1. ENGENHARIA DE SOFTWARE
Aula 02
Prof. Cleuber Moreira Fernandes
Mestre em Ciência da Computação - UnB
Cleubermf@yahoo.com.br
http://br.groups.yahoo.com/group/ES-2008

2. 1. Engenharia de Software
1.1 Definição
Segundo Frits Bauer:
“É a criação e utilização de sólidos princípios de engenharia a fim de obter software de maneira
econômica, que seja confiável e que trabalhe eficientemente em máquinas reais.”
• Não considera diretamente aspectos como:
a) Qualidade – satisfação do cliente e pontualidade;
b) Importância de métricas e de processo amadurecido.
• Linha básica:
a) Quais são os sólidos princípios?
b) Equilíbrio economicidade e confiabilidade;
c) Softwares eficientes em diferentes máquinas reais.
1.2 Processos, métodos e ferramentas
Engenharia está sempre apoiada na gestão de qualidade total que leva a uma cultura de
processo contínuo de melhoria.
O fundamento da engenharia de software é a camada de PROCESSO, que define uma estrutura
para um conjunto de áreas de processo – PA (Gestão Configuração, Gestão Requisitos, ...). Os
processos estabelecem quando, onde e como os métodos são aplicados para produzir os produtos de
trabalho (documentos, dados, relatórios), definem os marcos do projeto e gerenciam a qualidade.
Os métodos fornecem as técnicas para construir software, com tarefas que abrangem análise de
requisitos, projeto, implementação, teste e implantação.
Ferramentas consistem no apoio automatizado ou semi-automatizado para o processo e para os
métodos. A engenharia de software apoiada por computador – CASE combina software, hardware e
base de dados (informações sobre análise, projeto, teste, ...) para criar um ambiente de engenharia.
Ferramentas
Métodos
Processos
Foco na qualidade
Figura 01 – Camadas da Engenharia de Software

3. 1.3 Abstração de Engenharia de Software
Engenharia é a análise, projeto, construção verificação e gestão de elementos técnicos ou
sociais.
Independente do produto ou solução, as seguintes perguntas precisam ser respondidas:
a) Qual é o problema a ser resolvido?
b) Que características do produto/solução são usadas para resolver o problema?
c) Como os produtos serão construídos?
d) Que abordagem será usada para descobrir erros cometidos no projeto e construção do
produto?
e) Como o produto será mantido a longo prazo, quando da necessidade de correções,
adaptações e aperfeiçoamentos?
O trabalho associado à engenharia de software pode ser realizado em três fases genéricas, cada
qual responde a uma ou mais das perguntas acima. Abaixo é apresentada uma combinação das
classificações dadas por Schwartz, Pressman e Sommerville:
1. Especificação ou Definição O quê
Visa identificar: informação, função, desempenho, restrições de projeto e critérios de aceitação.
• Engenharia de Sistema: estabelecimento de uma solução geral para o problema, envolvendo
questões extra-software;
• Análise de Requisitos: levantamento das necessidades do software a ser implementado. A
Análise tem como objetivo produzir uma especificação de requisitos, que convencionalmente é
um documento;
• Especificação de Sistema: descrição funcional do sistema. Pode incluir um plano de testes para
verificar adequação.
2. Desenvolvimento Como
Como os dados devem ser estruturados, como a função deve ser implementada dentro da
arquitetura de software projetada para se alcançar o desempenho desejado, como as interfaces devem
ser caracterizadas, como o projeto deve ser traduzido numa linguagem de programação e como o teste
vai ser realizado.
2.1 Projeto
• Projeto Arquitetural: onde é desenvolvido um modelo conceitual para o sistema, composto de
módulos mais ou menos independentes;
• Projeto de Interface: onde cada módulo tem sua interface de comunicação estudada e definida
• Projeto Detalhado: onde os módulos em si são definidos, e possivelmente traduzidos para
pseudo-código.

