Perangkat Lunak : Konsep dan Tantangan

Desain perangkat lunak merupakan tahapan pengembangan perangkat

lunak yang hasilnya akan digunakan oleh pengembang perangkat lunak untuk

membuat program. Dalam tulisan ini, disajikan berbagai konsep penting

mengenai desain perangkat lunak, termasuk proses desain itu sendiri. Tulisan ini

diakhiri dengan mengkaji berbagai tantangan dalam desain perangkat lunak,

dalam hal bagaimana merancang perangkat lunak secara efektif dan perancangan

perangkat lunak untuk embedded system. Dari kajian tersebut diharapkan

memicu riset-riset dalam desain perangkat lunak.

1.PENDAHULUAN

Perangkat lunak umumnya merupakan usaha untuk menyelesaikan permasalahan pada

dunia nyata menggunakan komputer. Pengembangan perangkat lunak (software

development) melalui serangkaian tahapan dimana masing-masing tahapan

menghasilkan artifak atau luaran tertentu. Dimulai dari pemahaman masalah

(requirement elicitation), analisis, desain, implementasi, dan diakhiri dengan pengujian.

Selanjutnya, perangkat lunak ditempatkan (deploy) pada pelanggan dan dilakukan

pemiliharaan terhadapnya.

Luaran dari tahap requirement elicitation menjadi masukan pada tahapan analisis.

Bagian ini menjadi penting karena merupakan tahapan pemahaman terhadap domain

masalah yang akan diselesaikan oleh perangkat lunak. Selanjutnya, luaran dari tahapan

analisis digunakan pada tahap desain. Proses inipun tidak kalah pentingnya karena

hasilnya digunakan sebagai acuan untuk membuat implementasi perangkat lunak.

Tahapan desain menerjemahkan kebutuhan perangkat lunak ke dalam model [1]

yang dapat dipahami oleh pengembang perangkat lunak. Beberapa hal harus

diperhatikan oleh desainer perangkat lunak supaya perangkat lunak yang

dikembangkan dapat fleksibel dan komponen-komponen di dalamnya dapat digunakan

ulang (reuseable). Pada tulisan ini, dipaparkan beberapa hal terkait dengan desain

perangkat lunak yaitu prinsip-prinsip penting, proses desain, dan artifak-artifak yang

dihasilkan dalam tahapan desain. Tulisan ini ditutup dengan beberapa tantangantantangan dalam desain perangkat lunak

2.PRINSIP PRINSIP DESAIN

Desain perangkat lunak, baik desain konvensional maupun berorientasi objek,

dilakukan dengan mengacu pada prinsip-prinsip atau pedoman-pedoman tertentu untuk

mempermudah proses desain itu sendiri dan untuk menghasilkan desain berkualitas

tinggi. Prinsip-prinsip tersebut merupakan prinsip-prinsip yang umum yang dapat

diterapkan pada proyek apapun[1]. Pada bagian ini akan dipaparkan beberapa prinsip

umum desain perangkat lunak. Khusus desain berorientasi objek terdapat tambahan

beberapa prinsip lain yang akan dipaparkan setelahny

3.PRINSIP PRINSIP UMUM DESAIN

Prinsip-prinsip desain yang umum dapat menjadi pedoman bagi para perancang

perangkat lunak dalam membentuk model desain. Pada Software Engineering Body of

Knowledge (SWEBOK) prinsip perancangan perangkat lunak adalah abstraction,

coupling & cohesion, decomposition & modularisation, encapsulation, separation of

interface and implementation, sufficiency, completeness, & primitiveness serta

separation of concern [2].

1. Abstraction

Abstraction (abstraksi) terkait dengan bagaimana berfokus dalam memandang

objek dan mengambil hal yang penting dari objek tersebut. Tiga macam

abstraksi yang dikenal adalah : abstraksi prosedur, data, dan kontrol (iterasi).

2. Coupling & Cohesion

Coupling merupakan ketergantungan antar modul sedangkan cohesion

merupakan keterikatan antara elemen penyusun modul.

3. Decompositon & modularization

Prinsip ini menekankan pada penguraian (decompose) perangkat lunak yang

‘besar’ menjadi modul-modul atau elemen-elemen dimana masing-masing

elemen memiliki fungsi dan tanggung jawab masing-masing.

4. Encapsulation

Prinsip encapsulation berarti detail dari sebuah abstraksi tidak diketahui atau

tidak dapat diakses oleh entitas yang lain di luarnya.

5. Separation of interface and implementation

Dari sisi komponen perangkat lunak, prinsip ini berarti akses kepada sebuah

komponen dari komponen yang lain melalui public interface yang telah

didefinisikan pada komponen yang akan diakses tersebut.

6. Sufficiency, completeness & primitiveness

Sufficiency dan completeness berarti abstraksi yang dilakukan telah

menangkap semua karakteristik yang diperlukan sedangkan primitiveness

artinya desain dapat diimplementasikan.

