Adélia Barros (adelia_nassau@yahoo.com.br) Introdução à Engenharia de Software Adélia Barros (adelia_nassau@yahoo.com.br)

Informações Importantes Datas 29/09/08 - 1ª avaliação do semestre 24 e 26/11/08 – Apresentação dos projetos 03/12/08 - 2ª avaliação do semestre 15/12/08 - 2ª chamada 22/12/08 - Avaliação Final Critérios de avaliação: Entrega e apresentação de trabalhos em grupos valendo 30% da nota geral; Duas provas valendo, cada uma, 35% da nota geral.

Objetivos Definir a engenharia de software e explicar sua importância Discutir os conceitos de produto de software e processo de software Explicar a importância da visibilidade do processo Introduzir o conceito de software de qualidade

Tópicos Contexto e definições Características do (produto) software Software de Qualidade Crise do software Mitos do software Processo de software Paradigmas de desenvolvimento

Contexto A economia de todos os países do mundo depende cada vez mais de software. Existem cada vez mais sistemas controlados por software. Os gastos com desenvolvimento de software representam uma fração significativa do PIB de muitos países.

Contexto O desenvolvimento de software é muitas vezes puramente artesanal; As pessoas desenvolvendo sistemas erram constantemente nas suas estimativas de custo e tempo; Vários sistemas contém muitos erros; Consertar erros muitas vezes produz mais erros; O tamanho dos sistemas cresce consideravelmente.

Contexto: exemplos interessantes Estudo feito em 1979 pelo governo dos Estados Unidos em relação ao software produzido: 2% Funcionava; 3% Funcionaria com poucas correções; 45% Entregues mas nunca foram usados com sucesso; 20% Usados, mas tremendamente modificados ou abandonados; 30% Pagos, mas nunca foram terminados e/ou entregues.

Contexto: exemplos interessantes Dados levantados no Chaos Report, estudo clássico feito pelo Standish Group sobre projetos de desenvolvimento (Chaos, 1994): 10% terminam dentro do prazo estimado; 25% são descontinuados antes de chegarem ao fim; 60% dos projetos possuem custo acima do esperado; Atraso médio nos projetos: um ano.

Contexto: exemplos interessantes A proporção dos custos com software e hardware mudou bastante ao longo do tempo: Década de 60: 20% -- 80% Década de 70: 50% -- 50% Década de 90: 80% -- 20% Atualmente: 90% -- 10%

Custo do Software Custo do software geralmente domina o custo do desenvolvimento. Os custos do software de um PC são geralmente maiores do que do hardware. Software custa mais para manter do que para desenvolver! Os custos de manutenção são várias vezes maiores do que o de desenvolvimento

Definições de Engenharia de Software Disciplina que se preocupa com os problemas práticos inerentes ao desenvolvimento de sistemas Não é simplesmente programação; Também não é só ciência da computação; Uso de teorias (resultados), métodos, e ferramentas na resolução de problemas.

Definições de Engenharia de Software É o estabelecimento e uso de sólidos princípios de engenharia visando obter economicamente um software que seja confiável e que funcione eficientemente em máquinas reais [Bauer69].

Definições de Engenharia de Software É a aplicação de ciência e matemática visando tornar as capacidades do equipamento úteis para o ser humano através de programas, procedimentos e documentação; É a abordagem sistemática para o desenvolvimento, operação, manutenção, e aposentadoria de Software.

Características da Engenharia de Software Engenharia de Software se refere a software (sistemas) desenvolvidos por grupos ao invés de indivíduos; Engenharia de Software usa princípios de engenharia ao invés de arte, e Engenharia de Software inclui tanto aspectos técnicos quanto não técnicos.

Características da Engenharia de Software O principal objetivo da Engenharia de Software é produzir, a um custo baixo, software de qualidade. Custo é fácil de ser medido; Qualidade não é. O processo de planejamento é crucial na engenharia de software. A implementação é só uma parte do processo.

Características da Engenharia de Software A Engenharia de Software engloba todo o ciclo de vida do software (concepção, implementação, uso e manutenção).

O que é Software? Há 20 anos, pouquíssima gente sabia explicar o que é software. Hoje, praticamente todo mundo acha que sabe ... Software não é só programas! A documentação necessária para instalar, usar, e manter os programas é parte integrante do software.

O que é Software? Definição - Software é: Instruções (programas de computador) que, quando executadas, produzem a função e o desempenho desejados; Estruturas de dados que permitem a manipulação das informações; Documentos que descrevem a operação e uso dos programas.

Tipos de software

Atributos dos produtos de Software Manutenibilidade Deve ser possível para o software evoluir de forma a atender a requisitos que mudam. Nível de confiança Software não deve causar prejuízo físico ou econômico no caso de uma falha. Eficiência Software não deve desperdiçar recursos do sistema. Usabilidade O software deve ter uma interface de usuário adequada e ser documentado.

