Ingeniería de Software

Ingeniería de Software

Métricas / Ciclos de vida

¿Porqué?“Cuando puedas medir lo que está diciendo y

expresarlo con números, ya conoces algo sobre ello; cuando no puedas medir, cuando no puedas

expresar lo que dices con números, tu conocimiento es precario y deficiente.”

(Lord Kelvin)

Métricas

¿Para qué sirve?◦ Medida cuantitativa del grado en que un sistema,

componente o proceso posee un atributo dado (IEEE Standard Glossary of Software Engineering, 1993)

Se aplican a:◦ Procesos (métricas de control): por ejemplo, tiempo y

esfuerzo medios necesarios para corregir un error.◦ Productos (métricas de predicción): complejidad ciclomática

de un módulo, número de métodos y atributos asociados con los objetos de un diseño,...

Permiten tomar decisiones◦ No se deben utilizar para sancionar empleados, sino para

definir procesos de mejora (training, beneficios nuevos, motivación, etc.)

Métricas

Seleccionar métricas Realizar la medición Generar reportes de resultados Analizar los valores y proponer acciones

correctivas si son necesarias Proveer feedback a los stake holders

Métricas – Proceso general

Métricas del producto (Atributos de calidad)◦ Estáticas

Reusabilidad Cantidad de clases Complejidad ciclomática

◦ Dinámicas Performance Cantidad de bugs encontrados

Métricas del proceso◦ Sobre tiempo◦ Sobre recursos◦ Sobre impacto de cambios

Métricas - Tipos

Goal Question Metric es una metodología de definición de métricas, que especifica pasos basados en el hecho que para poder hacer mediciones útiles, primero debe definir qué objetivos tienen las mismas.Define un conjunto de pasos y buenas prácticas para definir dichas métricas

Selección de Métricas – GQM

Conceptual level (GOAL): Un Goal se puede definir de acuerdo a su objeto, a los stakeholders involucrados y al contexto particular. Tipos de objetos a medir son:◦ Productos: Software, código fuente, documentación, entregables en general.◦ Procesos: Los procesos involucrados en el análisis, desarrollo, testing, etc.◦ Recursos: HW, SW, espacio de trabajo, personal involucrado

Operational level (QUESTION): Un conjunto de preguntas para cada goal, las cuales se utilizan para conocer el estado actual con respecto a una medida de calidad desde la perspectiva necesaria.

Quantitative level (METRIC): Se definen métricas, las cuales permiten medir de manera cuantitativa ciertas medidas de calidad para responder las preguntas dadas. Las métricas pueden ser:◦ Objetivas: no dependen del punto de vista: Cantidad de clases, Complejidad

ciclomática◦ Subjetivas: atractividad del software, entendibilidad del código

GQM - Pasos

GQM - Goals Se debe definir a nivel organizacional los

goals que se quieren alcanzar. Tipos de goals

◦ Estratégicos: A largo plazo. Por ejemplo?◦ Tácticos: A nivel de proyecto

GQM - Goals Se definen a partir de atributos que se desean mejorar. GQM

propone un conjunto de atributos para definir mejor un Goal. Atributos de un goal

◦ Propósito: Se definen especificando qué se desea hacer, con respecto a qué

◦ Punto de vista: desde la perspectiva de quién se busca◦ Contexto: El contexto que lleva a tal necesidad o información pertinente al

goalEjemplos: Goal 1:

◦ Propósito: Mejorar velocidad de resolución de incidentes◦ Punto de vista: Del punto de vista del PM◦ Contexto: Proyecto nuevo con muchos incidentes

Goal 2:◦ Propósito: Analizar la complejidad de las interfaces con otros sistemas◦ Punto de vista: Equipo de desarrollo◦ Context: Proyecto nuevo con hecho orientado a objectos

GQM - Questions A cada Goal se le asigna un conjuntos preguntas que

permiten conocer cómo estamos con respecto a ese goal y qué falta hacer para conseguirlo.

Por ejemplo:◦ Goal 1:

¿Cuánto se tarda actualmente en arreglar un incidente? ¿Qué tipos de incidentes tardan más? ¿Se mejoró con respecto a versiones anteriores?