4. 2.2 Implementação
• Codificação: a implementação em si do sistema em uma linguagem de computador.
2.3 Validação
• Teste de Unidade e Módulo: a realização de testes para verificar a presença de erros e
comportamento adequado a nível das funções e módulos básicos do sistema;
• Integração: a reunião dos diferentes módulos em um produto de software homogêneo, e a
verificação da interação entre estes quando operando em conjunto.
3. Manutenção
Foco nas modificações associadas com a correção de erros e adaptações à medida que o
ambiente do software evolui e os requisitos dos clientes se modificam. Esta fase aplica novamente os
conceitos das fases de Definição e Desenvolvimento, mas no contexto de software existente. Quatro
tipos de modificações são realizadas:
1. Correção manuteção corretiva – eliminação defeitos;
2. Adaptação mudanças no ambiente computacional, regras de negócio;
3. Aperfeiçoamento funções adicionais que aprimoram o software;
4. Prevenção evita a ocorrência de novos defeitos.
As fases e passos na visão geral de engenharia de software são complementados por algumas
atividades guarda-chuva, tais como:
• Acompanhamento e controle do projeto;
• Revisões técnicas formais;
• Garantia de qualidade;
• Gestão de Configuração;
• Medição;
• Gestão de Risco.
1.4 O Processo de Software
É uma estrutura comum de processo que define um pequeno número de atividades dessa
estrutura, que são aplicáveis a todos os projetos de software, independentemente do tamanho e
complexidade. Um conjunto de tarefas de engenharia, marcos de projeto, produtos do trabalho e
pontos de garantia da qualidade que permitem adaptar as atividades da estrutura às características do
projeto específico e às necessidades da equipe de projeto. Por fim, atividades guarda-chuva – garantia
da qualidade, gestão de configuração e medição – cobrem o modelo de processo. Essas atividades

5. guarda-chuva são independentes de qualquer atividade de estrutura e ocorrem ao longo de todo o
processo.
Estrutura comum de Processo
Atividades de estrutura
Conjuntos de tarefas
Tarefas
Marcos, produtos finais ou intermediários
Pontos de garantia de qualidade
Atividades guarda-chuva
Figura 02 – Estrutura comum de Processo
Há algum tempo tem havido ênfase significativa na “maturidade do processo”. O Software
Engineering Institute – SEI desenvolveu um modelo abrangente, baseado num conjunto de
capacidades de engenharia de software que devem estar presentes à medida que as empresas alcançam
diferentes níveis de maturidade de processo, o Capability Maturity Model, atualmente reestruturado e
designado Capability Maturity Model Integration – CMMI.
1.5 Capability Maturity Modelo Integration
- Um conjunto de disciplinas integradas:
Software Engineering
Systems Engineering
Integrated Product and Process Development
Suplier Sourcing
People CMM
- Formas de representação
Contínua Capacidade de cada área de processo
Por Estágios Maturidade da organização

6. - Áreas de Processo - PA’s
Conjunto de práticas relacionadas, que quando executadas conjuntamente, satisfazem um
conjunto de metas consideradas importantes para promover melhoria naquela área. As PA’s são as
mesmas nas duas representações.
Ex.: Planejamento de projeto, Gerenciamento de riscos, Gerenciamento de requisitos.
- Principais itens das PA’s
1. Metas Específicas: CARACTERÍSTICA que precisa ser implementado para satisfazer a
PA.
2. Práticas Específicas: ATIVIDADE importante para implementar a característica anterior.
3. Metas Genéricas: Descreve a INSTITUCIONALIZAÇÃO que a organização precisa
alcançar para cada NÍVEL DE MATURIDADE.
4. Práticas Genéricas: Promove a institucionalização, garantindo que o processo será
EFETIVO, REPETÍVEL E DURADOURO.
- Modelo de Maturidade – Por Estágio

7. - Modelo de Capacidade - Contínuo

8. - Organização das Áreas de Processo
1.5 Paradigmas de Engenharia de Software
Um modelo de processo ou paradigma é escolhido com base na natureza da aplicação, nos
métodos e ferramentas a serem usados, e nos controles e produtos intermediários e finais requeridos.
O desenvolvimento de software pode ser caracterizado como um ciclo de solução de problema
(Figura 03), no qual a “Situação Atual” representa o estado atual das coisas, a “Definição do
Problema” identifica o problema a ser resolvido, o “Desenvolvimento Técnico” resolve o problema
por meio de alguma tecnologia e a “Integração da Solução” entrega os resultados (documentos,
programas, dados).
Esse ciclo aplica-se ao trabalho de engenharia de software em muitos diferentes níveis de
resolução: em nível macro, quando a aplicação e considerada, em nível intermediário, quando os
componentes de programa esta sendo construídos e mesmo no nível de linha de código, como uma
representação FRACTAL (Figura 04).

