Web Engineering: state of the art and comparisons with conventional software engineering

The growing use of the Internet and thus the Web is beginning to transform the market of information systems. However, the capacity to run and plan these ever larger and more complex systems is not keeping up with this growth. One can see that there still isn’t, in the majority of cases, a well-defined and organized process, the ad hoc model being the most used. Therefore, it has become necessary to create a discipline that can address the specific characteristics of web-based applications, Web Engineering (WebE). In this article, the engineering and the characteristics of Web applications are discussed via a literature review; additionally, a comparison between conventional Software Engineering and WebE is also presented.

1 Introduction

The Word-Wide-Web (WWW) is a relatively new medium, but it endures constant changes. Despite the novelty, it is already integrated in our lives and widely used by organizations all over the world, breaking international barriers. Its significant impact and the great importance it has acquired, whether in the corporate world or even beyond it in personal sites, in education, and the entertainment sectors, are making the demand for applications in this medium grow exponentially.

To carry out the development of these applications, the great majority of developers end up forced to choose the ad hoc model of development, due to the lack of a specific methodology. Such applications are developed in chaotic fashion and with margins for errors and faults that compromise the integrity of the system, in addition to a deficiency in documentation for the product and process.

Para tentar cobrir essa lacuna, uma nova área do saber foi criada, a Engenharia Web (Web Engineering), que incorpora princípios do desenvolvimento de software padrão, buscando entender as necessidades específicas da Web e assim solucionar os problemas relacionados ao desenvolvimento. Tendendo a criação de um modelo de processo com ciclo de desenvolvimento repetível e eficiente, e produzindo uma metodologia de avaliação adequada, que contribua com a compreensão e melhora da qualidade das aplicações Web.

Muitos aspectos relativos ao desenvolvimento Web o tornam diferente ao de um software tradicional. Temos a escalabilidade de seus requisitos e a necessidade das mudanças contínuas em seu conteúdo como os dois atributos-chave citados por [Ginige(2001)]. De extrema relevância temos a multidisciplinaridade, e entre as características críticas temos a segurança, a usabilidade e também a manutenabilidade.

Além disso, no processo de produção para uma aplicação Web, é necessário o esforço integrado de profissionais de várias áreas do saber. À medida que aumentam a complexidade e sofisticação dos novos sistemas, uma melhor abordagem sistemática, controle de qualidade e garantia são exigidos, e uma melhor metodologia contribui para um desenvolvimento harmônico, estruturado e bem integrado nos aspectos multidisciplinares.

2 Characteristics Of The Web Application Development

Para [Pressman(2006)], uma aplicação Web pode ser desde uma simples página, a um Web Site completo. Esses sistemas são orientados a documentos que contenham páginas estáticas ou dinâmicas, e são centrados na aparência e nas sensações. Tais aplicações se aproveitam do meio e fazem uma interligação dos conteúdos existentes, dando ao usuário final acesso fácil para edição e criação do mesmo, sustentados por ferramentas amplamente difundidas. Seus provedores são Web designer, redatores, dentre outros.

[Powel(1998)] relata que a mistura encontrada em sistemas Web, envolve a publicação impressa e o desenvolvimento de software, entre o marketing e a computação, entre as comunicações internas e as relações externas e entre a arte e a tecnologia. Mencionada a natureza da engenharia Web, sua equipe é obrigatoriamente multidisciplinar, abrangendo áreas como interação homem-computador, interface com o usuário, análise de sistemas e design, engenharia de software, engenharia de requisitos, engenharia de hipermídia, engenharia de requisitos, testes, modelagem e simulação e gerenciamento de projetos, bem como ciências sociais, artes gráficas e projeto (Figura 1) [Murugesan (1999)].

Campos da Engenharia Web
Figure 1. Web engineering – A multidisciplinary field

O processo de desenvolvimento para Web apresentado por [Rodriguez(2002)], divide o processo em dois sub-processos:

  • sub-processo de autoria, onde ocorre a estruturação de hipermídia.
  • sub-processo de desenvolvimento de infraestrutura, onde é feita integração com base de dados, programação, etc.

Ambos os processos são realizadas nos fluxos de trabalho do processo de desenvolvimento de software convencional. Já a proposta de [Ward & Kroll(1999)] para o desenvolvimento de aplicações Web é a unificação do processo criativo de design ao de engenharia de software proposto pelo Rational Unified Process (RUP). Para isso é usada a modelagem de requisitos, baseada em casos de uso, com a abordagem focada em aspectos de autoria, com diagramas de navegação, conteúdo e layout de interfaces. Estudos também apontam que o desenvolvimento pode ser feito em paralelo, adotando-se um processo que separa as atividades relacionadas aos aspectos de autoria e de infraestrutura em sub-processos paralelos.