◦ Goal 2: ¿Qué cantidad de interfaces existen? ¿Cada cuánto cambian? ¿Qué porcentaje son interfaces de objetos java, de mensajería,

etc.?

GQM - Métricas Para cada Goal se define una o más métricas

que permiten responder a esa pregunta de manera cuantitativa◦ Goal 1:

Cuánto se tarda actualmente en arreglar un incidente? Incidentes arreglados por día Vida promedio de los incidentes Comparación con iteraciones anteriores

◦ Goal 2: Cada cuánto cambian? Cambios requeridos en las itnerfaces por iteración Evolución de la cantidad de cambios

Recolección de datos Recolección de datos

◦ Se debe definir el proceso de recolección de datos.◦ Teniendo en cuenta el objetivo de los goals que requieren

dichas métricas se define: Quién va a recolectar los valores?

si se va a hacer automáticamente o manualmente Cuándo se va a recolectar?

De acuerdo a los recursos con los que se cuenta, se define cuando se va a recolectar la información

Cómo se va a recolectar los datos? Se define si se hace de manera automática, qué herramientas se

cuentan, se debe “molestar” lo menos posible a las personas relacionadas con dichas métricas.

Quiénes son los principales stakeholders? Teniendo en cuenta la perspectiva y los stake holders se pueden obtener

mejor subjetividad al mostrar los resultados.

Elaboración de reporte de resultados Se elaboran reportes con los resultados

utilizando gráficos:◦ de torta◦ de línea◦ histogramas◦ cuadros comparativos◦ diagramas de tendencia.

Reporte - Ejemplo

Análisis de resultados Se deben verificar los reportes y analizar las

posibles causas ◦ Se puede utilizar el diagrama espina de pescado

para analizar las causas Se deben especificar acciones para mejorar

Comunicación de resultados Se debe dar feedback a los diversos

stakeholders sobre los resultados, describiendo:◦ Métricas utilizadas y resultados obtenidos◦ Reportes◦ Evaluación de causas y planes de acción

Ejemplos

Goal: Analyze the delivered product for the purpose of understanding, with respect to the effectiveness of reuse, and from the viewpoint of the software development team in the context of Project A.◦ What is the percentage of modules that were not developed

from scratch (i.e., some portion is reused [overall and per subsystem])? Metric 1. For each software module: Developed from scratch (yes,

no)? Metric 2. For each software module: Name of subsystem it belongs to

◦ What is the percentage of completely reused code (overall and persubsystem)? Metric 1. For each software module: Code reused (yes, no)? Metric 2. For each software module: Name of subsystem it belongs to

Ejemplos

Goal: Analyze the delivered product for the purpose of understanding, with respect to the effectiveness of reuse, and from the viewpoint of the software development team in the context of Project A.◦ For software modules where code is reused: What is the distribution of

modules among reuse modification classes (overall and per subsystem)? Metric 1. Degree of code modification (unchanged, mainly deletions, less than 20

percent of lines changed, more than 20 percent of lines changed) Metric 2. Name and version of the original reused module Metric 3. Name and version of the released reusing module Metric 4. Name of subsystem it belongs to

◦ What is the relationship between module reuse and reliability? Metric 1. For all modules: What is the level of reuse? Metric 2. For top faulty modules: What is the level of reuse? Metric 3. For top non-faulty modules: What is the level of reuse? Metric 4. For all modules: What is the fault density? Metric 5. For reused modules: What is the fault density? Metric 6. For non-reused modules: What is the fault density?

Ejemplos (Cont.)

Some conclusions were:◦ Reusing large parts of a module that is already

fixed results in significantly lower faults than if developed from scratch

◦ Faults in reused modules are detected more before delivery because reused modules are reviewed and tested more intensively than newly developed modules

Ejemplos (Cont.)

Ciclos de vidaDescansemos un rato

Es el conjunto de actividades requeridas, en un orden determinado, para desarrollar un Software.

