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As Metodologias Tradicionais de Desenvolvimento de Software

As metodologias tradicionais são também chamadas de pesadas ou orientadas a documentação. Elas foram muito utilizadas no passado em um contexto de desenvolvimento de software muito diferente do atual, baseado apenas em um mainframe e terminais burros Naquela época, o custo de fazer alterações e correções era muito alto, uma vez que o acesso aos computadores eram limitados e não existiam modernas ferramentas de apoio ao desenvolvimento do software, como depuradores e analisadores de código. Por isso o software era todo planejado e documentado antes de ser implementado. Uma das metodologias tradicionais mais utilizadas até hoje é o modelo Clássico ou Cascata (SOARES, 2004).

Cascata

Uma das primeiras metodologias criadas para minimizar os problemas destacados acima foi a metodologia Cascata. Ela representava um grande avanço no desenvolvimento de software. Principalmente se levar em conta que antes do surgimento das primeiras metodologias existia o que ficou vulgarmente conhecido como “codifica arrebenta”. Onde o mal ou nenhum levantamento de requisitos levava a sucessivas correções, debugs e muitas vezes ao fracasso do projeto.

O Ciclo de Vida da Metodologia Cascata

Fonte: PRESSMAN, 2006

A Figura acima representa a metodologia cascata, também conhecida como sequencial, ou linear, por se basear em uma sucessão de etapas onde uma só é iniciada após o fim da imediatamente anterior a ela. Como se pode ver o desenvolvimento flui da parte de cima – Engenharia de sistemas – em direção à manutenção. Nessa metodologia, inicialmente procura-se compreender completamente o problema, a ser resolvido, seus requisitos e suas restrições; depois projeta-se soluções que atendam a todos os requisitos e restrições. Feito isto inicia-se a implementação do projeto e quando toda a etapa de implementação é concluída verifica-se junto ao cliente se a solução atende aos requisitos estabelecidos e por fim é efetuada a entrega do produto (KROLL e KRUCHTEN, 2003 apud LOURENÇO, 2011).

A abordagem adotada pela metodologia cascata acaba trazendo alguns problemas. Dentre estes problemas merece destaque o fato de que os projetos reais dificilmente seguem o fluxo sequencial, o cliente quase sempre não consegue exprimir todas as suas necessidades além de ser exigida dele muita paciência visto que o software só estará pronto para uso num ponto tardio do cronograma. E o maior dos problemas é que se ocorrer um erro em qualquer uma das etapas o resultado pode ser desastroso e frequentemente caro (PRESSMAN, 2006).

Algumas vezes o cliente define um conjunto de objetivos gerais que não esclarecem consistentemente os requisitos. Outras vezes o desenvolvedor não tem certeza da eficiência de parte do código, da adaptação da aplicação ao sistema operacional ou mesmo da forma que interação homem-máquina deve ter. Visando fornecer melhores soluções à casos assim surgiu a metodologia conhecida como prototipação.

Prototipação

A Prototipação é uma metodologia surgida posteriormente à Cascata. Ela possibilita a equipe de desenvolvimento a criar uma aplicação protótipo que pode assumir três formas distintas. A primeira delas é um protótipo em papel ou mesmo no computador que retrate a interação homem-máquina. A segunda opção é implementar uma funcionalidade que já está no escopo do software a ser desenvolvido. Por fim existe a possibilidade de utilizar-se de um software já pronto que tenha parte ou todas as funcionalidades desejadas. Esta forma é mais comumente adotada em softwares que apesar de prontos ou parcialmente prontos possuem características que precisam ser incrementadas ou melhoradas em um novo esforço de desenvolvimento (PRESSMAN, 2006).

Geralmente o protótipo serve apenas como um mecanismo para identificar requisitos de software. Isto ocorre por que na maior parte dos casos o primeiro sistema construído não é completamente usável. Normalmente ele possui uma série de problemas que só serão corrigidos em uma versão reprojetada na qual as deficiências sejam corrigidas (BROOKS,1975 apud PRESSMAN, 2006).

