Introdução à Engenharia de Software Moderna

A Engenharia de Software é a disciplina que estuda os princípios, conceitos, metodologias, processos, métodos e ferramentas para a construção de software de qualidade, que atenda às necessidades e expectativas dos usuários e clientes, dentro dos prazos e custos estabelecidos. A Engenharia de Software é uma área multidisciplinar, que envolve conhecimentos de ciência da computação, matemática, engenharia, gestão, psicologia, sociologia e outras.

A Engenharia de Software é uma atividade essencial na indústria atual, pois o software está presente em praticamente todos os setores da sociedade moderna, como educação, saúde, comunicação, transporte, entretenimento, segurança, etc. O software também é um elemento-chave para a inovação e a competitividade das organizações e dos países. Além disso, o software é um produto complexo e dinâmico, que requer constantes mudanças e evoluções para se adaptar às novas demandas e tecnologias.

Origens e Evolução

A origem da engenharia de software remonta à década de 1960, quando o desenvolvimento de software se tornou uma atividade cada vez mais complexa, desafiadora e custosa, gerando uma série de problemas de qualidade, produtividade e satisfação dos clientes. Esses problemas ficaram conhecidos como a crise do software, que motivou a busca por soluções mais sistemáticas, controladas e mensuráveis para o desenvolvimento de software.

O termo engenharia de software foi usado pela primeira vez em 1968, na Conferência da OTAN sobre Software, realizada na Alemanha, com o objetivo de discutir os principais desafios e oportunidades da área. A conferência reuniu diversos especialistas e pesquisadores em computação, que propuseram a aplicação dos princípios e métodos da engenharia ao desenvolvimento de software, visando maior rigor científico, disciplina técnica e profissionalismo na área.

Desde então, a engenharia de software evoluiu significativamente, acompanhando as mudanças tecnológicas, as demandas do mercado e as necessidades dos usuários. A engenharia de software passou por diversas fases e paradigmas, como o modelo cascata, o modelo espiral, o modelo iterativo e incremental, o modelo ágil, entre outros. Cada um desses modelos propõe diferentes formas de organizar e gerenciar as fases e as atividades do processo de desenvolvimento de software, como análise, projeto, implementação, teste, implantação e manutenção.

A engenharia de software também se baseia em diversos conceitos e princípios fundamentais para orientar o desenvolvimento de software de qualidade, como abstração, modularidade, encapsulamento, hierarquia, padrões, qualidade, etc. Além disso, a engenharia de software utiliza diversas ferramentas e tecnologias para auxiliar na criação, na documentação, na comunicação e na automação dos processos de desenvolvimento de software.

A engenharia de software é uma área em constante evolução e inovação, que busca acompanhar as tendências e oportunidades da era digital, como inteligência artificial, internet das coisas, computação em nuvem, big data, realidade estendida, blockchain, etc. Essas tendências trazem novos desafios e possibilidades para a engenharia de software, que deve se adaptar às novas demandas e tecnologias.

Como a Engenharia de Software se relaciona com outras áreas da computação

A Engenharia de Software se relaciona com outras áreas da computação, como Ciência da Computação, Sistemas de Informação, Engenharia da Computação, etc., de forma complementar e interdisciplinar. Cada uma dessas áreas tem seus próprios objetivos, métodos e aplicações, mas todas elas compartilham o uso e o desenvolvimento de software como um elemento comum. A seguir, vamos apresentar algumas características e diferenças entre essas áreas:

• Ciência da Computação: é a área que estuda os fundamentos teóricos e práticos da computação, como algoritmos, estruturas de dados, linguagens de programação, sistemas operacionais, redes de computadores, inteligência artificial, etc. A Ciência da Computação busca compreender e resolver problemas computacionais de forma eficiente e correta, utilizando modelos matemáticos e lógicos. A Ciência da Computação é a base para as demais áreas da computação, fornecendo os conceitos e as ferramentas necessárias para o desenvolvimento de software.
• Sistemas de Informação: é a área que estuda o uso e o gerenciamento da informação nas organizações, como dados, processos, pessoas, tecnologias, etc. Os Sistemas de Informação buscam atender às necessidades e aos objetivos das organizações, utilizando software como um meio para coletar, armazenar, processar, analisar e disseminar a informação. Os Sistemas de Informação têm uma forte relação com as áreas de administração, economia, contabilidade, etc.
• Engenharia da Computação: é a área que estuda o projeto, a construção e a integração de hardware e software para sistemas computacionais. A Engenharia da Computação busca desenvolver soluções tecnológicas para problemas reais, utilizando software como um componente para controlar e interagir com o hardware. A Engenharia da Computação tem uma forte relação com as áreas de eletrônica, elétrica, mecânica, etc.
• Engenharia de Software: é a área que estuda os princípios, conceitos, metodologias, processos, métodos e ferramentas para a construção de software de qualidade. A Engenharia de Software busca desenvolver soluções de software que atendam às necessidades e expectativas dos usuários e clientes, dentro dos prazos e custos estabelecidos. A Engenharia de Software se aplica a diferentes domínios e contextos, como educação, saúde, comunicação, transporte, entretenimento, segurança, etc.

Essas são algumas das principais áreas da computação que se relacionam com a Engenharia de Software. É importante ressaltar que não existe uma separação rígida ou exclusiva entre elas. Na prática, há muita interação e colaboração entre os profissionais dessas áreas, que podem trabalhar em equipes multidisciplinares e compartilhar conhecimentos e experiências. Além disso, existem outras áreas da computação que também se relacionam com a Engenharia de Software, como Banco de Dados, Engenharia Web, Engenharia de Requisitos, etc.

A importância da engenharia de software na indústria atual

A importância da engenharia de software na indústria atual é inegável, pois o software está presente em praticamente todos os setores da sociedade moderna, como educação, saúde, comunicação, transporte, entretenimento, segurança, etc. O software também é um elemento-chave para a inovação e a competitividade das organizações e dos países, pois permite criar soluções tecnológicas para problemas reais, gerar valor e vantagem competitiva para os negócios e contribuir para o bem-estar e o desenvolvimento da sociedade.

