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Compendio de Ingeniería del Software I - ppt descargar
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Presentación del tema: "Compendio de Ingeniería del Software I"— Transcripción de la presentación:
1 Compendio de Ingeniería del Software I
2 Tabla de contenido Prólogo Derechos
1.- Introducción a la ingeniería del software 2.- Ciclo de vida 3.- Requisitos 4.- Análisis y diseño 5.- Documentación de usuario 6.- Verificación y validación 7.- Mantenimiento 8.- Gestión de la configuración Prólogo Derechos 9.- Ingeniería de procesos del software 10.- Agilidad y procesos. 11.- Modelos formales: CMMI 12.- Modelos formales: ISO / IEC 15504 13.- Modelos ágiles 14.- Gestión de proyectos Gestión formal de proyectos Gestión ágil de proyectos: Scrum 15.- Gestión de organizaciones de Software
3 Prólogo CIS ofrece una visión práctica y sinóptica de la Ingeniería del Software. El formato de exposición que emplea resulta adecuado para foros que requieren una exposición didáctica de la Ingeniería del Software, o de alguna de sus áreas (requisitos, CMMI, etc.) de carácter ejecutivo o general, sin entrar en la densidad del libro especializado: Formación de Ingeniería del Software como asignatura complementaria en programas de estudio técnicos. Formación continua de gestores intermedios o directivos de empresas de software. Presentaciones de asesoría y formación profesional durante la implantación de procesos de mejora. Etc. Este no es un trabajo completo, y por su carácter general no pretende cubrir todos los modelos, técnicas o líneas de trabajo de la Ingeniería del Software, sino las más relevante y las que mayor repercusión o uso tienen en la industria del desarrollo y mantenimiento de software. Si resulta posible, en futuras revisiones se incluirán temas que por razones de tiempo y prioridad aún se han quedado fuera (DSDM, métricas, estimaciones, etc.). También en ellas se revisarán los contenidos actuales. Obra y derechos registrados en safecreative.net. Código de obra: Puede consultar la forma en la que puede emplear y distribuir este trabajo en: hthttp://www.safecreative.org/work/
4 1.- Introducción a la Ingeniería del Software
5 Introducción Ingeniería del Software
Desarrollo del hardware La aparición de componentes que cada dos años doblan la capacidad de sus antecesores[1] nos ha rodeado en menos de cuatro décadas de máquinas capaces de procesar miles de millones de operaciones por segundo (MTOPS). En 1946 ENIAC ocupaba una superficie de 160 m2, pesaba 30 toneladas, y ofrecía una capacidad de proceso de instrucciones por segundo. En 2002 El microprocesador Pentium IV a 2 Ghz ocupa una superficie de 217 mm2 y tiene una capacidad de proceso de MTOPS (“Millions of theoretical operations per second) En la actualidad son cuatro los factores que imprimen un ritmo acelerado a la industria del hardware. De ellos, tres son consecuencia de la ley de Moore: Incremento constante de la capacidad de operación, miniaturización y reducción de costes para la producción de hardware; y a éstos se ha sumado en la última década el avance de las comunicaciones entre sistemas. La consecuencia es obvia: ordenadores potentes, que pueden llevarse en el bolsillo y en permanente conexión con grandes sistemas, redes de comunicación públicas, sistemas de localización GPS, etc. Estas cuatro líneas de avance han extendido el ámbito de aplicación del hardware, e incrementado al mismo ritmo exponencial la complejidad de los sistemas en los que se integra. Los ordenadores ya no son máquinas útiles sólo para la banca o el ejército. Se encuentran presentes en todos los ámbitos, por su capacidad de proceso y de comunicación pueden ofrecer soluciones a sistemas cada vez más complejos. Este es el escenario creado por la industria del hardware, y que en las tres últimas décadas ha implicado a los desarrolladores de software en retos a los que no han sabido responder con solvencia. [1] Ley de Moore
6 Introducción Ingeniería del Software
Desarrollo del hardware Desde 1965 la Ley de Moore rige la evolución de los microprocesadores Factores que imprimen aceleración al ritmo de crecimiento del hardware: Incremento de la capacidad de operación. Incremento de la miniaturización. Reducción de costes en la producción. Consecuencias de la ley de Moore Comunicaciones entre sistemas
7 Introducción Ingeniería del Software
Crisis de software Proyectos para el desarrollo de sistemas de software Fracaso Problemático Éxito 19% 53% 29% 2004 23% 49% 28% 2000 28% 46% 26% 1998 40% 33% 27% 1995 1994 31% 53% 16% El proyecto se aborta o el sistema no se llega a utilizar Desbordamiento de agendas o costes. Las funcionalidades no cubren las expectativas. Problemas funcionales Proyecto realizado en el tiempo previsto, con los costes previstos, con la funcionalidad esperada y ofreciendo un funcionamiento correcto. Fuente: Standish Group Survey,
8 Introducción Ingeniería del Software
Crisis del software Este problema se identificó por primera vez en 1968, año en el que la organización NATO desarrolló la primera conferencia sobre desarrollo de software, y en la que se acuñaron los términos “crisis del software” para definir a los problemas que surgían en el desarrollo de sistemas de software, e “ingeniería del software” para describir el conjunto de conocimientos que existían en aquel estado inicial. Algunas referencias útiles para comprender cuáles eran los conocimientos estables para el desarrollo de software en 1968 son: En 1962 se publicó el primer algoritmo para búsquedas binarias. C. Böhm y G. Jacopini publicaron en 1966 el documento que creaba una fundación para la eliminación de “GoTo” y la creación de la programación estructurada. En 1968 los programadores se debatían entre el uso de la sentencia GoTo, y la nueva idea de programación estructurada; ese era el caldo de cultivo en el que Edsger Dijkstra escribió su famosa carta “GoTo Statement Considered Harmful” en 1968. La primera publicación sobre programación estructurada no vio la luz hasta 1974, publicada por Larry Constantine, Glenford Myers y Wayne Stevens. El primer libro sobre métrica de software fue publicado en 1977 por Tom Gilb. El primero sobre análisis de requisitos apareció en 1979
