Modelo de Métodos Formais

Os métodos formais são técnicas baseadas em formalismos matemáticos que podem ser usados para a especificação, desenvolvimento e verificação de sistemas de software. Seu uso para o desenvolvimento de software é motivado pela base que fornecem garantindo confiabilidade e robustez a um projeto, uma vez que executam análises matemáticas apropriadas. No entanto, o alto custo do uso de métodos formais restringe o seu uso ao desenvolvimento de sistemas de alta integridade, no qual há alta probabilidade das falhas conduzirem à perda de vidas ou sérios prejuízos (como nas missões espaciais e no controle de voos, por exemplo). 

Ônibus espacial

Exemplo de sistema crítico. Fonte: Everett Historical/shutterstock

No modelo de Métodos Formais, também conhecido como Engenharia de Software Cleanroom (Sala Limpa), uma questão fundamental é garantir que o software é realmente uma solução para o problema proposto. Para realizar tal tarefa deve-se primeiro construir um modelo da solução (especificação) utilizando uma linguagem formal. (FACIN, 2002). Tendo este modelo formal como base, o método permite:

• realizar provas matemáticas que garantem que este modelo possui as propriedades requisitadas (verificação);
• analisar se a solução proposta é aceitável do ponto de vista de desempenho, indicando quais as melhores estratégias para implementação a serem seguidas;
• validar o modelo através de simulações;
• realizar o desenvolvimento do software, sendo possível provar que a implementação está correta (geração de código correto).

Dentre os vários métodos de especificação formal existentes, destacam-se o método Z, que já foi utilizado em várias aplicações práticas, e o método de gramáticas de grafos, por possuir uma linguagem visual de representação e descrever com naturalidade fenômenos de sistemas concorrentes.

De uma maneira mais abrangente, podemos caracterizar assim o modelo de Métodos Formais:

• Permite especificar, desenvolver e verificar um software através de uma rigorosa notação matemática;
• Fornece um mecanismo para eliminar muitos problemas encontrados nos outros modelos, como ambiguidade, incompletude e inconsistência, que podem ser descobertos e corrigidos mais facilmente através de análise matemática;
• Promete o desenvolvimento de software livre de defeitos;
• Consome muito tempo de desenvolvimento e é muito caro.

Como poucos desenvolvedores possuem o conhecimento necessário para utilizá-lo, são requeridos muitos cursos e treinamentos. É difícil usar tais modelos matemáticos formais como meio de comunicação com a maioria dos clientes. Assim, como já dissemos, sua área de aplicação é muito restrita, abrangendo, principalmente, aplicações críticas.

Modelos de Processo – Parte 2

Os Modelos de Processo Especializados que consideram as características de um ou mais modelos: o Desenvolvimento Baseado em Componentes, o Método Formal, o Processo Unificado, e faremos uma descrição geral dos Métodos Ágeis de Desenvolvimento.

Desenvolvimento Baseado em Componentes

O Desenvolvimento Baseado em Componentes ou CBD – Component-Based Development, também é conhecido como Component-Based Software Engineering (CBSE) ou simplesmente como Componente de Software. Os desenvolvedores costumam utilizar componentes de software que são encontrados em bibliotecas de uso gratuito, mas alguns também utilizam componentes que ficam disponíveis para compra. Estes componentes são conhecidos como COTS – Commercial-Off-The-Shelf, ou Software Comercial de Prateleira. Geralmente estes componentes oferecem funcionalidades com interfaces bem definidas, que podem ser facilmente integrados no software sendo desenvolvido.

 

 

 

Desenvolvimento basedo em componentes. Fonte: Sentavio/shutterstock

O método de Desenvolvimento Baseado em Componentes incorpora as características de construção de componentes de biblioteca ao Modelo Espiral. De natureza evolucionária, adota uma abordagem iterativa para a criação de software. Assim, o modelo constrói aplicações a partir de componentes de software previamente preparados. As atividades de modelagem e construção começam com a identificação de componentes candidatos. Esses componentes podem ser projetados como módulos de software convencional ou como classes, ou pacotes de classes, orientadas a objeto.