9. Definição
Problema
Situação Desenvolv.
Atual Técnico
Integração
Solução
Figura 03 – Fases do Ciclo de Solução de Problema
Definição
Problema
Situação Desenvolv.
Atual Técnico
Integração
Solução
Definição
Situação Situação
Atual
Problema
Integração
Desenvolv.
Técnico
Atual Solução
Definição
Problema
Situação Desenvolv.
Atual Técnico
Integração
Solução
Figura 04 – Fractal
1.6 Modelo Cascata
Conhecido como abordagem ‘top-down’, tem como principal característica a sequência de
atividades onde cada fase transcorre completamente e seus produtos são vistos como entrada para uma
nova fase.
Definição
Requisitos
Projeto
Sistema
Implementação
Teste
Sistema
Manutenção
Documentação
Figura 05 - Descrição Visual do Modelo

10. A ideia principal do modelo é que as diferentes etapas de desenvolvimento seguem uma
sequência, ou seja, a saída da primeira etapa quot;fluíquot; para a segunda etapa e a saída da segunda etapa
quot;fluíquot; para a terceira e assim por diante. As atividades a executar são agrupadas em tarefas, executadas
sequencialmente, de forma que uma tarefa só poderá ter início quando a anterior tiver terminado. Uma
das vantagens do modelo é que só avança para a tarefa seguinte quando o cliente valida e aceita os
produtos finais da tarefa atual.
O modelo pressupõe que o cliente participa ativamente no projeto e que sabe muito bem o que
quer. Este modelo minimiza o impacto da compreensão adquirida no decurso de um projeto, uma vez
que se um processo não pode voltar atrás de modo a alterar os modelos e as conclusões das tarefas
anteriores, é normal que as novas idéias sobre o sistema não sejam aproveitadas. Numa tentativa de
resolver este tipo de problema foi definido um novo tipo de processo baseado no clássico em cascata,
designado por modelo em cascata revisto, cuja principal diferença consiste em prever a possibilidade
de a partir de qualquer tarefa do ciclo se poder regressar a uma tarefa anterior de forma a contemplar
alterações funcionais e/ou técnicas que entretanto tenham surgido, em virtude de um maior
conhecimento que entretanto se tenha obtido. O risco desta abordagem é que, na ausência de um
processo de gestão do projeto e de controle das alterações bem definido, podemos passar o tempo num
ciclo infinito, sem nunca se atingir o objetivo final, ou seja disponibilizar o sistema.
As desvantagens deste modelo são:
• Dificuldade em acomodar mudanças depois que o processo está sendo executado;
• Partição inflexível do projeto em estágios distintos;
• Dificuldade em responder a mudanças dos requisitos;
• É mais apropriado quando os requisitos são bem compreendidos;
• É difícil capturar os requisitos de uma só vez;
• Cliente tem de pacientemente esperar o resultado final;
• Os programadores são frequentemente atrasados sem necessidade;
• Alto custo de correção das especificações quando nas fases de Teste e Implantação.
1.7 Modelo de Prototipagem
O modelo de desenvolvimento baseado na prototipação procura suprir duas grandes limitações
do modelo cascata. A idéia básica deste modelo é que ao invés de manter inalterado os requisitos
durante o projeto e codificação, um protótipo é desenvolvido para ajudar no entendimento dos
requisitos. Este desenvolvimento passa por um projeto , codificação e teste, sendo que cada uma destas
fases não é executada formalmente. Usando assim os protótipos o cliente pode entender melhor os
requisitos do sistema.

