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Engenharia de Software
Capítulo 4 – Processos de Software
Slides adaptados do capítulo 3 do Sommerville, 2000
Disponíveis em inglês em www.software-engin.com
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 1
Traduzidos por Jacinta Pereira
Graduando do Curso de Letras da UFC
Apresentados por Rossana AndradePh.D, SITE, University of Ottawa, Canadá
Profa. Departamento de Computação, Centro de Ciências,Universidade Federal do Ceará
[email protected]://great.ufc.br
Processos de Software
� Conjuntos de atividades coerentes para especificar, projetar, implementar
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 2
e testar sistemas de software
Objetivos
� Introduzir modelos de processo de software
� Descrever uma variedade de modelos de processo e quando eles podem ser usados
Descrever esboços de modelos de processo para
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 3
� Descrever esboços de modelos de processo para engenharia de requisitos, desenvolvimento de software, teste e evolução
� Apresentar a tecnologia CASE para dar suporte às atividades de processo de software
Tópicos abordados
� Modelos de processo de software
� Iteração do Processo
� Especificação de Software
Projeto e implementação do Software
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 4
� Projeto e implementação do Software
� Validação do Software
� Evolução do Software
� Suporte de processo automatizado
O processo de software
� Um conjunto estruturado de atividades requeridas para desenvolver um sistema de software• Especificação
• Projeto
• Implementação
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 5
• Implementação
• Validação e Verificação
• Evolução
� Um modelo de processo de software é uma representação abstrata de um processo. Apresenta uma descrição de um processo de alguma perspectiva particular
Modelos genéricos de processo de software
� O modelo cascata• Separa e distingue fases de especificação e desenvolvimento
� Desenvolvimento evolucionário• Especificação e desenvolvimento são entrelaçados
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 6
• Especificação e desenvolvimento são entrelaçados
� Desenvolvimento Formal de sistemas • Um modelo de sistema matemático é formalmente transformado
para uma implementação
� Desenvolvimento baseado na reutilização• O sistema é montado a partir de componentes existentes
Modelo CascataRequirements
definition
System andsoftware design
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 7
Implementationand unit testing
Integration andsystem testing
Operation andmaintenance
Fases do modelo cascata
� Análise e definição de requisitos
� Projeto do sistema e do software
� Implementação e teste da unidade
Integração e teste do sistema
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 8
� Integração e teste do sistema
� Operação e manutenção
� A desvantagem do modelo cascata é a dificuldade de acomodar mudanças depois que o processo está em andamento
Problemas do modelo cascata
� Partição inflexível do projeto em diferentes estágios
� Isto faz com que seja difícil responder aos requisitos mutáveis dos clientes
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 9
requisitos mutáveis dos clientes
� Portanto, este modelo só é apropriado quando os requisitos são bem entendidos
Desenvolvimento evolucionário
� Desenvolvimento exploratório • O objetivo é trabalhar com clientes e evoluir o sistema final de
um esboço de especificação inicial. Deve começar com os requisitos que estão bem entendidos
Preparação de protótipos descartáveis
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 10
� Preparação de protótipos descartáveis• Objetivo é entender os requisitos do sistema. Deve começar
com requisitos pobremente entendidos
Desenvolvimento evolucionário
SpecificationInitial
version
Concurrentactivities
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 11
ValidationFinal
version
DevelopmentIntermediate
versionsOutline
description
Desenvolvimento evolucionário
� Problemas• Falta de visibilidade do processo
• Sistemas são, em geral, pobremente estruturados
• Habilidades especiais (ex. em línguas para rápida preparação de protótipos ) podem ser requeridas
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 12
protótipos ) podem ser requeridas
� Aplicabilidade• Para sistemas interativos pequenos ou médios
• Para partes de sistemas grandes (ex. a interface de usuário)
• Para sistemas de curto-prazo
Desenvolvimento de sistemas formais
