Aurora v2: Reestruturação Arquitetural e Fomento de um Ecossistema Colaborativo

Introdução

O Aurora é uma plataforma de código aberto voltada para o gerenciamento das disciplinas cursadas por discentes de graduação. Lançada em 27 de junho de 2025 e direcionada inicialmente aos alunos do Bacharelado em Ciência da Computação (BCC) do Instituto de Matemática Estatística e Ciência da Computação da Universidade de São Paulo (IME-USP), a ferramenta obteve rápida adoção. Em 14 de maio de 2026, a ferramenta possuía 308 usuários registrados no total, o que incluía 54% do corpo discente matriculado no curso.

O desenvolvimento inicial ocorreu ao longo de 2024 e meados de 2025, conduzido por uma equipe multidisciplinar de 11 estudantes da universidade. Pelo ponto de vista técnico, a primeira versão foi concebida sob uma arquitetura monolítica baseada no framework Laravel, integrada a um frontend em React por meio da biblioteca Inertia. Contudo, devido à curva de aprendizado da equipe com projetos de tal escala, decisões arquiteturais equivocadas comprometeram a escalabilidade, a estabilidade e, sobretudo, a manutenibilidade do código-fonte. Esse acúmulo de dívida técnica elevou consideravelmente a barreira de entrada para novos contribuidores, resultando na estagnação das atualizações da plataforma desde o seu lançamento.

Diante dessa problemática, este Trabalho de Conclusão de Curso propõe o desenvolvimento da segunda versão do Aurora. O escopo principal concentra-se na reescrita estrutural da aplicação, aplicando princípios e padrões de projeto que garantam maior qualidade de software. Com essa nova fundação tecnológica, o trabalho busca viabilizar a evolução contínua da plataforma, a introdução de novas funcionalidades e, a partir do novo sistema, fomentar um ecossistema colaborativo de desenvolvimento de software livre.

Motivação e Justificativa

Uma ferramenta capaz de auxiliar os discentes da Universidade de São Paulo no planejamento estratégico de suas trajetórias acadêmicas tem um caso de uso claro e relevante dentro da instituição. Em cursos com estruturas curriculares altamente flexíveis, o Aurora permite a visualização a longo prazo das possibilidades de grade, o acompanhamento de trilhas de especialização e o mapeamento de pré-requisitos. Dentre os benefícios concretos dessa abordagem, destacam-se a viabilização de semestres atípicos, para a realização de estágios ou intercâmbios, sem prejuízo à data de conclusão do curso, a orientação na escolha de disciplinas optativas para a formação de perfis específicos, e a estruturação de planos de estudos rigorosos para alunos próximos ao prazo máximo de integralização ou em processo de reingresso.

A aplicabilidade de uma solução com esse escopo transcende o Bacharelado em Ciência da Computação. No próprio IME-USP, bem como em outras unidades da universidade, existem diversos cursos caracterizados por grades adaptáveis e pela presença de habilitações específicas. O Bacharelado em Matemática Aplicada e Computacional (BMAC), por exemplo, possui habilitações que alteram consideravelmente a estrutura das disciplinas da graduação. Além disso, há diretrizes institucionais para a ampliação do sistema de especializações no curso de Estatística¹. Nesses cenários, a expansão do Aurora representaria um recurso valioso para o planejamento acadêmico de um número ainda maior de estudantes.

Adicionalmente, o acompanhamento preciso dos créditos necessários para a colação de grau é um desafio histórico para o corpo discente. Atualmente, no IME-USP, o processo de conferência para formatura possui etapas significativamente manuais, nas quais o aluno preenche um formulário indicando a suposta integralização dos créditos, que são então validados pelo Serviço de Graduação². Embora existam ferramentas institucionais no sistema JúpiterWeb para esse acompanhamento³, estas carecem de clareza quanto aos critérios atendidos em sua totalidade e não oferecem suporte nativo a especializações internas, como as trilhas do BCC. Nesse cenário, ferramentas estudantis foram construídas no passado para sanar esse problema, como o Yggdrasil2⁴, mas pela ausência de uma comunidade para manter a solução a longo prazo e pela falta de conexão institucional para garantir os dados da plataforma, ela se tornou obsoleta com o tempo.

Diante da evidente utilidade acadêmica do Aurora e de seu potencial de expansão, é imperativa a manutenção de seu funcionamento e a garantia de sua evolução contínua. Contudo, a ausência de atualizações no projeto nos últimos seis meses levanta preocupações quanto à sua longevidade. Essa estagnação decorre, majoritariamente, das limitações arquiteturais da sua versão inicial. Dessa forma, a principal motivação deste projeto é reconstruir a base tecnológica do Aurora, proporcionando a infraestrutura e a manutenibilidade necessárias não apenas para a retomada do desenvolvimento de novas funcionalidades, mas também para reengajar e consolidar uma comunidade ativa de alunos contribuidores.

Objetivos

Objetivo Geral

O objetivo principal deste Trabalho de Conclusão de Curso é desenvolver a segunda versão do sistema Aurora, migrando sua base tecnológica para uma arquitetura moderna, modular e de fácil manutenção, além de estruturar iniciativas que fomentem a criação de uma comunidade ativa de contribuidores para o projeto entre os alunos do IME-USP.

