Esto es ingeniería inversa

Software Reengineering

Juan Carlos Olivares Rojas

MSN: [email protected]@itmorelia.edu.mx

http://antares.itmorelia.edu.mx/~jcolivar/@jcolivares

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• Específica: conoce los términos básicos de la reingeniería de software y aplica técnicas de reingeniería para el mejoramiento de software existente así mismo utiliza mejores prácticas para el desarrollo de software.

• Genéricas

• Instrumentales: Capacidad de análisis y síntesis, Solución de problemas, Toma de decisiones.

Competencias

• Interpersonales: Capacidad crítica y autocrítica, Capacidad de trabajar en equipo interdisciplinario, Habilidad para trabajar en un ambiente laboral, Compromiso ético.

• Sistémicas: Capacidad de aprender, Capacidad de adaptarse a nuevas situaciones, Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad), Habilidad para trabajar en forma autónoma, Preocupación por la calidad.

Competencias

Software Hoy en Día•Mito: los

programadores de ahora ya no programan como los de antes.

•Herramientas más fáciles y productivas

•El software es cada día más complejo

• ¿Si su software fuera un edificio, se parecería mas a uno de la izquierda o de la derecha?

Reingeniería del Software

Pro

ble

mática

s• ¿Qué malas prácticas de

codificación tendría un edificio como el de la izquierda?

• “Código mutante”• “Diseño roto”• El código es antiguo y muy

grande• Falta de planeación y

documentación

• Reducir

• Reusar

• Reciclar

• 80% Desarrollo de Software es para mantenimiento. Por lo tanto se necesita de un código simple, legible y bien diseñado para que en un futuro pueda ser extensible.

Software Sustentable

• En el pasado las prioridades eran tener un código rápido, pequeño (ocupa poca memoria), optimizado, utilizando los algoritmos mas eficaces etc...

• Hoy en día el software es más complejo pero a la vez hay herramientas más poderosas, por lo que actualmente el enfoque es que este código tiene que ser simple.

Software Hoy en Día

• El código es mas fácil de cambiar, evolucionar o arreglar (más del 60% de desarrollo de sw es darle mantenimiento a software existente)

• Es más fácil desarrollar de un modo iterativo e incrementando

• El código es más fácil de leer (entender).

Beneficios Código Simple

• Se originó a finales de la década de 1980 aunque se popularizó en la década de 1990.

• La reingeniería es un proceso que trata de dar respuesta a una interrogante: ¿Estamos acaso haciendo las cosas bien o podríamos hacerlas mejor?

• Es el rediseño o cambio drastico de un proceso en un negocio (deriva hacia el producto). Es comenzar de cero, cambio de todo o nada.

Reingeniería

Ejemplo de Reingeniería

• La reingeniería de software es costosa y consumidora de tiempo.

• La reingeniería es una actividad de reconstrucción, preferible de realizar antes de que se “derrumbe” la obra.

• Antes de derribar una casa, quizás se necesita corroborar que está mal.


• La reingeniería es un proceso que altera los elementos internos de toda obra, no es una sola remodelación de la fallada.

• La reingeniería ayuda a la evolución y mantenimiento del software

• Generalmente se siguen los siguientes pasos para aplicar reingeniería:


• Se aplica para obtener un modelo detallado de análisis, ingeniería de requerimientos, diseño y en algunos casos implementación teniendo una solución, la cual es una actividad consumidora de tiempo.

• Tanto la Ingeniería Inversa como la Reingeniería en la mayoría de las licencias de Software se encuentran penadas por la ley.

Ingeniería Inversa

• Los archivos ejecutables pueden ser desemsamblados obteniendo su código fuente en ensamblador.

• Los archivos ejecutables con código portable (Java, .NET) pueden ser desemsamblados para obtener su código fuente.

Ingeniería Inversa

Rediseño

• El reuso es una de las técnicas de resolución de problemas que más utilizamos los humanos. De hecho es lo primero que verifica nuestro cerebro.

• El reuso en software nos ayuda a mejorar la producción y calidad del software al “no reinventar la rueda”.

• Desafortunadamente no todo se puede reutilizar.