9 Introducción Ingeniería del Software
Definición original: “Establecimiento y uso de principios de ingeniería para obtener software económico que trabaje de forma eficiente en máquinas reales”. Fritz Baver, 1968 (conferencia NATO) Otras definiciones “Disciplina para producir software de calidad desarrollado sobre las agendas y costes previstos y satisfaciendo los requisitos”. S. Schach 1990, Software Engineering “(1) La aplicación de métodos sistemáticos, disciplinados y cuantificables para el desarrollo, operación y mantenimiento de software; esto es, la aplicación de la ingeniería al software. (2) El estudio de (1)”. IEEE 1993
10 Introducción Ingeniería del Software
Desde 1968 hasta la fecha han sido muchos los esfuerzos realizados por los departamentos de informática de las universidades, y por organismos de estandarización (SEI, IEEE, ISO) para identificar las causas del problema y definir pautas estándar para la producción y mantenimiento del software. Los esfuerzos se han encaminado en tres direcciones principales. Identificación de los factores clave que determinan la calidad del software. Identificación de los procesos necesarios para producir y mantener software. Acotación, estructuración y desarrollo de la base de conocimiento necesaria para la producción y mantenimiento de software. El resultado ha sido la necesidad de profesionalizar el desarrollo, mantenimiento y operación de los sistemas de software, introduciendo métodos y formas de trabajo sistemáticos, disciplinados y cuantificables. La forma de trabajo de programadores individuales surgida por la necesidad de los primeros programas, ha creado una cultura de la programación heroica, para el desarrollo de software que es la principal causa de los problemas apuntados, y en la actualidad una de las principales resistencias a la implantación de técnicas de ingeniería para el desarrollo de sistemas
Estándares y modelos La Ingeniería del Software es una ingeniería muy joven que necesitaba: Definirse a sí misma: ¿Cuáles son las áreas de conocimiento que la comprenden? Definir los procesos que intervienen en el desarrollo, mantenimiento y operación del software De las mejores prácticas, extraer modelos de cómo ejecutar esos procesos para evitar los problemas de la “crisis del software” Definir criterios unificadores para las tareas de requisitos, pruebas, gestión de la configuración, etc. Los estándares son útiles porque: Agrupan lo mejor y más apropiado de las buenas prácticas y usos del desarrollo de software. Engloban los “conocimientos”. Proporcionan un marco para implementar procedimientos de aseguramiento de la calidad. Proporcionan continuidad y entendimiento entre el trabajo de personas y organizaciones distintas.
Principales organizaciones de estandarización Desde la identificación del fenómeno “crisis del software”, han sido muchas las organizaciones que han abordado, con mayor o menor rigor, el análisis de problemas en el desarrollo de sistemas de software. Sus trabajos se han encaminado a la localización de las causas; y a la exposición en textos didácticos, normativos o estándares de procesos o prácticas necesarias para abordar el desarrollo, mantenimiento y operación con las mayores garantías de éxito. Han sido muchos los departamentos de universidades, organismos de normalización o investigación nacionales o internacionales, sociedades de profesionales, departamentos de defensa, departamentos de calidad y procesos de empresas los que han ido generando normas y estándares. Este compendio considera como entidades de mayor reconocimiento internacional, por sus trabajos y esfuerzos realizados para la normalización, y reconocimiento de la Ingeniería del software a: ISO, IEEE- Computer Society y SEI.
Principales organizaciones de estandarización ISO Organización Internacional para la Estandarización. Fundada en 1947 Son miembros 87 países. En 1987 la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) y la Comisión Internacional Electrotécnica (IEC), establecieron un Comité Internacional (JTC1) para las Tecnologías de la Información. La misión del JTC1 es la “estandarización en el campo de campo de los sistemas de tecnologías de la información, incluyendo microprocesadores y equipos. Los estándares o instrucciones técnicas más importantes para la Ingeniería del Software: ISO/IEC 12207 ISO/IEC TR 15504 SEI Instituto de Ingeniería del software. (SEI Integrado en la Universidad Carnegie Mellon. Los trabajos y aportaciones realizadas por el Instituto de Ingeniería del Software a la Ingeniería del software son también referente mundial de primer orden, siendo la aportación más significativa los modelos de madurez de las capacidades: CMM y CMMI; que en sus casi 15 años de implantación efectiva en entornos de producción de software han demostrado su efectividad en las dos finalidades que cubren: como marco de referencia para mejora de procesos, y como criterio de evaluación para determinar la madurez, y por tanto fiabilidad de resultados previsibles de una organización de software.
