasta-se mais na manutenção do software, mas ainda documenta-se pouco (e mal) os produtos e projetos de software. 55% dos defeitos são inseridos durante a análise de requisitos, mas apenas 18% desses defeitos são localizados nessa fase.

7 Comparativo de Indicadores Fonte: Engenharia de Software Magazine Os erros mais caros são aqueles cometidos na análise de requisitos e descobertos pelo usuário quando o software está em produção!!! Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira vqv.com.br / j.edu@vqv.com.br Análise de Requisitos Desenho da Solução Codificação e Testes Unitários Teste Validação e Documentação

8 Outros Motivadores As economias de todos os países (e organizações), em maior ou menor grau, são dependentes de software. Mais e mais sistemas são controlados por software ( computação invisível ). As despesas com software representam uma fração significativa do PIB dos países e mundial.

9 Custo de Software Geralmente domina o custo total dos sistemas: o custo de software em um PC geralmente é maior que o custo de hardware. Custa mais para ser mantido do que para ser desenvolvido. Quando o ciclo de vida é longo, o custo de manutenção é muitas vezes superior ao custo de desenvolvimento. A Engenharia de Software preocupa-se com o custo efetivo do desenvolvimento, operação e da manutenção de Software. Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira / j.edu@uol.com.br

10 Era do Conhecimento O valor migra do patrimônio físico (material) para as idéias e para o conhecimento. O conhecimento se manifesta, a partir da informação, na cabeça das pessoas. Software é conhecimento (tecnologia, processos, infraestrutura). Software é feito por pessoas. A gestão eficaz do conhecimento pode ser aprimorada por sistemas informatizados adequados.

11 Questões freqüentes sobre Engenharia de Software 1. O que é Software? 2. O que é Engenharia de Software? 3. Qual é a diferença entre Engenharia de Software e Ciência da Computação? 4. Qual é a diferença entre Engenharia de Software e Engenharia de Sistemas? 5. O que é Processo de Software? 6. O que é Modelo de Processo de Software? 7. O que são Métodos da Engenharia de Software? 8. Quais são os Custos da Engenharia de Software? 9. O que é CASE (Computer-Aided Software Engineering)? 10.Quais os atributos de um bom software? 11.Quais os desafios chave enfrentados pela Engenharia de Software?

12 1. O que é software? Programas de computador e toda a documentação a eles associada (diferente de programa isolado para realização de testes computacionais e sem orientação sistêmica). Produtos de software podem ser: Desenvolvidos para um cliente em particular (personalizados) Desenvolvidos para o mercado em geral (genéricos) Oferecidos na forma de serviços (ver slides específicos JE01a) Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira / j.edu@uol.com.br

13 2. O que é Engenharia de Software? É a engenharia que se ocupa dos aspectos da produção e da manutenção de software. Produz as especificações para a criação dos programas que compõem o software. Tem engenheiros de software como protagonistas. Os engenheiros de software devem adotar uma abordagem sistemática e organizada ao seu trabalho e devem usar ferramentas e técnicas apropriadas, dependendo do problema a ser resolvido, das restrições e dos recursos disponíveis (premissas). ver slides JE01b Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira / j.edu@uol.com.br

14 3. Qual é a diferença entre Engenharia de Software e Ciência da Computação? Ciência da Computação se ocupa da teoria e dos fundamentos (algoritmos, estruturas de dados, etc.), tendo base abstrata; Engenharia de Software se ocupa das práticas para desenvolver e entregar software de qualidade, valendo-se de conhecimentos científicos e empíricos e da aplicações de habilidades específicas. As teorias da Ciência da Computação são insuficientes para atuar como suporte completo à Engenharia de Software. São complementares, pois a segunda fornece infraestrutura de software para que a primeira se ocupe da solução de problemas complexos de alto nível que requerem uma solução baseada em software. Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira / j.edu@uol.com.br

15 4. Qual é a diferença entre Engenharia de Software e Engenharia de Sistemas? Engenharia de Sistemas se ocupa de todos os aspectos do desenvolvimento de sistemas (na disciplina em estudo, os sistemas baseados em computadores), incluindo hardware, software, peopleware e processos de negócio. Engenheiros de Sistemas cuidam da especificação, desenho arquitetônico, integração e desenvolvimento de sistemas complexos. A Engenharia de Sistemas é anterior a Engenharia de Software e, na maioria dos casos, essencial ao sucesso desta. Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira / j.edu@uol.com.br

16 Sistema Conjunto de elementos (partes) interdependentes que interagem para formar um todo unitário e complexo, com determinado objetivo (função). Entrada ou Input insumos (material, energia, informação). Processo transformação de insumos (entradas) em produtos (saídas); funcionamento do sistema. Saída ou Output resultados (coerentes com os objetivos dos sistema). Avaliação e Controle baseia-se em padrões (medida de desempenho) previamente estabelecidos para saídas quantificáveis e qualificáveis. Retro-alimentação ou feedback informação sobre uma saída e seus impactos, possibilitando a realização de ajustes (auto-regulação) no sistema.