No paradigma orientado a objetos uma classe encapsula dados e algoritmos, que também podem ser utilizados para manipular os dados. Através desta abordagem uma biblioteca de classes pode ser construída com as classes identificadas no desenvolvimento do software, e a partir de então toda iteração da espiral deverá verificar o conteúdo da biblioteca que pode ser reutilizado.

De acordo com Pressman (2011, p. 69), o modelo de Desenvolvimento Baseado em Componentes leva ao reuso de software, e a reusabilidade fornece aos engenheiros vários benefícios, como redução no tempo do ciclo de desenvolvimento e dos custos do projeto.

Modelos Incrementais de Processo

Há diversas situações em que os requisitos iniciais do software estão razoavelmente bem definidos, mas o escopo global do processo de desenvolvimento claramente elimina uma abordagem puramente linear ou sequencial. Adicionalmente pode haver a necessidade de se fornecer rapidamente um conjunto limitado de funcionalidades do software aos usuários e depois refinar, melhorar e expandir aquela funcionalidade em versões mais avançadas do software. Nestes casos, os modelos de processo que produzem software em incrementos são os mais indicados.

Os processos incrementais que discutiremos aqui incluem o Modelo Incremental e o Modelo RAD – Rapid Application Development (Desenvolvimento Rápido de Aplicação), com base em Pressman (2011).

Modelo Incremental

O modelo incremental aplica elementos do modelo em cascata, mas de forma interativa. Este modelo, assim como a prototipagem, é incremental, mas o que o diferencia da prototipagem é o fato de ele ter como objetivo apresentar um produto operacional a cada incremento realizado. Este processo pode ser visto na figura.

Modelo de Processo Incremental. Fonte: baseado em (PRESSMAN, 2010)

Esse modelo é muito útil quando a empresa não possui mão de obra disponível, em um dado período, para uma implementação completa, dentro do prazo estipulado.

De uma forma geral, o Modelo Incremental apresenta as características:

• Combina elementos do Modelo em Cascata (aplicado repetitivamente) com a filosofia iterativa da Prototipação;
• Aplica sequências lineares de uma forma racional à medida que o tempo passa;
• Cada sequência linear produz um incremento do software e pode gerar uma entrega parcial do produto;
• Os primeiros incrementos são versões simplificadas do produto final;
• O primeiro incremento é chamado de “núcleo do produto” (core).

Um exemplo clássico de aplicação do Modelo Incremental é o desenvolvimento de um processador de texto. Para este projeto as etapas incrementais poderiam ser assim definidas:

1. Primeiro Incremento: poderia efetuar as funções de controle de versões de arquivos, edição e produção de documentos.
2. Segundo Incremento: adicionaria capacidade de edição e de produção de documentos mais sofisticados.
3. Terceiro Incremento: incluiria a verificação sintática e gramatical.
4. Quarto Incremento: adicionaria a capacidade avançada de disposição de página.

Note que todo o processo pode se repetir até que um produto completo seja produzido.

Modelo RAD - Rapid Application Development

O modelo RAD – Rapid Application Development (Desenvolvimento Rápido de Aplicação) é uma adaptação do modelo em Cascata, mas que enfatiza um desenvolvimento extremamente rápido. A alta velocidade é conseguida por meio de uma abordagem de construção baseada em componentes, ou seja, o sistema é modularizado.

Se os requisitos forem bem definidos e o objetivo do projeto for restrito, a equipe pode criar um sistema plenamente funcional em pouco tempo.

O RAD se enquadra no modelo de atividades de arcabouço do Modelo em Cascata:

• Comunicação: atividade em que se entende o problema de negócio, as características das informações e é realizado o levantamento de requisitos.
• Planejamento: atividade essencial. Várias equipes trabalham em paralelo em diferentes funções.
• Modelagem: estabelece representações de projeto que servem como base para a atividade de construção. Abrange três fases:
1. Modelagem de negócio
2. Modelagem de dados
3. Modelagem de processo
• Construção: faz uso de componentes de software preexistentes e geração de códigos.
• Emprego (ou implantação): estabelece a base para iterações subsequentes, se necessárias.