11. Análise de
Requisitos
Projeto Projeto Codificação Teste
Codificação
Teste
Figura 06 – Representação gráfica do modelo
O protótipo é desenvolvido com uma versão inicial do documento de especificação dos
requisitos. Depois do protótipo estar pronto o cliente o utiliza e, baseado na sua avaliação, são
fornecidas as impressões do que precisa ser alterado, o que está faltando e o que não é preciso. O
protótipo é então modificado incorporando as sugestões de mudança e o cliente usa o protótipo
novamente repetindo o processo até que o mesmo seja válido em termos de custo e tempo. No final os
requisitos iniciais são alterados para produzir a especificação final dos requisitos.
Segundo Pressman, este modelo pode trazer os seguintes benefícios:
• O modelo é interessante para alguns sistemas de grande porte nos quais representem um certo
grau de dificuldade para exprimir rigorosamente os requisitos;
• É possível obter uma versão do que será o sistema com um pequeno investimento inicial;
• A experiência de produzir o protótipo pode reduzir o custo das fases posteriores;
• A construção do protótipo pode demonstrar a viabilidade do sistema.
Questões a serem consideradas quanto a utilização do modelo:
• A Prototipação deve ser utilizada apenas quando os usuários podem participar ativamente no
projeto;
• Não descuidar de uma boa análise que deve ser conduzida durante todo o processo de
prototipação;
• Esclarecer aos usuários que o desempenho apresentado pelo protótipo não necessariamente
será o mesmo do sistema final;
• Evitar que o sistema final seja um protótipo em que foram implementados todos os requisitos
especificados, pois corre-se o risco de ter-se um sistema mal implementado, uma vez que as
técnicas utilizadas para desenvolver um protótipo são diferentes daquelas utilizadas na
implementação de um sistema (relaxamento de regras de negócio, manipulação de exceções
etc)

12. • Durante a etapa de prototipação, documentar todos os pontos levantados e implementados no
protótipo, que não constavam dos requisitos iniciais, para incluí-los na documentação final.
1.7 Modelo Espiral
Neste modelo o projeto é atacado como uma série de pequenos ciclos, cada um finalizando
uma versão de um software executável.
O modelo em espiral foi proposto como forma de integrar os diversos modelos existentes à
época, eliminando suas dificuldades e explorando seus pontos fortes. Este modelo foi desenvolvido
para abranger as melhores características tanto do ciclo de vida clássico como da prototipação,
acrescentando, ao mesmo tempo, um novo elemento - a análise de riscos - que falta a esses
paradigmas.
Entretanto, a integração não se dá através da simples incorporação de características dos
modelos anteriores. O modelo em espiral assume que o processo de desenvolvimento ocorre em ciclos,
cada um contendo fases de avaliação e planejamento, onde a opção de abordagem para a próxima fase
(ou ciclo) é determinada. Estas opções podem acomodar características de outros modelos.
Figura 07 – Modelo Espiral
O modelo espiral considera seis tarefas ou setores da espiral, como segue:
• Comunicação com o cliente: estabelecer efetiva comunicação entre desenvolvedor e
cliente;
• Planejamento: definir recursos, prazos, orçamentos e outras informações de projeto;
• Análise de Risco: avaliar e tratar riscos técnicos e gerenciais;
• Engenharia: criar um ou mais modelo do software;

