Desain dan Konsep Perangkat Lunak

Desain adalah langkah pertama dalam fase pengembangan bagi setiap produk atau sistem yang direkayasa. Desain dapat didefinisikan berbagai “proses aplikasi berbagai teknik dan prinsip bagi tujuan pendefinisian suatu perangkat, suatu proses atau sistem dalam detail yang memadai untuk memungkinkan realisasi fisiknya”[TAY59]. Tujuan desainer adalah untuk menghasilkan suatu model atau representasi dari entitas yang kemudian akan dibangun.

Desain Perangkat Lunak Dan Rekayasa Perangkat Lunak

Desain perangkat lunak berada pada inti teknik dari proses rekayasa perangkat lunak dan diaplikasikan tanpa memperhatikan model proses perangkat lunak yang digunakan. Begitu persyaratan perangkat lunak telah mulai dianalisis dan ditentukan, maka desain perangkat lunak menjadi yang pertama dari tiga aktivitas teknik – desain, pembuatan kode dan pengujian – yang diperlukan untuk membangun dan menguji perangkat lunak. Persyaratan perangkat lunak, yang dimanifestasi oleh data, fungsional, dan model-model perilaku, mengisi langkah desain. Dengan menggunakan satu dari sejumlah metode desain, langkah desain menghasilkan

a. desain data

b. desain arsitektur

c. desain interface

d. desain prosedural

Selama desain, kita dapat membuat keputusan yang akan mempengaruhi kesuksesan konstruksi perangkat lunak dan kemudahan maintenance-nya. Desain sangat penting karena dapat menentukan kualitas dari suatu perangkat lunak.

Proses Desain

Desain perangkat lunak adalah suatu proses interaktif yang melaluinya persyaratan diterjemahkan ke dalam suatu “cetak biru” untuk membangun perangkat lunak. Cetak biru menggambarkan suatu pandangan menyeluruh perangkat lunak, yaitu bahwa desain dihadirkan pada tingkat abstraksi yang tinggi (dapat secara lanngsung ditelusuri sampai data spesifik, fungsional, dan persyaratan behavioral)

1. Desain dan kualitas perangkat lunak

McGlaughlin mengusulkan 3 karakteristik yang berfungsi sebagai pedoman bagi evaluasi suatu desain yang baik :

a. desain harus mengimplementasikan keseluruhan persyaratan eksplisit yang dibebankan dalam model analisis, dan harus mengakomodasikan semua persyaratan implisit yang diinginkan pelanggan.

b. Desain harus menjadi panduan yang dapat dibaca, dapat dipahami bagi mereka yang menghasilkan kode dan yang menguji serta memelihara perangkat lunak.

c. Desain harus memberikan suatu gambaran lengkap mengenai perangkat lunak, yang menekankan data, dan domain perilaku dari perspektif implementasi.

Kriteria teknis untuk desain yang baik :

a. Desain harus memperlihatkan suatu organisasi yang dengan baik menggunakan kontrol di antara elemen-elemen perangkat lunak.

b. Desain harus modular : yaitu bahwa perangkat lunak harus dipartisi secara logika ke dalam elemen-elemen yang melakukan fungsi dan subfungsi khusus.

c. Desain harus berisi data dan abstraksi prosedural.

d. Desain harus membawa ke arah modul (misal subrutin atau prosedur) yang memperlihatkan karakteristik fungsional independent.

e. Desain harus mengarah kepada interface yang mengurangi kompleksitas hubungan antara modul-modul dan dengan lingkunga eksternal.

f. Desain harus didapat dengan menggunakan metode berulang yang dikendalikan oleh informasi yang diperoleh selama analisis persyaratan perangkat lunak.