14 Introducción Ingeniería del Software
Principales organizaciones de estandarización IEEE Computer Society IEEE Es el Instituto de Ingenieros en electricidad y electrónica (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Su misión es preservar, investigar y promover la información de las tecnologías eléctricas y electrónicas. Surgió en 1963 con la fusión del AIEE (Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos) y el Instituto de Ingenieros de Radio (IRE). La IEEE Computer Society (www.computer.org) es una sociedad integrada en IEEE, formada en la actualidad por más de miembros en todo el mundo. Su finalidad es avanzar en la teoría, práctica y aplicación de las tecnologías de la información. Realiza conferencias, publicaciones, cursos de formación, y desarrolla estándares. Estándares para la Ingeniería del Software IEEE ha desarrollado estándares para todas las áreas de Ingeniería del Software. Algunos de ellos, correspondientes a las principales áreas específicas de la Ingeniería del Software son: IEEE Std. 830 Prácticas recomendadas para las especificaciones de software. IEEE Std Guía para la especificación del documento de requisitos “ConOps” IEEE Std Estándar para la documentación de usuario de software. IEEE Std Estándar para la verificación y validación de software. IEEE Std Estándar para el mantenimiento del software
Principales estándares y modelos La Ingeniería del Software es una ingeniería muy joven que necesitaba: Definirse a sí misma: ¿Cuáles son las áreas de conocimiento que la comprenden? SWEBOK: Software Engineering Body of knowledge Definir los procesos que intervienen en el desarrollo, mantenimiento y operación del software ISO/IEC 12207: Procesos del ciclo de vida del software De las mejores prácticas, extraer modelos de cómo ejecutar esos procesos para evitar los problemas de la “crisis del software” CMM / CMMI ISO/IEC TR 15504 Definir estándares menores para dibujar criterios unificadores en requisitos, pruebas, gestión de la configuración, etc. IEEE IEEE ISO/IEC …
SWEBOK El proyecto SWEBOK (Software Engineering Body of Knowledge) comenzó sus actividades de manera efectiva dentro del SWECC1 en 1997 (aunque el comité SWECC se creó en 1993). En el proyecto también están representados: los dos principales organizaciones de estandarización en Ingeniería del Software: IEEE e ISO/IEC JTC1/SC/. Los autores de las tres principales obras de Ingeniería del Software: Steve Mc Connell, Roger Pressman e Ian Sommerville. Universidad de Québec (Montreal) Empresas y organizaciones como: Rational, SAP, Boeing, Construx, MITRE, Raytheon, En 2001 el proyecto publicó ya una definición consensuada del cuerpo de conocimiento aceptado en la ingeniería del software (http://www.swebok.org). Las fuentes de información para la identificación de las áreas de conocimiento han sido los índices de textos genéricos sobre la Ingeniería del Software, los curricula para licenciatura y postgrado en Ingeniería de Software, y los criterios de admisión que se utilizan en el postgrado. Todos estos datos se han organizado siguiendo el estándar ISO/IEC El cuerpo de conocimiento identificado por el proyecto SWEBOK se ha configurado como el estudio más relevante y como la referencia de más autoridad en toda la comunidad informática para la acotación y descripción de los conocimientos que configuran la Ingeniería del software. 1 Software, Engineering Coordinating Comitee”, Comisión creada por IEEE Computer Society y ACM (Association for Computer Machinery) para definir el cuerpo de la Ingeniería del Software
17 Introducción Ingeniería del Software
SWEBOK SWEBOK da el primer paso necesario para constituir a la Ingeniería del Software como profesión: la delimitación del cuerpo de conocimiento que comprende la profesión. Sin esta delimitación no es posible validar de forma universal exámenes de licenciatura, no es posible la preparación para acceder a la profesión, y no hay un consenso sobre el contenido de su currículo. El proyecto parte de la suposición de que es necesario establecer cuál es el cuerpo de conocimiento que deben conocer los ingenieros del software, y en su desarrollo ha agrupado este conocimiento en 10 áreas Es importante resaltar que estas áreas no incluyen aspectos importantes de las tecnologías de la información, tales como lenguajes específicos de programación, bases de datos relacionales o redes o tecnología de redes y comunicaciones. Esta es una consecuencia de la distinción que entre “esencia” y “accidente” se establece desde un enfoque de ingeniería. Por supuesto que un Ingeniero de Software debe conocer las técnicas de cada momento, pero la definición de procesos y metodología de trabajo es la “esencia” de la profesión. Así por ejemplo, el área de conocimiento de requisitos, sí que puede considerarse como “esencia” de la profesión. Los problemas que pueden derivarse en un proyecto por una mala obtención o gestión de los requisitos son indistintos del hardware o lenguaje de programación empleado. Eran los mismos hace dos décadas que ahora, y todo nos hace suponer que seguirán siendo idénticos dentro de otros cuatro lustros. Requisitos Diseño Construcción Pruebas Mantenimiento Gestión de la configuración Gestión Procesos Herramientas y métodos Calidad
ISO 12207: Propósito Establecer un estándar para evitar una situación de Torre de Babel en la gestión e ingeniería del software, proporcionando un marco y un lenguaje común en la disciplina del software Establece un marco común para el ciclo de vida del software para Adquisición, suministro, desarrollo, operación y mantenimiento del software Gestionar, controlar y mejorar el marco Como base de referencia para el trabajo e intercambio entre organizaciones de software Ciclo de vida del software Periodo de tiempo que comienza al concebir la idea de un nuevo sistema de software, y termina cuando este se retira y deja de funcionar.