13. • Construção e liberação: construir, testar, instalar e fornecer apoio ao usuário;
• Avaliação pelo cliente: obter realimentação do cliente com base nos modelos criados no
estágio de engenharia e implementados durante a construção.
O modelo espiral é atualmente a abordagem mais realística para desenvolvimento de software
em grande escala e usa uma abordagem que capacita a empresa que presta o serviço e o cliente a
entender e reagir aos riscos em cada etapa evolutiva. Este tipo de modelo exige considerável
experiência na determinação de riscos e depende dessa experiência para ter sucesso, pode ser difícil
convencer os clientes que uma abordagem evolutiva é controlável.
Vantagens deste modelo
• modelo em espiral permite que ao longo de cada iteração se obtenham versões do sistema cada
vez mais completas, recorrendo à prototipagem para reduzir os riscos.
• Este tipo de modelo permite a abordagem do refinamento seguido pelo modelo em cascata,
mas que incorpora um enquadramento iterativo que reflete, de uma forma bastante realística, o
processo de desenvolvimento.
Desvantagens
• Pode ser difícil convencer grandes clientes (particularmente em situações de contrato) de que a
abordagem evolutiva é controlável.
• A abordagem deste tipo de modelo exige considerável experiência na avaliação dos riscos e
baseia-se nessa experiência para o sucesso. Se um grande risco não for descoberto, poderão
ocorrer problemas.
•
• É importante ter em conta que podem existir diferenças entre o protótipo e o sistema final. O
protótipo pode não cumprir os requisitos de desempenho, pode ser incompleto, e pode refletir
somente alguns aspectos do sistema a ser desenvolvido.
• O modelo em espiral pode levar ao desenvolvimento em paralelo de múltiplas partes do
projeto, cada uma sendo abordada de modo diferenciado, por isso é necessário o uso de
técnicas específicas para estimar e sincronizar cronogramas, bem como para determinar os
indicadores de custo e progresso mais adequados.
1.8 Modelo iterativo e incremental
Este modelo é uma extensão do modelo espiral sendo porém mais formal e rigoroso.
O desenvolvimento de um produto comercial de software é uma grande tarefa que pode ser
estendida por vários meses, possivelmente um ano ou mais. Por isso, é mais prático dividir o trabalho
em partes menores ou iterações. Cada iteração resultará num incremento.
Iterações são passos em fluxo de trabalho e incrementos são crescimentos do produto.

14. O princípio subjacente ao processo incremental e iterativo é que a equipe envolvida possa
refinar e expandir paulatinamente a qualidade, detalhe e âmbito do sistema envolvido.
Por exemplo, numa primeira iteração deve-se identificar a visão global e determinar a
viabilidade econômica do sistema, efetuar a maior parte da análise e um pouco de desenho e
implementação. Numa segunda geração, deve-se concluir a análise, fazer uma parte significativa do
desenho e um pouco mais de implementação. Numa terceira iteração, deve-se concluir o desenho,
fazer-se parte substancial da implementação, testar e integrar um pouco, etc. Ou seja, a principal
consequência da aproximação iterativa é que os produtos finais de todo o processo vão sendo
amadurecidos e completados ao longo do tempo, mas cada iteração produz sempre um conjunto de
produtos finais.
A cada iteração são realizadas as seguintes tarefas:
• Análise (refinamento de requisitos, refinamento do modelo conceitual);
• Projeto (refinamento do projeto arquitetural, projeto de baixo nível);
• Implementação (codificação e testes);
• Transição para produto (documentação, instalação, ...).
Planejamento
Análise
1ª Versão
Desenho
Desenvolv.
Testes
Análise
2ª Versão
Desenho
Desenvolv.
Testes
Manutenção
Figura 08 – Representação do Modelo Iterativo e Incremental
Vantagens do processo incremental e iterativo:
• Possibilidade de avaliar mais cedo os riscos e pontos críticos do projeto, e identificar medidas
para os eliminar ou controlar;

15. • Redução dos riscos envolvendo custos a um único incremento.Se a equipa que desenvolve o
software precisar repetir a iteração, a organização perde somente o esforço mal direcionado de
uma iteração, não o valor de um produto inteiro;
• Definição de uma arquitetura que melhor possa orientar todo o desenvolvimento;
• Disponibilização natural de um conjunto de regras para melhor controlar os inevitáveis pedidos
de alterações futuras;
• Permite que os vários intervenientes possam trabalhar mais efetivamente pela interação e
partilha de comunicação daí resultante.
1.9 Conclusão
Não existe um processo correto ou incorreto , como não existe um modelo de desenvolvimento
que seja a panacéia universal para o problema do desenvolvimento de software.
Dependendo de sua aplicação, ambiente e objetivo, a utilização de um processo ou modelo
específico pode ser vantajoso ou não. Cabe a cada organização avaliar o seu problema com cuidado e
usar os modelos apresentados como um guia para o desenvolvimento do seu próprio processo de
desenvolvimento.