Outra característica das aplicações que estão sendo discutidas é o curto ciclo de vida da fase de desenvolvimento. A exigência do mercado para que os sistemas estejam disponíveis o mais breve possível contribuí para tal aspecto. Por tratar-se de alcance global, as aplicações Web possuem grande concorrência e qualquer tempo desperdiçado pode culminar em prejuízos.

Por ser um ambiente complexo e dinâmico a avaliação dessas aplicações é dificultada. Com a diversidade de objetivos, diferentes aspectos são avaliados. Para uma boa avaliação da qualidade final das Aplicações Web, adotamos características tais como funcionalidade, usabilidade, confiabilidade, eficiência, manutenabilidade e portabilidade [ISO91]. Já em outro modelo de avaliação proposto é sugerido que o desenvolvimento das aplicações Web é um esforço contínuo e que progride através de diversos estágios definidos. Suas fases de desenvolvimento são: conceitualização, desenvolvimento, implementação e avaliação. Sendo que estas fases são interligadas constituindo-se um ciclo recorrente.

Portanto, a criação de uma disciplina que seja capaz de avaliar esta qualidade e acompanhar todos os processos que envolvem a construção de sistemas para Web se faz necessária. Na sessão seguinte será abordada esta emergente disciplina, a Engenharia Web.

3 Web Engineering

Como dito anteriormente, nos últimos anos, os sistemas Web estão tornando-se cada vez maiores e mais complexos. Além disso, para desenvolver estes sistemas, é necessária uma equipe heterogênea, com grande variedade de conhecimentos e habilidades [Ginige (2002)]. Por estes motivos, é essencial a utilização de uma metodologia que seja capaz de gerir esta equipe e todo o processo que tange a construção das aplicações.

A Engenharia Web (WebE – da sigla em inglês Web Engineering), caracteriza-se como uma disciplina emergente [Ahmad (2005)] cujo objetivo é possibilitar o desenvolvimento, implantação e manutenção de aplicações baseadas na Web. Utiliza abordagens sistemáticas e princípios científicos de gerenciamento [Murugesan (1999)] para a construção destas aplicações. Dentre os seus objetivos encontram-se a facilitação da manutenibilidade e escalabilidade, minimização dos riscos e principalmente a melhoria e garantia da qualidade do produto de software Web.

Desde 1998, vêm ocorrendo workshops e conferências que abordam a WebE. A crescente utilização da Internet e a ampliação dos sistemas Web não só nos computadores pessoais como também nos dispositivos móveis faz com que haja uma preocupação cada vez maior com o processo de desenvolvimento deste tipo de sistema. A variedade das tecnologias, a multidisciplinaridade, além da contínua evolução e volatilidade dos requisitos que os sistemas Web apresentam são características importantes quando se discute a engenharia Web.

Segundo Pressman [Pressman (2000)], as seguintes atividades devem ser consideradas quando o assunto é a WebE: formulação, planejamento, análise, modelagem, geração de página e teste, além da avaliação do cliente. Ainda segundo o autor, estas atividades devem ser realizadas de maneira iterativa à medida que o sistema evolui.

A WebE segue conceitos e princípios da engenharia de software tradicional enfatizando as mesmas técnicas e atividades de gestão [Ahmad (2005)]. Apesar de possuírem atividades em comum, a engenharia Web não é um “clone” da engenharia de software [Pressman (1986)]. As diferenças entre as duas disciplinas serão explicitadas a seguir.

4 Web Engineering vs. Software Engineering

Neste capítulo serão apresentadas diferenças entre a engenharia Web e a engenharia de software. Mesmo que o objetivo de ambas seja a programação e o desenvolvimento de sistemas, a WebE apresenta novos desafios [Ginige (2001)]. A principal diferença é a multidisciplinaridade que as aplicações baseadas na Web apresentam.

Segundo [Ginige (2001)], esta multidisciplinaridade resulta na contribuição para áreas como engenharia de hipermídia e hipertexto, desenvolvimento de interfaces, interação homem-computador, engenharia da informação, design gráfico e áreas afins. Por este motivo, [McDonald (2001)] conclui que a engenharia Web deve levar em conta os diferentes tipos de profissionais envolvidos no processo garantindo que cada um entenda seu papel e responsabilidade. Além disso, deve ser capaz de resolver os conflitos dos limites destes papéis e responsabilidades levando em conta o que é melhor para o projeto.