ISO 12207: Propósito El estándar no prescribe: Que deba emplearse ningún tipo de documentación específica. Que deba emplearse un tipo específico de ciclo de desarrollo. Métodos concretos para el desarrollo, mantenimiento u operación del software. Define el QUÉ, no el CÓMO. Dice cuáles son los procesos, actividades y tareas implicados en el desarrollo, mantenimiento y operación de los sistemas de software, asentando un marco estándar de referencia internacional, pero no se ocupa ni prescribe técnicas específicas. El estándar sirve de referencia desde dos perspectivas diferentes: Para la adquisición de sistemas y servicios de software. Para el suministro, desarrollo, mantenimiento y operación de productos de software. El estándar no cubre el desarrollo de productos de software para distribución comercial masiva (productos “en caja”). No se trata de un estándar de certificación, tipo ISO 9000, sino de un estándar para la normalización.
20 Introducción Ingeniería del Software
ISO 12207: Procesos 5. Procesos primarios 6.- Procesos de soporte 5.1 Adquisición 6.1 Documentación 5.2 Suministro 6.2 Gestión de la configuración 5.3 Desarrollo 5.3 Operación 6.3 Control de calidad 6.4 Verificación 6.5 Validación 5.3 Mantenimiento 6.6 Reuniones 6.7 Auditoría 6.8 Resolución de problemas 7. Procesos organizacionales 7.1 Gestión 7.2 Infraestructura 7.3 Mejora 7.4 Formación
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ISO 12207 ISO 1227 define los procesos que componen el ciclo de vida del software Actividad 1 Tarea 1 Tarea 2 … Tarea n Actividad n Proceso 1 Ciclo de vida Concepto Retirada … Proceso N
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ISO 12207 ACTIVIDAD 1 TAREA 1 TAREA X • • • PROCESO ACTIVIDAD n Un proceso está compuesto por actividades. Una actividad está compuesta de tareas. La descomposición del proceso en actividades y tareas se realiza sobre el concepto de ciclo de mejora PDCA “Plan – Do – Chek – Act” (Planificación, ejecución, medición y mejora) INICIO PLAN Tareas, agenda, asignaciones… ACT DO PROCESO Problemas y acciones correctivas Ejecición de planes y tareas CHECK Evaluación y medición FIN
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INGENIERÍA DE SISTEMAS ISO establece un nexo con la Ingeniería de sistemas al considerar al software como parte de un sistema. Desde esta perspectiva se establece a la Ingeniería de sistemas como fundamento de la Ingeniería del Software. ¿Qué es un sistema? “Colección de componentes organizados para cumplir una función o conjunto de funciones específicas”. IEEE Standard Elemento del sistema Sistema de Entrada Sistema de Salida Sistema “Colección de elementos relacionados de forma que puedan realizar un objetivo tangible”. Pressman 1982
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INGENIERÍA DE SISTEMAS Sistema conjunto de elementos de hardware, software, personas, procedimientos, herramientas y otros factores organizativos, organizados para llevar a cabo un objetivo común. Sistema de software Sistema o sub-sistema formado por una colección de programas y documentación que de forma conjunta satisfacen unos determinados requisitos. Un sistema de software puede ser en sí mismo un sistema independiente que, por ejemplo, realiza su objetivo en un ordenador independiente. A este tipo de sistemas se les denomina también “sistema intensivo de software”, porque el sistema es prácticamente software. Un sistema de software puede ser también una parte de un sistema mayor. En cuyo caso se trata en realidad de un “sub-sistema de software”. Por ejemplo, el sistema de software de un avión de combate es en realidad el sub-sistema de software del avión. Ingeniería de sistemas El término “Ingeniería de sistemas” surgió por primera vez en 1956, y fue propuesto por H. Hitch, presidente del departamento de Ingeniería Aeronaútica de la Universidad de Pensilvania, para intentar desarrollar una disciplina de ingeniería que pudiera abarcar el desarrollo de grandes sistemas que empleaban diversas disciplinas de ingenierías específicas: construcción de bombarderos, submarinos, etc. Los principios de Ingeniería de sistemas desarrollados en los 60 y 70 se aplicaron en programas como el Apolo, o el programa de misiles balísticos USAF/USN.
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INGENIERÍA DE SISTEMAS Algunas definiciones Ingeniería de sistemas comprende la función de gestionar todo el esfuerzo de desarrollo para conseguir un balance óptimo entre todos los elementos del sistema. Es el proceso que transforma la necesidad operacional en la descripción de los parámetros del sistema, e integra esos parámetros para mejorar la eficiencia general del sistema. Defense Systems Management College, 1989 Los procesos de ingeniería de sistemas integran las secuencias de actividades y decisiones que transforman la definición de una necesidad en un sistema, que con un ciclo de vida optimizado, consigue un balance óptimo de todos sus componentes. USAF, 1985 La principal función de la ingeniería de sistemas es garantizar que el sistema satisface los requisitos durante todo el ciclo de vida. Todas las demás consideraciones se alinean sobre esta función. Wymore 1993 La ingeniería de sistemas define el plan para gestionar las actividades técnicas del proyecto. Identifica el ciclo de desarrollo y los procesos que será necesario aplicar. Desde la Ingeniería de sistemas se desarrolla la línea base técnica para todo el desarrollo, tanto de hardware como de software.
