Ciclo de Vida do Software

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

O conceito de ciclo de vida de um software é muitas vezes confundido com o de modelo de processo (assunto do próximo artigo).

Existem várias propostas e denominações para as fases do ciclo de vida de um software. Nossa proposta identifica 4 fases que são delimitadas por eventos típicos em diversos ciclos de vida. Cada fase inclui um conjunto de atividades ou disciplinas que devem ser realizadas pelas partes envolvidas. Essas fases são:

• Definição
• Desenvolvimento
  
• Operação
• Retirada

Fase de Definição

A fase de definição do software ocorre em conjunto com outras atividades como a modelagem de processos de negócios e análise de sistemas. Nesta atividade, diversos profissionais buscam o conhecimento da situação atual e a identificação de problemas para que possam elaborar propostas de solução de sistemas computacionais que resolvam tais problemas. Dentre as propostas apresentadas, deve-se fazer um estudo de viabilidade, incluindo análise custo-benefício, para se decidir qual solução será a escolhida.

O resultado desta atividade deve incluir a decisão da aquisição ou desenvolvimento do sistema, indicando informações sobre hardware, software, pessoal, procedimentos, informação e documentação.

Caso seja decidido pelo desenvolvimento do sistema, no escopo da engenharia de software, é necessário elaborar o documento de proposta de desenvolvimento de software. Esse documento pode ser a base de um contrato de desenvolvimento.

Profissionais de engenharia de software atuam nesta atividade com o objetivo de identificar os requisitos de software e modelos de domínio que serão utilizados na fase de desenvolvimento. Os requisitos são também fundamentais para que o engenheiro possa elaborar um plano de desenvolvimento de software, indicando em detalhes os recursos necessários (humanos e materiais), bem como as estimativas de prazos e custos (cronograma e orçamento).

Não existe um consenso sobre o caracteriza o final da fase de definição. Isto varia de acordo com o modelo de processo adotado. Em algumas propostas, a fase de definição é considerada concluída com a apresentação da proposta de desenvolvimento apenas. Outros modelos de processo, considera que o software apenas está completamente definido com a especificação de requisitos e com a elaboração do plano de desenvolvimento de software.

De acordo com o modelo de processo adotado, pode-se iniciar atividades da fase de desenvolvimento mesmo que a fase de definição não esteja completamente concluída.

Fase de Desenvolvimento

A fase de desenvolvimento ou de produção do software inclui todas as atividades que tem por objetivo a construção do produto. Ela inclui principalmente o design, a implementação e a verificação e validação do software.

Design

A atividade de design compreende todo o esforço de concepção e modelagem que têm por objetivo descrever como o software será implementado. O design inclui:

• Design conceitual
  
• Design da interface de usuário
• Design da arquitetura do software
• Design dos algoritmos e estruturas de dados

O design conceitual envolve a elaboração das idéias e conceitos básicos que determinam os elementos fundamentais do software em questão. Por exemplo, um software de correio eletrônico tradicional inclui os conceitos: mensagem, caixa de entrada, caixa de saída, etc. A mensagem, por sua vez, inclui os conceitos de para, cc, bcc, assunto, corpo, etc. Embora seja um design adotado pela maioria dos software, novos modelos conceituais podem vir a ser adotados. O conceito de conversação do Gmail é um exemplo.

O design conceitual exerce influência na interface de usuário e na arquitetura do software.

O design da interface de usuário envolve a elaboração da maneira como o usuário pode interagir para realizar suas tarefas, a escolha dos objetos de interfaces (botões, menus, caixas de texto, etc.), o layout de janelas e telas, etc. A interface deve garantir a boa usabilidade do software e é um fundamental fator de sucesso do software.

O design de arquitetura de software deve elaborar uma visão macroscópica do software em termos de componentes que interagem entre si. O conceito de componente em arquitetura varia de acordo com a visão arquitetônica adotada. São exemplos de visões arquitetônicas, a visão conceitual, visão de módulos, visão de código e visão de execução.