Los tipos de actividades, entre otros, son:◦ Especificación de requerimientos◦ Diseño◦ Desarrollo◦ Validación◦ Evolución

Procesos de software / ciclos de vida

Cada actividad además tiene un conjunto de:◦ Roles necesarios◦ Condiciones necesarias (para iniciar y para

terminar) Dependiendo del proceso, existen diversas

herramientas y metodologías aplicadas.

Procesos de software / ciclos de vida

Un modelo de proceso es una representación abstracta del proceso.

Representa una descripción del proceso que permite conocer qué actividades y metodologías se utilizaron, en qué orden y a qué nivel.

Se conocen varios modelos de proceso, que se pueden adaptar de acuerdo a las necesidades y que fueron adaptándose en los últimos años.

Modelos de Ciclos de vida

Esos modelos se pueden dividir en:◦ Orientados a planeamiento:

RUP Cascada Entrega en etapas

◦ Orientados a adaptación al cambio: Agile Prototipado evolutivo

◦ Orientados a disminuir riesgos: Spiral

◦ Orientados al tiempo: Entrega evolutiva Timebox

De acuerdo a las necesidades, un proceso puede tomar cosas de más de un modelo o incluso tomar distintos modelos para distintas etapas.

Modelos de Ciclos de vida

Algunas preguntas:◦ Se requiere mucha documentación detallada o contrato muy rígido?◦ Se tiene seguridad con respecto a los requerimientos?◦ Se puede vender el proyecto, en lugar de como producto, como

servicio?◦ Es muy grande el proyecto? Tiene equipos en distintos lugares del

mundo?◦ Qué tipo de sistema se requiere?◦ Qué tipo de cliente se tiene?◦ Cuál es la expectación de vida del sistema a realziar?◦ Qué tecnologías se tienen al alcance y cuántos recursos se tienen para

acceder a tecnologías pagas?◦ Se puede mover la fecha de finalización?◦ Qué tan experto es el equipo?◦ Qué tan riesgoso es el proyecto? ◦ Cuánta visibilidad se necesita dar?

Cómo elegir un modelo?

Qué pasa si no hay modelo?

Se trata de un modelo en el que, una vez que se tiene una idea de lo que hay que hacer se empieza a desarrollar, cada cambio pedido se realiza directo en el código, etc.

En conclusión no se agrega ningún nivel de proceso. Simplemente, el o los programadores se sientan a programar.

Code And Fix

Ventajas◦ No se requiere mucha experiencia◦ Para proyectos muy chicos presenta resultados

rápidamente: prototipos que se planea descartar pruebas de concepto demos

◦ Es fácil de aprender no hay que hacer nada◦ Es fácil de implementar en equipos de una persona:

no hay equipo

Code And Fix

Desventajas◦ Si es un equipo, ya siquiera con 2 personas puede

llegar a un caos: ninguno sabe lo que hizo el otro se pisan los cambios se pierde conocimiento de los cambios que se fueron

haciendo y por qué no se conocen los tiempos totales, ni los costos no se conocen los riesgos el testing no existe o es exploratorio

Code And Fix

Son modelos con etapas que deben estar definidas de antemano

Cada etapa tiene una salida definida de manera precisa y completa

La salida se utilizará como entrada para la etapa siguiente.

Son los modelos más clásicos, están basados en otras disciplinas

Modelos basados en planeamiento

Waterfall

Se definen ciertas etapas Las mismas deben estar terminadas antes de

avanzar a la siguiente La salida de dicha etapa no se puede cambiar y

va a ser utilizada como input para la etapa siguiente

En caso que el resultado de la etapa sea inválido se debe elegir cómo seguir◦ volver a realizar la etapa◦ extenderla◦ cancelar el proyecto.

Waterfall

Ventajas:◦ En proyectos largos ayuda a conocer el largo total

del proyecto y ayuda a calcular el costo total del proyecto en etapas tempranas.

◦ Cuando hay pocos cambios, la eficiencia es óptima.◦ Al final de cada etapa se tiene, en teoría,

información precisa como para poder trabajar en la etapa siguiente.