A engenharia de software é a disciplina que estuda os princípios, conceitos, metodologias, processos, métodos e ferramentas para a construção de software de qualidade, que atenda às necessidades e expectativas dos usuários e clientes, dentro dos prazos e custos estabelecidos. A engenharia de software se aplica a diferentes domínios e contextos, como educação, saúde, comunicação, transporte, entretenimento, segurança, etc., utilizando diferentes modelos de ciclo de vida do software, como cascata, espiral, iterativo, incremental, ágil, etc.

A engenharia de software é uma área em constante evolução e inovação, que busca acompanhar as tendências e oportunidades da era digital, como inteligência artificial, internet das coisas, computação em nuvem, big data, realidade estendida, blockchain, etc. Essas tendências trazem novos desafios e possibilidades para a engenharia de software, que deve se adaptar às novas demandas e tecnologias.

Alguns exemplos práticos da importância da engenharia de software na indústria atual são:

• Educação: a engenharia de software permite criar plataformas digitais de ensino e aprendizagem, como cursos online, jogos educativos, simuladores virtuais, etc., que facilitam o acesso à educação de qualidade para pessoas de diferentes lugares e perfis.
• Saúde: a engenharia de software permite criar sistemas de informação e gestão em saúde, como prontuários eletrônicos, telemedicina, diagnóstico por imagem, etc., que melhoram a qualidade e a eficiência dos serviços de saúde.
• Comunicação: a engenharia de software permite criar aplicativos e redes sociais de comunicação, como WhatsApp, Instagram, Facebook, etc., que permitem a interação e a colaboração entre as pessoas e as organizações.
• Transporte: a engenharia de software permite criar sistemas de transporte inteligentes, como aplicativos de mobilidade urbana, carros autônomos, drones, etc., que otimizam o tráfego e a segurança nas vias.
• Entretenimento: a engenharia de software permite criar plataformas digitais de entretenimento, como jogos online, streaming de música e vídeo, realidade virtual e aumentada, etc., que proporcionam diversão e lazer para as pessoas.

Esses são apenas alguns exemplos da importância da engenharia de software na indústria atual. Há muitos outros casos em que o software é essencial para o funcionamento e o sucesso das organizações e da sociedade. Portanto, a engenharia de software é uma área profissional em ascensão tanto no País quanto internacionalmente.

Princípios e conceitos básicos de Engenharia de Software

A Engenharia de Software se baseia em alguns princípios e conceitos fundamentais para orientar o desenvolvimento de software de qualidade. Abstração, modularidade, encapsulamento e hierarquia são quatro conceitos fundamentais da engenharia de software orientada a objetos, que visam facilitar a modelagem, o desenvolvimento e a manutenção de sistemas de software complexos. A seguir, vamos explicar cada um desses conceitos e como eles se relacionam entre si.

• Abstração é a capacidade de representar os aspectos essenciais de um problema ou de um sistema, ignorando os detalhes irrelevantes ou secundários. A abstração permite simplificar a complexidade e facilitar o entendimento do domínio do problema e da solução proposta. Na engenharia de software orientada a objetos, a abstração é implementada através de classes, que são especificações para objetos que compartilham características e comportamentos comuns. Por exemplo, uma classe Carro pode abstrair as propriedades (como cor, modelo, placa, etc.) e os métodos (como ligar, acelerar, frear, etc.) de um carro real.
• Modularidade é a divisão do sistema em partes menores e independentes, chamadas de módulos ou componentes. A modularidade permite decompor o problema em subproblemas mais simples e gerenciáveis, além de favorecer o reaproveitamento, a manutenção e a integração do software. Na engenharia de software orientada a objetos, a modularidade é implementada através da composição, que é a combinação de classes ou objetos para formar sistemas mais complexos. Por exemplo, um sistema de locação de carros pode ser composto por classes como Cliente, Funcionário, Reserva, Pagamento, etc.
• Encapsulamento é a ocultação dos detalhes internos de um módulo ou componente, expondo apenas uma interface clara e consistente para os demais módulos ou componentes. O encapsulamento permite isolar as responsabilidades e as dependências entre as partes do sistema, aumentando a coesão e reduzindo o acoplamento. Na engenharia de software orientada a objetos, o encapsulamento é implementado através dos modificadores de acesso, que definem o nível de visibilidade das propriedades e dos métodos de uma classe ou objeto. Por exemplo, uma classe Carro pode ter uma propriedade privada velocidade, que só pode ser acessada ou modificada pelos métodos da própria classe, como acelerar ou frear.
• Hierarquia é a organização dos módulos ou componentes em diferentes níveis de abstração ou granularidade. A hierarquia permite estruturar o sistema em camadas ou níveis lógicos, que se relacionam entre si de forma vertical (de cima para baixo ou de baixo para cima) ou horizontal (entre pares). Na engenharia de software orientada a objetos, a hierarquia é implementada através da herança, que é a relação entre classes que compartilham atributos e métodos comuns. Por exemplo, uma classe Veículo pode ser uma classe pai (ou superclasse) de uma classe Carro, que herda as propriedades e os métodos da classe Veículo e adiciona novas propriedades e métodos específicos da classe Carro.

Esses quatro conceitos se relacionam entre si de forma complementar e sinérgica, contribuindo para o desenvolvimento de software orientado a objetos de qualidade. A abstração ajuda a identificar os conceitos relevantes do mundo real; o encapsulamento oculta a visão interna das abstrações identificadas; a modularidade nos dá um meio de agrupar logicamente abstrações relacionadas; por fim, as abstrações formam hierarquias que facilitam o reuso e a extensão do software.

Padrões de Projeto

Além dos princípios citados, alguns conceitos são fundamentais na engenharia de software, em especial os padrões de projeto. Os padrões de projeto são soluções genéricas e reutilizáveis para problemas recorrentes no desenvolvimento de software. Eles não são código, mas sim descrições de como lidar com esses problemas e projetar uma solução. Usar esses padrões é considerado uma boa prática, pois o projeto da solução foi testado e comprovado por muitos engenheiros de software ao longo do tempo, resultando em maior legibilidade, manutenibilidade e extensibilidade do código final.