2. Evolusi desain perangkat lunak

Merupakan suatu proses kontinu yang terus berlangsung selama tiga dekade. Kerja desain awal dikonsentrasikan pada kriteria untuk pengembangan program moduler dan metode-metode untuk menyaring arsitektur perangkat lunak dengan cara top-down. Aspek-aspek prosedural dari definisi desain yang tercakup dalam suatu filosofi disebut pemrograman terstruktur. Usaha selanjutnya mengusulkan metode-metode translasi aliran data atau struktur data ke dalam definisi desain. Pendekatan desain yang lebih baru mengusulkan suatu pendekatan orientasi obyek ke derivasi desain.

Banyak metode desain yang tumbuh dari kerja tersebut, sedang diaplikasi pada industri. Setiap metode tersebut mempunyai sejumlah karakteristik umum :

a. mekanisme penerjemahan suatu model analisis ke dalam representasi desain.

b. Notasi untuk merepresentasikan komponen-komponen fungsional dan interface-nya.

c. Heuristik bagi penyaringan dan partisi

d. Pedoman bagi penilaian kualitas

Prinsip desain

Desain perangkat lunak berupa model dan proses. Proses desain adalah serangkaian langkah iteratif yang memungkinkan desainer menggambarkan semua aspek perangkat lunak yang dibangun. Model desain adalah ekivalen rencana arsitek untuk sebuah “rumah”, yang dimulai dengan menyajikan totalitas dari hal yang akan dibangun. Prinsip desain dasar memungkinkan perekayasa perangkat lunak untuk mengendalikan proses desain.

a. Proses desain tidak boleh menderita karena “tunnel vision”

b. Desain harus dapat ditelusuri sampai model analisis.

c. Desain tidak boleh berulang.

d. Desain harus “meminimalkan kesenjangan intelektual” di antara perangkat lunak dan masalah yang ada di dunia nyata.

e. Desain harus mengungkap keseragaman dan integrasi.

f. Desain harus terstruktur untuk mengakomodasi perubahan.

g. Desain harus terstruktur untuk berdegradasi dengan baik, bahkan pada saat data dan event-event menyimpang, atau menghadapi kondisi operasi.

h. Desain bukanlah pengkodean, dan pengkodean bukanlah desain.

i. Desain harus dinilai kualitasnya pada saat desain dibuat, bukan setelah jadi.

j. Desain harus dikaji untuk meminimalkan kesalahan-kesalahan konseptual (semantik).

Konsep-konsep desain

1. Abstraksi

Abstraksi memungkinkan desainer menentukan prosedur dan data, dan masih menekan detail tingkat rendah.

Terdapat 3 macam bentuk abstraksi, yaitu :

a. Abstraksi prosedural.

Merupakan urutan instruksi yang diberi nama yang mempunyai fungsi tertentu dan terbatas.

b. Abstraksi data.

Kumpulan data yang bernama yang menggambarkan obyek data.

c. Abstraksi kontrol.

Mengimplikasikan suatu mekanisme kontrol program tanpa menentukan detail-detail internal

2. Penyaringan.

Penyaringan stepwise (dengan serangkaian langkah) adalah strategi desain top-down yang diusulkan oleh Wiklaus Wirth. Kajian dari konsep tersebut adalah

“Pada setiap langkah (penyaringan), satu atau beberapa instruksi dari program yang diberikan didekomposisi ke dalam instruksi-instruksi yang lebih detail. Dekomposisi berurutan atau penyaringan spesifikasi berhenti bila semua instruksi diekspresikan dalam bentuk bahasa pemrograman atau komputer yang mendasar. Jika tugas-tugas disaring, maka data harus disaring juga, didekomposisi atau distruktur, dan adalah wajar untuk menyaring program dan spesifikasi data secara paralel” .

Abstraksi dan penyaringan adalah konsep kompementer. Kedua konsep tersebut membantu desainer dalam menciptakan suatu model desain lengkap jika desain berkembang.

3. Modularitas

Modularitas merupakan atribut tunggal dari perangkat lunak yang memungkinkan sebuah program untuk dikelola secara intelektual.

