Engenharia de Software: Ciclo de Vida e Modelos de Desenvolvimento

O que é Engenharia de Software?

Estudo ou aplicação de abordagens sistemáticas, econômicas e quantificáveis para o desenvolvimento, operação e manutenção de software de qualidade.

O que é Software?

Programas de computador e documentação associada.

Características da Engenharia de Software

• A Engenharia de Software se refere a software (sistemas) desenvolvidos por grupos ao invés de indivíduos.
• O software deve satisfazer os requisitos solicitados pelo usuário, ser fácil de manter, ter boa performance, ser confiável e fácil de usar.

Ciclo de Vida do Software

• Definição de Requisitos
• Análise
• Projeto
• Codificação
• Testes

Definição de Requisitos

Antes do início da construção de um sistema, deve ser definido como ele será usado, como será sua interação com os usuários e a quais funções ele se destina.

Análise

A Análise visa os seguintes objetivos:

• Verificar a qualidade dos requisitos obtidos;
• Descrever estes requisitos o suficiente para que atinjam o nível de detalhe adequado aos desenvolvedores.

Em suma, a Análise interessa-se pelo o quê o sistema deve fazer.

Projeto

Projeto diz respeito a como os requisitos serão implementados. Na fase de Projeto há a incorporação de requisitos tecnológicos aos componentes modelados na fase de Análise, bem como a definição da plataforma e das ferramentas utilizadas.

Codificação

A Codificação deve ser uma tradução das decisões de projeto em uma linguagem específica.

Teste de Software

Teste de software é uma atividade de garantia da qualidade. O principal objetivo é analisar a qualidade do software em execução, verificando se este atende às necessidades do cliente.

Tipos de Teste:

• Teste de unidade
• Teste de integração
• Teste de sistema

• Teste de unidade é o nível mais baixo de teste e é normalmente realizado pelo próprio desenvolvedor.
• Teste de Integração: Quando as unidades tiverem sido certificadas nos testes de unidade, elas devem ser integradas em unidades maiores e finalmente no sistema. O propósito dos testes de integração é testar se as diferentes unidades trabalham corretamente em conjunto.
• O Teste de Sistema é executado no ambiente real de funcionamento mas, frequentemente, é realizado em um ambiente de teste diferente do local em que será instalado.

Modelo de Ciclo de Vida

Uma representação abstrata e simplificada do processo de desenvolvimento de software, tipicamente mostrando as principais atividades e dados usados na produção e manutenção de software.

Adoção de um Modelo de Ciclo de Vida

A adoção de um ciclo de vida não é suficiente para guiar e controlar um projeto de software na prática. Outras características devem ser levadas em consideração durante a vida de um produto de software:

• Organização das atividades do processo
• Recursos humanos, hardware e software;
• Procedimentos de operação
• Políticas de desenvolvimento e restrições
• Tipos de software

Características dos Modelos de Ciclo de Vida do Software

• Descrever as principais fases do desenvolvimento;
• Definir as principais atividades a serem realizadas durante cada uma das fases;
• Especificar os produtos de cada uma das fases e insumos para o início das fases;
• Fornecer um framework sobre o qual as atividades necessárias podem ser mapeadas.

Principais Modelos de Ciclo de Vida do Software

• Modelo Cascata
• Modelo Incremental
• Modelo Evolutivo
• Modelo RAD
• Prototipagem
• Modelo Espiral
• Modelo de Ciclo de Vida Associado ao RUP

Modelo em Cascata

• Modelo mais antigo e o mais amplamente usado na engenharia de software, modelado em função do ciclo da engenharia convencional;
• Requer uma abordagem sistemática e sequencial ao desenvolvimento de software;
• Adequado em situações nas quais os requisitos são bem entendidos e o gerente do projeto confia na capacidade da equipe de desenvolver utilizando o processo.

• Sua estrutura é composta de várias fases que são executadas de forma sistemática e sequencial;
• Na prática, existe uma interação entre as fases e cada fase pode levar a modificações nas fases anteriores.

Vantagens e Desvantagens do Modelo Cascata

Vantagens:

• O uso de revisões ao fim de cada fase permite o envolvimento do usuário;
• O modelo permite que se imponha um controle de configuração;
• Cada passo serve como uma base aprovada e documentada para o passo seguinte.

Desvantagens:

• O fluxo sequencial que o modelo propõe geralmente não é seguido em projetos reais;
• Requisitos devem ser estabelecidos de maneira completa, correta e clara no início de um projeto;
• A aplicação deve ser entendida pelo desenvolvedor desde o início do projeto;
• Difícil avaliar o progresso verdadeiro do projeto durante as primeiras fases.

Prototipagem

Como na programação exploratória, a primeira fase prevê o desenvolvimento de um programa para o usuário experimentar.

No entanto, o objetivo aqui é estabelecer os requisitos do sistema.

O software deve ser reimplementado na fase seguinte.

A construção de protótipos com os quais os usuários possam brincar é uma ideia bastante atrativa:

• Para sistemas grandes e complicados.
• Quando não existe um sistema anterior ou um sistema manual que ajude a especificar os requisitos.

Objetivos da Prototipagem:

• Entender os requisitos dos usuários.
• Definir a interface com os usuários.
• Demonstrar a viabilidade dos sistemas para os gerentes.

Iteração

A forma com que os processos de desenvolvimento de software são conduzidos, diz respeito à iteração entre as atividades deste processo, ou seja, como estas são encadeadas.

Em processos iterativos, a especificação é desenvolvida juntamente com o sistema podendo ser:

• Incremental
• Em Espiral

Desenvolvimento Espiral

Acrescenta aspectos gerenciais ao processo de desenvolvimento de software.

• Análise de riscos em intervalos regulares do processo de desenvolvimento de software
• Planejamento
• Controle
• Tomada de decisão

• O processo é representado como uma espiral em vez de uma sequência de atividades
• Cada volta na espiral representa uma fase no processo
• Não há fases fixas como especificação ou projeto - voltas na espiral são escolhidas dependendo do que é requerido
• Riscos são avaliados explicitamente e resolvidos ao longo do processo

Desenvolvimento Incremental

Em vez de entregar o sistema como um todo, o desenvolvimento e a entrega são divididos em incrementos, com cada incremento entregando parte da funcionalidade requerida.

• Requisitos dos usuários são priorizados e os requisitos de mais alta prioridade são incluídos nas iterações iniciais.
• Uma vez que o desenvolvimento de um incremento é iniciado, os requisitos são "congelados". Embora os requisitos possam continuar a evoluir para incrementos posteriores.

Abordagem Incremental (Parte 1)

• Estes modelos levam às fases simultaneamente para cada conjunto de requisitos levantados, cortando transversalmente as fases de desenvolvimento gerando iterações.
• A abordagem incremental combina o modelo em cascata e o evolutivo visando compromissos em fases intermediárias.
• Os requisitos são divididos em serviços que recebem uma estrutura de prioridades.

Abordagem Incremental (Parte 2)

• Os serviços mais importantes (alta prioridade) são atacados como resultados de incrementos a serem atacados nas primeiras iterações do desenvolvimento.
• O sistema vai sendo entregue em incrementos a partir dos serviços principais.
• Cada incremento pode usar uma abordagem interna em cascata (requisito bem entendido) ou evolutiva (requisito ainda não estável).