Os benefícios de aplicar os padrões de projeto no desenvolvimento de software são:

• Reaproveitamento de soluções: os padrões de projeto capturam o conhecimento e a experiência acumulados pelos engenheiros de software, fornecendo soluções para problemas que se repetem em diferentes contextos e domínios. Assim, evita-se reinventar a roda e desperdiçar tempo e recursos em busca de soluções que já foram encontradas.
• Estabelecimento de um vocabulário comum: os padrões de projeto nomeiam e documentam as soluções de forma clara e consistente, facilitando a comunicação, a documentação e o aprendizado dos sistemas de software. Assim, os engenheiros de software podem se referir aos padrões de projeto para expressar suas ideias e intenções, sem ambiguidades ou mal-entendidos.
• Melhoria da qualidade do software: os padrões de projeto promovem a aplicação dos princípios e conceitos da engenharia de software orientada a objetos, como abstração, modularidade, encapsulamento e hierarquia. Assim, o software se torna mais coeso, menos acoplado, mais flexível e mais fácil de testar e modificar.

Os desafios de aplicar os padrões de projeto no desenvolvimento de software são:

• Identificação do problema correto: os padrões de projeto fornecem soluções para problemas específicos, que devem ser reconhecidos e definidos adequadamente antes da aplicação do padrão. Assim, é necessário ter um bom entendimento do domínio do problema, dos requisitos funcionais e não funcionais, e das restrições técnicas e organizacionais.
• Seleção do padrão adequado: os padrões de projeto são classificados em três tipos: criacionais, estruturais e comportamentais. Cada tipo contém vários padrões que se aplicam a diferentes situações e contextos. Assim, é necessário conhecer as características, as vantagens e as desvantagens de cada padrão, bem como as suas implicações e consequências.
• Adaptação do padrão à realidade: os padrões de projeto são soluções genéricas e abstratas, que devem ser adaptadas à realidade específica do projeto. Assim, é necessário considerar as particularidades da linguagem de programação, da arquitetura do sistema, da plataforma alvo, etc.

Para saber mais sobre os padrões de projeto e sua aplicação na engenharia de software orientada a objetos, você pode consultar as seguintes fontes:

• Conheça os Padrões de Projeto - DevMedia.
• Os 3 tipos de padrões de projetos que todo desenvolvedor deveria conhecer (com exemplos de código de cada um) – freeCodeeCamp.
• Padrão de projeto de software – Wikipédia, a enciclopédia livre.

Qualidade

A qualidade do software é a conformidade do software com os requisitos funcionais e não funcionais especificados pelos usuários e clientes. A qualidade do software depende tanto do processo quanto do produto, ou seja, da forma como o software é desenvolvido e do resultado final obtido.

Para medir e avaliar a qualidade do software em termos de requisitos funcionais e não funcionais, é necessário utilizar técnicas e ferramentas adequadas, que permitam verificar e validar se o software atende aos requisitos definidos, bem como identificar e corrigir eventuais defeitos ou falhas no software.

Os requisitos funcionais são aqueles que descrevem o que o software deve fazer, ou seja, as funcionalidades e os serviços que o software deve oferecer aos usuários. Os requisitos funcionais podem ser medidos e avaliados através de testes de software, que consistem em executar o software em diferentes cenários e situações, comparando os resultados obtidos com os resultados esperados. Os testes de software podem ser classificados em diferentes tipos, como testes de unidade, testes de integração, testes de sistema, testes de aceitação, etc. Os testes de software podem ser realizados de forma manual ou automatizada, utilizando ferramentas específicas para cada tipo de teste.

Os requisitos não funcionais são aqueles que descrevem como o software deve ser, ou seja, as características e os atributos de qualidade que o software deve possuir. Os requisitos não funcionais podem ser medidos e avaliados através de métricas de software, que consistem em quantificar ou qualificar algum aspecto do software, como usabilidade, confiabilidade, eficiência, portabilidade, segurança, etc. As métricas de software podem ser classificadas em diferentes tipos, como métricas de produto, métricas de processo, métricas de projeto, etc. As métricas de software podem ser coletadas e analisadas de forma manual ou automatizada, utilizando ferramentas específicas para cada tipo de métrica.

Para saber mais sobre como medir e avaliar a qualidade do software em termos de requisitos funcionais e não funcionais, você pode consultar as seguintes fontes:

• O que são Requisitos Funcionais e Requisitos Não Funcionais? - Codificar.
• Requisitos funcionais e não funcionais. entenda os 2 tipos.
• Requisitos Não Funcionais e Arquitetura de Software - DevMedia.
• Requisitos de Software: funcionais e não-funcionais - SoftDesign.
• Modelos de qualidade de Software - DevMedia.
• ISO/IEC 9126 – Wikipédia, a enciclopédia livre.

Modelos de ciclo de vida

Os modelos de ciclo de vida do software são formas de organizar e gerenciar as fases e as atividades do processo de desenvolvimento, operação e manutenção do software. Cada modelo tem suas características, vantagens e desvantagens, e se adapta melhor a diferentes tipos de projetos, contextos e requisitos. A seguir, vamos apresentar algumas diferenças entre os principais modelos de ciclo de vida do software:

• Modelo cascata: é o modelo mais tradicional e simples, que consiste em uma sequência linear e rígida de fases, como análise, projeto, implementação, teste e implantação. Cada fase depende da conclusão da fase anterior, e não há retorno ou revisão das fases já realizadas. Esse modelo é adequado para projetos simples, estáveis e bem definidos, mas pode ser arriscado e ineficiente para projetos complexos, dinâmicos e incertos¹.
• Modelo espiral: é um modelo que combina as características do modelo cascata com o conceito de prototipagem. O projeto é dividido em ciclos, cada um composto por quatro etapas: planejamento, análise de riscos, engenharia e avaliação do cliente. A cada ciclo, o software é aprimorado e validado, até atingir o nível de qualidade desejado. Esse modelo é adequado para projetos grandes, complexos e arriscados, mas pode ser caro e demorado².
• Modelo iterativo: é um modelo que consiste em repetir as fases do processo de desenvolvimento até obter um software satisfatório. A cada iteração, o software é testado, avaliado e melhorado, incorporando novos requisitos ou corrigindo defeitos. Esse modelo permite obter feedbacks frequentes dos usuários e clientes, além de facilitar a adaptação às mudanças. Esse modelo é adequado para projetos dinâmicos e incertos, mas pode gerar retrabalho e perda de controle³.
• Modelo incremental: é um modelo que consiste em entregar o software em partes funcionais e independentes, chamadas de incrementos. Cada incremento adiciona novas funcionalidades ao software, até completar o escopo do projeto. Esse modelo permite obter entregas rápidas e frequentes do software, além de reduzir os riscos e os custos. Esse modelo é adequado para projetos que têm requisitos claros e priorizados, mas pode gerar problemas de integração e compatibilidade⁴.
• Modelo ágil: é um modelo que se baseia em valores e princípios que enfatizam a colaboração entre as pessoas envolvidas no projeto, a entrega contínua de valor para o cliente, a resposta rápida às mudanças e a melhoria contínua do processo. O modelo ágil utiliza métodos como Scrum, XP, Kanban, etc., que são caracterizados por ciclos curtos de desenvolvimento (sprints), equipes auto-organizadas e multidisciplinares, comunicação direta e informal, feedbacks constantes e entregas incrementais do software. Esse modelo é adequado para projetos complexos, dinâmicos e incertos, mas requer comprometimento e disciplina das equipes⁵.