[McDonald (2001)] ainda discute sobre outras características que a engenharia Web deve possuir para atender as demandas que uma aplicação Web exige e que se diferenciam da engenharia de software:

  • Devido ao curto ciclo de desenvolvimento e curtos prazos para entrega do produto final bem menores que aplicações desktop, a engenharia Web deve ser capaz de lidar com esta pressão.
  • Por ser ligada não somente ao desenvolvimento em si, mas também ser orientada ao conteúdo a engenharia Web deve preocupar-se também com o desenvolvimento dos dados e da informação bem como o relacionamento entre eles.
  • As equipes devem ser quebradas em partes menores assim como em um processo de desenvolvimento de software convencional.
    Entretanto, estas equipes devem poder ir além dos seus pares de trabalho e além de seus projetos para evitar esforços redundantes e garantir consistência.
  • Deve haver um foco maior na fase de análise e avaliação e nas fases de requisitos e testes.
  • Deve ser independente de tecnologia e ferramentas devido à rápida e contínua evolução das mesmas.

Além das características apresentadas é importante ressaltar que a Engenharia Web deve ter um foco maior para a segurança e qualidade do que a engenharia convencional. O fato de estarem disponíveis em uma rede de alcance mundial – a Internet – faz com que ataques sejam mais frequentes e qualquer brecha de sistema pode ser fatal. A segurança está diretamente ligada à qualidade que depende da aplicação de uma engenharia e processo bem definidos.

5 Conclusions

O crescimento e a complexidade das aplicações baseadas na Web preocupam àqueles que trabalham e pesquisam esta área. Por este motivo, a utilização da Engenharia Web vem sendo cada vez mais discutida e pesquisada. Apesar de ser uma disciplina praticamente recente sua importância já é destacada.

Existem diferenças entre a WebE e a engenharia de software convencional. Estas diferenças ocorrem devido à natureza das aplicações Web. As mesmas exigem um prazo de desenvolvimento mais curto, envolvem diversas áreas de conhecimento – são multidisciplinares, possuem um foco maior na informação e estão em constante evolução.

Por estes motivos, a Engenharia Web caracteriza-se por ser bastante flexível. Deve ser independente de tecnologia, capaz de gerir as diversificadas equipes, focar na análise e planejamento para que problemas possam ser evitados. Além disso, deve abranger não só o desenvolvimento de software em sim como também a segurança, o design e o desenvolvimento e apresentação da informação.

6 References

  • Ahmad, R.; Zhang Li; Azam, F.; “Web engineering: a new emerging discipline,” Emerging Technologies, 2005. Proceedings of the IEEE Symposium on , vol., no., pp. 445-450, 17-18 Set. 2005.
  • Athula Ginige. 2002. Web engineering: managing the complexity of web systems development. In Proceedings of the 14th international conference on Software engineering and knowledge engineering (SEKE ’02). ACM, New York, NY, USA, 721-729.
  • Ginige, A.; Murugesan, S.; , “Web engineering: an introduction,” Multimedia, IEEE, vol.8, no.1, pp.14-18, Jan-Mar 2001.
  • ISO/IEC 9126 Standard for Information Technology, Software Product Evaluation – Quality Characteristics and Guidelines for their use, Geneve,1991.
  • McDonald A., Welland R.: Web Engineering in Practice, Proceedings of the Fourth WWW10 Workshop on Web Engineering, 21-30, (1 May 2001).
  • Murugesan, S. et al. (1999). Web engineering: A New Discipline for Development of Web-based systems. InProceedings of the First ICSE Workshop on Web Engineering, Los Angeles (pp. 1-9).What a Tangled Web We Weave.
  • Powell, T.A, Web Site Engineering: Beyound Web Page Design, Prentice Hall, 1998.
  • Pressman, R. Engenharia de Software, McGraw Hill, 6a ed., 2006.
  • Pressman, R.S.; , “What a tangled Web we weave [Web engineering],” Software, IEEE , vol.17, no.1, pp.18-21, Jan/Feb 2000
  • Pressman. 1986. Software Engineering: a Practitioner’s Approach (4th Ed.). McGraw-Hill, Inc., New York, NY, USA.
  • Rodriguez, D.; Harrison, R. & Satpathy, M. A Generic Model and Tool Support for Assessing and Improving Web Processes”. Proceedings of the Eighth IEEE Symposium on Software Metrics. IEEE, 2002.
  • Ward, S. & Kroll, P. Building Web Solutions with the Rational Unified Process: Unifying the creative design process and the software engineering process. Context Integration Inc and Rational Software. 1999.

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