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INGENIERÍA DE SISTEMAS Funciones de la Ingeniería de sistemas Definición del problema: Determinación de las expectativas hacia el producto, necesidades y restricciones obtenidas y analizadas en los requisitos del sistema. Trabaja cerca del cliente para establecer las necesidades operacionales. Análisis de la solución: Determinar las opciones posibles para satisfacer los requisitos y las restricciones. Estudiar y analizar las posibles soluciones. Seleccionar la mejor, sopesando las necesidades inmediatas, opciones de implementación, utilidad, evolución del sistema… Planificación de los procesos: Determinar los grupos de tareas técnicas que se deben realizar, el esfuerzo requerido para cada una, su prioridad y los riesgos que implican para el proyecto. Control de los procesos: Determinar los métodos para controlar las actividades técnicas del proyecto y los procesos; la medición del progreso, revisión de los productos intermedios y ejecución de las acciones correctivas, cuando corresponda. Evaluación del producto: Determinar la calidad y cantidad de los productos elaborados, a través de evaluaciones, pruebas, análisis, inspecciones…
27 Introducción Ingeniería del Software
INGENIERÍA DE SISTEMAS Ingeniería de sistemas – Gestión de proyectos – Ingeniería del Soft. Gestión de proyectos Planificación Organización Personal Dirección Control Ingeniería de sistemas Definición del problema Análisis de la solución Planificación de procesos Control de procesos Evaluación del producto Ingeniería del software Diseño del software Codificación Pruebas unitarias Integración del subsistema de software
28 Introducción Ingeniería del Software
INGENIERÍA DE SISTEMAS Ingeniería de sistemas – Ingeniería de sistemas de software – Ingeniería del software Análisis del sistema Pruebas del sistema Diseño del sistema Pruebas de integración del sis Ingeniería de sistemas Ingeniería de sistemas de software Análisis de requisitos del sw Pruebas del sistema de sw Diseño de la ar-quitectura del sw Pruebas de integración del sw Ingeniería del software Diseño detallado del software Pruebas del sub-sistema de softw. Ingeniería del software Codificación Pruebas unitarias
29 2.- Ciclo de vida del software
30 Ciclo de vida del software
Introducción En este tema se tratan los siguientes conceptos: Ciclo de vida del software. Procesos del ciclo de vida. Modelos de ciclo de vida. Ciclo de vida del software El marco del ciclo de vida del software cubre desde la conceptuación de las ideas iniciales del producto hasta el fin de su uso (retirada). ISO/IEC Desde el punto de vista del estándar (v. Introducción a la Ingeniería del Software) un proceso es un conjunto de actividades y tareas relacionadas, que al ejecutarse de forma conjunta transforman una entrada en una salida.
31 Ciclo de vida del software
Procesos primarios del ciclo de vida del software 12207 define los siguientes procesos primarios en el ciclo de vida del software: ADQUISICIÓN Proceso global que sigue el adquiriente para obtener el producto. SUMINISTRO Proceso global que sigue el suministrador para proporcionar el producto. DESARROLLO Proceso empleado por el suministrador para el diseño, construcción y pruebas del producto. OPERACIÓN Proceso seguido por el operador en el “día a día” para el uso del producto. MANTENIMIENTO Proceso empleado para mantener el producto, incluyendo tanto los cambios en el propio producto como en su entorno de operación.
32 Ciclo de vida del software
Procesos de soporte del ciclo de vida del software El estándar identifica los procesos de soporte que pueden ser utilizados desde un proceso primario, o incluso desde otro proceso de soporte. Los procesos de soporte son: DOCUMENTACIÓN Actividades empleadas para registrar información específica empleada por otros procesos. GESTIÓN DE LA CONFIGURACIÓN Actividades empleadas para mantener un registro de los productos generados en la ejecución de los procesos. ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD Actividades empleadas para garantizar de forma objetiva que el producto y los procesos asociados son conformes a los requisitos documentados y a las planificaciones. VERIFICACIÓN Actividades empleadas para verificar el producto. VALIDACIÓN Actividades empleadas para validar el producto.
33 Ciclo de vida del software
Procesos de soporte del ciclo de vida del software REUNIONES DE REVISIÓN Reuniones empleadas por las dos partes para evaluar el estado del producto y de las actividades. AUDITORÍAS Actividades para determinar que el proyecto cumple con los requisitos, planes y contratos. RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS Actividades para analizar y resolver problemas relativas al proyecto, sea cual sea su fuente y naturaleza.