Esses são alguns dos modelos de ciclo de vida do software mais utilizados na engenharia de software. É importante ressaltar que não existe um modelo ideal ou universal para todos os projetos. A escolha do modelo depende de vários fatores, como o tipo, o tamanho, o escopo, o orçamento, o prazo, os requisitos, os riscos, a equipe e o cliente do projeto. Portanto, é necessário analisar cuidadosamente as características e as necessidades de cada projeto antes de definir o modelo mais adequado.

Para saber mais sobre os modelos de ciclo de vida do software e suas diferenças, você pode consultar as seguintes fontes:

• Ciclo de vida do software: quais são as etapas e os modelos existentes?
• Ciclos de Vida do Software - DevMedia.
• 9 Modelos de Ciclo de Vida de Desenvolvimento de Software - ICHI.PRO.
• Ciclo de vida do software: por que é importante saber?.

Processos de desenvolvimento, operação e manutenção de software

Para gerenciar os processos de desenvolvimento, operação e manutenção do software, é necessário considerar aspectos como planejamento, estimativa, monitoramento e controle, que são atividades essenciais para garantir a qualidade, a eficiência e a satisfação do cliente. Esses aspectos podem ser definidos da seguinte forma:

• Planejamento: é a atividade de definir os objetivos, o escopo, os requisitos, os recursos, os prazos, os custos e os riscos do projeto de software. O planejamento envolve a escolha de um modelo de ciclo de vida do software adequado ao contexto e às características do projeto, bem como a definição das fases, das tarefas, das responsabilidades e dos artefatos a serem produzidos em cada etapa do processo.
• Estimativa: é a atividade de prever o esforço, o tempo e o custo necessários para realizar as tarefas do projeto de software. A estimativa envolve a aplicação de técnicas e métodos baseados em dados históricos, em analogias, em opiniões de especialistas ou em modelos matemáticos. A estimativa deve ser feita com base em requisitos claros e completos, e deve ser revisada e ajustada conforme o projeto evolui.
• Monitoramento: é a atividade de acompanhar o andamento do projeto de software em relação ao planejamento e à estimativa. O monitoramento envolve a coleta, a análise e a comunicação de informações sobre o desempenho, o progresso, o status e os problemas do projeto. O monitoramento deve ser feito de forma contínua e sistemática, utilizando indicadores e métricas adequados.
• Controle: é a atividade de tomar decisões e ações corretivas para garantir que o projeto de software atenda aos objetivos, ao escopo, aos requisitos, aos recursos, aos prazos, aos custos e aos riscos definidos no planejamento. O controle envolve a comparação entre o planejado e o realizado, a identificação e a resolução de desvios e conflitos, a gestão de mudanças e a avaliação da qualidade do software.

Para gerenciar esses aspectos de forma eficaz, é recomendável utilizar ferramentas que auxiliem na organização, na documentação, na comunicação e na automação dos processos de desenvolvimento, operação e manutenção do software. Algumas dessas ferramentas são:

• Ferramentas de gerenciamento de projetos: são ferramentas que permitem planejar, estimar, monitorar e controlar as atividades do projeto de software. Elas facilitam a definição do escopo, dos requisitos, dos recursos, dos prazos, dos custos e dos riscos do projeto. Elas também permitem acompanhar o progresso, o status e os problemas do projeto. Alguns exemplos dessas ferramentas são: Artia, Microsoft Project, Trello, etc.
• Ferramentas de gerenciamento de configuração: são ferramentas que permitem controlar as versões dos artefatos produzidos no projeto de software. Elas facilitam a identificação, o armazenamento, o rastreamento e a recuperação dos artefatos. Elas também permitem gerenciar as mudanças nos artefatos. Alguns exemplos dessas ferramentas são: Git, SVN, CVS, etc.
• Ferramentas de gerenciamento de qualidade: são ferramentas que permitem verificar e validar a qualidade do software em relação aos requisitos funcionais e não funcionais. Elas facilitam a realização de testes automatizados ou manuais no software. Elas também permitem medir e avaliar os atributos de qualidade do software. Alguns exemplos dessas ferramentas são: Selenium, JUnit, SonarQube, etc.

Para saber mais sobre como gerenciar os processos de desenvolvimento, operação e manutenção do software, você pode consultar as seguintes fontes:

• Processo de desenvolvimento de software: entenda como funciona - artia.
• Ciclo de vida do software: quais são as etapas e os modelos existentes?
• Manutenção de software – Wikipédia, a enciclopédia livre.