Na visão conceitual, os componentes de software são derivados do design conceitual. Estes componentes são abstrações que devem definir outros elementos menos abstratos. Exemplos são arquiteturas cliente-servidor e arquitetura em camadas. Na visão de código, deve-se determinar como as classes e/ou funções estão organizadas e interagindo entre si. Estas classes implementam os componentes abstratos ou conceituais. Na visão de módulos, deve-se determinar quais são os módulos que serão utilizados na implementação e como eles organizam as classes e/ou funções. Na visão de execução, a arquitetura deve descrever os diferentes processos que são ativados durante a execução do software e como eles interagem entre si. Enquanto as anteriores oferecem uma visão estática, esta é uma visão dinâmica do software.

O design de algoritmos e estrutura de dados, também conhecido como design detalhado, visa determinar, de maneira independente da linguagem de programação adotada, as soluções algorítmicas e as estruturas de dados associados. Deve-se decidir, por exemplo, como as informações podem ser ordenadas (algoritmo de bolha ou quicksort) e em qual tipo de estrutura de dados (array, lista encadeada) elas vão ser armazenados.

Implementação

A implementação envolve as atividades de codificação, compilação, integração e testes. A codificação visa traduzir o design num programa, utilizando linguagens e ferramentas adequadas. A codificação deve refletir a estrutura e o comportamento descrito no design. Os componentes arquiteturais devem ser codificados de forma independente e depois integrados. Os testes podem ser iniciados durante a fase de implementação. A depuração de erros ocorre durante a programação utilizando algumas técnicas e ferramentas. É fundamental um controle e gerenciamento de versões para que se tenha um controle correto de tudo o que está sendo codificado.

Verificação e validação

Verificação e validação destinam-se a mostrar que o sistema está de acordo com a especificação e que ele atende às expectativas de clientes e usuários. A validação visa assegurar se o programa está fazendo aquilo que foi definido na sua especificação (fazendo a coisa certa). A verificação visa verificar se o programa está correto, isto é, não possui erros de execução (fazendo certo a coisa). Existem diferentes formas de verificação e validação. Inspeção analítica e revisão de modelos, documentos e código fonte são formas que podem ser usadas antes mesmo que o programa seja completamente codificado. Os testes de correção, desempenho, confiabilidade, robustez, usabilidade, dentre outros, visam avaliar diversos fatores de qualidade a partir da execução do software. Diferentes técnicas de testes podem ser aplicadas para cada um destes fatores

Fase de Operação

A fase de operação envolve diferentes tipos de atividades:

• Distribuição e entrega
• Instalação e configuração
• Utilização
• Manutenção

A distribuição e entrega pode ser feita diretamente pelo desenvolvedor (em caso de software personalizado), ou em um pacote a ser vendido em prateleiras de lojas ou para ser baixado pela Internet (em caso de software genéricos).

O processo de instalação e configuração, normalmente, pode ser feito com a ajuda de software de instalação disponibilizados pelos fabricantes dos ambientes operacionais.

A atividade de utilização é o objeto do desenvolvimento do software. A qualidade da utilização é a usabilidade do software.

A manutenção normalmente ocorre de duas formas: corretiva e evolutiva. A manutenção corretiva visa a resolução de problemas referentes a qualidade do software (falhas, baixo desempenho, baixa usabilidade, falta de confiabilidade, etc.). A manutenção evolutiva ou adaptativa visa a produção de novas versões do software de forma a atender a novos requisitos dos clientes, ou adaptar-se às novas tecnologias que surgem (hardware, plataformas operacionais, linguagens, etc). Mudanças no domínio de aplicação implicam em novos requisitos e incorporação de novas funcionalidades. Surgimento de novas tecnologias de software e hardware e mudanças para uma plataforma mais avançada também requerem evolução.

Fase de retirada

A fase retirada é um grande desafio para os tempos atuais. Diversos software que estão em funcionamento em empresas possuem excelente níveis de confiabilidade e de correção. No entanto, eles precisam evoluir para novas plataformas operacionais ou para a incorporação de novos requisitos. A retirada desses software legados em uma empresa é sempre uma decisão difícil: como abrir mão daquilo que é confiável e ao qual os funcionários estão acostumados, após anos de treinamento e utilização?

Processos de reengenharia podem ser aplicados para viabilizar a transição ou migração de um software legado para um novo software de forma a proporcionar uma retirada mais suave.

O material de aula pode ser baixado aqui (arquivo em PDF).