A figura apresenta a representação esquemática do modelo RAD em relação ao modelo sequencial tradicional.

Modelo RAD x Modelo Tradicional. Fonte: http://www-old.novulo.com/Rad.aspx

As situações de desenvolvimento mais adequadas para se utilizar o Modelo RAD incluem:

• Projetos em que os requisitos estão bem definidos, o objetivo do sistema é restrito e se deseja criar um “sistema plenamente funcional” dentro de períodos muito curtos (por exemplo, de 60 a 90 dias);
• Projetos em que há fortes restrições de tempo impostas pelo cliente;
• Aplicações que podem ser modularizadas de forma que cada função principal possa ser completada em menos de 3 meses;
• Projetos em que cada função principal possa ser alocada para uma equipe distinta e depois integradas para formar o todo do produto.

Mas a utilização do modelo RAD também pode implicar em problemas. Para projetos grandes, mas mensuráveis, o RAD requer um número elevado de recursos humanos que sejam suficientes para criar um número adequado de equipes. Além disso, o RAD requer um comprometimento entre desenvolvedores e clientes para que as atividades possam ser realizadas rapidamente e o sistema seja concluído em um tempo curto. Se o comprometimento for abandonado por qualquer das partes, o projeto falhará. O uso do RAD também não é apropriado quando os riscos técnicos são grandes (por exemplo, quando a aplicação faz uso de uma nova tecnologia).

Modelos Evolucionários de Processo

São modelos que consideram a natureza evolutiva do software. Os modelos evolucionários são iterativos. São implementados de forma a permitir o desenvolvimento de versões cada vez mais completas do software. Suas características incluem:

• São usados quando o deadline (limite de tempo) não é adequado para o desenvolvimento do software, ou seja, a data de término não é realística (por exemplo, prazos reduzidos de mercado por causa da competitividade).
• Uma versão limitada pode ser introduzida para atender a essa competitividade e às pressões do negócio.
• São liberados produtos core (núcleo dos produtos) ao longo do desenvolvimento.
• Os detalhes e extensões do projeto são definidos ao longo do desenvolvimento.

Os modelos que são agrupados nesta categoria são: Prototipação, Modelo Espiral e Modelo Concorrente, que são apresentados a seguir.

Prototipação

É um modelo de processo que possibilita que o desenvolvedor crie um modelo do software que deve ser construído. Idealmente, o modelo (protótipo) serve como um mecanismo para identificar os requisitos do software. É apropriado para quando o cliente definiu um conjunto de objetivos gerais para o software, mas não identificou requisitos de entrada, processamento e saída com detalhes.

Envolve o desenvolvimento de uma versão inicial do sistema baseada no atendimento dos requisitos ainda pouco definidos. Este processo permite a descoberta de falhas difíceis de serem encontradas na comunicação verbal, servindo de apoio à fase de levantamento de requisitos prevenindo as possíveis falhas no sistema.

O objetivo principal de um protótipo é simular a aparência e funcionalidade do software, permitindo que os clientes, analistas, desenvolvedores e gerentes compreendam plenamente os requisitos do sistema interagindo, avaliando, alterando e aprovando as características mais relevantes que o produto deve ter. A figura ilustra este processo.

Modelo de Prototipação.
Fonte: baseado em PRESSMAN (2011, p. 63)

Certamente a redução de custos no desenvolvimento é um dos grandes ganhos da prototipação, pois envolve diretamente o usuário final permitindo um desenvolvimento mais próximo dos desejos do cliente e priorizando a facilidade de uso. Assim, pode-se obter um nível de satisfação maior em função do menor número de erros ou falhas de desenvolvimento comuns na passagem de informação entre o analista (que fez o levantamento de requisitos) e o desenvolvedor (equipe de desenvolvimento).