Reuso de Software

• La reutilización es la propiedad de utilizar conocimiento, procesos, metodologías o componentes de software ya existente para adaptarlo a una nueva necesidad, incrementando significativamente la calidad y productividad del desarrollo.

• Para que un objeto pueda ser reusable se necesita de un alto nivel de abstracción. Entre mayor es su nivel de abstracción, mayor es su nivel de reuso.

Reuso de Software

La gran foto

• Es modificar el comportamiento interno (generalmente código fuente) sin modificar su comportamiento externo (apariencia, funcionalidad).

• Un cambio al sistema que deja su comportamiento inalterable (sin cambios), pero aumenta alguna cualidad no funcional como simplicidad, flexibilidad, comprensión, … [Beck, 1999]

Refactoring

• El término se creó como analogía con la factorización de números y polinomios. Por ejemplo, x² − 1 puede ser factorizado como (x + 1)(x − 1), revelando una estructura interna que no era visible previamente (como las dos raíces en -1 y +1)

• El libro de Martin Fowler Refactoring es la referencia clásica (1999).

Definición

¿Qué es esto?

•f(z) = sin(x)cos(y)

Otro modelo

• Algunas ideas sobre que reestructuraBad Smells

BAD SMELL REFACTORING PROPUESTO

CODIGO DUPLICADO EXTRAER EL MÉTODOSUBIR VARIABLESSUSTITUIR EL ALGORITMO

MÉTODOS LARGOS EXTRAER EL MÉTODOINTRODUCIR OBJETOS COMO PARÁMETROSREEMPLAZAR EL MÉTODO CON UN OBJETO MÉTODO

CLASES GRANDES EXTRAER CLASESEXTRAER SUBCLASES

CARACTERÍSTICA DE LA “ENVIDIA” MOVER MÉTODO

CLASES “PEREZOSAS” COLAPSAR JERARQUÍAS

• ¿Cuál de los dos códigos siguientes es lo más correcto?

• Caso1:double calcRngMaxPer() { .... }

• Caso 2:double calcularRangoMaximoPermitido() { .... }

Ejemplo Renombrar Métodos

• ¿Por qué?• Cómo puede observarse en algunas

situaciones las recomendaciones de refactoring pueden ser algo subjetivas.

• Para este caso se recomienda el caso 2 ya que es más representativo el nombre del método. Se abreviaba generalmente en el pasado debido a las restricciones de los lenguajes con el tamaño de los identificadores, actualmente ya no es tanto problema.

Ejemplo Renombrar Métodos

• Cambiar números mágicos por constantes.

• El cambio de valor de un número mágico implica un cambio en todo el código con su pérdida de tiempo.

class CalculoSimple { public static double CalcularCincunferencia

(double diametro) { return 3.14 * diametro; } }

Ejemplo números mágicos

• ¿Cómo debe de quedar la reestructuración?

class CalculoSimple { public const double PI = 3.14;public static double CalcularCincunferencia

(double diametro) { return PI * diametro; } }

• ¿En qué lenguaje está este código?

Ejemplo números mágicos

• Existen muchas herramientas de reestructuración de códigos para los principales lenguajes:

• Java– Xrefactory, RefactorIT, jFactor, IntelliJ IDEA

• C++– CppRefactory, Xrefactory

• C#– C# Refactoring Tool, C# Refactory

Herramientas de Refactoring

• Los principales IDE’s las contienen de forma natica

• NetBeans: RefactorIT• Oracle Jdeveloper: RefactorIT• Borland Jbuilder: RefactorIT

• Eclipse: built-in (propia)• Emacs: Xrefactory• Visual Studio .NET: C# Refactory


• Sólo soportan refactoring primitivo:

• Refactorización de clases (Añade (sub)clases a la jerarquía, renombra, elimina clases).

• Reestructuración de métodos (añade a una clase, renombra, elimina, mueve hacia abajo, hacia arriba, añade parámetros, extrae código.

• Reestructuración de variables (añade a una clase, renombra, elimina, cambia modificadores, mueve de lugar.


¿cuándo se debe refactorizar?