Desafios contemporâneos na construção de software de qualidade

A Engenharia de Software enfrenta diversos desafios na construção de software de qualidade na era atual. Alguns desses desafios são:

• Escalabilidade: é a capacidade do software de suportar o aumento da demanda por recursos (como dados, usuários, transações, etc.) sem comprometer o seu desempenho ou funcionalidade. A escalabilidade requer o uso de técnicas e tecnologias adequadas para distribuir o processamento e o armazenamento do software em diferentes servidores, redes ou plataformas.
• Interoperabilidade: é a capacidade do software de se comunicar e interagir com outros sistemas ou serviços, independentemente da sua tecnologia, arquitetura ou protocolo. A interoperabilidade requer o uso de padrões abertos e universais para garantir a compatibilidade e a integração do software com diferentes ambientes e domínios.
• Segurança: é a proteção do software contra ameaças internas ou externas, que possam comprometer a sua integridade, confidencialidade ou disponibilidade. A segurança requer o uso de técnicas e tecnologias para prevenir, detectar e corrigir ataques ou vulnerabilidades no software, como criptografia, autenticação, autorização, auditoria, etc.
• Sustentabilidade: é a capacidade do software de minimizar o seu impacto ambiental, social e econômico, contribuindo para o desenvolvimento sustentável da sociedade. A sustentabilidade requer o uso de técnicas e tecnologias para reduzir o consumo de energia e recursos naturais, evitar o desperdício e a poluição, promover a inclusão e a diversidade, etc.

Escalabilidade

A escalabilidade do software é um aspecto importante para garantir a qualidade do software, pois permite que o software atenda às necessidades e às expectativas dos clientes, dentro dos prazos e dos custos estabelecidos.

Para lidar com a escalabilidade do software, considerando os aspectos de desempenho, disponibilidade e segurança, é necessário utilizar técnicas e tecnologias adequadas, que permitam ajustar a capacidade do software de acordo com as variações da carga de trabalho e da demanda. Algumas dessas técnicas e tecnologias são:

• Design modular baseado em componentes reutilizáveis: consiste em projetar o software de forma que ele seja composto por partes independentes e intercambiáveis, que possam ser combinadas para formar sistemas mais complexos. Essa técnica facilita a manutenção, a extensão e a integração do software, além de reduzir a complexidade e o acoplamento entre os componentes.
• Processamento paralelo e distribuição dos dados entre computadores conectados à rede: consiste em dividir o trabalho e os dados entre vários processadores ou computadores, que podem executar as tarefas simultaneamente ou em paralelo. Essa técnica aumenta o desempenho e a disponibilidade do software, pois permite aproveitar melhor os recursos computacionais disponíveis e distribuir a carga entre os nós da rede.
• Escala horizontal (adicionando mais hardware): consiste em adicionar mais máquinas ou servidores ao sistema, que podem executar cópias ou instâncias do mesmo software. Essa técnica aumenta a capacidade e a disponibilidade do software, pois permite atender a um maior número de usuários ou solicitações, além de prover redundância e tolerância a falhas.
• Escala vertical (adicionando mais recursos em um único servidor): consiste em aumentar a capacidade de processamento e armazenamento de um único servidor, que executa o software. Essa técnica aumenta o desempenho e a capacidade do software, pois permite processar mais dados e realizar mais operações em um menor tempo.
• Balanceamento de carga: consiste em distribuir as solicitações dos usuários entre os servidores ou instâncias do software disponíveis, de forma equilibrada e eficiente. Essa técnica melhora o desempenho e a disponibilidade do software, pois evita sobrecargas e gargalos em um único servidor ou instância, além de prover redundância e tolerância a falhas.
• Caching: consiste em armazenar temporariamente os dados ou resultados mais frequentes ou recentes em uma memória rápida e de fácil acesso. Essa técnica melhora o desempenho e a disponibilidade do software, pois reduz o tempo de acesso aos dados ou resultados, evitando consultas repetidas ao banco de dados ou ao servidor.
• Criptografia: consiste em codificar os dados ou as comunicações entre os usuários e o software, utilizando algoritmos matemáticos que tornam os dados ilegíveis para terceiros não autorizados. Essa técnica melhora a segurança do software, pois protege os dados contra interceptação, alteração ou roubo.
• Autenticação: consiste em verificar a identidade dos usuários ou das entidades que acessam o software, utilizando mecanismos como senhas, tokens, biometria, etc. Essa técnica melhora a segurança do software, pois impede o acesso não autorizado ao software ou aos dados.
• Autorização: consiste em definir os níveis de acesso ou permissão dos usuários ou das entidades que acessam o software, utilizando mecanismos como papéis, grupos, regras, etc. Essa técnica melhora a segurança do software, pois restringe o acesso aos recursos ou às funcionalidades do software de acordo com as políticas estabelecidas.

Essas são algumas das técnicas e tecnologias para lidar com a escalabilidade do software, considerando os aspectos de desempenho, disponibilidade e segurança. É importante ressaltar que não existe uma solução única ou ideal para todos os casos. A escolha das técnicas e tecnologias depende de vários fatores, como o tipo, o tamanho, o escopo, o orçamento, o prazo, os requisitos, os riscos, a equipe e o cliente do projeto. Portanto, é necessário analisar cuidadosamente as características e as necessidades de cada projeto antes de definir as soluções mais adequadas.

Interoperabilidade

A interoperabilidade do software é um aspecto importante para garantir a qualidade do software, pois permite que o software se integre e se adapte a diferentes contextos e necessidades, além de aproveitar as funcionalidades e os recursos disponíveis em outros sistemas ou serviços.

Para garantir a interoperabilidade do software com outros sistemas ou serviços, é necessário utilizar padrões abertos e universais, que são especificações técnicas que definem as regras, as estruturas, as sintaxes e as semânticas para a comunicação e a representação dos dados entre os sistemas ou serviços. Os padrões abertos e universais são desenvolvidos e mantidos por organizações independentes e reconhecidas, que buscam promover a compatibilidade, a portabilidade, a acessibilidade e a segurança dos dados e dos sistemas ou serviços.

Alguns exemplos de padrões abertos e universais que podem ser utilizados para garantir a interoperabilidade do software com outros sistemas ou serviços são:

• Protocolos de comunicação: são padrões que definem como os sistemas ou serviços devem se conectar, transmitir e receber dados pela rede. Alguns exemplos de protocolos de comunicação são: HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, TCP/IP, etc.
• Formatos de dados: são padrões que definem como os dados devem ser estruturados, codificados e armazenados. Alguns exemplos de formatos de dados são: XML, JSON, CSV, HTML, PDF, etc.
• Interfaces de programação de aplicações (APIs): são padrões que definem como os sistemas ou serviços devem disponibilizar ou consumir funcionalidades ou recursos de forma programática. Alguns exemplos de APIs são: REST, SOAP, GraphQL, etc.
• Modelos de informação: são padrões que definem como os dados devem ser organizados, classificados e relacionados. Alguns exemplos de modelos de informação são: RDF, OWL, UML, etc.