7. Separation of concern

Prinsip ini terkait dengan arsitektur, dimana terdapat beberapa architectural

view yang memudahkan stakeholder dalam mengelola kompleksitas perangkat

lunak.

4.PROSES DESAIN

Desain bertujuan untuk membentuk sebuah model yang siap untuk diimplementasikan

ke dalam program. Dalam membentuk model desain, terdapat serangkaian proses yang

perlu dilakukan dengan tetap berpegang pada prinsip-prinsip desain. Proses desain

menurut SWEBOK terdiri atas dua aktivitas yaitu software architectural design dan

software detailed design [2]. Semua kegiatan desain perlu untuk didokumentasikan dan

proses dokumentasi perlu manajemen yang baik[1].

Dalam desain berorientasi objek diuraikan beberapa kegiatan yang lain pada

tahapan desain [4]. Kegiatan tersebut adalah :

 Mendefinisikan tujuan desain.

 Mendefinisikan subsistem.

 Pemetaan subsistem ke dalam platform yang digunakan

 Pengelolaan persistent data.

 Mendefinisikan kendali akses.

 Mendefinisikan kendali aliran (control flow).

 Mendefinisikan boundary condition.

Kegiatan-kegiatan tersebut merupakan uraian dari dua kegiatan utama pada tahap

desain. Berikutnya, akan diurakan dua kegiatan utama dari tahapan desain tersebut.

5.Desain Arsitektur

Desain arsitektur merupakan desain makro / struktur yang mencerminkan kualitas serta

fungsi dari perangkat lunak. Aktivitas pembentukan arsitektur merupakan aktivitas

dekomposisi, yaitu membagi perangkat lunak menjadi elemen-elemen[2]. Terdapat

panduan dalam aktivitas pembentukan desain arsitektur [5] :

 Memikirkan apa (what) yang akan dilakukan oleh sistem menjadi pertimbangan

utama daripada memikirkan bagaimana (how) sistem melakukan sesuatu.

 Desain abstrak (interface, kelas abstrak atau abstrak data type) dipertimbangkan

lebih dahulu daripada desain yang konkrit (concrete class)

 Kebutuhan non fungsional digunakan sebagai acuan dalam awal proses desain.

 Pemakaian ulang sebanyak mungkin elemen/komponen menjadi pertimbangan

dalam menyusun desain.

 Desain elemen arsitektur dilakukan dengan mengutamakan high cohesion dan

loose coupling.

 Desain disusun tidak dalam satu proses namun dalam beberapa proses yang

berulang.

 Desain arsitektur yang telah disusun tidak ambigu dan terlalu detail (over

detailed)

Arsitektur menggambarkan elemen-elemen penyusun perangkat lunak berikut

hubungan antar elemen tersebut atau bagaimana antar elemen saling berkomunikasi.

Hasil dari kegiatan arsitektur dapat digunakan sebagai alat evaluasi oleh para pemangku

kepentingan (stakeholders) terutama yang terkait dengan kebutuhan nonfungsional.

Setidaknya terdapat “4+1” sudut pandang (view model) dalam arsitektur perangkat

lunak yaitu logical, process, physical, development serta secenario / use case [6].

Masing-masing view tersebut dapat dimanfaatkan oleh perancang perangkat lunak

untuk membuat deskripsi mengenai arsitektur yang dipilih, dari masing-masing sudut

pandang.

 Use case / scenario : merupakan bentuk dari keseluruhan fungsi perangkat lunak

dan digunakan dasar acuan dari pembentukan logical, process, physical maupun

development view. Selain sebagai dasar acuan, scenario, menjadi alat untuk

validasi setelah keseluruhan view selesai didokumentasikan.

 Logical view : menggambarkan kebutuhan fungsional, yaitu kebutuhan yang

semestinya diberikan oleh sistem kepada end user. Penggambaran berupa objek

dan kelas yang menggunakan enkapsulasi maupun pewarisan.

 Process view : memungkinkan desainer untuk menggambarkan beberapa

kebutuhan non fungsional seperti performance dan availability. Dalam view ini

juga terdapat definisi thread of control yang mengendalikan objek maupun kelas

dalam logical view.

 Physical view : mengilustrasikan kebutuhan non fungsional seperti scalability

dan reliability. Pada physical view, hal-hal yang telah didefinisikan dalam

logical, process dan development view dipetakan dalam node-node (mesinmesin fisik ataupun platform).

 Development view : berfokus pada organisasi perangkat lunak dalam modulmodul atau sub-sistem, yang akan diterapkan pada perangkat lunak yang

dikembangkan.

Penyusunan perangkat lunak dalam modul-modul beserta konektornya akan

membentuk struktur perangkat lunak. Dalam proyek perangkat lunak, akan dapat

ditemukan struktur-struktur yang mirip atau hampir sama dan dapat digunakan ulang

untuk proyek lain. Strukur-struktur tersebut dikenal dengan architectural style [5].

Terdapat banyak kelompok architectural style yang telah didefinisikan.

Materi: Kebutuhan non fungsional digunakan sebagai acuan dalam awal proses desain.