Proses Rekayasa Perangkat Lunak

 

Proses rekayasa perangkat lunak adalah kegiatan yang tercakup dalam upaya memproduksi dan mengembangkan sistem perangkat lunak. Proses disajikan dalam model proses perangkat lunak. Kegiatannya secara umum terdiri dari penetapan spesifikasi, desain dan implementasi, validasi dan evolusi. Rekayasa kebutuhan (requirement engineering) adalah proses pengembangan spesifikasi perangkat lunak. Proses disain dan implementasi mengubah spesifikasi untuk sebuah program dieksekusi. Validasi melibatkan pemeriksaan bahwa sistem tersebut memenuhi spesifikasi dan kebutuhan pengguna. Evolusi berkaitan dengan memodifikasi sistem setelah digunakan

Sebuah model proses perangkat lunak adalah representasi abstrak dari proses. Hal ini menyajikan uraian proses dari beberapa perspektif tertentu. Model generik untuk proses pengembangan perangkat lunak, yang menggambarkan organisasi dari proses perangkat lunak. Model proses iteratif menggambarkan proses software sebagai siklus kegiatan: (1) Model air terjun, tahap terpisah dan berbeda dari spesifikasi dan pengembangan, (2) Pengembangan Evolusioner, Spesifikasi dan pengembangan disisipkan, pada setiap tahap perbaikan atau penyempurnaan (3) pengembangan sistem formal, Sebuah model matematika (dalam bentuk model logika) dari sistem, secara resmi ditransformasikan ke implementasinya (perangkat lunak), (4) pembangunan berbasis penggunaan ulang (Reuse), sistem dirakit dengan memodifikasi komponen yang ada.

Dasar Pemodelan Perangkat Lunak

Pemodelan perangkat lunak memberikan gambaran yang jelas untuk menjembatani kesenjangan pemahaman antara dunia nyata (pada  tingkat tinggi) dan kode pemrograman. Pemodelan sistem perangkat lunak digolongkan menjadi dua, yaitu pemodelan analisis (yang memodelkan domain permasalahan) dan pemodelan sistem (yang menyajikan domain solusi perangkat lunaknya).

Model analisis mengeksplorasi kebutuhan atau persyaratan (requirements) perangkat lunak, yang mendefinisikan seperti apa perangkat lunak yang akan dibangun itu harus dipandang sebelum dibuat. Ini merupakan tahapan yang paling kritis (sulit dan menentukan) dalam membangun perangkat lunak. Pencarian kebutuhan dilakukan dengan mengumpulkannya dari pengguna sistem dan pemangku kepentingan lainnya.

Dalam kajian rekayasa perangkat lunak, pemodelan sistem yang populer diterapkan adalah pendekatan terstruktur dan pendekatan berorientasi obyek. Untuk kedua pendekatan tersebut telah dikembangkan beberapa alat bantu pengembangan (tools) dan teknik, antara lain Data Flow Diagram, Class Responsibility Collaborator dan Unified Modeling Language.

Rekayasa Perangkat Lunak dan Disiplin Ilmu Lain

Cakupan ruang lingkup yang cukup luas, membuat RPL sangat terkait dengan disiplin dengan bidang ilmu lain. tidak saja sub bidang dalam disiplin ilmu komputer namun dengan beberapa disiplin ilmu lain diluar ilmu komputer.

Hubungan keterkaitan RPL dengan ilmu lain dapat dilihat pada gambar dibawah ini

Gambar  Keterkaitan RPL dengan bidang ilmu lain.

• bidang ilmu manajemen meliputi akuntansi, finansial, pemasaran, manajemen operasi, ekonomi, analisis kuantitatif, manajemen sumber daya manusia, kebijakan, dan strategi bisnis
• bidang ilmu matematika meliputi aljabar linier, kalkulus, peluang, statistik, analisis numerik, dan matematika diskrit
• bidang ilmu manajemen proyek meliputi semua hal yang berkaitan dengan proyek, seperti ruang lingkup proyek, anggaran, tenaga kerja, kualitas, manajemen resiko dan keandalan, perbaikan kualitas, dan metode-metode kuantitatif
• bidang ilmu ergonomika menyangkut hubungan ( interaksi) antar manusia dengan komponen-komponen lain dalam sistem komputer
• bidang ilmu rekayasa sistem meliputi teori sistem, analisis biaya-keuntungan, pemodelan, simulasi, proses, dan operasi bisnis

Metode Rekayasa Perangkat Lunak

Pada rekayasa perangkat lunak, banyak model yang telah dikembangkan untuk membantu proses pengembangan perangkat lunak. Model-model ini pada umumnya mengacu pada model proses pengembangan sistem yang disebut System Development Life Cycle (SDLC) seperti terlihat pada Gambar berikut ini.