Esses são alguns dos padrões abertos e universais que podem ser utilizados para garantir a interoperabilidade do software com outros sistemas ou serviços. É importante ressaltar que não existe um padrão único ou ideal para todos os casos. A escolha dos padrões depende de vários fatores, como o tipo, o tamanho, o escopo, o orçamento, o prazo, os requisitos, os riscos, a equipe e o cliente do projeto. Portanto, é necessário analisar cuidadosamente as características e as necessidades de cada projeto antes de definir os padrões mais adequados.

Impacto ambiental, social e econômico do software

A minimização do impacto ambiental, social e econômico do software é a capacidade do software de reduzir o consumo de energia e recursos naturais, evitar o desperdício e a poluição, promover a inclusão e a diversidade, entre outros aspectos que contribuem para o desenvolvimento sustentável da sociedade. A minimização do impacto do software é um aspecto importante para garantir a qualidade do software, pois permite que o software atenda aos requisitos de responsabilidade social e ambiental dos clientes, dos usuários e da legislação, além de gerar valor e vantagem competitiva para as organizações.

Para minimizar o impacto do software, é necessário utilizar técnicas e tecnologias que envolvem desde o projeto até a manutenção do software, abrangendo as fases de análise, design, implementação, teste e operação. Algumas dessas técnicas e tecnologias são:

• Design sustentável: consiste em projetar o software de forma que ele seja eficiente, eficaz e ético, considerando os aspectos ambientais, sociais e econômicos em todas as etapas do ciclo de vida do software. O design sustentável busca reduzir o consumo de energia e recursos naturais, evitar o desperdício e a poluição, promover a inclusão e a diversidade, entre outros princípios de sustentabilidade. Alguns exemplos de métodos de design sustentável são: Green IT, Design for Environment (DfE), Design for All (DfA), etc (mais aqui e aqui).
• Desenvolvimento ágil: consiste em utilizar métodos que permitem entregar software de forma rápida e frequente, adaptando-se às mudanças e às necessidades dos clientes e dos usuários. O desenvolvimento ágil busca aumentar a qualidade e a produtividade do software, reduzir os custos e os riscos, promover a colaboração e a satisfação das equipes, entre outros benefícios. Alguns exemplos de métodos de desenvolvimento ágil são: Scrum, XP, Kanban, etc.
• Computação em nuvem: consiste em utilizar serviços de computação que são fornecidos pela internet, sem a necessidade de instalar ou manter servidores ou dispositivos locais. A computação em nuvem permite aumentar a capacidade e a disponibilidade do software, reduzir o consumo de energia e recursos naturais, evitar o desperdício e a poluição, entre outras vantagens. Alguns exemplos de serviços de computação em nuvem são: Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform (GCP), Microsoft Azure, etc.
• Computação verde: consiste em utilizar técnicas e tecnologias que visam reduzir o impacto ambiental da computação, como o consumo de energia e a emissão de gases de efeito estufa. A computação verde busca otimizar o desempenho e a eficiência energética do software, utilizando algoritmos, arquiteturas e dispositivos mais econômicos e sustentáveis. Alguns exemplos de técnicas e tecnologias de computação verde são: virtualização, consolidação, escalonamento dinâmico, sensores inteligentes, etc.
• Computação social: consiste em utilizar técnicas e tecnologias que visam promover o impacto social da computação, como a inclusão digital, a acessibilidade, a diversidade, a participação cidadã, etc. A computação social busca melhorar a qualidade de vida e o bem-estar das pessoas e das comunidades por meio do software, utilizando conceitos, métodos e ferramentas da ciência da computação social. Alguns exemplos de técnicas e tecnologias de computação social são: redes sociais online, sistemas colaborativos, sistemas sensíveis ao contexto, sistemas persuasivos, etc.

Essas são algumas das técnicas e tecnologias que podem ser utilizadas para minimizar o impacto do software. É importante ressaltar que não existe uma solução única ou ideal para todos os casos. A escolha das técnicas e tecnologias depende de vários fatores, como o tipo, o tamanho, o escopo, o orçamento, o prazo, os requisitos, os riscos, a equipe e o cliente do projeto. Portanto, é necessário analisar cuidadosamente as características e as necessidades de cada projeto antes de definir as soluções mais adequadas.

Papel do engenheiro de software na era digital

O engenheiro de software é o profissional responsável por aplicar os princípios, conceitos, metodologias, processos, métodos e ferramentas da Engenharia de Software para a construção de software de qualidade. O engenheiro de software deve ter uma formação sólida em ciência da computação, matemática e engenharia, além de conhecimentos específicos em áreas como análise de requisitos, projeto de software, programação, teste de software, gerência de projetos, etc.

O engenheiro de software também deve ter competências transversais, como comunicação, trabalho em equipe, liderança, criatividade, inovação, ética, etc. O engenheiro de software deve estar sempre atualizado com as novas tendências e tecnologias do mercado, como inteligência artificial, computação em nuvem, internet das coisas, big data, etc.

O engenheiro de software tem um papel fundamental na era digital, pois é ele quem cria as soluções que transformam os dados em informação e conhecimento, que automatizam os processos e as atividades humanas, que facilitam a comunicação e a colaboração entre as pessoas e as organizações, que geram valor e vantagem competitiva para os negócios e que contribuem para o bem-estar e o desenvolvimento da sociedade.

Áreas de atuação

As principais áreas de atuação do engenheiro de software na era digital são aquelas que envolvem o projeto, o desenvolvimento, a manutenção e a gestão de softwares e sistemas que atendem às demandas e às necessidades dos usuários e dos clientes em diferentes domínios e contextos. O engenheiro de software pode trabalhar com diversos tipos de software, como plataformas digitais, aplicativos, jogos, sistemas corporativos, sistemas governamentais, sistemas embarcados, etc. O engenheiro de software também pode trabalhar com diversas tecnologias, como inteligência artificial, internet das coisas, computação em nuvem, big data, realidade estendida, blockchain, etc.

