Introdução à Engenharia de Software

Transcrição

1 Introdução à Engenharia de Software 1

2 Engenharia de Software Ementa Conceitos de Engenharia de Software. Produto e processo de desenvolvimento de software. Extração, análise e especificação de requisitos. Métodos de desenvolvimento de software. Verificação, validação e manutenção de especificações de software. Planejamento e gestão de projetos. Estimativas: métricas e modelos de custo, estudo de viabilidade 2

3 Engenharia de Software Programa 1. INTRODUÇÃO 1.1 Definições e Objetivos 1.2 Conceitos Básicos 1.3 Características do Software 1.4 Componentes e Aplicações do Software 3

4 Engenharia de Software Programa 2. PROCESSO DE SOFTWARE 2.1 Modelo de Processo 2.2 Ciclo de Vida Clássico/Modelo Cascata 2.3 Modelo Evolucionário 2.4 Modelo Espiral 2.5 Técnicas de Quarta Geração 2.6 Desenvolvimento Rápido de Software 2.7 Combinando Paradigmas 4

5 Engenharia de Software Programa 3. REQUISITOS DE SOFTWARE 3.1 Classificação de requisitos 3.2 Técnicas de extração de requisitos 3.3 Documento de requisitos de software 3.4 Processos de Engenharia de Requisitos 5

6 Engenharia de Software Programa 4. GERENCIAMENTO DE CUSTO 4.1 Planejamento 4.2 Estudo de Viabilidade 4.3 Estimativa 4.4 Métricas de Software 4.5 Gerenciamento de Pessoal 4.6 Gerenciamento de Grupos 6

7 Engenharia de Software Programa 5. MODELOS DE SISTEMA 5.1 Modelos de Contexto 5.2 Modelos de Comportamento 5.3 Métodos Estruturados 5.4 Métodos Orientado a Objeto Casos de Uso 7

8 Engenharia de Software Programa 6. MODELO PARA PROJETO 6.1 Hierarquia de módulos e objetos 6.2 Estratégias para derivar o projeto 6.3 Qualidade do projeto: coesão, acoplamento 8

9 Engenharia de Software Programa 7. MODELO DE DADOS 7.1 Diagrama de Entidade e Relacionamento 7.2 Tipos de Entidades 7.3 Tipos de Relacionamento 7.4 Normalização 9

10 Engenharia de Software Programa 8. VERIFICAÇÃO, VALIDAÇÃO E TESTE 8.1 Planejamento de verificação e validação 8.2 Inspeções de Software 8.3 Teste de Software 10

11 Engenharia de Software Programa 9. EVOLUÇÃO DE SOFTWARE 9.1 Manutenção de Software 9.2 Tipos de Manutenção 9.3 Previsão de mudanças 9.4 Processo de Evolução 9.5 Evolução de Sistemas Legados 11

12 Engenharia de Software Programa 10. GERENCIAMENTO DE QUALIDADE 10.1 Qualidade de Processo e de Produto 10.2 Padrões de Qualidade 10.3 Controle de Qualidade 12

13 Engenharia de Software Bibliografia Básica Sommerville, Ian, Engenharia de Software. Ed. Addison Wesley, 8º Edição PRESSMAN, ROGER, Engenharia de Software. Ed. Mc-Graw Hill, 6º Edição, POMPILHO, S. Análise Essencial Guia Prático de Análise de Sistemas. Ed. Infobook,

14 Engenharia de Software Bibliografia de Apoio

15 Engenharia de Software Data Assunto 1 0 Avaliação 18/12/2012 Trabalho 1 projeto parte1 Prova 1 cap1 cap2 cap3 cap4 2 0 Avaliação 29/01/2013 Trabalho 2 projeto parte2 Prova 2 cap5 cap6 cap7 3 0 Avaliação 26/02 a 05/03 07/03/2013 Trabalho 3 seminário Prova 3 cap8 cap9 cap10 assunto do seminário Reposição 12/03/2012 Prova Final 14/03/