Um dos riscos envolvidos neste modelo é o descomprometimento com a análise do produto, visto que os envolvidos podem se apoiar totalmente no modelo prototipado gerando uma expectativa muitas vezes irrealista de desempenho, em função do protótipo ser muito mais enxuto do que o produto final e estar em um ambiente controlado.

Além disso, o cliente não sabe que o software que ele vê não considerou, durante o desenvolvimento, a qualidade global e a manutenibilidade em longo prazo. Ele pode, também, não aceitar facilmente a ideia de que a versão final do software está sendo construída e tentar forçar a utilização do protótipo como produto final.

Outro risco deste modelo é que o desenvolvedor frequentemente faz uma implementação comprometida (utilizando partes de programas existentes, geradores de relatórios, geradores de janelas) com o objetivo de produzir rapidamente um protótipo executável. Depois de um tempo ele se familiariza com essas escolhas, e pode se esquecer que elas não são apropriadas para o produto final.

Embora não seja livre de problemas, a prototipação é um modelo eficiente, pois cada protótipo é construído a partir de um acordo entre o cliente e o desenvolvedor. Deve estar claro para ambos que o protótipo é utilizado como um mecanismo que permite a definição dos requisitos do projeto. A figura  traz outra visão deste processo.

 

Outra visão do Modelo de Prototipação.
Fonte: www.ebah.com.br

Modelo Espiral

O modelo espiral foi desenvolvido para abranger as melhores características do Modelo em Cascata e da Prototipação, acrescentando, ao mesmo tempo, um novo elemento: a análise de riscos. Foi desenvolvido por Barry Boehm (1988) em seu artigo intitulado “A Spiral Model of Software Development and Enhancement”. Este modelo foi o primeiro a explicar o porquê do modo iterativo e elencar suas vantagens.

As iterações têm uma duração típica de seis meses a dois anos. Cada fase inicia-se com um objetivo esperado e termina como uma revisão, pelo cliente, do progresso (que deve ser interna) e assim por diante. Esforços de análise e engenharia são aplicados em cada fase do projeto, tendo sempre o foco no objetivo do projeto. A figura ilustra este processo.

Modelo Espiral. Fonte: baseado em PRESSMAN (2011, p. 65)

As principais características deste modelo são:

• Engloba a natureza iterativa da Prototipação com os aspectos sistemáticos e controlados do Modelo em Cascata;
• Fornece potencial para o desenvolvimento rápido de versões incrementais do software;
• O processo se inicia com a equipe de desenvolvimento movendo-se em volta da espiral, no sentido horário, a partir do centro;
• O primeiro circuito em torno da espiral pode resultar na especificação do produto;
• Nas primeiras iterações, a versão incremental pode ser um modelo em papel ou um protótipo;
• Nas iterações mais adiantadas são produzidas versões incrementais mais completas e melhoradas.

É uma abordagem realística para o desenvolvimento de software de grande porte. Como o software evolui na medida em que o processo avança, o cliente e o desenvolvedor entendem melhor e reagem aos riscos em cada nível evolucionário. Para pequenos projetos, os conceitos de desenvolvimento de software ágil tornam-se uma alternativa mais viável.

Como vantagens deste modelo, podemos citar: estimativas realísticas dadas à identificação de problemas importantes logo no início do processo; versatilidade para lidar com mudanças (quando inevitáveis); desenvolvimento antecipado por parte dos engenheiros de software, que têm visibilidade das necessidades por fases; e uso da prototipagem (em qualquer estágio de evolução do produto) como mecanismo de redução de risco.

No entanto, o uso do modelo Espiral exige considerável experiência na determinação de riscos e depende dessa experiência para ter sucesso. Além disso, pode ser difícil convencer os clientes que uma abordagem “evolutiva” é controlável.

Modelo de Processo Concorrente

De acordo com Pressman (2011, p. 67), o modelo de Desenvolvimento Concorrente, também chamado de Engenharia Concorrente, pode ser representado, esquematicamente, como uma série de atividades de arcabouço, ações e tarefas da Engenharia de Software e seus estados associados.