Assim como a metodologia Cascata a Prototipação também apresenta os seus pontos negativos. Um deles, é que o cliente pode acreditar que o protótipo já é o software pronto ou em fase de término e começar pressionar para que se faça pequenos ajustes e entregue o software rapidamente. Diante de um quadro assim, muitas vezes, a equipe de desenvolvimento cede e a qualidade final, bem como a manutenibilidade podem ficar comprometidas. Outro ponto negativo é que algumas vezes a equipe de desenvolvimento pode  fazer concessões temporárias a fim de colocar o protótipo em funcionamento que acabam permanecendo no software final.

Apesar desses problemas, a prototipação ainda é uma eficiente metodologia de desenvolvimento de software. A fim de se obter sucesso no projeto, tanto cliente quanto desenvolvedor devem chegar a um consenso de que o protótipo servirá apenas para ajudar na definição dos requisitos (PRESSMAN, 2006). Apesar de resolverem muitos dos problemas do desenvolvimento de software alguns parâmetros ainda não eram fornecidos pelas metodologias existentes.

Espiral

A metodologia espiral foi concebida para englobar as melhores práticas tanto do ciclo de vida clássico quanto da prototipação. Essa metodologia inovou ao trazer também um novo elemento, a análise de riscos. Além disso, foi uma das primeiras metodologias a adotar o conceito de iteração. Sucessivas iterações moldam aos poucos soluções mais completas do software (PRESSMAN, 2006).

Na primeira iteração, os objetivos, alternativas e restrições são definidos e os riscos são identificados e analisados. O cliente avalia o resultado da iteração e baseado nos apontamentos do mesmo a próxima iteração é iniciada. Isso possibilita ao cliente e ao desenvolvedor perceber e reagir a riscos em cada uma das etapas evolutivas. Entretanto a metodologia espiral exige considerável experiência para avaliar os riscos e se baseia nela para obter sucesso. Encara-se que se um grande risco não for detectado indubitavelmente ocorrerão problemas.

Referências:

LOURENÇO, Marcelo. Obtendo Qualidade de Software com o RUP. Disponível em: < http://qualidade-de-software.blogspot.com/2010/03/obtendo-qualidade-de-software-com-o-rup.html >  acesso em 05 mar. 2011.

PRESSMAN, Roger S. Engenharia de Software : 6 ed. São Paulo: McGraw Hill/Nacional, 2006.

SOARES, Michel dos Santos. Comparação entre Metodologias Ágeis e Tradicionais para o Desenvolvimento de Software. 2004. Disponível em: < http://www.dcc.ufla.br/infocomp/artigos/v3.2/art02.pdf > acesso em: 04 abr. 2011.

SOMMERVILLE, Ian. Engenharia de Software : 8 ed. Rio de Janeiro: Prentice-Hall, 2008.

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Engenharia De Software

A Engenharia de Software é uma área da engenharia que se propõe a fornecer parâmetros para o desenvolvimento de softwares. Ela está relacionada a todos os aspectos do desenvolvimento de software, abrangendo desde aspectos iniciais como a especificação de requisitos até processos de manutenção (SOMMERVILLE, 2008). A Engenharia de Software engloba três elementos – métodos, ferramentas e procedimentos – que permite controlar o processo de desenvolvimento e oferece uma base sólida para a implementação de softwares de forma produtiva e com qualidade. Os métodos fornecem os detalhes do que fazer para se construir o software, as ferramentas fornecem apoio automatizado ou semi-automatizado aos métodos e por fim os procedimentos formam um elo que conecta os métodos e as ferramentas permitindo assim o desenvolvimento do software de forma racional e oportuna (PRESSMAN, 2006).

O termo Engenharia de Software surgiu no final dos anos 60 durante uma conferência em que se discutia a “crise do software”. A crise do software por sua vez era um resultado direto da evolução tecnológica empregada na fabricação do hardware de computador baseado em circuitos integrados. Essa evolução viabilizou a implementação de softwares antes considerados impossíveis de serem desenvolvidos. Os softwares resultantes tornavam-se cada vez maiores e o desenvolvimento informal mostrava-se cada vez mais inviável. Projetos de grande porte apresentavam, muitas vezes, anos de atraso. Os custos frequentemente superavam as previsões, o software resultante não era confiável além de ser difícil de manter e de desempenho insatisfatório (SOMMERVILLE,2008) .