• Aplicar la “Regla de Tres”:

1.Para añadir una nueva funcionalidad

2.Cuando se necesita localizar un error

3.Como revisión de código

Cod

ificar e

ste m

od

elo

Prá

ctica

• Una vez desarrollado el modelo, probar con los siguientes valores e indicar su resultado:

• 6• 19• 28• 43• 118

Prá

ctica

• Los resultados obtenidos deben de ser:

• 6 es perfecto• 19 no es perfecto• 28 es perfecto• 43 no es perfecto• 118 no es perfecto

Prá

ctica

• Una vez desarrollado el modelo, ¿Detectas alguna mala práctica de programación?

• Al parecer en algo tan pequeño podría ser que no existieran malos diseños o prácticas de programación…

Prá

ctica

import javax.swing.*;public class programa1 { public static void main

(String[] args){ int

Num=Integer.parseInt(JOptionPane.showInputDialog("Introduce numero"));

int i=1; int suma=0;

Prá

ctica

while(i<=(Num/2)){ if(Num%i==0){ suma+=i; i+=1;} else{ i+=1;} } if(Num==suma)

JOptionPane.showMessageDialog(null,"El numero "+Num+" es un número perfecto");

Prá

ctica

else JOptionPane.showMessageDial

og(null,"El numero "+Num+" no es un número perfecto"); }}

• No tomar en cuenta el mal sangrado

Prá

ctica

• En realidad hay algunas.

• La primera de ellas es la conjunción o mezcla de la lógica de la aplicación con la presentación.

• Un objeto debe de realizar solo las cosas pertinentes al objeto.

Prá

ctica R

efa

ctorin

g

• Para solucionar esta problemática podemos aplicar el “”principio de separación de interfaces”; para ello, realizar lo siguiente:

• Reestructurar para tener la siguiente firma de método:

public boolean esPrimo(int n){

Prá

ctica d

e R

efa

ctorin

g

… return true/false}

• En el método main(){} hacer las adecuaciones necesarias para la lectura de datos, la invocación de la funcionalidad y la impresión de resultados

Prá

ctica d

e R

efa

ctorin

g

• ¿Cómo visualizas la aplicación?¿Crees que aun se pueda mejorar?

• En general tenemos una pequeña clase que implementa la lógica y la presentación. Si bien es cierto que ya está separada aun está en la misma clase

Prá

ctica d

e R

efa

ctorin

g

• Para ello, refactorizaremos a la siguiete arquitectura:

• App• +main(String args…):void

• Numero• +esPerfecto(int):boolean

• Para la reestructuración de códigos se pueden seguir convenciones ya definidas las más importantes son la notación húngara y la notación de camello.

• La notación húngara fue creada por Charles Simonyi de Microsoft, el cual es húngaro y por eso recibió ese nombre.

Estándares de Codificación

• Es un método ampliamente usado sobre todo para convención de nombres de variables.

• Consiste en tener variables autodocumentadas agregando un prefijo de tres caracteres o menos para indicar su tipo.

• Las abreviaturas de los tipos de datos puede variar dependiendo del lenguaje de programación.

Notación Húngara

Notación Húngara

Descripción Abr

Carácter con signo c

Carácter sin signo b

Entero n

Palabra (entero sin signo)

w

Doble palabra (entero 32 bits)

dw

Largo l

Flotante f

Doble d

Cadena terminada en /0

sz

Estructura Abc sA

Descripción Abr

Objeto (parecido a las estructuras)

o*

Manejador (handler)

h

Puntero a entero de 16 bits

p

Puntero largo (32 bits)

lp

Enumeraciones e

Puntero largo a una cadena terminado en nulo

lpsz

Puntero largo a una función que devuelve un entero

lpfn

Descripción Abr

Formulario frm

CheckBox chk

Botón cmd

Imagen img

Etiqueta lbl

Menú mnu

PictureBox pic

TextBox txt

ComboBox cbo

Línea lin

• int nTest;• long lTemp;• char *szString = "Prueba";

• struct Rect srRect;• int nMiVariableEjemplo;• char szEjemploString;

• int NNOMBREINVALIDO;• int nNombre_Incorrecto;

Notación Húngara

• Es la utilizada por Java y herramientas afines. Su uso está creciendo en popularidad mientras que la notación húngara va en desuso.