Um exemplo do uso deste modelo pode ver visto na figura. A figura traz a atividade “Modelagem” do modelo Espiral (mostrado na figura anterior), espelhada no modelo Concorrente.

Transições de Estado no Modelo de Processo Concorrente. Fonte: baseado em PRESSMAN (2011, p. 67)

No modelo Concorrente, uma atividade pode estar em qualquer um dos estados apresentados na figura 17 (em desenvolvimento, sob inspeção ou em exame, aguardando modificações etc.) a qualquer tempo. O modelo define uma série de eventos que vão disparar transições de um estado para outro, para cada uma das atividades, ações ou tarefas da Engenharia de Software. Por exemplo, suponha que durante os estágios da etapa de projeto, descobre-se uma inconsistência no modelo de análise. Isso geraria o evento “correção no modelo de análise”, que, por sua vez, implicaria na passagem da atividade de análise do estado “pronto” para o estado “aguardando modificações”.

De forma geral, as principais características deste modelo são:

• Todas as atividades ocorrem em paralelo, mas estão em diferentes estados;
• O modelo define uma série de eventos que vão disparar transições de estado para estado, para cada uma das atividades;
• Em vez de usar uma sequência como o modelo em cascata, ele define uma rede de atividades;
• Eventos gerados dentro de certa atividade ou em algum outro lugar da rede de atividades disparam transições entre estados de uma atividade;
• Pode ser aplicado a todo tipo de desenvolvimento de software e fornece uma visão exata de como está o estado do projeto;
• Em vários projetos pode existir uma simultaneidade (concorrência) entre as várias atividades de desenvolvimento e de gestão de projetos;
• É representado como uma série de grandes atividades técnicas, tarefas e seus estados associados (fornece um panorama preciso do estado atual do projeto).

Modelos Prescritivos de Processo

Processos prescritivos, segundo Pressman (2011, p. 58), “prescrevem um conjunto de elementos de processo- atividades metodológicas, ações de engenharia de software, tarefas, produtos de trabalho, garantia da qualidade e mecanismos de controle de mudanças para cada projeto”. Cada processo também prescreve um fluxo de trabalho, que define a forma pela qual os elementos do processo se inter-relacionam.

Enquanto um modelo descritivo retrata como um processo é executado, um modelo prescritivo retrata como um processo deveria ser executado. Assim, um modelo prescritivo é uma recomendação que pode ser adaptada ou melhorada pela empresa/equipe de software que for adotá-la.

Os instrumentos prescritivos do processo de planejamento estratégico explicitam o que deve ser feito pela organização para se direcionar o esforço de desenvolvimento de software. Um modelo prescritivo de processo atua como complemento com conjuntos explícitos de tarefas explícitas para o desenvolvimento. Cada modelo prescritivo de processo também prescreve um fluxo de trabalho ou maneira como os elementos se inter-relacionam.

Há vários modelos que são classificados nesta categoria e vamos estudá-los com base em Pressman (2011):

• Modelo em Cascata
• Modelos Evolucionários
  • Modelo de Prototipagem
  • Modelo Espiral
  • Modelo Concorrente
• Modelos Incrementais
  • Modelo RAD
  • Modelo Incremental

Modelo em Cascata

No modelo em cascata, também conhecido como ciclo de vida clássico, o processo de desenvolvimento de software é visto como uma abordagem sistemática e sequencial que começa com a especificação dos requisitos do cliente e progride seguindo as etapas de planejamento, modelagem, construção e implantação do sistema, culminando na manutenção progressiva do produto entregue, conforme ilustra a figura.