� Baseado na transformação de uma especificação matemática através de diferentes representações para um programa executável
� Transformações são ‘preservadoras de exatidão’,
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 13
� Transformações são ‘preservadoras de exatidão’, portanto, são diretas para mostrar que o programa está de acordo com sua especificação
� Contido na abordagem ‘Cleanroom’ para desenvolvimento de software
Desenvolvimento de sistemas formais
Requirements Formal Formal Integration andsystem testing
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 14
Requirementsdefinition
Formalspecification
Formaltransformation
Integration andsystem testing
Transformações Formais
Formal Executable
T1 T2 T3 T4
Formal transformations
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 15
R2Formal
specificationR3
Executableprogram
P2 P3 P4
Proofs of transformation correctness
R1
P1
Desenvolvimento de sistemas formais
� Problemas• Necessidade de habilidades especializadas e treinamento para
aplicar a técnica
• Difícil de especificar formalmente alguns aspectos do sistema como a interface de usuário
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 16
como a interface de usuário » Difícil, mas não impossível, por exemplo, redes de petri coloridas
podem ser utilizadas para especificar interfaces
� Aplicabilidade• Sistemas críticos, especialmente aqueles no qual um case de
segurança deve ser feito antes do sistema ser posto em operação
Desenvolvimento orientado ao reuso
� Engenharia de Software baseada em Componentes
� Baseado no reuso sistemático, onde os sistemas são integrados de componentes existentes ou sistemas padronizados
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 17
� Estágios do Processo• Análise do componente
• Modificação dos requisitos
• Projeto do sistema com reuso
• Desenvolvimento e integração
� Esta abordagem está se tornando mais importante, mas a experiência ainda é limitada com ela
Desenvolvimento orientado ao reuso
Requirementsspecification
Componentanalysis
System designwith reuse
Requirementsmodification
• Engenharia de Software baseada em Componentes
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 18
Developmentand integration
Systemvalidation
Iteração de Processo
� Requisitos do sistema SEMPRE evoluem no decorrer de um projeto, então a iteração do processo, onde estágios anteriores são re-trabalhados, é sempre parte de um processo para sistemas maiores
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 19
sistemas maiores � Iteração pode ser aplicada para qualquer modelo
de processo genérico� Duas abordagens (relacionadas)
• Desenvolvimento incremental• Desenvolvimento espiral
Desenvolvimento incremental� Ao invés de entregar o sistema de uma única vez, o
desenvolvimento e a entrega é dividida em incrementos com cada incremento entregando parte da funcionalidade requerida
� Os requisitos dos usuários são priorizados e os requisitos
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 20
� Os requisitos dos usuários são priorizados e os requisitos de maior prioridade são incluídos em incrementos iniciais
� Uma vez que o desenvolvimento de um incremento é iniciado, os requisitos são congelados embora requisitos para incrementos posteriores possam continuar a evoluir
Desenvolvimento incremental
Design systemarchitecture
Define outline requirements
Assign requirements to increments
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 21
Validateincrement
Develop systemincrement
Integrateincrement
Validatesystem
System incomplete
Finalsystem
Vantagens do desenvolvimento incremental
� O valor agregado ao Cliente está na entrega em cada incremento de modo que a funcionalidade do sistema estará disponível mais cedo
� Incrementos iniciais funcionam como protótipos
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 22
Incrementos iniciais funcionam como protótipos para ajudar a evocar requisitos para incrementos posteriores
� Menores riscos de falha no projeto em geral� Os serviços do sistema de alta prioridade tendem
a receber a maioria dos testes
Programação extrema
� Nova abordagem para o desenvolvimento de software baseado no desenvolvimento e entrega de incrementos de funcionalidade bem pequenos
� Conta com melhoramento constante do código,
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 23
� Conta com melhoramento constante do código, envolvimento do usuário no time de desenvolvimento e programação em pares
Desenvolvimento espiral
� Processo é representado como uma espiral ao invés de uma seqüência de atividades com retorno
� Cada volta na espiral representa uma fase no processo.