16 Objetivos Compreender o que é Engenharia de Software e por que ela é importante. Mostrar as distinções e relacionamentos entre sistema e software. Mostrar as principais questões sobre engenharia software. Compreender questões profissionais e éticas relevantes para os engenheiros de software. 16

17 Por que? Por que tanta demora para entregar o sistema? Por que os prazos se atrasam? Por que os custos são altos? Por que não achar todos os erros antes de entregar? Por que é difícil medir o progresso do desenvolvimento de um software? 17

18 Desafio No mercado atual, não há dúvida de que os profissionais de TI envolvidos com projetos de desenvolvimento de software e soluções corporativas têm um claro desafio: 18

19 Desafio PRODUZIR soluções mais rápidas, melhores e mais baratas que antes (melhor ainda ser mais rápidas, melhores e mais baratas que a concorrência) 19

20 Desafio Desenvolver software é um problema de métodos e técnica, em suma, de atividade humana. Gerenciar projetos de TI é gerenciar riscos assumidos e vencidos por seres humanos inteligentes. 20

21 Evolução do Software Período Evolução Orientação a batch Software totalmente customizado Distribuição limitada Multiusuários Tempo Real Banco de Dados 21

22 Desafio Período Evolução Sistemas distribuídos Inteligência Embutida Hardware de baixo custo Sistemas de desktop poderosos Tecnologia orientada a objeto Sistemas Especialistas... 22

23 Desafio Período Evolução atual As tecnologias orientadas a objetos Uso das técnicas de "quarta geração" para o desenvolvimento de software Os sistemas especialistas e o software de inteligência artificial. 23

24 Aplicação do Software Básico Coleção de programas escritos para apoio a outros programas. Tempo Real Software que monitora / analisa / controla eventos do mundo real. Comercial Científico e de engenharia Processa informações comerciais, reestruturação de dados para tomada de decisões. Algoritmos de processamento de números(astronomia,vulcanologia). 24

25 Aplicação do Software Embutido Computador Pessoal Inteligência Artificial usado para controlar produtos e sistemas para os mercados industriais e de consumo. Processamento de textos, planilhas, computação gráfica. faz uso de algoritmos não numéricos para resolver problemas que não sejam favoráveis à computação ou à análise direta. 25

26 O que é Sistema? é um conjunto de elementos interdependentes que realizam operações visando atingir metas especificadas. 26

27 Sistema de Computação é aquele destinado ao suporte ou automação de tarefas através de processamento de informações. 27

28 Componentes de Sistemas de Computação Hardware Computadores,periféricos e redes. Software Os programas e arquivos de dados. Usuários Usuários e operadores que realizam as tarefas e procedimentos. 28

29 Componentes de Sistemas de Computação (cont.) Procedimentos Documentação Atividades realizadas pelos usuários e operadores, bem como pelos programas. Manuais e formulários que descrevem as operações do sistema. 29

30 Exemplos de Sistemas Computacionais Automação Bancária Frequência e Folha de Pagamento Controle de Tráfego Urbano Controle Acadêmico Editoração de Jornais e Revistas Controle de Elevadores Automação de Biblioteca 30

31 O que é Software? Programas de computadores associados a documentação. É um conjunto de soluções algorítmicas, codificadas numa linguagem de programação, executado numa máquina real. 31

32 Tipos de produtos de software Genéricos (COTS Commercial Off- The Shelf) - tipo stand-alone, pacotes de software, como por exemplo, processadores de texto, ferramentas de gerenciamento. Sob encomenda ( personalizado) desenvolvido para um cliente em particular. 32

33 Componentes do Software Estruturas de Dados Plano Especificação de Requisitos Projeto Listagem Programa Funcionando Plano de Testes 33

34 Características do Software Complexidade Conformidade Mutabilidade 34

35 Características do Software Complexidade Software é mais complexo do que qualquer outro produto construídos por seres humanos. 35

36 Características do Software Conformidade O software deve ser desenvolvido conforme o ambiente. Não é o ambiente que deve se adaptar ao software. Desenvolvido ou projetado por engenharia, não manufaturado no sentido clássico (industrial). Sucesso é medido pela qualidade e não quantidade. 36

