Exercícios: O processo de desenvolvimento

Estas fases do desenvolvimento de um programa estão fora de ordem: (a) testar o programa com diferentes dados, (b) editar o código-fonte, (c) depurar os erros encontrados, (d) executar o programa. Ordene-as de forma razoável e explique o que se faz em cada uma, levando em conta que, ao testar, pode ser necessário voltar atrás.

Explique o que é um «bug» em um programa e o que é depurar. Dê um exemplo simples de erro que o programa de um caixa eletrônico poderia ter e que consequência teria para o usuário.

A figura mostra o ciclo de trabalho do desenvolvimento de um programa, mas uma de suas etapas está coberta por um ponto de interrogação, como mostra a figura.

Indique qual etapa falta no ciclo, em que ela consiste e por que a seta do «não» devolve o trabalho à edição do código.

Explique o que é uma mensagem de rastreamento ou registro (log) em um programa e como ela ajuda a encontrar um erro (permite ver por onde o programa passou e com que valores).

Os programas têm versões (1.0, 1.1, 2.0...). Explique para que serve guardar versões do código e o que se pode fazer se a última versão funcionar pior que a anterior.

Explique o que é um caso de teste e escreva dois casos para um programa que soma dois números: um com valores normais e outro com algum valor especial, indicando a entrada e o resultado esperado de cada um.

A documentação acompanha o programa. Explique quais duas coisas ela deveria explicar no mínimo (o que o programa faz e como se usa) e por que um programa sem documentação «envelhece» mal quando uma equipe trabalha nele.

Distinga entre um erro que aparece na compilação (o programa nem sequer inicia) e um erro que aparece na execução (inicia, mas falha com certos dados), com um exemplo de cada tipo.

Explique a diferença entre um erro de sintaxe e um erro de lógica, com um exemplo de cada um em um programa que calcula a média de três notas. Qual dos dois tipos impede a execução do programa e qual permite executá-lo, mas dá resultados incorretos?

Um programa que divide dois números funciona bem em quase todos os testes, mas falha quando o divisor é 0. Explique o que são valores-limite ou casos especiais nos testes, por que é preciso testá-los sempre e cite outros dois valores com os quais você testaria esse programa.

Explique o que é a modularização de um programa (dividi-lo em funções ou módulos) e analise duas vantagens que ela traz quando o desenvolvimento é feito por uma equipe de várias pessoas: pense na divisão do trabalho, nos testes e na localização de erros.

Um laço de um programa nunca para. Explique onde você colocaria mensagens de saída temporárias para diagnosticá-lo (dentro do laço, mostrando a variável de controle a cada volta) e o que observaria nessas mensagens para encontrar a causa.

Para testar um programa que aplica um desconto a pessoas de 65 anos ou mais, defina três casos de teste: um com um valor normal, um com o valor-limite exato e um com um valor errôneo (idade negativa ou impossível), com o resultado esperado de cada um. Justifique suas escolhas.

Explique o que é refatorar (melhorar o código sem mudar o que ele faz) e descreva duas refatorações típicas (renomear variáveis com nomes claros, extrair uma função a partir de código repetido), com um exemplo de cada uma.

Um trecho de código usa as variáveis x, y2 e zzz para guardar o preço, o imposto e o total. Reescreva esses nomes de forma significativa e explique por que a escolha de nomes é uma ferramenta contra os erros (o código se autodocumenta).

Duas pessoas de uma equipe editam ao mesmo tempo o mesmo arquivo do projeto e, ao unir as alterações, aparece um conflito. Explique o que é um conflito de mesclagem, como se resolve (revisar ambas as versões e decidir) e que dois hábitos de trabalho em equipe o previnem (dividir o trabalho por módulos, integrar as alterações com frequência).

No sistema de cobrança de uma cooperativa escolar, detectou-se que, ao emitir a fatura mensal, o total a pagar de alguns sócios está errado. Você dispõe dos seguintes registros do sistema:

• Sócio 101: 2 compras de 15,00 reais -> Total cobrado: 30,00 reais (esperado: 30,00 reais).