Algumas das principais áreas de atuação do engenheiro de software na era digital são:

• Desenvolvimento de software: é a área que se dedica à criação e à implementação de softwares e sistemas, utilizando linguagens de programação, ferramentas e metodologias adequadas. O engenheiro de software pode atuar em diferentes etapas do ciclo de vida do software, como análise, projeto, codificação, teste e implantação. O engenheiro de software pode desenvolver softwares para diferentes plataformas, como web, mobile, desktop, etc (mais aqui, aqui e aqui).
• Gestão de projetos: é a área que se dedica ao planejamento, à execução e ao controle dos projetos de software, utilizando técnicas e ferramentas de gerenciamento. O engenheiro de software pode atuar como líder ou membro de equipes multidisciplinares, definindo e acompanhando o escopo, o cronograma, o orçamento, os recursos, os riscos e a qualidade dos projetos. O engenheiro de software pode utilizar diferentes modelos de ciclo de vida do software, como cascata, espiral, iterativo, incremental, ágil, etc (mais aqui e aqui).
• Arquitetura de software: é a área que se dedica ao projeto e à definição da estrutura e do comportamento dos softwares e sistemas, utilizando conceitos e padrões arquiteturais. O engenheiro de software pode atuar como arquiteto ou analista de software, especificando e documentando os requisitos funcionais e não funcionais, os componentes, as interfaces, os padrões e as tecnologias utilizados nos softwares e sistemas. O engenheiro de software pode utilizar diferentes tipos de arquitetura de software, como monolítica, distribuída, orientada a serviços (SOA), baseada em microserviços (MSA), etc (mais aqui e aqui).
• Teste de software: é a área que se dedica à verificação e à validação da qualidade dos softwares e sistemas, utilizando técnicas e ferramentas de teste. O engenheiro de software pode atuar como testador ou analista de qualidade de software, planejando e executando testes em diferentes níveis e tipos, como testes de unidade, testes de integração, testes de sistema, testes de aceitação, testes funcionais, testes não funcionais (desempenho, segurança, usabilidade, etc.), testes automatizados, testes manuais, etc. O engenheiro de software pode utilizar diferentes ferramentas de teste, como Selenium, JUnit, TestNG, Cucumber, etc (mais aqui e aqui).

Essas são algumas das principais áreas de atuação do engenheiro de software na era digital. É importante ressaltar que não existe uma separação rígida ou exclusiva entre elas. Na prática, há muita interação e colaboração entre os profissionais dessas áreas, que podem trabalhar em projetos integrados e compartilhar conhecimentos e experiências. Além disso, existem outras áreas de atuação do engenheiro de software na era digital, como Engenharia Web, Engenharia de Requisitos, Engenharia de Dados, Engenharia de Software Educacional, etc.

Habilidades e competências

As habilidades e competências que o engenheiro de software precisa desenvolver na era digital são aquelas que permitem ao profissional se adaptar às mudanças e às demandas do mercado, que está cada vez mais dinâmico, competitivo e inovador. O engenheiro de software precisa estar atento às tendências e às oportunidades da tecnologia, bem como às necessidades e às expectativas dos usuários e dos clientes. Além disso, o engenheiro de software precisa ter uma visão sistêmica e estratégica do software, considerando os aspectos técnicos, funcionais, econômicos, sociais e ambientais.

Algumas das principais habilidades e competências que o engenheiro de software precisa desenvolver na era digital são:

• Habilidades técnicas: são as habilidades relacionadas ao domínio das linguagens de programação, das ferramentas e das metodologias utilizadas no desenvolvimento de software. O engenheiro de software precisa conhecer e aplicar os conceitos, os princípios, os padrões e as boas práticas da engenharia de software, bem como as técnicas e as tecnologias de segurança, de teste, de arquitetura, de banco de dados, de inteligência artificial, de computação em nuvem, etc. O engenheiro de software também precisa estar atualizado com as novidades e as inovações da área, buscando se capacitar continuamente (mais aqui, aqui e aqui).
• Habilidades analíticas: são as habilidades relacionadas à capacidade de analisar, interpretar e resolver problemas complexos e desafiadores. O engenheiro de software precisa ter raciocínio lógico, matemático e algorítmico, bem como criatividade e senso crítico. O engenheiro de software também precisa saber coletar, tratar, analisar e visualizar dados, utilizando técnicas e ferramentas de big data, de mineração de dados, de aprendizado de máquina, etc (mais aqui ee aqui).
• Habilidades comunicativas: são as habilidades relacionadas à capacidade de se comunicar e se expressar de forma clara, objetiva e eficaz. O engenheiro de software precisa saber se comunicar com diferentes públicos, como usuários, clientes, gestores, colegas, etc., utilizando diferentes meios, como oral, escrito, visual, etc. O engenheiro de software também precisa saber documentar o software e os projetos, utilizando padrões e linguagens adequados (mais aqui ee aqui).
• Habilidades interpessoais: são as habilidades relacionadas à capacidade de interagir e colaborar com outras pessoas. O engenheiro de software precisa saber trabalhar em equipe, respeitando a diversidade e a complementaridade dos perfis e das competências dos membros. O engenheiro de software também precisa saber negociar, gerenciar conflitos, dar e receber feedbacks (mais aqui ee aqui).
• Habilidades gerenciais: são as habilidades relacionadas à capacidade de planejar, organizar, executar e controlar os projetos e os processos de desenvolvimento de software. O engenheiro de software precisa saber definir e acompanhar o escopo, o cronograma, o orçamento, os recursos, os riscos e a qualidade dos projetos. O engenheiro de software também precisa saber liderar, motivar, orientar e desenvolver as equipes de trabalho (mais aqui ee aqui).

Essas são algumas das habilidades e competências que o engenheiro de software precisa desenvolver na era digital. É importante ressaltar que não existe uma lista definitiva ou universal dessas habilidades e competências. Elas podem variar de acordo com o tipo, o tamanho, o escopo, o orçamento, o prazo, os requisitos, os riscos, a equipe e o cliente do projeto. Portanto, é necessário analisar cuidadosamente as características e as necessidades de cada projeto antes de definir as habilidades e competências mais adequadas.

