SOCIO-TECHNICAL SYSTEMSIan Sommerville, 8 edio Captulo 2Aula de Luiz Eduardo Guarino de Vasconcelos

ObjetivosCompreender a diferena entre sistema tcnico baseado em computador e sistema scio-tcnico Apresentar propriedade emergentes de sistemas como confiabilidade, desempenho, segurana e proteo Compreender as atividades envolvidas no processo de engenharia de sistemas Compreender porque o contexto organizacional de um sistema afeta seu projeto e uso Conhecer o significado de sistema legado e porque esses sistemas geralmente so importantes para a operao de vrios tipos de negcio

Tpicos abordadosPropriedades emergentes de sistemas Engenharia de sistemas Organizaes, pessoas e sistemas de computadores Sistemas legados

O que um sistema?Uma coleo intencional de componentes inter-relacionados que trabalham juntos para atingir algum objetivo comum. Um sistema pode conter software, hardware, processos mecnicos, eltricos e eletrnicos e pessoas. Componentes de sistema dependem de outros componentes de sistema. Propriedades e comportamentos dos componentes de sistema so intricados e inter-relacionados.

Categorias de sistemasSistemas tcnicos baseados em computadorIncluem componentes de hardware e software mas no incluem procedimentos e processos. Ex.: televisores, celulares, a maioria dos softwares de PCs. So usados para algum propsito, mas o conhecimento deste propsito no faz parte do sistema. Ex.: o Power Point no est ciente de que est sendo usado para criar uma aula.

Sistema scio-tcnicoIncluem sistemas tcnicos mas incluem tambm conhecimento de como o sistema deve ser usado para atingir um objetivo maior. Tem processos, pessoas, regras, podem ser afetados por leis e restries externas. Ex.: Aula criada segundo um sistema de publicao e padronizao sociotcnico que inclui vrios processos e sistemas tcnicos

Propriedades EmergentesPropriedades do sistema como um todo ao invs de propriedades que podem ser derivadas de componentes do sistema. Propriedades emergentes so uma conseqncia do relacionamento entre componentes do sistema. Ento eles podem somente ser estimados e medidos uma vez que os componentes tenham sido integrados ao sistema

Exemplos de propriedades emergentesVolume: espao total do sistema. Depende da montagem. Confiabilidade: depende da confiabilidade dos componentes. Interaes inesperadas podem causar novas falhas e afetar a confiabilidade do sistema Proteo: capacidade de resistir a ataques. complexa. Facilidade de reparos: reflete a facilidade que um problema resolvido, aps sua descoberta. Depende da capacidade de diagnosticar, acessar os componentes defeituosos e modific-los ou substitui-los Usabilidade: reflete na facilidade de uso. Depende dos componentes, operadores e ambiente operacional

Tipos de propriedades emergentesPropriedades funcionaisElas aparecem quando todas as partes do sistema trabalham em conjunto para atingir algum objetivo. Por exemplo, uma bicicleta tem uma propriedade funcional de ser um dispositivo de transporte, uma vez que est montada com todos os seus componentes.

Propriedades emergentes no funcionaisElas so confiabilidade, desempenho, segurana e proteo. Esto relacionadas ao comportamento do sistema em seu ambiente operacional. Muitas vezes, elas so crticas aos sistemas computacionais, uma vez que uma falha em atingir um nvel mnimo definido nessas propriedades pode inutilizar o sistema

Confiabilidade de sistemasDevido a interdependncia de componentes, falhas podem se propagar atravs do sistema As falhas do sistema ocorrem com freqncia devido aos inter-relacionamentos imprevistos entre componentes provavelmente impossvel antecipar todos os possveis relacionamentos de componentes Medidas de confiabilidade de software podem dar uma falsa idia de confiabilidade de sistema

Influncias sobre confiabilidadeConfiabilidade de Hardware Qual a probabilidade de um componente falhar e quanto tempo leva para reparar esse componente? Confiabilidade de Software Qual a probabilidade de que um componente de software venha a produzir uma sada incorreta? Falhas de software normalmente so distintas das falhas de hardware, pois o software no se desgasta. Confiabilidade do Operador Qual a probabilidade de que o operador de um sistema cometa um erro?