Objetivos Específicos

Para alcançar o objetivo geral, definem-se as seguintes metas específicas:

• Reestruturação Tecnológica: Reescrever o sistema utilizando linguagens modernas, mais comumente conhecidas por alunos de graduação em Ciência da Computação e que promovam maior legibilidade. Para o backend, prevê-se a linguagem Python e o framework FastAPI. A base de dados será migrada para PostgreSQL, justificando-se por seu robusto suporte a consultas complexas (necessárias para modelagem de currículos e pré-requisitos) e sua excelente integração com as bibliotecas ORM adotadas. Para o frontend, prevê-se a adoção de TypeScript em todo o código, assim como a utilização de bibliotecas como TanStack Query, Redux e React Router para simplificar o código.

• Garantia de Qualidade e Manutenibilidade: Adotar o paradigma de tipagem estática em toda a aplicação. Essa prática reduz a incidência de bugs⁵ e diminui a barreira de entrada para novos desenvolvedores, pois facilita a compreensão de APIs⁶. Além disso, o projeto incluirá a implementação de testes automatizados e a configuração de uma esteira de Integração Contínua (CI) para garantir a integridade do código a cada nova contribuição.

• Desenvolvimento de Biblioteca Base (pyreplicado): Desenvolver uma biblioteca modular e independente, denominada pyreplicado, para abstrair e facilitar o consumo de dados do banco de dados replicado do Júpiter (“Replicado”) disponibilizado pelo Apoio Institucional do IME-USP. Essa biblioteca visa não apenas atender ao Aurora, mas servir como infraestrutura para futuros sistemas acadêmicos.

• Incentivo a novos contribuidores: Promover iniciativas para disseminar o conhecimento sobre o sistema e atrair novos desenvolvedores. Com inspiração em eventos como hackathons, prevê-se a organização de competições e atividades gamificadas para engajar a comunidade e impulsionar as contribuições ao projeto.

• Inclusão de Novo Curso: De maneira a validar a nova arquitetura construída e funcionalidade do sistema, planeja-se realizar a adição da grade de um segundo curso do IME-USP ao Aurora.

Delimitações e Trabalhos Futuros

Tendo em vista que o foco primordial desta proposta é estritamente estrutural, algumas frentes de desenvolvimento foram deliberadamente reservadas para etapas posteriores. Como perspectivas de trabalhos futuros, vislumbra-se a atualização e a refatoração da atual interface gráfica, bem como a implementação final de novas funcionalidades voltadas ao usuário. Além disso, a arquitetura modular concebida e a construção da biblioteca pyreplicado servirão de alicerce para a expansão do ecossistema, possibilitando a futura reconstrução de outros sistemas, como o MatrUSP⁷. Por fim, no âmbito das operações de software, prevê-se que o projeto possa evoluir futuramente com a implementação de uma esteira de Entrega Contínua (CD) para deploy automatizado.

Metodologia

Fundamentação Teórica e Definição Arquitetural

Revisão bibliográfica acerca de padrões de projeto (Design Patterns), arquiteturas de software focadas em manutenibilidade (como Arquitetura Hexagonal ou Clean Architecture) e estratégias de refatoração. Com base nesse estudo, será elaborada e documentada a arquitetura inicial do novo sistema e da biblioteca pyreplicado, definindo os limites de contexto e a comunicação com o banco de dados PostgreSQL.

Análise de Código e Modelagem

Antes da implementação, será realizado o mapeamento das funcionalidades e endpoints da versão atual (monolito em Laravel). Em paralelo, ocorrerá a modelagem do novo banco de dados relacional, estruturando os domínios de cursos, disciplinas e trilhas curriculares para suportar a complexidade dos currículos da USP, mas também criar uma abstração que ultrapasse os limites de um único sistema acadêmico.

Implementação e Garantia de Qualidade

O desenvolvimento do sistema utilizará as linguagens Python e TypeScript. O backend será construído com o framework FastAPI, enquanto o frontend empregará a biblioteca React.

Com o intuito de assegurar a qualidade do software e mitigar a inserção de falhas, o processo de desenvolvimento adotará as seguintes práticas:

• Análise Estática: Utilização de ferramentas para validação de tipagem estática e padronização de formatação do código (como linters e formatadores), garantindo a conformidade com as diretrizes de estilo adotadas.

• Testes Automatizados: Ampla adoção de testes de unidade e de integração, com a meta de alcançar uma cobertura de código de pelo menos 80%.

• Integração Contínua (CI): Configuração de pipelines automatizados por meio do GitHub Actions. Essas esteiras executarão as suítes de testes e as checagens estáticas a cada nova submissão de código, validando as alterações antes de serem incorporadas à versão principal.

Fomento à Comunidade e Validação

Para viabilizar a entrada de novos desenvolvedores, será produzida documentação técnica detalhada, incluindo guias de contribuição, configuração de ambiente de desenvolvimento contêinerizado (Docker) e documentação interativa da API via Swagger/OpenAPI. Como método de validação prática da barreira de entrada da nova arquitetura, planeja-se a organização de atividades de incentivo a contribuição direcionadas aos alunos do IME-USP. Tal iniciativa permitirá avaliar qualitativamente o processo de integração ao projeto, por meio da coleta de feedback dos participantes acerca da clareza do código-fonte e da documentação disponibilizada.

Cronograma

Cronograma previsto de atividades.

Referências