Modelo em Cascata. Fonte: baseado em PRESSMAN (2011, p. 60)

Este modelo é o paradigma mais antigo da Engenharia de Software e é bastante criticado em função dos problemas encontrados nos projetos em que é aplicado. A realidade tem mostrado que em um projeto raramente se segue o fluxo sequencial que o modelo propõe, gerando problemas futuros que oneram os custos e prazos. Uma das causas mais comuns deste problema é a dificuldade do cliente em declarar claramente todas as suas necessidades e expectativas, ou seja, de definir todos os requisitos inicialmente. O foco incorreto ou não claro pode gerar uma distorção que reflete diretamente na percepção de qualidade por parte do próprio cliente. Isso pode levar a entregas parciais do produto, o que exige que o cliente tenha muita paciência durante os aceites parciais que são formalizados em um Documento de Encerramento do Projeto com observações no campo Restrições, “Entrega Parcial de Projeto”, que contém detalhes quanto à aceitação condicional do projeto por parte do cliente.

Os trabalhos de desenvolvimento de software atuais seguem ritmos muito rápidos, sujeitos a diversas modificações, o que torna o modelo em cascata inadequado para esses tipos de projeto. Mas, cumpre ressaltar, caro aluno, que embora o Modelo em Cascata ou Ciclo de Vida Clássico tenha fragilidades, ele é significativamente melhor do que uma abordagem casual para o desenvolvimento de software.

Modelos de Processo - Parte 1

Descreveremos o que é um processo de software e elencaremos os principais modelos de processo que apoiam o desenvolvimento de software e são classificados como prescritivos. Aqui vamos estudar o Modelo em Cascata, os Modelos Evolucionários (Modelo de Prototipagem, Modelo Espiral e Modelo Concorrente) e os Modelos Incrementais de Processo (Modelo RAD e Modelo Incremental).

Modelo de processo

Fonte: NicoElNino/shutterstock

Processo de software e suas fases

Todo projeto de software se inicia a partir de alguma necessidade do negócio. Assim que esta necessidade é identificada, costuma ser expressa de forma informal, por meio de uma conversa. Mas esta informalidade deve parar por aí. Até mesmo a especificação da necessidade do cliente é abrangida pelos métodos e técnicas da Engenharia de Software. Este é um processo bastante complexo, então vamos começar a entendê-lo, conhecendo exatamente do que se trata um processo de software.

Para que as necessidades da empresa ou de um cliente possa se transformar em uma solução de software, todo o diálogo e a interação entre usuários, projetistas, ferramentas de desenvolvimento e tecnologias devem ser transformados em um processo.

Assim, processo de software é, segundo Pressman (2006), um arcabouço (framework) das tarefas requeridas para se construir um software de alta qualidade.

Mas, você pode estar se perguntando: processo e engenharia de software são a mesma coisa? A resposta é “sim” e “não”. Processo de software define a abordagem que é adotada quando o software é elaborado. A Engenharia de Software engloba também as tecnologias que constituem um processo, como métodos, técnicas e ferramentas de desenvolvimento. Assim, a Engenharia de Software engloba os processos de software.

Curiosidade

 

Antes mesmo de existir o primeiro computador, já havia a programação. Foi percebendo um padrão de movimento no tear para fabricar tecidos que o francês Joseph-Marie Jacquard criou o tear mecânico, que possibilitava a modificação dos desenhos no tecido por meio de cartões perfurados – considerado por muitos o primeiro programa.

https://www.bpiropo.com.br/fpc20060821.htm

Para que a Engenharia de Software possa ser aplicada como uma abordagem disciplinada para o desenvolvimento, operação e manutenção de um software, um processo deve ser definido.

Sommerville (2011, p. 18) afirma que um processo de software, em geral, inclui quatro fases: Especificação do software; Projeto e Implementação do software; Validação do software; e Evolução do software.

Processo de Software. Fonte: adaptado de SOMMERVILLE (2011)

Requisitos de sistema. Fonte: Scott Maxwell LuMaxArt/shutterstock

Fase de Especificação: esta fase se concentra no “quê” o sistema de software irá realizar, isto é, identifica:

• que informação deve ser processada;
• que função e desempenho são desejados;
• que comportamento deve ser esperado do sistema;
• que interfaces devem ser estabelecidas;
• que restrições de projeto existem;
• que critérios de validação são necessários.