◦ El personal encargado de una etapa puede pasar a otro proyecto al terminar la misma

Waterfall

Desventajas:◦ Si bien ayuda a calcular el costo total, esto no toma

en cuenta los cambios en los requerimientos.◦ Al tener una documentación excesiva, la eficiencia

decrece dado que el personal trabaja en: diseñar partes muy pequeñas del sistema documentar requerimientos que luego no se harán

◦ Incapacidad de reaccionar a los cambios.

Waterfall

Overlapped Waterfall

Waterfall - variantes

Sub-project Waterfall

Waterfall - variantes

Es un proceso desarrollado bajo una patente de Rational Está relacionado integramente con UML (Unified

Modeling Language) Busca integrar modelos existentes de manera de ser

orientado a:◦ Riesgos◦ Planificación ◦ Incrementalidad

Se definen 4 fases:◦ Inception◦ Elaboration◦ Construction◦ Transition

RUP (Rational Unified Process)

En cada fase se desarrollan, en paralelo, distintos tipos de actividad que en Cascada, por ejemplo, se desarrollaban en secuencia.

RUP define actividades (Workflows):◦ Modelado de negocio◦ Ingeniería de requerimientos◦ Análisis y diseño◦ Implementación◦ Testing◦ Distribución◦ Configuración y evolución◦ Manejo de proyecto◦ Contexto y herramientas

Rational Unified Process

De acuerdo a la fase, cada actividad se realiza en distinto nivel:


Rup define un conjunto de buenas practicas:◦ Desarrollo Iterativo e incremental

Se planifican Iteraciones en las que cada una propone un incremento con respecto a la anterior, el cual es visible y medible

De ésta manera se reducen riesgos al dar más visibilidad del avance◦ Orientado a casos de uso

Los requerimientos se escriben en forma de casos de uso, y estos deben ser mantenidos en el tiempo (cambios) y su avance es visible

Se utilizan herramientas de control de cambio y configuración. De esta manera se aumenta la visibilidad y se mejora la adaptación al

cambio◦ Orientados a la arquitectura

Lo primero que se debe definir es la arquitectura De esta manera se reducen riesgos de nivel técnico

◦ Basado en UML “Todos” conocen UML por lo que mejora la transmisión de conocimiento

Buenas Prácticas

Es un modelo claro que permite establecer un balance entre el nivel de planificación, el manejo de riesgos y la adaptación al cambio

Utiliza herramientas de modelado (UML) que son conocidas mundialmente

Está ampliamente ligado a herramientas Case (Rational Rose) por lo que, al menos en teoría permite disminuir el nivel de codificación necesario

Define herramientas que deben ser utilizadas como control de versiones y configuración.


Desventajas◦ Caro de implementar: se requiere personal

capacitado en RUP, si se hace bien se debe acreditar dicha capacidad

◦ Se debe implementar completo, se implementa RUP completo, sus prácticas por separado no son RUP

◦ Las herramientas utilizadas en general son provistas por Rational y son caras

◦ Agrega mucho overhead al proyecto


También conocidos como Rapid Application Development (RAD) Son modelos de proceso que están de moda actualmente. Se basan en que los clientes puedan tener de manera rápida el

acceso del software, y que la reacción al cambio sea la prioridad. Las actividades de desarrollo, análisis, diseño y testing se suelen

hacer en paralelo Se realizan iteraciones cortas que permiten una visibilidad rápida

a los stakeholders Se suele tener representantes de los clientes trabajando en

conjunto con el equipo de desarrollo Aparecieron luego de sucesivas fallas en procesos clásicos de

desarrollo y por el “disgusto” que ocasionaba el alto overhead de los procesos.