• Su principal característica consiste en que no separa nombres de identificadores (variables, métodos, objetos) con “_” para palabras compuestas.

Notación de Camello

• Los identificadores tienen la forma de la joroba de un camello. No se indican tipos de datos. Sigue respetando mucho de la Notación C.

• Los métodos inician en minúsculas y si hay una palabra compuesta esta inicia con mayúscula dando la apariencia de una joroba.


• Las clases inician con mayúscula siguiendo el mismo método.

• Los métodos para acceder a atributos de las clases no públicos deben llamarse por convención set y get.


• Algunas compañías como Google proponen sus propios estándares de codificación: http://code.google.com/p/google-styleguide/

• Los lenguajes que maneja son C/C++, Python, Perl, Objective-C, XML, entre otros.

• Estos estándares son manejados en forma obligatoria para el desarrollo de sus proyectos.

Convenciones de Desarrollo

http://code.google.com/p/google-styleguide/

http://code.google.com/p/google-styleguide/

Pasos en la reestructuración

Paso

s• Un paso a la vez

• De pasos sencillos (refactorings) se logra mejorar sustancialmente el código fuente.

• Mejorar el diseño una vez que se ha escrito el código

Meto

dolo

gía

• Escribir pruebas unitarias y funcionales. (Se es muy riesgoso si no se tienen)

• Refactorizar los principales fallos de diseño.

• Refactorizar un malor olor aunque sea sencillo y probar.

Meto

dolo

gía

• Cuando se desarrollo software utilizando métodos ágiles, el tiempo de desarrollo se divide en dos:

1.Agregar nuevas funcionalidades

2.Refactorizar

Meto

dolo

gía

• Cuando se agrega nueva funcionalidad no se modifica código existente, la única forma de medir el avance es a través de pruebas unitarias.

• Cuando se refactoriza, no se agregas pruebas unitarias

Meto

dolo

gía

• Al realizar cambios en el código, la estructura de software es modificada y por lo tanto es necesario refactorizar.

• A continuación se detalla un pequeño ejercicio aplicando el refactoring de Encapsulated Field

Ejercicio

• Los pasos a seguir son:

• Crear los méodos get y set para cada atributo que se desea acceder.

Ejercicio

• Localizar todas las referencias y reemplazar todos los accesos a los campos con los métodos get y todas las asignaciones con set.

• Compilar y cambiar después de cada referencia.

Ejercicio

• Declarar el campo como privado.

• Compilar y probar.

• Inicialmente se tiene el siguiente código:

Ejercicio

public class Persona { public String name}

Se tiene la siguiente prueba unitaria

@Testpublic void prueba(){

Ejercicio

Person person;person.name = “Juan Pérez”;assertEquals(“Juan Pérez”,

person.name);}• Después se aplica el paso 1

(crear métodos get y set):

Ejercicio

public class Person {public String name;public String getName() {return

name;}public String setName(String

NewName){ name=NewName;}

Ejercicio

• Ahora se aplica el paso 2: Encontrar todos los clientes; reemplazar referencias con llamadas. Se modifica la primera referencia.

• Antes: person.name = “Juan Pérez”;

• Después: person.setName(“Juan Pérez”);

Ejercicio

• Se compila y prueba. Ahora se sigue con la reestructuración de la siguiente referencia:

• Antes: assertEquals( “Juan Pérez”, person.name);

• Después: assertEquals( “Juan Pérez”, person.getName());

Ejercicio

• Se compila y vuelve a probar. Una vez que se ha probado que funciona se sigue el paso 4 de hacer privado el campo:

public class Person{ private String name;……}

• Par Problema-Solución. Mejores prácticas.

• Patrón Singletón• Problema: se admite exactamente una

instancia de una clase. Los objetos necesitan un único punto de acceso global.

• Solución: Defina un método estático de la clase que devuelva el Singleton

Patrón de Diseño

Singleton

public class Singleton { private static Singleton INSTANCE =

null; private Singleton() {} private synchronized static Singleton

createInstance() { if (INSTANCE == null){ INSTANCE = new Singleton(); }

return INSTANCE; }}

Singleton

Patrón de Diseño de un Menú

Patrón MVC

• Antipatrón es un patrón de diseño que invariablemente conduce a una mala solución para un problema.