Gambar  System Development Life Cycle (SDLC).

• Kebutuhan terhadap definisi masalah yang jelas.  Input utama dari setiap model pengembangan perangkat lunak adalah pendefinisian masalah yang jelas.  Semakin jelas akan semakin baik karena akan memudahkan dalam penyelesaian masalah.  Oleh karena itu pemahaman masalah seperti dijelaskan pada Bab 1, merupakan bagian penting dari model pengembangan perangkat lunak.
• Tahapan-tahapan pengembangan yang teratur.  Meskipun model-model pengembangan perangkat lunak memiliki pola yang berbeda-beda, biasanya model-model tersebut mengikuti pola umum  analysis – design – coding – testing - maintenance
• Stakeholder berperan sangat penting dalam keseluruhan tahapan pengembangan.  Stakeholder dalam rekayasa perangkat lunak dapat berupa pengguna, pemilik, pengembang, pemrogram dan orang-orang yang terlibat dalam rekayasaperangkat lunak tersebut.
• Dokumentasi merupakan bagian penting dari pengembangan perangkat lunak.  Masing-masing tahapan dalam model biasanya menghasilkan sejumlah tulisan, diagram, gambar atau bentuk-bentuk lain yang harus didokumentasi dan merupakan bagian tak terpisahkan dari perangkat lunak yang dihasilkan.

Keluaran dari proses pengembangan perangkat lunak harus bernilai ekonomis.  Nilai dari sebuah perangkat lunak sebenarnya agak susah di-rupiah-kan.  Namun efek dari penggunaan perangkat lunak yang telah dikembangkan haruslah memberi nilai tambah bagi organisasi. Hal ini dapat berupa penurunan biaya operasi,  efisiensi penggunaan sumberdaya, peningkatan keuntungan organisasi, peningkatan “image” organisasi dan lain-lain.

Tahapan Rekayasa Perangkat Lunak

Meskipun dalam pendekatan berbeda-beda, namun model-model pendekatan memiliki kesamaan, yaitu menggunaka pola tahapan analysis – design – coding(construction) – testing – maintenance.

1.      Analisis sistem adalah sebuah teknik pemecahan masalah yang menguraikan sebuah sistem menjadi komponen-komponennya dengan tujuan mempelajari seberapa bagus komponen-komponen tersebut bekerja dan berinteraksi untuk meraih tujuan mereka.

Analisis mungkin adalah bagian terpenting dari proses rekayasa perangkat lunak.  Karena semua proses lanjutan akan sangat bergantung pada baik tidaknya hasil analisis. Ada satu bagian penting yang biasanya dilakukan dalam tahapan analisis yaitu pemodelan proses bisnis.

2.      Model proses adalah model yang memfokuskan pada seluruh proses di dalam sistem  yang mentransformasikan data menjadi informasi (Harris, 2003).  Model proses juga menunjukkan aliran data yang masuk dan keluar pada suatu proses.  Biasanya model ini digambarkan dalam bentuk Diagram Arus Data (Data Flow Diagram / DFD).  DFD meyajikan gambaran apa yang manusia, proses dan prosedur lakukan untuk mentransformasi data menjadi informasi.

3.      Disain perangkat lunak  adalah tugas, tahapan atau aktivitas yang difokuskan pada spesifikasi detil dari solusi berbasis computer (Whitten et al, 2004).

Disain perangkat lunak sering juga disebut sebagai physical design.  Jika tahapan analisis sistem menekankan pada masalah bisnis (business rule), maka sebaliknya disain perangkat lunak fokus pada sisi teknis dan implementasi sebuah perangkat lunak (Whitten et al, 2004).