Relacionamento de confiabilidadeFalhas de hardware podem gerar falsos sinais, fora dos limites das entradas esperadas pelo software Erros de software podem ativar alarmes, causando tenso no operador e induzi-lo a erros O ambiente no qual um sistema est instalado pode afetar sua confiabilidade

Propriedades que o sistema no deve exibirPropriedades tais como desempenho e confiabilidade podem ser medidas depois que o sistema estiver funcionando No entanto, algumas propriedades so propriedades que o sistema no deve exibir:Segurana o sistema no deve comportar-se de forma insegura. Proteo o sistema no deve permitir uso no autorizado

Medir ou estimar essas propriedades muito difcil

Engenharia de SistemasEspecificar, Projetar, implementar, implantar, validar, distribuir e manter sistemas scio-tcnicos. Concentram os servios que o sistema deve prover, as restries na construo e operao e as maneiras de uso do sistema para atingir seu objetivo

O Processo de Engenharia de SistemasNormalmente seguem o modelo cascata devido ao desenvolvimento paralelo de diferentes partes do sistemaPequenos escopos para interao entre fases devido as mudanas de hardware serem de alto custo. Software podem ter que compensar os problemas de hardware

Envolvem, inevitavelmente, engenheiros de diferentes disciplinas que devem trabalhar juntosH muitos escopos de equvocos aqui. Diferentes disciplinas usam vocabulrios diferentes e necessria muita negociao. Engenheiros podem ter agendas pessoais para cumprir.

O Processo de Engenharia de Sistemas

Envolvimento inter-disciplinar

Definio de requisitos do sistemaTrs tipos de requisitos definidos neste estgioRequisitos funcionais abstratos. Funes do sistema so definidos de forma abstrata Propriedades do sistema. So definidos os requisitos nofuncionais do sistema Caractersticas indesejveis. especificado o comportamento inaceitvel do sistema

Deve-se tambm definir os objetivos gerais da organizao para o sistema

Objetivos do sistemaObjetivos funcionaisFornecer um sistema de alarme contra incndios e contra intrusos para um edifcio, com o objetivo de divulgar avisos internos e externos referentes a incndios ou entrada de pessoas no autorizadas

Objetivos organizacionaisAssegurar que as funcionalidades normais executadas edifcio no sejam seriamente perturbados por eventos tais como de incndio e entrada no autorizada de pessoas

Problemas de requisitos do sistemaAlterao de como o sistema est sendo especificado Necessidade de antecipar o desenvolvimento de hardware/comunicaes durante o tempo de vida do sistema Dificuldade de definir requisitos no-funcionais (particularmente) sem uma viso da estrutura de componentes do sistema

O processo de projeto de sistemasAgrupar requisitosOrganizar requisitos em grupos relacionados

Identificar subsistemasIdentificar um conjunto de subsistemas que coletivamente possam atender os requisitos do sistema

Atribuir requisitos aos subsistemasIntroduo de problemas especficos quando COTS (Commercial Off-the-Shelf) so integrados

Especificar funcionalidade de subsistemas (e relacionamentos) Definir interfaces de subsistemasAtividade crtica para o desenvolvimento paralelo de subsistemas

O processo de projeto de sistemas

Problemas de projeto de sistemasA diviso de requisitos entre hardware, software e componentes humanos pode envolver muita negociao Assume-se que dificuldades em resolver problemas de projeto so normalmente resolvidos por software Plataformas de hardware podem no ser apropriados para atender os requisitos de software tal que o software deve compensar isso

Requisitos de sistemas e ProjetoEngenharia de requisitos e projeto de sistemas so fortemente ligados. Restries impostas pelos sistemas existentes podem limitar a escolha de projeto. Estas escolhas podem ser especificadas nos requisitos. Pode ser necessrio um projeto inicial para estruturar e organizar o processo de engenharia de requisitos. medida que o projeto prossegue, problemas com os requisitos podem ser descobertos e novos requisitos podem surgir Espiral