Nessa fase, os requisitos-chave do sistema são identificados e suas funcionalidades e as restrições ao seu funcionamento são definidas. Esta fase engloba etapas importantes:

1. Engenharia de sistemas ou de informação;
2. Planejamento do projeto;
3. Análise de requisitos.

Fase de Projeto e Implementação: esta fase focaliza “como” o projeto de desenvolvimento será realizado, isto é, define:

• como os dados devem ser estruturados;
• como as funções devem ser implementadas;
• como os detalhes procedimentais devem ser implementados;
• como as interfaces devem ser caracterizadas;
• como o projeto deve ser traduzido em uma linguagem de programação.

Nesta fase, as seguintes etapas técnicas ocorrerão:

1. Projeto e arquitetura do software;
2. Geração de código.

Fase de Validação: esta fase busca verificar se o sistema atende aos requisitos do cliente e deve ser, para isso, validado. As estratégias de teste são definidas e as atividades ligadas ao teste são realizadas. Aqui ocorre a verificação e a validação, que são atividades que se destinam a mostrar que o sistema está de acordo com a especificação e que atende às expectativas de clientes e usuários. A validação visa assegurar que o programa está fazendo o que foi definido na sua especificação. A verificação visa certificar se o programa está correto, isto é, se não possui erros de execução e está fazendo de forma correta suas funcionalidades. Existem diferentes formas de verificação e validação. Os testes de correção, desempenho, confiabilidade, robustez, usabilidade, dentre outros, podem ser usados para avaliar diversos fatores de qualidade a partir da execução do software.

Nesta fase, ocorrem as seguintes etapas técnicas:

1. Teste de software
2. Homologação do sistema

Fase de Evolução: esta fase tem como alvo gerenciar as modificações e manutenções que o software sofrerá de forma a atender as necessidades evolutivas dos clientes. Quatro tipos de modificações podem ocorrer:

• Manutenção Corretiva: modifica o software para corrigir defeitos.
• Manutenção Adaptativa: modifica o software para acomodar mudanças no seu ambiente externo (processador, sistema operacional etc.).
• Manutenção de Aperfeiçoamento: aprimora o software além dos requisitos funcionais originais (cliente/usuário reconhece e solicita funcionalidades adicionais que trarão benefícios, à medida que o software é usado).
• Manutenção Preventiva: faz modificações nos programas de modo que eles possam ser mais facilmente corrigidos, adaptados e melhorados.

Estas quatro fases são complementadas por atividades “guarda-chuva”, como:

•  Controle e Rastreamento do Projeto;
• Gestão de Riscos;
• RevisõesTécnicas Formais;
• Garantia de Qualidade;
• Gestão de Configuração de Software;
•  Produção e Preparação de Produtos do Trabalho (documentos);
• Gestão de Reusabilidade;
• Medição.

Essas atividades são aplicadas ao longo do processo de software.

Ciclo de vida do software.

Fonte: Skynavin/shutterstock

O ciclo de vida de um software descreve as fases pelas quais o software passa desde a sua concepção até a descontinuidade de seu uso.

Para que você entenda melhor as fases do ciclo de vida, caro aluno, considere as elencadas no modelo em cascata, que são consideradas como referência.

O conceito de ciclo de vida de um software é muitas vezes confundido com o de modelo de processo, mas são conceitos bem diferentes.

Sommerville (2011, p. 19) define modelo de processo como

“uma representação simplificada de um processo de software. Cada modelo representa uma perspectiva particular de um processo. Você pode vê-los como frameworks de processos que podem ser ampliados e adaptados para criar processos de software mais específicos.”

Como vimos, a Engenharia de Software é uma disciplina que integra processo, métodos e ferramentas para o desenvolvimento de projetos de software. Há diversos modelos de processo, mas todos possuem algumas características em comum, definindo um conjunto de atividades de arcabouço, uma coleção de tarefas para que se consiga realizar as atividades, produtos de trabalho produzidos nas tarefas e um conjunto de atividades guarda-chuva que apoiam as atividades de todo o processo.