37 Características do Software Mutabilidade Existe sempre uma pressão para se fazer mudanças em um software. Não se desgasta, mas se deteriora devido as mudanças. A maioria é feita sob medida em vez de ser montada a partir de catálogos de componentes existentes (reusabilidade de software). 37

38 Falhas do Hardware Defeitos de projeto e manufatura índice de falhas mortalidade infantil desgaste Problemas Ambientais (poeira, vibração, abuso, temperaturas,...) tempo 38

39 Falhas do Software mudanças índice de falhas curva real curva idealizada tempo 39

40 Falhas do Hardware/Software Quando um componente de hardware se desgasta é substituído por uma peça de reposição Não existe peça de reposição para software Toda falha indica um erro no projeto ou no processo de tradução para o código executável Manutenção do software é mais complexa do que a do hardware 40

41 Formas do Software 41

42 Crise do Software Refere-se a um conjunto de problemas encontrados no desenvolvimento de software. Problemas não se limitam a softwares que não funcionam adequadamente. 42

43 Crise do Software Prazos ultrapassados Custos acima do previsto Não atendimento dos requisitos do usuário 43

44 Crise do Software Elevado custo de manutenção 1/3 dos projetos são cancelados 2/3 dos projetos extrapolam o orçamento Custo hardware x software 1970 = 8: = 2:8 Hoje = 1:9 44

45 Crise do Software As estimativas de prazo e de custo são imprecisas: Não dedicamos tempo para coletar dados sobre o processo de desenvolvimento de software Estimativas são feitas a olho, com resultados ruins Os prazos arrastam-se por meses 45

46 Crise do Software As estimativas de prazo e de custo são imprecisas (cont.) Causa insatisfação para o cliente e falta de confiança. Sem nenhuma indicação sólida de produtividade, não podemos avaliar com precisão a eficácia de novas ferramentas, métodos ou padrões. 46

47 Crise do Sofware A produtividade das pessoas da área de software não tem acompanhado a demanda por seus serviços Os projetos de desenvolvimento de software normalmente são efetuados apenas com um vago indício das exigências do cliente 47

48 Crise do Sofware O software existente é muito difícil de manter: A tarefa de manutenção devora o orçamento destinado ao software A facilidade de manutenção não foi enfatizada como um critério importante. 48

49 Crise do Sofware Solução para a Crise do Sofware Engenharia de Software aliada a: TÉCNICAS E FERRAMENTAS 49

50 Causas dos problemas associados à crise de software Filosofia do Software. Falhas das Pessoas Responsáveis pelo Desenvolvimento de Software. Mitos do Software. 50

51 Filosofia do Software O software é um elemento de sistema lógico e não físico. Consequentemente, o sucesso é medido pela qualidade de uma única entidade e não pela qualidade de muitas entidades manufaturadas. 51

52 Falhas das Pessoas Responsáveis pelo Desenvolvimento de Software Gerentes sem nenhum background em software. Os profissionais da área de software têm recebido pouco treinamento formal em novas técnicas para o desenvolvimento de software. Resistência a mudanças. 52

53 Mitos do Software Mitos do Administrativos, do Cliente e do Profissional 53

54 Problemas Administrativos Gerentes se encontram sob pressão manter orçamentos evitar que os prazos sejam ultrapassados melhorar a qualidade 54

55 Mitos Administrativos Mito: Já temos um manual repleto de padrões e procedimentos para a construção de software. 55

56 Mitos Administrativos Realidade: Será que o manual é usado? Os profissionais sabem que ele existe? Ele reflete a prática moderna de desenvolvimento de software? Ele é completo? 56

57 Mitos Administrativos Mito: Meu pessoal tem ferramentas de desenvolvimento de software de última geração; afinal compramos para eles os mais novos computadores. 57

58 Mitos Administrativos Realidade: É preciso muito mais do que os mais recentes computadores para se fazer um desenvolvimento de software de alta qualidade. Ferramentas de Engenharia de Software Auxiliada por Computador - CASE (Computer-Aided Software Engineering) são mais importantes do que o hardware. 58