17 Subsistemas

18 Sistemas Complexos

19 Exemplo de Sistema Concreto

20 Sistema Informatizado Software Peopleware Dados Processos Redes Hardware

21 5. O que é processo (metodologia de desenvolvimento) de software? É um conjunto de atividades cujo objetivo é desenvolver e/ou evoluir um produto de software. Atividades que fazem parte de todos os processos (de desenvolvimento) de software: Especificação o que o sistema deve fazer e quais as suas restrições (requisitos funcionais e não-funcionais). Construção produção de um software. Validação verificar que o software é o que o cliente deseja. Evolução modificar o software em resposta às novas demandas. Define o ciclo de vida (fases) de um software, usando modelos de processos de software e métodos (paradigmas). Trata-se da metodologia para desenvolver software. É uma abstração que se concretiza em projetos de software.

22 Exemplo de Ciclo de Vida de Software Percepção da Necessidade Concepção Elaboração Desenho Arquitetônico Desenho Detalhado Ciclo de Vida Desenvolvimento Construção Liberação Codificação Testes de Unidade Testes de Aceitação Implantação Operação Retirada de Produção

23 Exemplos de Processos de Software Processo Unificado (Jacobson, Booch, Rumbaugh) RUP Rational Unifided Process (Rational/IBM) PRAXIS Processo para Aplicativos extensíveis InterativoS (Wilson de Pádua Paula Filho) Para projetos realizados individualmente ou por pequenas equipes, com duração de seis meses a um ano. XP extreme Programming Projetos cujos requisitos mudam com muita freqüência, orientados a objetos, desenvolvido por equipes de até 12 desenvolvedores, com processo incremental e iterativo, usando modelo de prototipagem evolutiva. SEA UP (SEA Tecnologia) MetoDeS Desenvolvida por Alunos como TCC

24 Visão de um Processos de Software

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26 6. O que é modelo de processo de software? Uma representação simplificada e abstrata de um processo de software, que pode ser apresentada a partir de perspectivas. Exemplos de perspectivas (visões) de processo são: Workflow (fluxo de trabalho) seqüência de atividades Data-flow (fluxo de dados) fluxo de informações Role/Action (papeis e ações) quem faz o quê Exemplos de Modelos de Processos Abstratos são: Cascata Evolucionário Iterativo (Espiral, Incremental) Integração a partir de componentes reutilizáveis Prototipagem Evolutiva (Metodologias Ágeis) Entrega Evolutiva (Cascata + Prototipagem Evolutiva)

27 Workflow

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29 Modelo Codifica-remenda

30 Modelo Cascata

31 Modelo Espiral

32 Fases do Modelo Espiral Definição dos objetivos: Especificação dos objetivos específicos da fase Análise dos riscos: Identificação e solução dos principais riscos Desenvolvimento e validação Planejamento: O projeto é revisto e se define o plano para a próxima volta da espiral

33 Modelo Prototipagem Evolutiva Processos Ágeis...

34 Atenção com a Prototipagem! Problemas O cliente pensa que o protótipo já está bom o suficiente e tenta forçar o seu uso como final, ou como argumento para diminuir prazos. O desenvolvedor tenta gerar o software final a partir do protótipo, com o objetivo de acelerar o processo. O desenvolvedor esquece que as escolhas tomadas nos protótipos não são as mais apropriadas e utiliza estruturas de dados inadequadas ou não tão eficientes. Solução Deixar claro para cliente e desenvolvedor, logo no início, o objetivo do protótipo (por exemplo, descrevendo isso na metodologia)

35 Modelo Entrega Evolutiva Cascata com Protótipo

36 7. O que são métodos de engenharia de software? Os métodos, de acordo com o SWEBOK, Capítulo 10, podem ser: Estruturados Orientados a Dados Orientados a Objetos Baseados em Protótipos Descrevem modelos, gráficos, diagramas, notações, regras, rest rições e práticas de desenho Orientam o processo, recomendando práticas mais adequadas e atividades a serem seguidas