Importância das características do produto A importância relativa destas características depende do produto e do ambiente em que ele será usado Em alguns casos, alguns dos atributos podem ser mais importantes Em sistemas de segurança críticos, de tempo- real, os atributos chave podem ser confiança e eficiência

O que é software de qualidade ? É software que “funciona” (é confiável): ele não deve falhar mais do que o especificado na documentação. É software que funciona de acordo com a sua especificação: Mesmo software que aparentemente funciona pode não estar satisfazendo a sua especificação. É software que é fácil de manter. Código bem escrito Documentação apropriada.

O que é Software de qualidade? É software que funciona de maneira eficiente. Software mais eficiente não é necessariamente software que roda mais rápido ou que gasta menos memória/disco; A complexidade do código e o custo também são fatores importantes. É software que possui uma boa interface com o usuário: Muitos softwares não funcionam direito porque são difíceis de usar.

A Crise de Software O que é esta crise? Métodos de desenvolvimento de software existentes não são bons o bastante para o desenvolvimento de software de grande porte.

A Crise de Software: crise? Momento perigoso ou decisivo. Decadência, carência, queda. Mas a chamada crise de software já dura mais de 30 anos. DOENÇA? No momento não se conhece uma cura, apenas paliativos para reduzir a dor.

Therac-25 Equipamento de Radioterapia. Entre 1985 e 1987 se envolveu em 6 acidentes, causando mortes por overdoses de radiação. Software foi adaptado de uma antecessora, Therac-6: falhas por falta de testes integrados falta de documentação

Denver International Airport Custo do projeto: US$ 4.9 bilhões 100 mil passageiros por dia 1,200 vôos 53 milhas quadradas 94 portões de embarque e desembarque 6 pistas de pouso / decolagem

Denver International Airport Erros no sistema automático de transporte de bagagens (misloaded, misrouted, jammed): Atraso na abertura do aeroporto com custo total estimado em US$360 Milhões 86 milhões para consertar o sistema

Ariane 5

Ariane 5 Projeto da Agência Espacial Européia que custou: 10 anos. US$ 8 Bilhões. Capacidade 6 toneladas. Garante supremacia européia no espaço.

Resultado Explosão 40 segundos após a decolagem. Destruição do foguete e carga avaliada em US$ 500 milhões.

O que aconteceu? (I) Fato: o veículo detonou suas cargas explosivas de autodestruição e explodiu no ar. Por que? Porque ele estava se quebrando devido às forças aerodinâmicas. Mas por que? O foguete tinha perdido o controle de direção (atitude). Causa disso? Os computadores principal e back-up deram shut-down ao mesmo tempo.

O que aconteceu? (II) Por que o Shut-down? Ocorrera um run time error (out of range, overflow , ou outro) e ambos computadores se desligaram. De onde veio este erro? Um programa que convertia um valor em ponto flutuante para um inteiro de 16 bits recebeu como entrada um valor que estava fora da faixa permitida.

A Crise de Software: principais problemas Os grandes softwares não funcionam adequadamente; Os projetos de software estão sempre atrasados; Os custos dos projetos de desenvolvimento de software são sempre maiores do que o previsto.

A Crise de Software: principais problemas Os computadores estão cada vez mais rápidos, sofisticados, e baratos; Os softwares estão cada vez maiores e mais sofisticados, e a produtividade não acompanha a demanda; Os custos com manutenção são muito altos: para sistemas com uma longa vida, eles são várias vezes maiores do que os custos de desenvolvimento.

A Crise de Software: outras dificuldades Dedica-se pouco tempo à coleta de dados (requisitos dos clientes): Normalmente apenas um subconjunto das necessidades do cliente são levadas em conta ... Os profissionais estão sempre com muita pressa para começar a programar ...

A Crise de Software: outras dificuldades A qualidade geralmente é suspeita ... Testes sistemáticos e tecnicamente completos raramente são feitos; A flexibilidade da maioria dos softwares também é bastante limitada; A concorrência com software barato mas sem qualidade, feito por pessoas sem qualificação adequada, é grande.

A Crise de Software: outras dificuldades Não há muito interesse em se gastar tempo para se entender mais a respeito de estimativas, produtividade, precisão e eficácia de novos métodos e novas ferramentas, etc. A resistência a mudanças é grande ...

A Crise de Software: existe solução? O uso de melhores técnicas, métodos, e ferramentas. Mais treinamento e educação: Pouco investimento!

Mitos do Software Propagam desinformação e confusão. No passado eram tomados como verdades absolutas. É difícil mudar hábitos antigos. Existem 3 tipos de mitos: Do cliente; Administrativos, e Do profissional.

Mitos do Software: mitos do cliente Uma declaração geral dos objetivos é suficiente para começar a escrever os programas: podemos preencher os detalhes mais tarde. Uma definição inicial ruim é a principal causa da maioria dos fracassos no desenvolvimento de software. Estudo baseado em 6700 sistemas feito em 1997, mostrou que os custos resultantes de um fraco entendimento do problema podem ser 200 vezes maiores que o necessário (Carper Jones, 1997).