Modelo espiral de requisito/projeto

Elicitao e Anlise de requisitos

Projeto de arquitetura

Definio do Problema

Reviso e avaliao

Modelando sistemasUm modelo arquitetural apresenta um viso abstrata de subsistemas compondo um sistema Muitos incluem fluxo de informaes entre subsistemas Normalmente apresentados como um diagrama de blocos Podem identificar diferentes tipos de componentes funcionais no modelo

Sistema de alarme contra intrusos

Tipos de componentes no sistema de alarmeSensorSensor de movimento, sensor de porta

AtuadorSirene

ComunicaoDiscador de telefone

CoordenaoControlador de alarme

InterfaceSintetizador de voz

Descrio dos sub-sistemas

Sub-sistema Sensores movimento Sensores de porta Controlador do alarme Sirene Sintetizador de voz Discador de telefone

Descrio Detecta movimento nos espaos monitorados no sistema Detecta a abertura das portas externas ao prdio Controla a operao do sistema Emite um alerta sonoro quando da suspeita de intrusos Sintetiza uma mensagem de voz que fornece a localizao do intruso suspeito Faz chamadas externas para notificar a equipe de segurana, polcia, etc

Arquitetura do sistema ATC

Componentes funcionais do sistemaComponentes de Sensor Componentes de Atuador Componentes de Computao Componentes de Comunicao Componentes de Coordenao Componentes de Interface

Componentes do sistemaComponentes de SensorInformaes coletadas do ambiente do sistema. Por exemplo, radar do sistema de controle de trfego areo

Componentes de AtuadorProvoca alguma mudana no ambiente do sistema. Por exemplo, vlvulas num sistema de controle de processo que aumenta ou reduz o fluxo de materiais num cano

Componentes de ComputaoRealizar alguma computao sobre uma entrada para produzir uma sada. Por exemplo, um processador de ponto flutuante num sistema computacional

Componentes do sistemaComponentes de ComunicaoPermitem que componentes do sistema comuniquem-se uns com os outros: computadores distribudos interligados em rede

Componentes de CoordenaoCoordena as interaes de outros componentes do sistema: escalonador de sistema em tempo real

Componentes de InterfaceFacilitam as interaes com outros componentes do sistema: interface com o operador

Todos os componentes so normalmente controlados por software

Desenvolvimento de subsistemasNormalmente, projetos de hardware, software e comunicaes so desenvolvidos em paralelo Muitos envolvem algumas aquisies de sistemas COTS (Commercial Off-the-Shelf) Falha de comunicao entre as equipes de implementao Mecanismos burocrticos e lentos para aprovar mudanas no sistema faz com que o cronograma de desenvolvimento seja estendido devido a necessidade de re-trabalho

Integrao de sistemas o processo de colocar, todos juntos, hardware, software e pessoas para compor o sistema Deve ser realizado incrementalmente tal que os subsistemas sejam integrados um de cada vez Problemas de interface entre subsistemas so normalmente encontrados neste estgio Podem existir problemas de incompatibilidade de verses entre componentes de sistema

Instalao do sistemaDepois de completo, o sistema deve ser instalado no ambiente do clienteSuposies sobre o ambiente podem ser incorretas Podem existir resistncia humana na introduo de um novo sistema O sistema pode precisar coexistir com sistemas alternativos por algum tempo Podem existir problemas de instalao fsica (por exemplo, problemas de cabeamento) Identificao da necessidade de treinamento de operadores

Evoluo do sistemaGrandes sistemas tem um longo tempo de vida. Eles evoluem para atender as mudanas de requisitos A evoluo caraMudanas devem ser analisados sob a perspectiva tcnica e de negcio A interao de subsistemas pode gerar problemas no previstos Raramente existe uma lgica para decises legtimas de projeto A estrutura do sistema corrompida pelas mudanas realizadas

Sistemas existentes que devem ser mantidos so chamados de sistemas legados

Desativao de sistemasTirar o sistema de servio aps terminado o seu tempo de vida Pode ser necessrio a remoo de materiais (por exemplo, produtos qumicos perigosos) que podem poluir o ambienteA desativao deve ser planejada durante o projeto do sistema

Pode ser necessrio que os dados sejam reestruturados e convertidos para que possam ser usados em outros sistemas

Organizaes/pessoas/sistemasSistemas sociotcnicos so sistemas empresariais com a finalidade de auxiliar na conquista de alguma meta organizacional ou de negcios. Se voc no entende o ambiente organizacional onde o sistema usado, o sistema pode no atender s necessidades do negcio, podendo ser rejeitado pelos usurios ( ou gerncia )

Fatores humanos e organizacionaisMudanas no processoO sistema requer mudanas nos processos de trabalho, no ambiente?