59 Mitos Administrativos Mito: Se nós estamos atrasados nos prazos, podemos adicionar mais programadores e tirar o atraso. 59

60 Mitos Administrativos Realidade: O desenvolvimento de software não é um processo mecânico igual à manufatura. Acrescentar pessoas em um projeto torna-o ainda mais atrasado. Pessoas podem ser acrescentadas. 60

61 Mitos dos Clientes Mito: Uma declaração geral dos objetivos é suficiente para se começar a escrever programas - podemos preencher os detalhes mais tarde. 61

62 Realidade: Mitos dos Clientes Uma definição inicial ruim é a principal causa de fracassos dos esforços de desenvolvimento de software. É fundamental uma descrição formal e detalhada do domínio da informação, função, desempenho, interfaces, restrições de projeto e critérios de validação. 62

63 Mitos dos Clientes Mito: Os requisitos de projeto modificam-se continuamente, mas as mudanças podem ser facilmente acomodadas, porque o software é flexível. 63

64 Realidade: Mitos dos Clientes Requisitos podem ser mudados, mas o impacto varia de acordo com o tempo que é introduzido (projeto e custo). Uma mudança, quando solicitada tardiamente num projeto, é mais dispendiosa do que a mesma mudança solicitada nas fases iniciais. 64

65 Mitos do Profissional Mito: Assim que escrevermos o programa e o colocarmos em funcionamento nosso trabalho estará completo. 65

66 Mitos do Profissional Realidade: Os dados da indústria indicam que entre 50 e 70% de todo esforço gasto num programa serão despendidos depois que ele for entregue pela primeira vez ao cliente 66

67 Mitos do Profissional Mito: Enquanto não tiver o programa "funcionando", eu não terei realmente nenhuma maneira de avaliar sua qualidade. 67

68 Realidade: Mitos do Profissional Mecanismo (Revisão Técnica Formal) de garantia de qualidade de software é aplicado desde o começo do projeto. Revisões de software são um filtro de qualidade - descobre erros/defeitos. 68

69 Mitos do Profissional Mito: A única coisa a ser entregue em um projeto bem sucedido é o programa funcionando. 69

70 Mitos do Profissional Realidade: Um programa funcionando é somente uma parte de uma Configuração de Software que inclui todos os itens de informação produzidos durante a construção e manutenção do software. A DOCUMENTAÇÃO é o alicerce 70

71 Categorias de Tamanho de Softwares Categoria Tamanho da Equipe Duração Tamanho do Fonte (linhas de código) Trivial semanas 500 Pequeno meses 1000 a 2000 Médio anos 5 mil a 50 mil Grande anos 50 mil a 100 mil Muito grande anos 1 milhão Extremamente grande anos 1 a 10 milhões ex: O Win 95: teve 11 milhões de linhas e 200 programadores / O Nestscape teve 3 milhões de linhas e 120 programadores 71

72 Solução Reconhecer os problemas e suas causas e desmascarar os mitos do software são os primeiros passos Métodos e Técnicas para disciplinar o processo de desenvolvimento do software.. 72

73 SOLUÇÃO Reconhecer os problemas e suas causas e desmascarar os mitos do software são os primeiros passos Métodos e Técnicas para disciplinar o processo de desenvolvimento do software.. 73

74 Aspectos históricos da Engenharia de Software 1968 Conferência da OTAN Objetivo: resolver a Crise do Software Software é entregue Atrasado Com orçamento estourado Com falhas residuais 74

75 Aspectos históricos da Engenharia de Software Eles não encontraram uma solução, mas definiram uma meta: Engenharia de Software. Custo do hardware decrescente e custo do software em ascensão. 75

76 O que é Engenharia de Software? Fritz Bauer 1969 ( primeira definição) O estabelecimento e uso de sólidos princípios de engenharia para que se possa obter economicamente um software que seja confiável e que funcione eficientemente em máquinas reais 76

77 O que é Engenharia de Software? IEEE, 1993 A aplicação de uma abordagem sistemática, disciplinada e quantificável para o desenvolvimento, operação e manutenção do software. O estudo de abordagens e princípios a fim de obter economicamente softwares confiáveis e que executem de forma eficiente nas máquinas reais 77