Software x Hardware

De acordo com Pressman (2011, p. 32-33), comparar o software com produtos de hardware auxilia na compreensão das diferenças existentes entre eles e enfatiza as características inerentes a um software. O processo de desenvolvimento do software apresenta diferenças fundamentais em relação ao hardware:

• O processo criativo do hardware gera algo físico (por exemplo, placas de circuitos). O desenvolvimento de software resulta em um elemento pertencente a um sistema lógico, intangível;
• O software geralmente é desenvolvido sob medida, ao contrário do hardware, no qual o projetista tem acesso a componentes existentes que executam tarefas definidas. O projetista do software nem sempre terá acesso a módulos prontos para utilização e quando o faz, pode elevar o risco do produto devido a questões de segurança;
• Os custos do software estão concentrados no desenvolvimento e não no processo de manufatura, logo, não pode ser gerido como projeto de manufatura;
• Ao longo do tempo, o produto de software não se desgasta, mas se deteriora em função da introdução de erros oriundos de atividades de manutenção ou evoluções implícitas no processo que devem ser reconsideradas no modelo original.

Software x Hardware

Fonte: Moon Light PhotoStudio/shutterstock

Desta forma, o software sofre deterioração ocasionada por diversos fatores sendo uma característica peculiar do produto. Ainda segundo Pressman (2011), no caso do hardware, temos um alto índice de falhas no início do seu ciclo de vida ocasionado por defeitos de fabricação e projeto. Posteriormente os defeitos são corrigidos, dando estabilidade nas falhas ou mantendo-a em um nível muito baixo e suportável para a estrutura. Já no final do ciclo de vida do produto podem surgir problemas relacionados ao envelhecimento, acúmulo de poeira, vibração, abuso, temperaturas extremas, entre outros. Este processo pode ser visto no gráfico apresentado na figura.

Curva de falhas do hardware. Fonte: PRESSMAN (2011, p. 32)

Diferentemente da curva teórica de falhas do hardware, a de software leva em conta que o software não sofre processos de envelhecimento como o hardware, pois o software não é algo físico. No início do ciclo de vida do software, teremos problemas (bugs) que serão ajustados no decorrer do desenvolvimento e se estabilizarão, gerando uma tendência de achatamento da curva, conforme pode ser visto na figura.

Curva de falhas do software.

Fonte: PRESSMAN (2011, p. 33)

Notemos que esta é apenas uma teoria, já que a curva real do índice de falhas de um software considera o processo de manutenção e mudanças. Durante o processo de refinamento do produto ou mudanças a probabilidade de inserção de novos erros aumenta consideravelmente, gerando picos na curva de falhas. As sucessivas alterações do software tendem a introduzir mais erros antes da estabilização dos erros de alterações anteriores, ocasionando a tendência crescente do índice de falhas.

Isso nos remete a uma realidade bastante complicada em relação ao software: ele é um produto que quanto mais se conserta, pior fica. Um software em constante manutenção pode ser tornar uma espécie de “colcha de retalhos”, gerando pontos de falhas diversos, difíceis de se identificar e de se ajustar. O melhor modelo é o desenvolvimento de um novo produto após o tempo de vida útil do anterior, considerando-se as novas necessidades e tecnologias disponíveis.

Quando o hardware é projetado e construído, os componentes digitais são inseridos em catálogos. A cada circuito integrado ou componente é assinalado um código, uma função definida e validada, uma interface especificada e um conjunto padrão de integração. Uma vez escolhido no catálogo, o componente desejado pode ser adquirido e utilizado em diferentes projetos de hardware, com alta confiabilidade.

No mundo do software, isso é algo que está apenas começando a ser utilizado em uma escala mais ampla, apesar de existirem alguns casos antigos de reuso, como as bibliotecas de subrotinas científicas. Atualmente, a visão de reuso foi ampliada para abranger não apenas algoritmos consagrados, mas também estruturas de dados, interfaces gráficas e diferentes classes e componentes orientados a objetos.