Esse quadro tornou evidente a necessidade de se criar novos processos de gestão e desenvolvimento de software. Inicialmente os processos de desenvolvimento de software mantinham conceitos típicos da Engenharia. Eles ajudaram a sistematizar o processo de desenvolvimento de software e mais tarde deu origem a Engenharia de Software (SOUZA NETO, 2004). Desses processos surgiram as primeiras metodologias de desenvolvimento de software, como a metodologia cascata, a prototipação, o espiral e outros.

Referências:

PRESSMAN, Roger S. Engenharia de Software : 6 ed. São Paulo: McGraw Hill/Nacional, 2006.

SOMMERVILLE, Ian. Engenharia de Software : 8 ed. Rio de Janeiro: Prentice-Hall, 2008.

SOUZA NETO, Oscar Nogueira de. Análise Comparativa das Metodologias de Desenvolvimento de Softwares Tradicionais e Ágeis. Belém: Unama – Universidade da Amazônia, 2004.

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Engenharia de Requisitos

Os problemas que os engenheiros de software precisam solucionar, muitas vezes, podem ser muito complexos. Compreender corretamente o problema se torna muito difícil, especialmente se o sistema for novo. E claro, fica difícil definir com clareza o que o sistema deve fazer. A descrição das funções e das restrições são os requisitos do sistema. O processo de descobrir, analisar, documentar e verificar os requisitos recebe então o nome de Engenharia de Requisitos (SOMMERVILLE, 2008).

1.1 Características da Engenharia de Requisitos

O termo requisito não se aplica de forma consistente a indústria de software. Isso se deve ao fato de em alguns casos os requisitos serem encarados como uma declaração abstrata de uma função que o sistema deve fornecer ou uma restrição do sistema. Em outros casos ele é uma descrição detalhada de uma função do sistema (SOMMERVILLE, 2008). Em todo caso deve-se levar em conta que uma boa Engenharia de Requisitos é um passo fundamental para o desenvolvimento de um bom produto (PAULA FILHO, 2000).

Se uma empresa deseja estabelecer um contrato de desenvolvimento de um grande projeto a princípio ela deve fazer definição de requisitos relativamente abstrata (PAULA FILHO, 2000). Isso possibilita que os diferentes fornecedores apresentem propostas sugerindo diferentes maneiras de atender as necessidades organizacionais do cliente. Evitando ainda, que soluções predefinidas sejam adotadas em detrimento das particularidades organizacionais. Uma vez que o contrato esteja firmado o fornecedor deve então preparar uma definição de sistema bem detalhada. O que facilita a compreensão por parte do cliente e possibilita também validar o que o software fará (SOMMERVILLE, 2008).

Durante a Engenharia de Requisitos podem aparecer alguns problemas decorrentes da falta de uma separação nítida entre os dois diferentes níveis de descrição. Esses níveis podem ser distinguidos utilizando-se os termos requisitos de usuário para os requisitos abstratos de alto nível e requisitos de sistema para indicar a descrição detalhada das funcionalidades do sistema. Pode ser produzida ainda uma descrição mais detalhada associando a Engenharia de Requisitos às atividades de projeto. Para Sommerville (2008) esses dois níveis de requisitos e a especificação de projeto de software podem ser definidos do seguinte modo:

  • Requisitos de usuário são declarações em linguagem natural e diagramas contendo as funcionalidades e as restrições sob as quais o sistema deve operar. Esse documento é escrito para gerentes do cliente e dos fornecedores que não tenham conhecimento técnico detalhado do sistema.
  • Requisitos de sistema detalham funcionalidades e restrições. Esse documento pode inclusive servir como um contrato entre as partes envolvidas no projeto. Ele é escrito para os profissionais técnicos de nível sênior e para gerentes de projeto
  • Especificação de projeto de software é uma descrição abstrata do projeto de software na qual se acrescenta mais detalhes aos requisitos do sistema. Esse documento é escrito para os engenheiros de software que desenvolverão o sistema.