Modelos Ágiles

Buenas prácticas◦ Enfocarse en el código, perdiendo énfasis la

documentación◦ Desarrollo iterativo e incremental, con iteraciones

cortas de alta visibilidad◦ Se tiene software funcional de manera temprana, lo

que permite direccionar las expectativas de los clientes

◦ El software evoluciona a partir del feedback de los clientes

Modelos Ágiles

Énfasis en las personas y sus interacciones vs procesos y herramientas:◦ Énfasis en las habilidades y conocimientos de las personas ◦ Se busca mejorar el potencial de las mismas, en lugar de estar atado a un proceso

Énfasis en software andando vs documentación◦ Se tiene software andando, desarrollando en incrementos y desarrollando primero los

requerimientos más importantes, en lugar de entregar documentación. Énfasis en colaboración con usuarios vs contratos rígidos

◦ Los usuarios/clientes colaboran durante todo el desarrollo, pueden ver el avance, darse cuenta a tiempo si se está perdiendo el rumbo, responder preguntas rápidamente y priorizar requerimientos

Énfasis en adaptación al cambio vs planeamiento◦ Se espera el cambio, no se reacciona ante él. El diseño, la especificación, el control de

cambios y el código se hacen pensando en el cambio.◦ Se utiliza el refactoring para ir adaptando el código a medida que se hacen los cambios

Énfasis en simplicidad vs complejidad◦ Se busca simplicidad. Algo simple es más fácil de entender y, sobretodo, de modificar.◦ Parte del proceso incluye activamente modificar o remover código complejo y

reemplazarlo por código más simple

Diferencias entre proceso clásicos y ágiles

VentajasDe acuerdo al método ágil a utilizar hay distintas ventajas o desventajas, pero pueden ser resumidas en:◦ Adaptación al cambio asumida◦ Se aprovecha el potencial de todo el equipo◦ Mayor visibilidad a los clientes

Modelos Ágiles

Desventajas◦ Pueden generarse problemas culturales◦ Se requiere tener un equipo con alto expertise para

compensar la falta de documentación◦ Es difícil de implementar cuando se requieren

contratos rígidos de facto◦ Es difícil de implementar en proyectos grandes◦ Al poner énfasis en personas, la importancia de las

mismas crece, por lo que se hace importante mantener el equipo

Modelos Ágiles

Dado que Agile se potencia en la comunicación e integración de equipos se plantea que en proyectos grandes su implementación es de difícil e ineficiente, dado que:◦ tienen equipos funcionando en distintas zonas◦ tienen interfaces con otros sistemas◦ tienen sus sistemas distribuidos y el enfoque se da en la

comunicación entre esos sistemas◦ hay regulaciones y contratos que limitan la forma de

desarrollo◦ duran muchos años◦ tienen una gran variedad de stakeholders

Agile en proyectos grandes

Para poder implementar agile se necesita:◦ Mayor nivel de documentación y diseño, haciendo foco en las interfaces

entre distintos componentes◦ Al tener equipos en distintas zonas se debe buscar formas de mejorar la

comunicación: comunicación individual por web cam conferencias con cámara herramientas que mejoren la visibilidad (SCM)

SCM es muy importante para poder conocer qué versiones de cada componentes son compatibles y para tener visibilidad de los cambios pedidos y realizados.

Se deben planear releases teniendo en cuenta las interfaces con otros sistemas

Dividir los proyectos grandes en proyectos chicos que puedan implementar las herramientas propuestas

Scaling up Agile en proyectos grandes

Es más difícil dado que:◦ Empresas que por su forma de ser tienen altos requerimientos

burocráticos, standards y procesos rígidos◦ Se suelen utilizar modelos más clásicos dado que se tienen PM

que no aceptan los riesgos del cambio◦ Problemas culturales

Para poder evitar esto se puede◦ Utilizar Agile de a poco, en proyectos chicos e ir agregando de a

poco◦ Contratar expertos en metodologías Agile que ya tengan

experiencia en grandes empresas Aún así se debe tener en cuenta que puede ser imposible

implementar metodologías Agile si la cultura empresarial se resiste.

Scaling out Agile en empresas grandes

Prototipado Evolutivo

Se pone énfasis en el desarrollo de prototipos. Al inicio se realizan prototipos visuales y se

va avanzando luego en la arquitectura. En la práctica se pueden realizar prototipos

para cualquier tipo de entregable Se continúa desarrollando hasta que el cliente

decida terminar.