Mudanas nas tarefasOs sistemas diminuem a habilidade dos usurios em um ambiente ou fazem com que modifiquem o modo como eles trabalham?

Mudanas organizacionaisO sistema modifica a estrutura de poder poltico em uma organizao?

Processos de aquisio, desenvolvimento e operao

Aquisio do sistemaAquisio de um sistema para atender as necessidades da organizao Alguns projetos de especificao e de arquitetura de sistema normalmente necessitam ser adquiridosVoc precisa de uma especificao para fechar um contrato de desenvolvimento do sistema A especificao deve permitir a compra de sistemas COTS (commercial offthe-shelf), quase sempre mais barato do que desenvolver um sistema a partir do zero.

Grandes sistemas complexos normalmente so compostos de mix de componentes de prateleira e personalizados.

O processo de aquisio de sistemas

Conseqncia da aquisioRequisitos podem ter que ser modificados para se adaptar s capacidades de componentes COTS A especificao de requisitos pode ser parte do contrato de desenvolvimento do sistema Existe, normalmente, um perodo de negociao para combinar mudanas aps a seleo do contrato de construo do sistema

Contratos e subcontratosA aquisio de grandes sistemas de hardware / software normalmente baseado em alguns pontos principais do contrato Subcontratos so emitidos a outros fornecedores para fornecer partes do sistema Clientes possuem vnculo com o principal contratado e no negocia diretamente com os subcontratados

Modelo Contratado / Subcontratado

Sistemas legadosSistemas sociotcnicos que foram desenvolvidos usando tecnologia velha ou obsoleta. Geralmente so crticos para a operao do negcio e a substituio arriscada e descartadaSistema bancrio; Sistemas militares.

Sistemas legados restringem novos processos organizacionais e consomem alta proporo do oramento das empresas

Componentes de sistema legadoEmbeds knowledge of

Sistema de Support software apoioRuns-on

Uses

Software de Application aplicao softwareUses Uses

Polticas epolicies Business regras de negcio and rules

Runs-on

Constrains

System Hardware do hardware sistema

Dados de Application aplicao data

Processos de Business negcios processes

Componentes de sistema legadoHardware pode ser hardware de mainframe obsoleto. Support software / software de apoio- podem ser fornecidos por fabricantes do hardware e estarem obsoletos ou no estarem mais no mercado. Ex.: compiladores, etc Application software / Software de aplicao pode ser escrito em linguagens obsoletas. Application data / Dados da aplicao- geralmente inconsistente ou incompleto. Business processes / Processos de negcio- podem ser restringidos pela estrutura ou funcionalidades do software. Business policies and rules / Polticas e regras de negcios podem estar implcitas e incorporadas no software

Modelo em camadas de um sistema legadoSocio-technical system Business processes Application software Support software Hardware

Pontos chaveSistemas sociotcnicos incluem hardware, software, processos e pessoas e so projetados para um objetivo de negcio. Propriedades emergentes so propriedades que so caractersticas do sistema como um todo e no apenas de suas partes O processo de engenharia de sistemas baseia-se, normalmente, no modelo cascata e possui as fases de especificao, projeto, desenvolvimento e Integrao (parte crucial)

Pontos chaveFatores organizacionais e humanos tem um efeito significativo na operao de sistemas sociotcnicos. Existem interaes complexas entre os processos de aquisio, desenvolvimento e operao. Sistema legado um sistema antigo que continua a fornecer servios essenciais. Sistemas legados incluem processos de negcio, regras e polticas de negcio, software de aplicao e apoio, hardware e dados.