34 Ciclo de vida del software
Procesos organizacionales El estándar identifica los procesos que deben realizarse en el contexto de la organización que va a ejecutar el proyecto. Normalmente estos procesos se aplican de forma común sobre múltiples proyectos. De hecho las organizaciones más maduras los identifican e institucionalizan. GESTIÓN Describe las actividades de gestión de la organización, incluyendo también la gestión de proyectos. INFRAESTRUCTURA Actividades necesarias para que puedan realizarse otros procesos del ciclo de vida. Incluye entre otros el capital y el personal. MEJORA Actividades realizadas para mejorar la capacidad del resto de procesos. FORMACIÓN E1
35 Ciclo de vida del software
VISIÓN GENERAL DE LOS PROCESOS, RELACIONES Y ROLES Adquiriente emplea ROL PROCESO DE ADQUISICIÓN ADQUISICIÓN contrato Suministrador emplea PROCESO DE SUMINISTRO ROL SUMINISTRO emplea emplea emplea P R O C E S O S D E S O P O R T E Operador Usuario emplea PROCESO DE OPERACIÓN ROL OPERACIÓN usa Desarrollador Mantenedor emplea PROCESO DE MANTENIMIENTO usa PROCESO DE DESARROLLO ROL INGENIERÍA Usuario del proceso de soporte Documentación Gestión de la configuración Aseguramiento calidad Verificación Validación Reuniones de seguimiento Auditoría Resolución de problemas ROL SOPORTE Gestor ROL Gestión Infraestructura Mejora Formación ORGANIZACIONAL
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Modelos de ciclo de vida para el desarrollo Los conceptos básicos de partida son los definidos y normalizados en el estándar 12207: Ciclo de vida del software: El periodo de tiempo comprendido desde la definición de los requisitos hasta el fin del su uso. Procesos: Actividades y tareas implicadas en el desarrollo operación y mantenimiento de un sistema de software. La aplicación de los procesos, tanto en el desarrollo como en el posterior mantenimiento y operación del software, se dibuja a través de unos “patrones fijos” que configuran el esquema de mapa de situación, relación y continuidad entre los diferentes procesos, actividades y tareas. En la etapa de desarrollo los patrones básicos son: Desarrollo en cascada. (o variante secuencial) Desarrollo en espiral. Una vez desarrollada la primera versión, el ciclo de vida del sistema discurre en cada momento según uno de los siguientes patrones. Desarrollo incremental del sistema. Desarrollo evolutivo del sistema. Sobre estos patrones básicos, en las diferentes etapas del ciclo de vida pueden intervenir como modificadores los siguientes factores: Prototipado. Concurrencia. Componentes comerciales y reutilización. generando la riqueza de modelos y sub-modelos de patrones que algunos textos clasifican de forma lineal y agrupada como “modelos de ciclos de vida”
37 Ciclo de vida del software
Modelos de ciclos de vida CONCURRENCIA COMPONENTES COMERCIALES Y REUTILIZAZIÓN PROTOTIPADO MODIFICADORES MODELOS CICLOS DESARROLLO MODELOS CICLOS DE VIDA DE SISTEMAS SECUENCIAL INCREMENTAL CASCADA CASCADA EVOLUTIVO ESPIRAL
38 Ciclo de vida del software
Modelos de ciclos de desarrollo Lineal o secuencial Requisitos Diseño Codificación Pruebas Integración Operación y mantenimiento
39 Ciclo de vida del software
Modelos de ciclo de desarrollo Lineal o secuencial Este modelo refleja un desarrollo marcado por la sucesión escalonada de las etapas que lo componen : requisitos, diseño, codificación, pruebas e integración. Es necesario terminar por completo cada etapa para pasar a la siguiente Este modelo, identificado ya a principios de la década de los 50, resulta muy rígido porque cada fase requiere como elemento de entrada el resultado completo de la anterior. Al aplicarlo en situaciones reales su rigidez genera problemas, porque muchas veces resulta difícil poder disponer de requisitos completos o del diseño pormenorizado del sistema en las fases iniciales, creando una barrera que impide avanzar. Resulta apropiado para: Desarrollar nuevas versiones de sistemas ya veteranos en los que el desconocimiento de las necesidades de los usuarios, o del entorno de operación no plantea riesgos. Sistemas pequeños, sin previsión de evolución a corto plazo. El modelo prácticamente idéntico, que evita esta rigidez es el de cascada, que se expone a continuación. P1
40 Ciclo de vida del software
Modelos de ciclos de desarrollo Cascada Requisitos Diseño Codificación Pruebas Integración Operación y mantenimiento P2
41 Ciclo de vida del software
Modelos de ciclos de desarrollo Cascada Requisitos Diseño Codificación Pruebas Integración Operación y mantenimiento
42 Ciclo de vida del software
Modelos de ciclo de desarrollo Cascada[1] En 1970 Winston Royce definió flujos de retorno sobre el modelo secuencial, acuñando así el modelo en cascada. El modelo en cascada refleja la necesidad impuesta por la realidad de retornar con frecuencia desde una fase hacia las anteriores con la información generada al avanzar el desarrollo. Las representaciones más habituales de este modelo son las representadas en las dos figuras anteriores. La primera parece indicar que el retorno posible se da solamente entre una fase y la anterior, mientras que en la segunda se refleja mejor el hecho de que en cualquier fase puede surgir un retorno para modificar cualquiera de las anteriores. Este modelo, como el anterior, reconoce la importancia de disponer de unos requisitos y un diseño previo antes de comenzar con la codificación del sistema, pero al mismo tiempo se enfrenta al hecho de que en la realidad la dificultad que supone disponer de documentación elaborada de requisitos y diseño antes de empezar a codificar puede actuar como una barrera que bloquee el comienzo de la siguiente fase. Por estas razones el modelo no se ha hecho muy popular, y los equipos que lo aplican pueden caer en la tentación de comenzar con el diseño o incluso con la codificación, sin tener un conocimiento suficiente de los requisitos. Resulta apropiado para: Desarrollar nuevas versiones de sistemas ya veteranos en los que el desconocimiento de las necesidades de los usuarios, o del entorno de operación no plantean riesgos. Sistemas pequeños, sin previsión de evolución a corto plazo. [1] Algunos textos llaman “cascada” al modelo lineal, y “cascada modificada” al modelo de cascada