• Sócio 102: 1 compra de 50,00 reais com desconto promocional de 10 % (5,00 reais) e taxa de gestão de 3,00 reais -> Total cobrado: 47,50 reais (esperado: 48,00 reais).

• Sócio 103: 1 compra de 20,00 reais e devolução de 1 artigo de 5,00 reais (-5,00 reais) -> Total cobrado: 25,00 reais (esperado: 15,00 reais).

• Formule uma hipótese justificada sobre a falha lógica ou de ordem das operações que explica o erro no Sócio 102 e no Sócio 103.

• Elabore a estratégia de depuração para confirmar as hipóteses: indique quais dados de teste mínimos você introduziria para isolar a falha, em que pontos do fluxo colocaria pontos de interrupção (breakpoints) e quais variáveis concretas deveria inspecionar passo a passo.

Elabore um plano de testes para um programa que pede dois números e mostra a divisão deles: faça uma tabela com pelo menos seis casos de teste (pares de valores de entrada, incluindo valores normais, limite e errôneos), o resultado esperado de cada um e o que o programa deveria fazer se a entrada não for válida. Justifique a escolha de cada caso.

A intranet da escola implementa um módulo de autenticação com os seguintes requisitos:

• Nome de usuário: de 4 a 12 caracteres alfanuméricos, insensível a maiúsculas/minúsculas.

• Senha: entre 8 e 16 caracteres, sensível a maiúsculas/minúsculas, com pelo menos um dígito e um caractere especial.

• Segurança: bloqueio temporário da conta durante 15 minutos após três tentativas falhas consecutivas.

Elabore um plano de testes rigoroso por meio de uma tabela com pelo menos seis casos de teste criados por você. Para cada caso, deve especificar: identificador, valores de entrada (usuário e senha), estado prévio do sistema, resultado esperado e qual risco específico de lógica, fronteira ou segurança está sendo validado.

Um grupo de três estudantes vai desenvolver durante dez semanas um aplicativo de controle de presença para a escola. Para evitar atrasos e entregas fracassadas de última hora, é preciso estruturar a metodologia de trabalho da equipe:

1. Elabore um cronograma organizado em quatro marcos ou entregáveis verificáveis, explicando quais critérios objetivos devem ser cumpridos antes de autorizar a passagem para o marco seguinte.

2. Defina um protocolo formal de revisão por pares (code review): estabeleça quem revisa o código de quem, qual lista de verificação de qualidade mínima deve ser superada antes de aceitar qualquer alteração e como os desacordos são gerenciados.

3. Estabeleça e justifique uma política de «congelamento de código» (code freeze): em que semana deve ser ativada, que tipo de modificações ficam terminantemente proibidas a partir desse momento e quais tarefas exclusivas a equipe deve assumir até a entrega final.

Desafio do tema. Como analista júnior de software, você vai criar um script em Python (pode usar um ambiente web gratuito como o Replit) que avalie o custo energético diário para promover a economia doméstica.

Siga estas três fases:

1. Coleta de dados: Acesse o site da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) e registre a tarifa oficial ($\text{R\$}\ /\text{kWh}$) de $6$ faixas horárias distintas do dia de hoje.

2. Projeto e codificação: Aplique o processo de desenvolvimento de software. Esboce primeiro o algoritmo e transfira-o para Python. O programa deve armazenar os dados em uma lista, usar um laço iterativo para calcular o custo médio diário e empregar condicionais (if-else) que emitam alertas quando o preço superar o limiar de $0,18$ reais/kWh.

3. Depuração e produto final: Realize testes com valores limite e corrija falhas de execução. Redija um relatório breve que inclua o código limpo e comentado, uma captura do resultado no console e duas propostas de consumo eficiente para a sua casa com base nos seus dados.

Será avaliado:

• Rigor no processo de desenvolvimento (projeto algorítmico prévio, codificação textual e depuração).

• Uso correto de estruturas de controle (sequenciais, condicionais e iterativas) e da sintaxe da linguagem.

• Precisão no tratamento de dados reais e viabilidade das conclusões energéticas.