Output utama dari tahapan disain  perangkat lunak adalah spesifikasi disain.  Spesifikasi ini meliputi spesifikasi disain umum yang akan disampaikan kepada stakeholder sistem dan spesifikasi disain rinci yang akan digunakan pada tahap implementasi.  Spesifikasi disain umum hanya berisi gambaran umum agar stakeholder sistem mengerti akan seperti apa perangkat lunak yang akan dibangun.  Biasanya diagram USD tentang perangkat lunak yang baru merupakan point penting dibagian ini.   Spesifikasi disain rinci atau kadang disebut disain arsitektur rinci perangkat lunak diperlukan untuk merancang sistem sehingga memiliki konstruksi yang baik, proses pengolahan data yang tepat dan akurat, bernilai, memiliki aspek user friendly dan memiliki dasar-dasar untuk pengembangan selanjutnya.

Desain arsitektur ini terdiri dari desain database, desain proses, desain user interface  yang mencakup desain  input,  output form dan report, desain hardware, software dan jaringan.  Desain proses merupakan kelanjutan dari pemodelan proses yang dilakukan pada tahapan analisis.

4.      Konstruksi adalah tahapan menerjemahkan hasil disain logis dan fisik ke dalam kode-kode program komputer.

5.      Pengujian sistem melibatkan semua  kelompok pengguna yang telah direncanakan pada tahap sebelumnya. Pengujian tingkat penerimaan terhadap perangkat lunak akan berakhir ketika dirasa semua kelompok pengguna menyatakan bisa menerima perangkat  lunak tersebut berdasarkan kriteria-kriteria yang telah ditetapkan.

6.      Perawatan dan Konfigurasi. Ketika sebuah perangkat lunak telah dianggap layak untuk dijalankan, maka tahapan baru menjadi muncul yaitu perawatan perangkat lunak.  Ada beberapa tipe perawatan yang biasa dikenal dalam dunia perangkat lunak seperti terlihat pada diagram di Gambar di bawah ini :

Tipe-tipe perawatan.

• Tipe perawatan  corrective dilakukan jika terjadi kesalahan atau biasa dikenal sebagai bugs.  Perawatan  bisa dilakukan dengan memperbaiki kode program, menambah bagian  yang dirasa perlu atau malah menghilangkan bagian-bagian tertentu.  
• Tipe perawatan  routine biasa juga disebut preventive maintenance dilakukan secara rutin untuk melihat kinerja perangkat lunak ada atau tidak ada kesalahan. 
• Tipe perawatan  sistem upgrade dilakukan jika ada perubahan dari komponen-komponen yang terlibat  dalam perangkat lunak tersebut. Sebagai contoh perubahan platform sistem operasi dari versi lama ke versi baru menyebabkan perangkat lunak harus diupgrade.

Perkembangan Rekayasa Perangkat Lunak

Meskipun baru dicetuskan pada tahun 1968, namun RPL telah memiliki sejarah yang cukup yang panjang. Dari sisi disiplin ilmu, RPL masih reklatif muda dan akan terus berkembang.

Arah perkembangan yang saat ini sedang dikembangkan antara lain meliputi :

Tahun	Kejadian
1940an	Komputer pertama yang membolehkan pengguna menulis kode program langsung
1950an	Generasi awal interpreter dan bahasa macro Generasi pertama compiler
1960an	Generasi kedua compiler Komputer mainframe mulai dikomersialkan Pengembangan perangkat lunak pesanan Konsep Software Engineering mulai digunakan
1970an	Perangkat pengembang perangkat lunak Perangkat minicomputer komersial
1980an	Perangkat Komputer Personal (PC) komersial Peningkatan permintaan perangkat lunak
1990an	Pemrograman berorientasi obyek (OOP) Agile Process dan Extreme Programming Peningkatan drastis kapasitas memori Peningkatan penggunaan internet
2000an	Platform interpreter modern (Java, .Net, PHP, dll) Outsourcing

Tujuan Rekayasa Perangkat Lunak

Secara umum tujuan RPL tidak berbeda dengan bidang rekayasa yang lain. Hal ini dapat kita lihat pada Gambar di bawah ini.