� Não existem fases fixas como especificação ou projeto –
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 24
Não existem fases fixas como especificação ou projeto –as voltas na espiral são escolhidas de acordo com o que é requerido
� Os riscos são explicitamente cotados e resolvidos durante todo o processo
Modelo espiral do processo de software
Riskanalysis
Riskanalysis
Riskanalysis
Prototype 2
Prototype 3Opera-tionalprotoype
Evaluate alternativesidentify, resolve risks
Determine objectivesalternatives and
constraints
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 25
Riskanalysis Proto-
type 1
Prototype 2 protoype
Concept ofOperation
Simulations, models, benchmarks
S/Wrequirements
Requirementvalidation
DesignV&V
Productdesign Detailed
design
CodeUnit test
IntegrationtestAcceptance
testService Develop, verifynext-level product
Plan next phase
Integrationand test plan
Developmentplan
Requirements planLife-cycle plan
REVIEW
Setores do modelo espiral
� Estabelecimento de objetivos• Objetivos específicos para a fase são identificados
� Avaliação e redução de riscos• Os riscos são avaliados e atividades postas em prática para
reduzir os riscos principias
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 26
reduzir os riscos principias
� Desenvolvimento e validação• Um modelo de desenvolvimento para o sistema é escolhido,
podendo ser qualquer um dos modelos genéricos
� Planejamento • O projeto é revisado e a fase seguinte da espiral é planejada
Especificação do Software
� O processo de estabelecer que serviços são requisitados e quais as restrições na operação e desenvolvimento do sistema
� Processo de engenharia de requisitos
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 27
� Processo de engenharia de requisitos• Estudo de viabilidade
• Elicitação e análise dos requisitos
• Especificação dos requisitos
• Validação dos requisitos
O processo de engenharia de requisitos
Feasibilitystudy
Requirementselicitation and
analysisRequirementsspecification
Requirementsvalidation
Feasibilityreport
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 28
validationreport
Systemmodels
User and systemrequirements
Requirementsdocument
Projeto e implementação de Software
� O processo de converter a especificação do sistema em um sistema executável
� Projeto de Software• Projeto de uma estrutura de software que perceba a
especificação
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 29
especificação
� Implementação• Transformar esta estrutura em um programa executável
� As atividades de projeto e implementação são intimamente relacionadas e podem ser entrelaçadas
Atividades de processo de projeto
� Projeto arquitetural
� Especificação abstrata
� Projeto de interface
Projeto de componente
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 30
� Projeto de componente
� Projeto de estrutura de dados
� Projeto de algoritmo
O processo do projeto de software
Architectural Abstract Interface Component Data Algorithm
Requirementsspecification
Design activities
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 31
Architecturaldesign
Abstractspecification
Interfacedesign
Componentdesign
Datastructuredesign
Algorithmdesign
Systemarchitecture
Softwarespecification
Interfacespecification
Componentspecification
Datastructure
specification
Algorithmspecification
Design products
Métodos do Projeto
� Abordagens sistemáticas para desenvolver um projeto de software
� O projeto é geralmente documentado como uma série de modelos gráficos
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 32
série de modelos gráficos
� Modelos possíveis• Modelo de fluxo de dados
• Modelo de atributos relacionados à entidade
• Modelo Estrutural
• Modelos de objetos
Programando e Depurando
� Transformar um projeto em um programa e remover erros do programa
� Programação é uma atividade pessoal – não existe processo de programação genérico
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 33
existe processo de programação genérico
� Programadores realizam alguns testes de programa para detectar falhas no programa e remover tais falhas no processo de depuração
O processo de depuração
Locateerror
Designerror repair
Repairerror
Re-testprogram
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 34
error error repair error program
Validação do Software
� Verificação e validação pretendem mostrar que um sistema está de acordo com sua especificação e cumpre os requisitos do cliente do sistema
� Envolve a verificação e a revisão de processos e
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 35
� Envolve a verificação e a revisão de processos e teste do sistema
� Teste de sistema envolve a execução do sistema com cases de teste que são derivados da especificação dos dados reais a serem processados pelo sistema
O processo de teste
Sub-system
Moduletesting
Unittesting
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 36
Sub-systemtesting
Systemtesting
Acceptancetesting
Componenttesting
Integration testing Usertesting
Etapas de teste� Teste da Unidade
• Os componentes individuais são testados
� Teste do Módulo• Conjuntos de componentes dependentes relacionados são testados
� Teste do Sub-sistema
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 37
� Teste do Sub-sistema• Os módulos são integrados em sub-sistemas e testados. O foco aqui
deve ser no teste da interface
� Teste do Sistema• Teste do sistema como um todo. Teste das propriedades emergentes
� Teste de Aceitação• Teste com dados do consumidor para verificar que é aceitável
Fases de teste
Requirementsspecification
Systemspecification
Systemdesign
Detaileddesign
Module andSub-systemSystem
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 38
Module andunit codeand tess
Sub-systemintegrationtest plan
Systemintegrationtest plan
Acceptancetest plan
ServiceAcceptance
testSystem
integration testSub-system
integration test
Evolução do Software
� Software é hereditariamente flexível e pode ser mudado.