37 Associações entre Modelos, Métodos, Processos, Fases, Artefatos e Projetos

38 8. Quais os custos da Engenharia de Software? Grande parte dos custos do processo de software estão concentrados na engenharia (entendimento do problema, desenho e arquitetura da solução e especificação dos programas). Os custos variam em função do tipo de sistema que está sendo desenvolvido, dos requisitos (funcionais) e dos requisitos de performance e nível de disponibilidade (requisitos não funcionais). Os custos de distribuição dependem do modelo de processo de desenvolvimento usado (complexidade da gerência de configuração).

39 8. Quais os custos da Engenharia de Software? O processo de engenharia de software em si, assim como qualquer processo de gestão e planejamento, tem um custo e é importante que os stakeholders estejam a par deles. É papel do engenheiro de software demonstrar a relação entre os custos incorridos e os benefícios auferidos, com base em fatos concretos.

40 9. O que é CASE (Computer-Aided Software Engineering)? Sistemas de Software que servem para dar suporte automatizado às atividades do processo. Ferramentas CASE devem ser usadas. Upper-CASE Ferramentas para suportar as atividades desde o início do processo, incluindo requisitos e desenho (Judy, DB Designer, Power Design, Rational Rose). Lower-CASE Ferramentas para suportar as atividades finais como programação, depuração e teste de programas (Netbeans, Eclipse, Ant, JUnit).

41 10. Quais os atributos de um bom software? O software deve fornecer as funcionalidades requeridas e atender aos requisitos não funcionais de performance, segurança, confiabilidade, usabilidade, manutenibilidade, entre outros. Manutenibilidade Deve poder ser alterado para atender as mudanças de necessidades. Segurança e Confiabilidade O sistema do qual faz parte deve ser confiável e seguro física e logicamente. Eficiência Não deve desperdiçar recursos do sistema. Usabilidade e Acessibilidade Deve ser de fácil utilização para os usuários para os quais foi desenhado e proporcionar acesso universal.

42 11. Quais os grandes desafios da engenharia de software? Lidar com sistemas legados, com grande diversidade de tecnologias, menores tempos de entrega e manutenção. Sistemas Legados Antigos, mas ainda úteis, são os sistemas que devem ser mantidos e aprimorados Heterogeneidade Os sistemas são distribuídos para várias plataformas e incluem uma composição de hardware e software básico. Tempo Existe forte e crescente pressão para uma entrega mais rápida, quase sempre, com clientes subestimando a complexidade. Manutenção Os reparos em software são geralmente mais complicados que os reparos em hardware (faltam documentação e boas práticas).

43 Síntese Engenharia de Software ocupa-se de todos os aspectos da produção de software. Produtos de software consistem de programas (desenvolvidos sob encomenda ou não) e toda a documentação associada. Características essenciais são manutenibilidade, segurança e confiabilidade, eficiência e usabilidade.

44 Síntese O processo de software (ou metodologia) consiste em atividades que fazem parte do desenvolvimento de produtos de software. As atividades básicas são: especificação e análise, desenho e construção, teste e validação e evolução. Exemplos: RUP, PRAXIS, Processo Unificado, extreme Programming XP, METODES.

45 Síntese Métodos são maneiras organizadas de produzir software. Incluem sugestões a serem seguidas, notações, regras e modelos, orientando o processo de desenvolvimento. Exemplos: Estruturado, Orientado a Dados, Orientado a Objetos, Baseado em Protótipos.

46 Síntese Ferramentas CASE são sistemas de software desenhados para dar suporte a atividades do processo de software como: organização de requisitos, produção e consistência de diagramas, rastreamento, codificação e teste de programas.

47 Síntese Os Engenheiros de Software devem ir além dos aspectos técnicos, pois, como nos ensina a Teoria Geral de Sistemas, os sistemas são abertos, influenciando e sendo influenciados pelo meio onde estão inseridos. Software é elemento chave para o sucesso, mas software não é fácil e demanda gerenciamento de projeto eficaz...