Gambar 1. Tujuan RPL

Dari Gambar di atas dapat diartikan bahwa bidang rekayasa akan selalu berusaha menghasilkan output yang kinerjanya tinggi, biaya rendah dan waktu penyelesaian yang tepat. Secara leboih khusus kita dapat menyatakan tujuan RPL adalah:

1. memperoleh biaya produksi perangkat lunak yang rendah
2. menghasilkan pereangkat lunak yang kinerjanya tinggi, andal dan tepat waktu
3. menghasilkan perangkat lunak yang dapat bekerja pada berbagai jenis platform
4. menghasilkan perangkat lunak yang biaya perawatannya rendah

Sejarah Rekayasa Perangkat Lunak

Sejarah Software Engineering

 
Istilah software engineering digunakan pertama kali pada akhir 1950-an dan awal 1960-an. Saat itu, masih terdapat perdebatan tajam mengenai aspek engineering dari pengembangan perangkat lunak. Pada tahun 1968 dan 1969, komite sains NATO mensponsori dua konferensi tentang rekayasa perangkat lunak, yang memberikan dampak kuat terhadap pengembangan rekayasa perangkat lunak. Banyak yang menganggap dua konferensi inilah yang menandai awal resmi profesi rekayasa perangkat lunak.

Pada tahun 1960-an hingga 1980-an, banyak masalah yang ditemukan para praktisi pengembangan perangkat lunak. Banyak project yang gagal, hingga masa ini disebut sebagai krisis perangkat lunak. Kasus kegagalan pengembangan perangkat lunak terjadi mulai dari project yang melebihi anggaran, hingga kasusu yang mengakibatkan kerusakan fisik dan kematian. Salah satu kasus yang terkenal antara lain meledaknya roket Ariane akibat kegagalan perangkat lunak. Selama bertahun-tahun, para peneliti memfokuskan usahanay untuk menemukan teknik jitu untuk memecahkan masalah krisi perangkat lunak. Berbagai teknik, metode, alat, proses diciptakan dan diklaim sebagai senjata pamungkas untuk memecahkan kasus ini. Mulai dari pemrograman terstruktur, pemrograman berorientasi objek, pernagkat pembantu pengembangan perangkat lunak (CASE tools), berbagai standar, UML hingga metode formal diagung-agungkan sebagai senjaat pamungkas untuk menghasilkan software yang benar, sesuai anggaran dan tepat waktu. Pada tahun 1987, Fred Brooks menulis artikel No Silver Bullet, yang berproposisi bahwa tidak ada satu teknologi atau praktek yang sanggup mencapai 10 kali lipat perbaikan dalam produktivitas pengembanan perngkat lunak dalam tempo 10 tahun.

Sebagian berpendapat, no silver bullet berarti profesi rekayasa perangkat lunak dianggap telah gagal. Namun sebagian yang lain justru beranggapan, hal ini menandakan bahwa bidang profesi rekayasa perangkat lunak telah cukup matang, karena dalam bidang profesi lainnya pun, tidak ada teknik pamungkas yang dapat digunakan dalam berbagai kondisi.

Pendahuluan Rekayasa Perangkat Lunak

Rekayasa Perangkat Lunak 

1. Adalah suatu disiplin rekayasa yang berkonsentrasi terhadap seluruh aspek produksi perangkat lunak. 
2. Mengadopsi pendekatan yang sistematis dan terorganisir terhadap pekerjaannya dan menggunakan tool yang sesuai serta teknik yang ditentukan berdasarkan masalah yang akan dipecahkan, kendala pengembangan dan sumber daya yang tersedia.

Proses Perangkat Lunak

1. Sekumpulan aktifitas yang memiliki tujuan untuk pengembangan ataupun evolusi perangkat lunak.
2. Aktifitas generic dalam semua proses perangkat lunak adalah:

•  Spesifikasi – apa yang harus dilakukan oleh perangkat lunak dan batasan/ kendala pengembangannya
•  Pengembangan – proses memproduksi sistem perangkat lunak
•  Validasi – pengujian perangkat lunak terhadap keinginan pengguna
•  Evolusi – perubahan perangkat lunak berdasarkan perubahan keinginan.

Model Proses Perangkat Lunak

1. Suatu representasi proses perangkat lunak yang disederhanakan dipresentasikan dari perspektif khusus
2. Contoh perspektif proses:

• Perspektif Alur-kerja (workflow) - barisan kegiatan
• Perspektif Alur Data (Data flow) – alur informasi
• Perspektif Peran/Aksi – siapa melakukan apa.