Mitos do Software: mitos do cliente As necessidades do projeto mudam continuamente mas isto não é problema pois o software é flexível. Os requisitos do software podem mudar, mas o custo da mudança varia bastante dependendo da fase em que ela ocorre: Definição . . . . . . . . . . . . . . . . . x Desenvolvimento . . . . . . . . . . 1.5x a 1.6x Manutenção . . . . . . . . . . . . . . 60x a 100x

Mitos do Software: mitos administrativos Temos um manual de padrões e procedimentos para a construção de software e isto basta! O manual é usado? Os profissionais de software sabem que ele existe? Ele reflete as técnicas mais modernas? Ele é completo?

Mitos do Software: mitos administrativos Temos ferramentas de desenvolvimento de última geração, pois compramos os computadores mais novos! Em geral, ter ferramentas de auxílio ao desenvolvimento de software (ex. CASE) é mais importante do que ter a última geração em termos de hardware.

Mitos do Software: mitos administrativos Estamos atrasados no prazo: podemos tirar o atraso colocando mais programadores no projeto. Normalmente isto não funciona! As novas pessoas precisam se integrar ao projeto ...

Mitos do Software: mitos do profissional Assim que escrevermos o programa e ele funcionar o nosso trabalho está terminado. Em geral, mais de 70% de todo o esforço gasto num programa ou sistema ocorre depois que ele foi entregue ao cliente (manutenção);

Mitos do Software: mitos do profissional Enquanto o programa não estiver funcionando não há como avaliar a sua qualidade. Revisões técnicas podem ser feitas desde o começo de um projeto e são uma das formas mais efetivas de garantia de qualidade de software.

Mitos do Software: mitos do profissional A única coisa a ser entregue em um projeto bem sucedido é o programa funcionando. O programa funcionando é só uma parte; Uma boa documentação incluindo os requisitos, projeto das estruturas de dados, especificação de testes, etc. é o alicerce para um projeto bem sucedido e serve como guia de manutenção.

Processo de Software O que é processo de software: É um conjunto de todas as atividades necessárias para definir, desenvolver, testar e manter um produto de software; Objetivos de um processo de desenvolvimento: Definir quais as atividades a serem executadas; Quando, como e por quem as atividades serão executadas; Prover pontos de controle para verificar o andamento do desenvolvimento; Padronizar a forma de desenvolver software em uma organização.

Processo de Software Através de uma visão geral um processo de software pode ser considerado assim (Uma Visão Genérica: 3 Fases): Definição - “o que” Levantamento de Requisitos; Análise de Sistemas. Desenvolvimento - “como” Projeto; Geração do Código; Teste. Implantação e Manutenção

Levantamento de Requisitos Compreensão do problema; Usuários e desenvolvedores devem ter a mesma visão do problema; Definir as necessidades dos futuros usuários; Definição do Escopo; Entender o domínio do negócio que deve ser automatizado.

Levantamento de Requisitos Requisitos Funcionais: Definem as funcionalidades do sistema. Requisitos não-funcionais: Declaração as características de qualidade que o sistema deve possuir; Declaração das restrições sobre o desenvolvimento do sistema. Ordenação dos requisitos.

Análise Entendimento geral do problema que se tem para resolver; Divisão do sistema em módulos; Construção de modelos para representar o sistema; Definir o que o sistema proposto deve fazer; Análise de domínio Modelagem de objetos do mundo real; Análise da aplicação Identificação de objetos que só tem sentido no contexto de um sistema de software; Modelo de análise.

Projeto de Sistemas UML Modelar o que e como será implementado; Definir a arquitetura que será utilizada; Diagramas para facilitar o entendimento; UML Modelo de Dados; Modelo da implementação; Componentes do sistema; Padrões de interface gráfica.

Implementação de Sistemas Tradução da descrição computacional obtida na fase de projeto em código executável; Criar ou adquirir os componentes identificados na fase de projeto; Montar os componentes; Implementar o sistema novo ou modificado; Testes unitários.

Testes de Sistemas Realização de Testes Unitários; Preparação do Projeto de Testes; Módulos da aplicação; Outras aplicações; Relatório de testes.

Implantação de Sistemas Planejamento da Implantação; Treinamento do Usuário Final; Preparação do material para treinamento; Preparação do Ambiente de Produção; Banco de Dados; Versão do Software que será instalada. Plano para atendimento na fase de garantia; Preparação do “HelpDesk”.

Manutenção Processo geral de modificação de um sistema depois de ter sido colocado em uso; Tipos de Manutenção Para reparar defeitos; Para adaptar o software a ambiente operacional diferente; Para fazer acréscimo de funcionalidade; Melhorar o desempenho.