1.2 Requisitos Funcionais e Não Funcionais

Sommerville (2008) classifica os requisitos de sistema de software como funcionais, não funcionais e como requisitos de domínio:

  • Requisitos funcionais definem as funcionalidades do sistema como deve reagir em condições específicas e como se comportar em determinadas situações. Podem ainda declarar o que o sistema não deve fazer.
  • Requisitos não funcionais são restrições sobre serviços ou funções oferecidas pelo sistema. Dentre elas destacam-se restrições de tempo, sobre o processo de desenvolvimento e de padrões. A descrição das restrições complementa a definição de requisitos (PAULA FILHO, 2000).
  • Requisitos de domínio são restrições originárias do domínio da aplicação do sistema e refletem características do mesmo. Podem ser requisitos funcionais ou não funcionais.

A distinção entre esses diferentes tipos de requisitos não é tão clara como sugere essas definições. Um requisito pode parecer-se inicialmente não funcional, mas que quando desenvolvido com mais detalhes pode dar origem a uma série de novos requisitos funcionais. Ao discutirmos sobre requisitos devemos levar em conta que na realidade a distinção entre eles é artificial (SOMMERVILLE, 2008).

1.2.1 Requisitos funcionais

Os requisitos funcionais descrevem a funcionalidade ou os serviços que se espera que o sistema realize em benefício dos usuários (PAULA FILHO, 2000). Eles variam de acordo com o tipo de software em desenvolvimento, com usuários e com o tipo de sistema que está sendo desenvolvido. Requisitos funcionais podem ser expressos de diversas maneiras e, como já foi dito acima, em diferentes níveis de detalhamento. Os requisitos funcionais de usuários definem recursos específicos que devem ser fornecidos pelo sistema (SOMMERVILLE, 2008).

É natural para um desenvolvedor de sistemas interpretar um requisito ambíguo para simplificar sua implementação. Entretanto isso pode não ser necessariamente o que o cliente necessita. Surgem então novos requisitos e é necessário realizar alterações no sistema, o que afetará diretamente o tempo e o custo do projeto.

Inicialmente a especificação de requisitos funcionais deve ser completa – deve definir todos os requisitos de usuário e refletir as decisões de especificação tomadas – e consistente – os requisitos não devem ter definições contraditórias (PAULA FILHO, 2000). Entretanto, na realidade, em sistemas complexos e grandes, é quase impossível atingir a consistência e a completeza dos requisitos. Isso ocorre, principalmente, em função da complexidade inerente ao sistema e porque as pessoas possuem diferentes pontos de vistas em relação a um problema. Esses problemas somente emergem após uma análise mais aprofundada. À medida que os problemas vão sendo descobertos, deve se ir atualizando o documento de requisitos (SOMMERVILLE, 2008).

1.2.2 Requisitos não funcionais

Os requisitos não funcionais são aqueles que não dizem respeito diretamente às funcionalidades fornecidas pelo sistema. Podem estar relacionados a propriedades de sistemas emergentes, como confiabilidade, tempo de resposta, espaço em disco, desempenho e outros atributos de qualidade do produto (PAULA FILHO, 2000). Às vezes podem dizer respeito ao sistema como um todo. Isso significa que na maioria das vezes eles são mais importantes que os requisitos funcionais individuais. Se uma falha em cumprir um requisito funcional pode comprometer parte do sistema, uma falha em cumprir um requisito não funcional pode tornar todo o sistema inútil (SOMMERVILLE, 2008).

Nem sempre os requisitos não funcionais dizem respeito ao sistema de software a ser desenvolvido. Muitas vezes requisitos não funcionais podem restringir o processo utilizado para desenvolver o sistema. Requisitos de processo podem abranger desde uma especificação de padrões de qualidade a ser utilizada no processo até uma especificação de ferramentas as serem utilizadas.

Os requisitos não funcionais surgem de acordo com as necessidades dos usuários, em razão de restrições orçamentárias, de politicas organizacionais, pela necessidade de interoperabilidade com outros sistemas de software ou hardware e até mesmo em função de fatores externos. Esses últimos podem ser por exemplo de natureza legal ou de segurança.