 Model proses Generik:

• Waterfall (Air terjun)
• Pengembangan secara evolusi
• Transformasi formal
• Model Spiral
• Integrasi baru komponen yang digunakan kembali

Biaya Rekayasa Perangkat Lunak

1. Sekitar 60% untuk biaya pengembangan, 40% biaya pengujian. Untuk perangkat lunak berbasis pengguna (custom), biaya evolusi biasanya melebihi biaya pengembangan.
2. Biaya beragam tergantung pada tipe sistem yang seperti unjuk kerja dan kehandalan sistem,
3. Distribusi biaya bergantung pada model pengembangan yang digunakan.

Metode Rekayasa Perangkat Lunak

1. Pendekatan terstruktur pengembangan PL termasuk model sistem, notasi, perancangan dan petunjuk pemrosesan,
2. Deskripsi Model : deskripsi pemodelan dengan grafik
3. Aturan : batasan yang digunakan pada model sistem
4. Rekomendasi :  saran dalam membentuk perancangan yang baik
5. Petunjuk proses : aktifitas yang harus diikuti

Atribut Perangkat Lunak Yang Baik
PL seharusnya memberikan pengguna kebutuhan fungsionalitas dan unjuk kerja yang dapat :

Maintanability

• PL harus dapat memenuhi perubahan kebutuhan

§  Dependability

• PL harus dapat dipercaya

§  Efisiensi

• PL harus efisien dalam penggunaan sumber daya

§  Usability

• PL harus dapat digunakan sesuai dengan yang direncanakan

Proses Perangkat Lunak

§  Suatu proses model adalah suatu representasi abstrak/ringkasan suatu model. Proses model menampilkan suatu penjelasan suatu proses dari beberapa perspektif tertentu

§  Proses PL merupakan aktifitas yang saling terkait (koheren) untuk menspesifikasikan, merancang, mengimplementasi dan menguji sistem perangkat lunak.

Model Proses PL yang Generic

§  Model Air terjun (Water fall)

• Memisahkan dan membedakan antara spesifikasi dan pengembangan

§  Pengembangan yang berevolusi

• Spesifikasi dan pengembangan saling bergantian

§  Pengembangan sistem Formal

• Menggunakan suatu model sistem matematika yang ditransformasikan ke implementasi,

§  Pengembangan berbasis Re-use (penggunaan ulang)

• Sistem dibangun dari komponen yang sudah ada.

Fase Model Air Terjun

§  Analisis Kebutuhan dan pendefinisiannya

§  Perancangan sistem dan Perangkat Lunak

§  Implementasi dan unit pengujian

§  Integrasi dan pengujian sistem

§  Pengoperasian dan perawatan

§  Proses kembali ke state sebelumnya untuk mengantisipasi perubahan setelah proses menuju ke suatu state di bawahnya adalah sangat sulit.

Masalah Pada Model Air Terjun

§  Partisi projek ke stages yang berbeda tidak fleksibel

§  Hal ini mengakibatkan sulitnya untuk merespon perubahan kebutuhan pengguna

§  Oleh sebab itu model ini hanya cocok digunakan apabila kebutuhan pengguna sudah dimengerti dengan baik

§  Pengembangan yang berevolusi (Evolutionary Development)

§  Pengembangan yang berdasarkan penyidikan

§  Tujuannya untuk mengaktifkan pengguna dan memperolah model final berasal dari initial spesifikasi awal. Seharusnya diawali dengan kebutuhan yang sudah dimengerti,

§  Throw-away prototyping

§  Tujuannya adalah untuk memahami kebutuhan sistem. Biasanya diawali dengan pemahaman kebutuhan yang minim.

Evolutionary Development

§ Permasalahan dalam model pengembangan yang berevolusi:

• Kekurangan visibilitas proses

• Model sistem biasanya tidak terstruktur

• Membutuhkan kemampuan khusus (mis.: bahasa pemrograman untuk rapid

  prototyping).

§ Pemakaian model pengembangan yang berevolusi

• Untuk sistem interaktif yang kecil atau menengah

• Untuk salah satu bagian dari sistem yang besar (mis. User Interface)

• Untuk sistem yang digunakan tidak terlalu lama (short lifetime).