48 Trabalho de Pesquisa 1 De forma complementar ao que foi visto em sala e que está, de forma sintética, colocado nos slides, pesquise e discorra sobre (use no máximo 10 linhas para cada item): 1. Sistema, software, documentação, Era do Conhecimento e a importância das pessoas envolvidas 2. Engenharia de software (definição, finalidade, motivação, objetivos, teoria e prática observadas nas empresas) 3. Processo, de forma genérica, independente se relacionado ou não a software 4. Processo ou metodologia de software (definição, finalidade) 5. Custo de construção versus custo de manutenção de software 6. Análise de requisitos e entendimento do problema (finalidade, importância) 7. Os temas estudados nos itens anteriores são fortemente relacionados e possivelmente foram citados uns nas redações dos outros. Escreva uma conclusão crítica e pessoal sobre o contexto da Engenharia de Software, valendo-se dos tópicos estudados. Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira vqv.com.br / j.edu@vqv.com.br

49 Trabalho de Pesquisa 2 1. A partir das questões freqüentes relacionadas à Engenharia de Software (ver slides anteriores), pesquise na Web e na biblioteca complementos às respostas apresentadas, de modo a aprofundar seu entendimento sobre cada uma delas. 2. De posse do material encontrado, debata em seu grupo e discorra em no máximo uma página, sobre as conclusões a que chegaram. 3. Entregue ao professor com o nome dos integrantes e citação das fontes consultadas, respeitando o cronograma apresentado. Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira vqv.com.br / j.edu@vqv.com.br

50 Trabalho de Pesquisa 3 1. Aprofunde sua pesquisa sobre processo (metodologia de desenvolvimento) de software, incluindo: Importância e motivação para seu uso Exemplos mais conhecidos Boas práticas Fases, atividades e papéis Treinamentos necessários Outros aspectos relevantes 2. Debata em seu grupo e produza uma síntese, entregando-a ao professor com o nome dos integrantes e citação das fontes consultadas, respeitando o cronograma acordado. Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira vqv.com.br / j.edu@vqv.com.br

51 Exercício 1 (Básico) Com base nos conceitos introdutórios estudados, em pesquisas e em sua experiência anterior, desenvolva um esboço de alto nível de um processo de software simplificado, demonstrando as atividades, o fluxo de dados e os papeis, presentes em cada fase, usando os modelos mais adequados para cada visão.

52 Exercício 1 (Básico, Detalhado) Conforme visto em sala, o processo de software (ou metodologia de desenvolvimento de software) pode assumir uma série de formatos, estabelecendo as fases, as atividades, os papéis e o fluxo de informações necessários para se produzir um software totalmente operacional, que atenda às necessidades de seus usuários e que possa sofrer modificações corretivas e evolutivas, dentro de parâmetros de custo e prazo compatíveis com as características do software e do cliente. Vimos que apesar das inúmeras possibilidades, grande parte dos processos de software passará por: especificação, construção, validação e evolução. Usando o diagrama de atividades da UML, visto em sala, produza um esboço de um processo de software simplificado que o ajude a entender como elaborar um. Para designar os papéis (quem fará o quê), use raias de natação e para definir os artefatos que serão manipulados, use objetos com setas de dependência. Dica: desenvolva um diagrama de atividade para especificação, outro para construção, outro para validação e outro para evolução. Se em seu processo houver mais fases, crie diagramas de atividades adicionais. Feito isso, crie um diagrama global que demonstre a transição entre as fases.

53 Exercício 2 (Intermediário) Aprimore o processo de software elaborado no exercício anterior adotando um método orientado a objetos e que seja iterativo com entregas incrementais. Informe quais artefatos serão produzidos, quem serão os responsáveis e durante que fase ou atividade serão produzidos ou revisados.

54 Diagrama de Atividades Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira vqv.com.br / j.edu@vqv.com.br

55 Notas Explicativas Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira vqv.com.br / j.edu@vqv.com.br

56 Decisão e Condição de Guarda Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira vqv.com.br / j.edu@vqv.com.br

57 Barras de Sincronização Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira vqv.com.br / j.edu@vqv.com.br

58 Raias de Natação Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira vqv.com.br / j.edu@vqv.com.br

59 Objetos e Dependência Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira vqv.com.br / j.edu@vqv.com.br

60 Exercício de Diagrama de Atividades Descreva um processo qualquer a sua escolha, usando um diagrama de atividades, de modo a demonstrar todas as notações estudadas em sala, a saber: início, transição, atividade, decisão, condição de guarda, sincronização, nota explicativa, objeto, dependência, raias de natação e término. Prof. José Eduardo A. de O. Teixeira vqv.com.br / j.edu@vqv.com.br