� Como os requisitos mudam ao se alterar as circunstâncias de negócios, o software que
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 39
circunstâncias de negócios, o software que suporta o negócio também deve evoluir e mudar
� Embora tenha havido uma demarcação entre desenvolvimento e evolução (manutenção), este é cada vez mais irrelevante na medida que menos e menos sistemas são totalmente novos
Evolução do sistema
Assess existingsystems
Define systemrequirements
Propose systemchanges
Modifysystems
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 40
systemsrequirements changes systems
Newsystem
Existingsystems
Suporte ao processo automatizado (CASE)
� Engenharia de software auxiliada por computador (CASE) é um software para dar suporte aos processos de desenvolvimento e evolução do software
� Automação da atividade
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 41
• Editores gráficos para o desenvolvimento de modelos de sistema
• Dicionário de dados para gerenciar entidades de projeto
• Construtor Gráfico UI para a construção de interface para usuário
• Depuradores para suportar detecção de falhas no sistema
• Tradutores automáticos para gerar novas versões de um programa
Tecnologia Case
� Tecnologia Case tem levado a melhorias significantes no processo de software embora não na ordem de magnitude de melhorias que foram antes previstos
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 42
antes previstos• A engenharia de software requer pensamento criativo – isto não
é prontamente automatizável
• A engenharia de software é uma atividade de grupo e, para grandes projetos, muito tempo é utilizado em interações do grupo. A tecnologia CASE não os suporta de fato
CASE classificação
� A classificação nos ajuda a entender os diferentes tipos de ferramentas de CASE e seu suporte para atividades do processo
� Perspectiva Funcional
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 43
� Perspectiva Funcional • As ferramentas são classificadas de acordo com suas funções
específicas
� Perspectiva do Processo• As ferramentas são classificadas de acordo com as atividades do
processo que suportam
� Perspectiva da Integração• As ferramentas são classificadas de acordo com sua organização
em unidades integradas
Classificação das Ferramentas Funcionais
Tool type Examples
Planning tools PERT tools, estimation tools,spreadsheets
Editing tools Text editors, diagram editors, wordprocessors
Change management tools Requirements traceability tools, changecontrol systems
Configuration management tools Version management systems, system
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 44
Configuration management tools Version management systems, systembuilding tools
Prototyping tools Very high-level languages,user interface generators
Method-support tools Design editors, data dictionaries, codegenerators
Language-processing tools Compilers, interpretersProgram analysis tools Cross reference generators, static
analysers, dynamic analysersTesting tools Test data generators, file comparatorsDebugging tools Interactive debugging systemsDocumentation tools Page layout programs, image editorsRe-engineering tools Cross-reference systems, program re-
structuring systems
Classificação baseada em atividades (Funcional vs. Processo)
Reengineering tools
Testing tools
Debugging tools
Program analysis tools
Language-processingtools
Method support toolsMethod support tools
Prototyping tools
Configurationmanagement tools
Change management tools
Documentation tools
Editing tools
Planning tools
Specification Design Implementation Verificationand
Validation
Perspectiva de Integração CASE
� Ferramentas• Suporta tarefas individuais do processo como verificação da
consistência de um projeto, edição de texto, etc.
� Áreas de trabalho (workbenches)
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 46
• Suporte a fases do processo como especificação ou projeto. Normalmente inclui uma variedade de ferramentas integradas
� Ambientes• Suporta tudo ou uma parte substancial de todo um processo de
software. Normalmente inclui várias áreas de trabalho integradas
Ferramentas, áreas de trabalho e ambientes
EnvironmentsWorkbenchesTools
CASEtechnology
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 47
Single-methodworkbenches
General-purposeworkbenches
Multi-methodworkbenches
Language-specificworkbenches
Programming TestingAnalysis and
design
Integratedenvironments
Process-centredenvironments
Filecomparators
CompilersEditors
Pontos chave
� Processos de software são as atividades envolvidas na produção e evolução de um sistema de software. Eles são representados em um modelo de processo de software
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 48
modelo de processo de software
� As atividades gerais são especificação, projeto e implementação, validação e evolução
� Modelos genéricos de processo descrevem a organização processos de software
� Modelos iterativos de processo descrevem o processo de software como um de atividades
Pontos chave
� Engenharia de requisitos é o processo de desenvolver uma especificação de software
� Os processos de projeto e implementação transformam a especificação em um programa executável
A Validação envolve verificar que o sistema cumpre com as
©Ian Sommerville 2000 Baseado no Capítulo 3 de Software Engineering, 6th edição . Slide 49
� A Validação envolve verificar que o sistema cumpre com as especificações e as necessidades do usuário
� Evolução se preocupa em modificar o sistema depois que ele está em uso
� Tecnologia CASE suporta atividades de processo de software