78 O que é Engenharia de Software? Programador (técnicas) 1. Paradigma de tentativa e erro Engenheiro (técnicas) 1. Paradigma adaptado ao escopo do sistema 2. Estrutura de Dados 2. Análise e Projeto 3. Linguagens de Programação 3. Ferramentas CASE e SGBD s 78

79 O que é Engenharia de Software? É uma disciplina que integra métodos, ferramentas e procedimentos para o desenvolvimento de software de computador. Possibilitar ao gerente o controle do processo de desenvolvimento. Oferecer ao profissional uma base para a construção de software de alta qualidade. 79

80 Engenharia de Software - Método Proporcionam os detalhes de como fazer para construir o software. Envolvem um amplo conjunto de tarefas. Um método de ES é uma aproximação estruturada para o desenvolvimento de software. 80

81 Engenharia de Software - Método Todos os métodos pretendem Criar modelos do sistema que possam ser representados graficamente; Usar estes métodos como especificação. 81

82 Engenharia de Software - Método Década de 70 (DeMarco e Jackson): Orientado à função. 80s-90s (Booch e Rumbaugh): Métodos orientados a objeto. Atualmente os diferentes métodos estão integrados numa aproximação unificada baseada em Unified Modeling Language (UML). 82

83 Engenharia de Software - Método 83

84 Engenharia de Software - Método Métodos devem incluir os seguintes componentes: Descrição gráficas Regras Recomendações Diretrizes de processo 84

85 Engenharia de Software - Método Descrição gráficas. Descrições dos modelos do sistema que deverão ser desenvolvidos e da notação usada para os definir. Ex. Modelos de objetos, fluxos de dados etc. 85

86 Engenharia de Software - Método Regras Restrições que se aplicam a modelos de sistema. Ex.Cada entidade deve ter um único nome. Recomendações Conselho em prática de projeto. Ex.Nenhum objeto deve ter mais que sete subobjetos. 86

87 Engenharia de Software - Método Diretrizes de processo Descrição das atividades que podem ser seguidas. Atributos de objetos devem ser documentados. 87

88 Engenharia de Software - Ferramentas Fornecem suporte automatizado ou semi- automatizado aos métodos. Existem atualmente ferramentas para sustentar cada um dos métodos. Quando as ferramentas são integradas é estabelecido um sistema de suporte ao desenvolvimento de software chamado CASE. 88

89 O que é CASE (Computer-Aided Software Engineering) Upper-CASE - Ferramenta para dar apoio às fases iniciais do processo de software. Lower-CASE - Ferramenta para dar apoio à implementação a aos testes. Ex.(Poseidon para UML, ArgoUML..) 89

90 Engenharia de Software - Procedimentos Constituem o elo de ligação que mantém juntos os métodos e as ferramentas para desenvolvimento do software. Sequência em que os métodos serão aplicados. Controles que ajudam assegurar a qualidade e coordenar as alterações. Marcos de referência que possibilitam administrar o progresso do software. 90

91 Engenharia de Software - Procedimentos Métodos Procedimentos Resultados Ferramentas 91

92 Princípios da Engenharia de Software Todo engenheiro de software deve desenvolver com: Rigor e Formalidade Separação de interesses Modularidade Abstração Antecipação de mudanças Generalidade Possibilidades de evolução 92

93 Princípios da Engenharia de Software Rigor e Formalidade O rigor é a abordagem que produz produtos mais confiáveis pelo controle das variáveis envolvidas. Formalidade é o requisito de que o processo seja dirigido e avaliado por leis matemáticas. 93

94 Princípios da Engenharia de Software Separação de interesses Separar conceitos permite-nos trabalhar com aspectos individuais e diferentes de um mesmo problema. Esta separação facilita o entendimento, focando a atenção em certas características mais significativas. 94

95 Princípios da Engenharia de Software Modularidade Consiste na divisão de sistemas complexos em partes menores e mais simples (módulos) com características desejáveis (coesão e acoplamento). 95