Sommerville (2008) classifica os requisitos não funcionais em:

  • Requisitos de produto que especificam o comportamento do produto. Podem restringir, por exemplo, a liberdade dos projetistas a utilizar uma determinada linguagem.
  • Requisitos organizacionais que são procedentes de políticas e procedimentos adotados nas organizações do cliente e do desenvolvedor. Especifica que o sistema deve ser de acordo com um processo-padrão da empresa.
  • Requisitos externos que abrange tópicos advindos de fatores externos ao sistema. Dentre eles destacam-se os requisitos de interoperabilidade, os requisitos éticos e os requisitos legais que devem ser observados a fim de garantir que o sistema opera de acordo com a lei.

Um problema dos requisitos não funcionais é que geralmente eles são de difícil verificação e quantificação em uma primeira versão do produto (PAULA FILHO, 2000). Podem ser escritos para refletir os objetivos gerais do cliente como usabilidade, recuperação à falhas ou rapidez de resposta ao usuário. Esses requisitos são problemáticos na medida em que abrem a possibilidade e múltiplas interpretações e claro discussões quando o sistema é entregue (SOMMERVILLE, 2008).

O ideal é que os requisitos não funcionais sejam expressos de forma quantitativa utilizando-se métricas que possam ser testadas. Algumas das principais métricas para testar os requisitos não funcionais são, a velocidade, o tamanho, a usabilidade, a confiabilidade, a robustez e a portabilidade.

Todavia a especificação quantitativa de requisitos também se mostra problemática uma vez que os clientes podem não conseguir traduzir suas metas em requisitos quantitativos. Não há, por exemplo, uma métrica capaz de mensurar a facilidade de manutenção. Por esse motivo, os documentos de requisitos podem incluir declarações de metas junto aos requisitos. Elas são úteis, pois fornecem pistas quanto as prioridades dos clientes. Entretanto essas metas podem ser mal entendidas e não serem objetivamente verificadas.

Requisitos não funcionais podem entrar em conflito e interagir com outros requisitos funcionais do sistema. Muitas vezes pode ser impossível equilibrar diferentes requisitos não funcionais sendo necessário sacrificar um em detrimento de outro de maior importância para a aplicação. É o que Sommerville (2008) chama de encontrar uma “compensação” para minimizar o impacto no sistema como um todo de uma escolha por atender um determinado requisito não funcional em detrimento de outro. De forma similar o PMBOK (2008) afirma que com frequência são necessárias compensações entre os requisitos e os objetivos do projeto. Destaca ainda que essas compensações irão variar de projeto para projeto.

É recomendável que requisitos funcionais e não funcionais sejam diferenciados em um documento de requisitos; embora isso não seja fácil. Se os requisitos não funcionais forem definidos separadamente dos requisitos funcionais será difícil relacioná-los. Por outro lado se forem definidos juntos, será difícil separar considerações funcionais de não funcionais e delinear requisitos que dizem respeito ao sistema como um todo. Sendo assim é preciso encontrar um equilíbrio adequado que irá depender do tipo de sistema. O ideal é que seja criada uma seção separada no documento de requisitos listando aqueles que claramente se relacionam (SOMMERVILLE, 2008).

1.3 Requisitos de Domínio

Os requisitos de domínio são derivados do domínio da aplicação do sistema que podem ser novos requisitos funcionais em si, podem restringir os requisitos funcionais existentes ou estabelecer como devem ser executados cálculos específicos. Muitas vezes esses requisitos refletem fundamentos do domínio da aplicação (SOMMERVILLE, 2008). Sem uma compreensão satisfatória desses requisitos pode ser impossível fazer o sistema operar de forma satisfatória (PRESSMAN, 2006).

Esses requisitos são expressos com o uso de uma linguagem específica do domínio da aplicação e, geralmente, de difícil compreensão para os engenheiros de software. Os especialistas do domínio podem, por julgarem óbvio, deixarem de fornecer informações importantes e como resultado o requisito pode não ser implementado de forma satisfatória (SOMMERVILLE, 2008).