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Modelos de ciclo de desarrollo Espiral
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Modelos de ciclo de desarrollo Espiral Este modelo, definido por Boehm en 1988, presenta un desarrollo evolutivo, en contraste a la linealidad de los anteriores. También introduce como elemento distintivo la actividad de “análisis de riego” para guiar la evolución del proceso de desarrollo. El ciclo de iteración de este modelo evolutivo se convierte en una espiral, que al representarse sobre ejes cartesianos muestra en cada cuadrante una clase particular de actividad: Planificación, Análisis de riesgo, Ingeniería y Evaluación, que se suceden de forma consecutiva a lo largo del ciclo de vida del desarrollo. La dimensión angular representa el avance relativo en el desarrollo de las actividades de cada cuadrante. En cada ciclo de la espiral se realiza una parte del desarrollo total, a través de los cuatro tipos de actividades. En la planificación de cada vuelta se establece el contexto del desarrollo y se decide qué parte del mismo se abordará en el ciclo siguiente. Las actividades de análisis de riesgo evalúan las alternativas posibles para la ejecución de la siguiente parte del desarrollo, seleccionando la más ventajosa y previendo los riesgos posibles. Las actividades de ingeniería corresponden a las indicadas en los modelos lineales (secuencial y cascada): análisis, diseño, codificación, etc. Las actividades de evaluación analizan los resultados de la fase de ingeniería, tomando el resultado de la evaluación como punto de partida para el análisis de la siguiente fase. Este modelo permite múltiples combinaciones ya que en la planificación de cada ciclo se determina el avance que se va a ejecutar durante la vuelta. Éste puede consistir en la obtención y validación de requisitos, o en el desarrollo del diseño, o el diseño junto con la codificación, o en la obtención de un subsistema completo (cascada de requisitos – diseño – codificación – pruebas – integración).
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Modelos de ciclo de desarrollo Espiral En función de las combinaciones empleadas se podría argumentar que un desarrollo en espiral puede acabar siendo idéntico a otro modelo. Así por ejemplo si cada vuelta realizase exactamente una de las fases del modelo en cascada, al final se podría argumentar que se ha seguido una cascada. Si por el contrario en cada vuelta se desarrollara una parte del sistema global, se podría decir que se ha seguido no un modelo de ciclo de desarrollo, sino de ciclo de vida, y concretamente el modelo incremental. Aunque a primera vista puede parecer cierto, en realidad no lo es. Si al comenzar el desarrollo se tiene decidido que se van a abordar las fases de una cascada de forma secuencial, indudablemente se va a seguir un modelo en cascada. Si se determina ir elaborando partes del sistema, se opta por un ciclo de vida incremental. Si sólo se determina dar un pequeño paso, y después de conseguido, evaluar el resultado y planificar el siguiente paso, y antes de cada ejecución se analizan los riesgos, en ese caso, el modelo seguido es un modelo en espiral P3
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Modelos de ciclos de evolución Incremental Diseño Codificación Pruebas Integración Operación Mantenim. Sub-sistema REQUISITOS Diseño Codificación Pruebas Integración Operación Mantenim. Sub-sistema SISTEMA Diseño Codificación Pruebas … El modelo incremental mitiga la rigidez del modelo en cascada, descomponiendo el desarrollo de un sistema en partes; para cada una de las cuales se aplica un ciclo de desarrollo (en cascada en la representación gráfica siguiente). Las ventajas que ofrece son: El usuario dispone de pequeños subsistemas operativos que ayudan a perfilar mejor las necesidades reales del sistema en su conjunto. El modelo produce entregas parciales en periodos cortos de tiempo, comparados con el tiempo necesario para la construcción del sistema en su conjunto, y permite la incorporación de nuevos requisitos que pueden no estar disponibles o no ser conocidos al iniciar el desarrollo.
47 Ciclo de vida del software
Modelos de ciclos de evolución Incremental Aunque en la representación gráfica de la figura anterior, los desarrollos de cada subsistema se solapan en el tiempo, en su aplicación real, el segundo y siguientes subsistemas pueden comenzar una vez concluido el anterior. Resulta apropiado: Desarrollo de sistemas en los que el cliente necesita disponer de parte de la funcionalidad antes de lo que costaría desarrollar el sistema completo. Desarrollo de sistemas en los que por razones del contexto interesa realizar la obtención de los requisitos de forma escalonada a través de subsistemas. P4
48 Ciclo de vida del software
Modelos de ciclos de evolución Evolutivo Requisitos Diseño Codificación Pruebas Integración Operación Mantenim. Sistema Requisitos Diseño Codificación Pruebas Integración Operación Mantenim. Sistema Requisitos Diseño … Este modelo está compuesto por varios ciclos de desarrollo. Cada uno de ellos produce un sistema completo con el que se operará en el entorno de operación. La información acumulada en el desarrollo de cada sistema, y durante su fase de operación sirve para mejorar o ampliar los requisitos y el diseño del siguiente. En realidad es un ciclo de vida común a todos los sistemas desarrollados que se mejoran a través de versiones sucesivas.