96 Princípios da Engenharia de Software Modularidade (cont.) Decomposição é o ato de dividir um problema original em subproblemas recursivamente. Composição é o ato de juntar os elementos componentes de um problema até chegar ao sistema completo. Ajuda na manutenção do sistema. 96

97 Princípios da Engenharia de Software Antecipação de mudanças Sistemas de softwares são desenvolvidos enquanto seus requisitos ainda não estão totalmente claros. Quando o sistema é finalmente liberado, novos requisitos podem ser descobertos e velhos requisitos atualizados através do feedback do usuário. 97

98 Princípios da Engenharia de Software Generalidade / Especialidade Soluções genéricas tendem a ser mais caras em termos de recursos e em tempo de desenvolvimento, ao contrário das soluções específicas. No processo de produção de software estas questões devem ser cuidadosamente analisadas. 98

99 Princípios da Engenharia de Software Incrementabilidade Caracteriza o processo em modo passo a passo, incrementalmente. O objetivo desejado é atingido por aproximações sucessivas. Útil quando os requisitos iniciais não foram todos obtidos antes do início do desenvolvimento da aplicação. 99

100 Quais os custos da Engenharia de Software? A distribuição dos custos através do processo de software depende do processo usado e do tipo de software a desenvolver. Custos de desenvolvimento de um software complexo quando se conseguem definir custos separadamente para especificação, desenho, implementação, integração e testes. 100

101 Quais os custos da Engenharia de Software? 101

102 Quais os custos da Engenharia de Software? Especificação Desenho Desenvolvimento Integração e Teste Custos segundo aproximação evolutiva Especificação Desenvolvimento Evolutivo Testes do Sistema 102

103 Quais os custos da Engenharia de Software? Custos relativos entre desenvolvimento e manutenção do software Desenvolvimento Manutenção Custos de desenvolvimento de produtos de software genéricos: Especificação Desenvolvimento Teste 103

104 Custo em relação a falhas 104

105 Impacto dos custo de manutenção Manutenção corretiva [aproximadamente 20%] 60 a 70% das necessidades de correção são falhas de especificação ou design. Manutenção evolutiva (melhoria) Aperfeiçoamento [aproximadamente 60%] Adaptação [aproximadamente 20%] 105

106 Principais desafios enfrentados pela Engenharia de Software Sistemas de legado - Devem ser mantidos e devem ser atualizado. Heterogeneidade - Operar com sistemas distribuídos e incluem uma mistura de hardware e software. Fornecimento - Entrega mais rápida de software. 106

107 Responsabilidade profissional e ética Confiabilidade respeitar a confiabilidade de seus empregadores ou clientes. Competência os engenheiros não devem aceitar serviços que estejam for a do seu limite de competência. 107

108 Responsabilidade profissional e ética Direito de propriedade intelectual os engenheiros devem estar cientes das leis locais que regulam o uso da propriedade intelectual, como patentes e direitos autorais. 108

109 Resumindo Engenharia de Software Aplicação de teoria, modelos, formalismos, técnicas e ferramentas da ciência da computação e áreas afins para o desenvolvimento sistemático de software. Produção da documentação formal destinada a comunicação entre os membros da equipe de desenvolvimento bem como aos usuários. 109

110 Resumindo Engenharia de Software Encontrar caminhos para se "construir" softwares de qualidade. Fatores externos, perceptíveis aos usuários e clientes, devem ser distinguidos dos fatores internos, perceptíveis aos projetistas e implementadores. 110

111 Resumindo Engenharia de Software A manutenção de software, que consome grande parte dos custos do software, é penalizada pela dificuldade em se implementar mudanças no software produto, e pela excessiva dependência dos programas da estrutura física dos dados que eles manipulam. 111

112 Pesquisa Visualizando a informática em uma empresa, cite exemplos de: Mitos utilizados pelo analista ou pelo administrador de uma empresa específica. Falhas que ocasionaram grandes custos. Falhas que ocasionaram mudanças de projetos. 112

113 Pesquisa Quais são os quatro atributos que todo software profissional deve possuir? Sugira outros atributos que podem ser significantes. Debater com os seus colegas o código de ética na Engenharia de Software. 113