• Al documentarse los antipatrones, además de los patrones de diseño, se dan argumentos a los diseñadores de sistemas para no escoger malos caminos, partiendo de documentación disponible en lugar de simplemente la intuición.

Antipatrones de Diseño

• El estudio de los antipatrones es muy útil porque sirve para no escoger malos caminos en el desarrollo de sistemas, teniendo para ello una base documental y así evitar usar simplemente la intuición. Además proporciona una denominación común a problemas que facilita la comunicación entre diferentes desarrolladores.

Antipatrones de Diseño

• Mejor conocido como “objeto todopoderoso”. Se presenta cuando una clase es muy grande tanto en atributos y/o en métodos.

• Entre más grande son las clases es más difíciles de mantener, reusar y probar. Su gran tamaño puede perjudicar el tiempo de carga. Generalmente son el resultado de un mal diseño o de sistemas legados.

Antipatrón BLOB

Antipatrón BLOB

Ofuscación

La ofuscación permite ocultar código y en algunos casos reducir el tamaño del mismo, lo cual es muy útil en lenguajes de script (HTML por ejemplo)

Téc, d

e O

fusca

ción

• La ofuscación al igual que el refactoring se puede hacer sobre las estructuras de datos.

• Por ejemplo en arreglos:

Tec. d

e O

fusca

ción

• Arreglos

Tec. d

e O

fusca

ción

• También se puede ofuscar clases:

Tec. d

e O

fusca

cion

• Clases

Tec d

e O

fusca

ción

• Variables

Tec. d

e O

fusca

ción

• Variables

Tec. d

e O

fusca

ciòn

• Sobre el flujo del programa

Tec. d

e O

fusca

ción


Tec. O

fusca

ción


• Paralelización

Tec. d

e O

fusca

ción

• Paralelización

Tec. d

e O

fusca

ción

• Ciclos

Téc. D

e O

fusca

ción

• Lo más adecuado es realizar la ofuscación sobre el código objeto generado sin alterar el original.

• Existen ofuscadores como proguard, yguard que son libres o comerciales como Dasho o KlassMaster

Substitución de Algoritmo

• Las clases abstractas como su nombre lo indica son clases que no pueden instanciar objetos. Por este motivo sólo se utilizan para definir taxonomía de clases.

• Las interfaces definen las carácterísticas de una clase pero no la implementan. Las interfaces sirven para manejar “herencia múltiple”.

Interfaz vs Clase Abstracta

• Un futbolista tiene ciertas carácterísticas que no necesariamente definen su personalidad. Una persona puede tener el comportamiento de un futbolista. Por este motivo no heredan sino que implementan una interfaz.

• Las clases abstractas pueden tener métodos abstractos o no. Cuando un método es abstracto debe ser redefinido en la subclase.


• Las interfaces todos sus métodos son abstractos. Una interface no encapsula datos.

• ¿Cómo se implementaría en Java?


Sintactic Sugar

Azúcar Sintáctico• Es una facilidad dada por los

desarrolladores del lenguaje para escribir menos. El ejemplo más sencillo es el operador ++, C++ es equivalente a C=C+1

• Ciclo for (implementación while)

Azúcar Sintáctico• IF como operador ternario ?:

• Goto en java, etiquetas:

public static void imprimir(String ... cadenas) {

for (String cadena : cadenas) System.out.println(cadena); } }

Azúcar Sintáctico• Boxing automático de Datos Primitivos a

Objetos: Integer a int

• Anotaciones: @deprecated• Arreglos Triangulares

• Uso de objetos y métodos Thread-safe

• Roger S. Pressman, Ingeniería de software un enfoque práctico.Ed. McGraw Hill.

• • Piattini M.G. y F.O, Calidad en el

desarrollo y mantenimiento del software. Ed. RAMA.

• • Fowler, M. (1999), Refactoring, Adison-

Wesley.

Referencias

¿Preguntas?

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Devices & Hardware

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