1.4 Requisitos de Usuário

Os requisitos de usuários descrevem os requisitos funcionais e não funcionais de forma compreensível pelos usuários do sistema que não têm conhecimentos técnicos detalhados. Devem especificar somente o comportamento externo do sistema evitando o quanto for possível das características do projeto de sistema. Podem ser escritos em linguagem natural, formulários e diagramas simples e intuitivos. Entretanto de acordo com Sommerville (2008) podem surgir alguns problemas quando os requisitos são escritos em linguagem natural:

  • Falta de clareza não é fácil utilizar a linguagem natural de forma precisa e sem ambiguidades sem acarretar em um documento de difícil leitura.
  • Confusão de requisitos os requisitos funcionais e não funcionais, os objetivos do sistema e informações do projeto podem estar definidos de forma obscura.
  • Fusão de requisitos vários requisitos distintos podem ser unificados em um único requisito.

Uma boa pratica é isolar requisitos de usuário de requisitos de sistema caso contrário os leitores podem ser sobrecarregados por detalhes técnicos que não lhes são relevantes. A fim de minimizar divergências na elaboração requisitos de usuário Sommerville (2008)  recomenda que:

  • Se crie um formato-padrão e certifique que todas as definições de requisitos estejam de acordo com ele.
  • Utilize a linguagem de forma consistente, distinguindo requisitos obrigatórios dos desejáveis.
  • Ressalte partes importantes dos requisitos.
  • Evite o uso de jargões técnicos.

1.5 Requisitos de Sistema

Requisitos de sistema são descrições mais detalhadas dos requisitos de usuário. Podem servir de base para um contrato de implementação e devem especificar completa e consistentemente todo o sistema. São utilizados como ponto de partida para o projeto do sistema. Inicialmente eles deveriam definir o que o sistema deveria fazer e não como ele teria de ser implementado. Entretanto de acordo com Sommerville (2008) isso é quase impossível por diferentes motivos:

  • A definição de uma arquitetura inicial do sistema pode ser definida para auxiliar a estruturar a especificação de requisitos.
  • Frequentemente os sistemas devem interagir com outros sistemas restringindo o sistema e consequentemente gerando novos requisitos.
  • O uso de um projeto específico pode ser um requisito externo de sistema.

A linguagem natural é frequentemente usada para escrever especificações de requisitos de sistema. Todavia, de acordo com Sommerville (2008) quando ela é usada para especificar requisitos de forma detalhada isso pode provocar problemas:

  • A linguagem natural está sujeita a ambiguidades
  • Uma especificação de requisitos em linguagem natural é muito flexível permitindo dizer a mesma coisa de diferentes formas.
  • Não existe nenhum meio fácil de padronizar especificações de requisitos escritos em linguagem natural.

As especificações de requisitos escritas em linguagem natural estão sujeitas a divergências. Frequentemente, elas só são descobertas em fases posteriores do processo de software. As soluções, quase sempre, levam a um aumento no custo e no tempo do projeto.

Enfim, as informações dos documentos de softwares irão variar de acordo com o tipo de software em desenvolvimento e da abordagem adotada para fazê-lo. E nada mais são que esboços (PRESSMAN, 2008) que podem ser usados para descrever as funcionalidades de um sistema. Dependendo da abordagem escolhida o documento de requisitos irá variar no enfoque e no tamanho. O documento poderá ter desde uma simples definição geral do escopo para um dado processo até um documento extremamente detalhado para outro processo. A decisão de qual adotar caberá aos engenheiros de software e sua decisão frente às características do sistema.

Referências:

SOMMERVILLE, Ian. Engenharia de Software : 8 ed. Rio de Janeiro: Prentice-Hall, 2008.

PRESSMAN, Roger S. Engenharia de Software : 6 ed. São Paulo: McGraw Hill/Nacional, 2006.

PMBOK. Um guia do conhecimento em gerenciamento de projetos (Guia PMBOK). 4 ed. Pennsylvania: Project Management Institute, Inc., 2008.

PAULA FILHO, Wilson de Pádua. Engenharia de Software: fundamentos, métodos e padrões. São Paulo: LTC Editora, 2000.

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