Pendekatan Pengembangan Sistem Formal

§  Berbasiskan pada transformasi spesifikasi secara matematik melalui representasi yang berbeda untuk suatu program yang dapat dieksekusi,

§  Trasformasi menyatakan spesifikasi program

§  Menggunakan pendekatan ‘Cleanroom’ untuk pengembangan PL.

Penggunaan Metode Formal

§  Metode ini mempunyai keterbatasan dalam pemakaiannya

§  Keunggulannya adalah mengurangi jumlah kesalahan pada sistem sehingga penggunaan utamanya adalah pada sistem yang kritis

§  Hal itu menjadi efektif dari segi biaya

Pengembangan Metode Formal

§  Permasalahan dalam model pengembangan metode formal:

·         Memerlukan keahlian khusus dan pelatihan untuk mengaplikasikannya

·         Sulit menentukan beberapa aspek dari suatu sistem seperti user interface

§  Pemakaian model pengembangan metode formal

§  Memerlukan tingkat kerahasian dan keamanan yang tinggi sebelum digunakan

Pengembangan Menggunakan Konsep Re-use (Penggunaan Ulang)

§ Berdasarkan pada sistem yang telah tergabung dari sejumlah komponen yang ada atau sistem COTS (Commercial-off-the-shelf)

§  Langkah-langkah Proses

·         Analisis komponen

·         Kebutuhan perubahan

·         System design dengan penggunaan ulang

·         Pengembangan dan Development dan penggabungan

§ Pendekatan ini menjadi penting tetapi tetap saja mempunyai keterbatasan dalam penggunaannya

Spesifikasi Perangkat Lunak

§  Proses untuk menentukan pelayanan (service) apa yang dibutuhkan dan kendala-kendala pengoperasian sistem serta pengembangannya,

§  Proses Rekayasa Kebutuhan

·         Studi Kelayakan

·         Analisis kebutuhan

·         Spesifikasi Kebutuhan

·         Validasi spesifikasi

Aktifitas Dalam Perancangan

§  Perancangan Arsitektur

§  Spesifikasi Abstrak

§  Perancangan Interface

§  Perancangan Komponen

§  Perancangan Struktur Data

§  Perancangan Algoritma

Metode Perancangan

§  Pendekatan sistematis untuk merancang perangkat lunak

§  Perancangan biasanya didokumentasikan dengan model grafik

§  Beberapa model yang dapat digunakan:

·         Model data flow

·         Model relasi atribut entitas

·         Model terstruktur

·         Model object

Pemrograman dan Debug

§  Menerjemahkan perancangan ke dalam pemrograman dan menghilangkan error dari program

§  Pemrograman adalah aktifitas personal – tidak terdapat model program generic

§  Pemrogram melakukan beberapa program testing untuk menemukan fault dalam program dan menghilangkan fault tersebut dalam proses debug.

Validasi Perangkat Lunak

§  Verifikasi dan validasi bertujuan menunjukkan bahwa sistem sesuai dengan spesifikasinya dan yang diinginkan pengguna

§  Melibatkan proses pengujian dan review sistem

§  Pengujian sistem melibatkan eksekusi system dengan menggunakan kasus uji coba yang ditentukan dari spesifikasi data sebenarnya yang

akan diproses oleh sistem.

Langkah-Langkah Pengujian Perangkat Lunak

§ Unit Testing

·         Pengujian Komponen-komponen secara individu

§ Modul Testing

·         Pengujian terhadap komponen yang saling berhubungan,

§  Sub-system Testing

·         Pengujian terhadap module-module sistem yang saling berhubungan. Fokus pada pengujian interface.

§ System Testing

·         Pengujian keseluruhan sistem,

§ Acceptance Testing

·        Pengujian yang dilakukan oleh pengguna untuk melihat apakah sistem sudah dapat diterima.

Evolusi Perangkat Lunak

§  Perangkat lunak pada dasarnya sangat fleksibel dan mudah berubah

§  Karena adanya perubahan kebutuhan melalui perubahan proses bisnis dan teknologi, maka perangkat lunak yang mendukung kegiatan bisnis tersebut juga mengalamai perubahan

§  Walaupun demikian diharapkan perubahan proses bisnis tersebut berdampak pada perubahan yang sedikit terhadap perangkat lunak (re-engineering).