Ventajas:◦ Cuando se tiene poco conocimiento de qué se

espera se van haciendo prototipos y se va corrigiendo el camino mientras se avanza

◦ A nivel de desarrollo sirve cuando no se sabe qué arquitectura utilizar se pueden crear distintos prototipos y elegir el más conveniente según los resultados.

◦ Los clientes tienen gran visibilidad del progreso


Desventajas:◦ Se tiene poca visibilidad de la duración total del

proyecto◦ Su productividad es difícil de medir ya que no se

sabe a ciencia cierta qué hay que desarrollar◦ Puede terminar en proyectos infinitos


Staged delivery

Se definen a priori etapas en las que los entregables van a ser incrementos de software funcional.

Ya desde la primera entrega se tiene software funcional.

Desde el principio se debe saber qué versiones van a tener que funcionalidad

Las etapas de análisis y diseño de alto nivel deben ser rigurosas y en secuencia

Staged delivery

Ventajas◦ Alta visibilidad◦ Alta certeza sobre las fechas◦ Se tiene la funcionalidad más importante al principio

Desventajas◦ No es adaptable al cambio◦ Se debe tener mucho cuidado con el planeamiento

de las entregas◦ Se debe tener cuidado con las dependencias entre

las funcionalidades

Staged delivery

Timebox Development

Es similar a staged delivery, pero el foco está en la fecha final en vez del alcance.

Su objetivo no es dar visibilidad sino certeza de que a cierta fecha se va a tener algo andando.

Se pone un límite de tiempo, y lo que se alcance a hacer para esa fecha es lo realizado.

Es utilizado en proyectos que por diversas razones dependen de la fecha final, por ejemplo festividades

Timebox Development

Se deben establecer condiciones mínimas para la aceptación del proyecto.

Se planean etapas, una vez llegado la fecha límite, se utiliza el entregable de la última etapa completa.

Nunca se debe utilizar el código de una etapa no completa

Timebox Development

Ventajas◦ Se tiene certeza de que se va a tener algo para la

fecha y que se tiene la funcionalidad más importante◦ Se sabe que dicho entregable ya paso por QA

Desventajas◦ Se pierde tiempo en análisis y diseño de

funcionalidad que no se va a desarrollar◦ Por sus características sólo sirve para ciertos tipos

de proyectos

Timebox Development

Spiral

El proceso se representa en forma de una espiral, en la que cada vuelta tiene mayor duración.

Cada vuelta es una fase del proceso.◦ El inicio de cada fase se centra en analizar los

riesgos y definir estrategias para mitigarlos.◦ Luego se realizan las actividades principales de la

fase (Ing. de req, desarrollo etc.) ◦ Al final se hace una evaluación del avance.

Spiral

Ventajas◦ Propone etapas de análisis de riesgos de manera

explícita, reduciendo la probabilidad de fallo del proyecto

◦ Tiene un impacto directo costo-riesgo, a más costo menos riesgo.

Desventajas◦ Difícil de aprender e implementar.◦ Se requiere un equipo experto.

Spiral

Func. requerida

Func. provista por frameworks

La idea es utilizar frameworks ya desarrollados y probados. Si cierta funcionalidad requerida no puede ser desarrollada

basándose en frameworks existentes que la solucionen, la funcionalidad NO DEBE SER INCLUIDA.

Hay riesgo al perder el control del código, con lo cuál se complica el soporte futuro.

Pero por otro lado se agilizan los tiempos de desarrollo y si los frameworks son maduros se minimizan los bugs.

Sirve en general para aplicaciones no muy grandes y/o desechables

Design to tools

Funcionalidad a desarrollar en el

sistema

Tiene como ventaja lo rápido que se obtiene el software y se supone que es un software maduro o probado.

Pero es casi imposible extender la funcionalidad, y se está atado a los bugs y el soporte del fabricante (uno no puede resolverlos).

Se debe pensar seriamente: llegar a desarrollar el 70 % de la funcionalidad con mucho costo y mucho tiempo de desarrollo, contra cumplir con el 50%, pero a MUCHO menor costo y casi sin atrasos, tal vez el cliente prefiera eso, no?

COTS (commercial on the shelf)

Preguntas

Sugerencias

Aplausos

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