Inovação ee sustentabilidade na era digital

O engenheiro de software pode contribuir para a inovação e a sustentabilidade na era digital de diversas formas, utilizando seus conhecimentos, habilidades e competências para criar soluções tecnológicas que atendam às demandas e às necessidades da sociedade, respeitando os princípios éticos, ambientais e sociais. Alguns exemplos de como o engenheiro de software pode contribuir para a inovação e a sustentabilidade na era digital são:

• Desenvolver softwares que promovam a educação, a saúde, a comunicação, o transporte, o entretenimento, a segurança, entre outras áreas que impactam diretamente na qualidade de vida e no bem-estar das pessoas. Por exemplo, o engenheiro de software pode criar plataformas digitais de ensino e aprendizagem, sistemas de informação e gestão em saúde, aplicativos e redes sociais de comunicação, sistemas de transporte inteligentes, plataformas digitais de entretenimento, etc (mais aqui e aqui).
• Desenvolver softwares que reduzam o consumo de energia e recursos naturais, evitem o desperdício e a poluição, promovam a inclusão e a diversidade, entre outros aspectos que contribuem para o desenvolvimento sustentável da sociedade. Por exemplo, o engenheiro de software pode criar soluções de computação em nuvem, computação verde, computação social, etc (mais aqui, aqui e aqui).
• Desenvolver softwares que sejam eficientes, eficazes e éticos, considerando os aspectos técnicos, funcionais, econômicos, sociais e ambientais em todas as etapas do ciclo de vida do software. Por exemplo, o engenheiro de software pode utilizar métodos de design sustentável, desenvolvimento ágil, arquitetura de software, teste de software, etc.
• Desenvolver softwares que sejam seguros, protegendo os dados e as funcionalidades contra ameaças internas ou externas, utilizando técnicas e tecnologias de criptografia, autenticação, autorização, auditoria, etc.
• Desenvolver softwares que sejam inovadores, criando novas soluções tecnológicas para problemas reais ou potenciais, utilizando conceitos e ferramentas da inteligência artificial, internet das coisas, big data, realidade estendida, blockchain, etc.

Esses são apenas alguns exemplos de como o engenheiro de software pode contribuir para a inovação e a sustentabilidade na era digital. Há muitos outros casos em que o engenheiro de software pode aplicar seus conhecimentos, habilidades e competências para criar soluções tecnológicas que gerem valor e vantagem competitiva para as organizações e para a sociedade. Portanto, o engenheiro de software é um profissional essencial na era digital.

Adaptação do engenheiro de software na era digital

Para se adaptar às mudanças e às demandas da era digital, o engenheiro de software precisa desenvolver algumas habilidades e competências que o tornem um profissional capaz de lidar com os desafios e as oportunidades que a tecnologia oferece. Algumas dessas habilidades e competências são:

• Aprendizado contínuo: é a habilidade de buscar constantemente novos conhecimentos, atualizar-se com as novidades e as inovações da área, e aplicar o que se aprende na prática. O engenheiro de software precisa estar sempre atento às tendências e às necessidades do mercado, que está em constante evolução e transformação. O engenheiro de software também precisa estar disposto a aprender com os erros, os feedbacks e as experiências, tanto suas quanto das outras pessoas (mais aqui e aqui).
• Pensamento crítico: é a habilidade de analisar, interpretar e avaliar informações, argumentos e situações de forma lógica, racional e objetiva. O engenheiro de software precisa ter pensamento crítico para resolver problemas complexos, tomar decisões assertivas, identificar oportunidades de melhoria, inovação e criatividade, e avaliar os impactos e as consequências das suas ações (mais aqui e aqui).
• Comunicação eficaz: é a habilidade de se comunicar e se expressar de forma clara, objetiva e eficiente. O engenheiro de software precisa ter comunicação eficaz para interagir com diferentes públicos, como usuários, clientes, gestores, colegas, etc., utilizando diferentes meios, como oral, escrito, visual, etc. O engenheiro de software também precisa saber documentar o software e os projetos, utilizando padrões e linguagens adequados (mais aqui e aqui).
• Trabalho em equipe: é a habilidade de colaborar e cooperar com outras pessoas para alcançar objetivos comuns. O engenheiro de software precisa saber trabalhar em equipe, respeitando a diversidade e a complementaridade dos perfis e das competências dos membros. O engenheiro de software também precisa saber negociar, gerenciar conflitos, dar e receber feedbacks (mais aqui e aqui).
• Adaptabilidade: é a habilidade de se ajustar e se adequar às mudanças e às demandas do ambiente. O engenheiro de software precisa ter adaptabilidade para lidar com situações imprevistas, incertas ou ambíguas, que exigem flexibilidade, agilidade e resiliência. O engenheiro de software também precisa estar aberto a novas ideias, perspectivas e possibilidades (mais aqui e aqui).

Essas são algumas das habilidades e competências que o engenheiro de software precisa desenvolver para se adaptar à era digital. É importante ressaltar que não existe uma lista definitiva ou universal dessas habilidades e competências. Elas podem variar de acordo com o tipo, o tamanho, o escopo, o orçamento, o prazo, os requisitos, os riscos, a equipe e o cliente do projeto. Portanto, é necessário analisar cuidadosamente as características e as necessidades de cada projeto antes de definir as habilidades e competências mais adequadas.

Referências

• Sommerville I. Engenharia de Software. 10ª ed. São Paulo: Pearson; 2019.
• Pressman RS. Engenharia de Software: Uma Abordagem Profissional. 9ª ed. Porto Alegre: AMGH; 2021.
• Valente, Marco Tulio. Engenharia de Software Moderna: Princípios e Práticas para Desenvolvimento de Software com Produtividade.
• IEEE Computer Society. Guide to the Software Engineering Body of Knowledge (SWEBOK). Version 3.0. Los Alamitos: IEEE; 2014.
• Leffingwell D. SAFe® 5.0 Reference Guide: Scaled Agile Framework® for Lean Enterprises. 2ª ed. Boston: Addison-Wesley; 2020.
• Bashar Nuseibeh and Steve Easterbrook. 2000. Requirements engineering: a roadmap. In Proceedings of the Conference on The Future of Software Engineering (ICSE ‘00). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 35–46.
• Philip A. Laplante. 2017. What Every Engineer Should Know about Software Engineering (1st. ed.). CRC Press, Inc., USA.