Meyer menyebutkan 5 kriteria yang memungkinkan kita untuk mengevaluasi suatu metode desain dengan merujuk pada kemampuannya untuk menentukan sistem modular yang efektif.

a. Dekomposisi modular.

b. Komposabilitas modular.

c. Kemampuan pemahaman modular.

d. Kontinuitas modular.

e. Proteksi modular.

4. Arsitektur perangkat lunak

Arsitektur perangkat lunak mencakup “struktur keseluruhan perangkat lunak dan cara dimana struktur memberikan integrasi konseptual bagi suatu sistem”.

Shaw dan Garlan menjelaskan sekumpulan properti yang seharusnya ditetapkan sebagai bagian dari desain arsitektural :

a. Properti struktural.

Menentukan komponen suatu sistem dan cara dimana komponen-komponen tersebut dikemas dan berinteraksi satu dengan yang lain.

b. Properti ekstra-fungsional.

Menekankan pada bagaimana arsitektur desain memenuhi persyaratan kinerja, kapasitas, reliabilitas, keamanan, adaptibilitas, dan karakteristik sistem yang lain.

c. Keluarga dari sistem yang berhubungan.

Desain harus memiliki kemampuan untuk memakai lagi blok bangunan arsitektural tersebut.

5. Hirarki Kontrol

Hirarki kontrol, disebut juga struktur program merepresentasikan organisasi komponen program serta mengimplikasikan suatu hirarki kontrol. Hirarki kontrol tidak mengimplikasikan aspek prosedural dari perangkat lunak, seperti urutan proses, kejadian/urutan dari keputusan, atau pengulangan operasi.

6. Partisi struktural

Struktur progam harus dipartisi baik secara horizontal maupun vertikal.

Partisi horizontal menentukan cabang-cabang terpisah dari hirarki modular untuk setiap fungsi program mayor. Keuntungannya :

a. menghasilkan perangkat lunak yang lebih mudah diuji.

b. Membawa kepada perangkat lunak yang lebih mudah dipelihara.

c. Menghasilkan penyebaran efek samping yang lebih sedikit.

d. Menghasilkan suatu perangkat lunak yang lebih mudah untuk diperluas.

Partisi vertikal menyatakan bahwa kontrol dan kerja harus didistribusikan secara top-down dalam arsitektur program.

7. Struktur data

Struktur data adalah representasi dari hubungan logis antara elemen-elemen data individual.

8. Prosedur perangkat lunak

Prosedur perangkat lunak berfokus pada detail-detail pemrosesan dari masing-masing modul secara individual. Prosedur harus memberikan spesifikasi yang teliti terhadap pemrosesan, mencakup urutan event, poin-poin keputusan nyata, operasi repetitif, dan organisasi struktur data.

9. Penyembunyian informasi

Prinsip penyembunyian informasi menyatakan bahwa bahwa modul ditandai dengan keputusan desain tersembunyi dari semua desain lain.

Desain Modular Afektif

1. Independensi fungsional

Merupakan hasil pertumbuhan langsung dari modularitas dan konsep abstraksi dan penyembunyian informasi.

Independensi fungsional dicapai dengan mengembangkan modul dengan fungsi “single-minded” dan suatu “aversi” ke interaksi eksesif dengan modul yang lain.

2. Kohesi

Kohesi adalah suatu ekstensi natural dari konsep penyembunyian informasi. Modul kohesi melakukan suatu tugas tunggal pada suatu prosedur perangkat lunak yang memerlukan sedikit interaksi dengan prosedur yang sedang dilakukan di bagian lain dari suatu program.

3. Perangkaian

Perangkaian adalah pengukuran interkoneksi diantara modul-modul pada sebuah struktur progam. Perangkaian tergantung pada kompleksitas interface diantara modul-modul, titik dimana entri atau referensi dibuat untuk sebuah modul dan data yang dilewatkan pada interface tersebut.

Sumber : https://rplhlw117a04.wordpress.com/2015/11/16/konsep-desain/