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Modelos de ciclos de evolución Evolutivo Las circunstancias en las que este modelo puede resultar apropiado son Desconocimiento inicial de todas las necesidades operativas que serán precisas, generalmente por tratarse del desarrollo de un sistema que operará en un entorno nuevo sin experiencia previa. Necesidad de que el sistema entre en operación en tiempos inferiores a los que serían necesarios para diseñarlo y elaborarlo de forma exhaustiva. Necesidad de desarrollar sistemas en entornos cambiantes (sujetos a normas legislativas, mejora continua del producto para hacer frente a desarrollos de la competencia, etc.). Aunque en su concepción inicial contempla desarrollos internos en cascada, también podría plantearse, por ejemplo, un ciclo de vida evolutivo con desarrollos internos en espiral. P5 P6
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Modificadores de los modelos Prototipado El prototipado consiste en la construcción de modelos de prueba, que simulen el funcionamiento que se pretende conseguir en el sistema. Los prototipos pueden ser: Ligeros: dibujos de pantallas de interfaz con simulación de funcionamiento por enlaces a otros dibujos… Operativos: Módulos de software con funcionamiento propio que se desarrollan sin cubrir las funcionalidades completas del sistema, normalmente en entornos RAD (rapid application development”. Esta forma de trabajo previo suele tener como principal objetivo la experimentación con un entorno similar al pretendido, para obtener retro-información del usuario o cliente que ayuda a los desarrolladores en la concreción de los requisitos. Aunque ofrece muchas ventajas, deben conocerse los riesgos que implica el uso de prototipado: Como puede parecer que se ha desarrollado un interfaz de usuario sofisticado y elaborado, el cliente puede llegar a pensar que ya se ha realizado el grueso del trabajo. Si se trata de un prototipo operativo, puede empezar a crecer al margen de la planificación, más allá de los objetivos previstos, desbordando agendas y recursos. Si se trata de un prototipo ligero desarrollado fuera del departamento de desarrollo (ej. Marketing), puede mostrar al cliente funcionalidades no implementables. El prototipo puede llegar a ofrecer funcionalidades superiores a lo conseguible, por estar construido en un entorno diferente al de desarrollo, o no incluir toda la funcionalidad del sistema.
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Modificadores de los modelos Concurrencia Consiste en el solapamiento de un proceso sobre otro. Resulta bastante frecuente que aunque se haya planteado un desarrollo en cascada, se comience con una fase sin haber terminado por completo la anterior; y así por ejemplo quizá el equipo que ha llevado a cabo el diseño detallado de determinados módulos, quizá comienza ya su codificación, mientras otros equipos aún tienen en su planificación tareas de diseño pendientes. La concurrencia puede aportar beneficios sobre la planificación de un proyecto de software, o por el contrario ser origen o consecuencia de problemas. Los factores que deben tenerse en cuenta para analizar cómo ayuda o perjudica al rendimiento son: Índice de concurrencia. Se produce en un grado reducido, generando un escaso flujo de modificaciones; o por el contrario se da de forma intensiva generando situaciones problemáticas en la planificación o en la distribución del trabajo. Gestión de la concurrencia. La concurrencia puede producirse en un proyecto de forma planificada o inducida por las circunstancias. En ambos casos resulta muy importante la labor de gestión del proyecto para tratarla de forma adecuada con el mayor beneficio, o el menor perjuicio a los planes y la calidad del proyecto.
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Modificadores de los modelos Componentes comerciales y reutilización Resulta muy habitual integrar en el desarrollo de un sistema partes “pre-construidas”: que pueden ser componentes comerciales, o la reutilización de componentes o marcos ya desarrollados para otros sistemas. Esta tendencia surge desde tres situaciones: Presión competitiva para reducir agendas y costes. Incremento de la complejidad y estandarización de los entornos de operación. Aparición de las líneas de producción en las que se desarrollan múltiples sistemas de software re-utilizando partes de diseño y componentes. El uso de componentes o partes ya desarrolladas tienen implicaciones en el ciclo de desarrollo, diferentes según las circunstancias. Así por ejemplo, si gran parte del sistema consta de componentes ya desarrollados y probados, el periodo de pruebas se acortará sustancialmente. Si un proyecto va a delegar funcionalidades críticas en un componente comercial, que no ha empleado previamente la organización desarrolladora, es posible que incorpore en su ciclo de desarrollo una fase de pruebas de ese componente, antes del diseño, para obtener la certeza previa de que el componente se comporta como se espera.
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Creación del modelo de ciclo de vida Al iniciar el proyecto, el responsable de la arquitectura de procesos debe realizar los siguientes pasos: Análisis de las circunstancias ambientales del proyecto. Diseño del modelo específico de ciclo de vida para el proyecto (sobre las bases de los diseños más apropiados, para el desarrollo y la evolución del sistema de software. Mapeo de las actividades sobre el modelo. Desarrollo del plan para la gestión del ciclo de vida del proyecto. Debe considerar aspectos como: Posibilidad de descomposición del sistema en subsistemas de software, con agendas y entregas diferenciadas. Estabilidad esperada de los requisitos. Novedad del proceso o procesos gestionados por el sistema en el entorno del cliente. Criticidad de las agendas y presupuestos. Grado de complejidad del interfaz de operación, criticidad de la usuabilidad. Grado de conocimiento y familiaridad con el entorno de desarrollo, componentes externos empleados, etc. E2
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Importancia de los requisitos Para que un esfuerzo de desarrollo de software tenga éxito, es esencial comprender perfectamente los requisitos del software. Independientemente de lo bien diseñado o codificado que esté un programa, si se ha analizado y especificado pobremente, decepcionará al usuario y desprestigiará al que lo ha desarrollado. Roger S. Pressman Ingeniería del Software Mc Graw Hill 1995 La parte más difícil en la construcción de sistemas software es decidir precisamente qué construir. Ninguna otra parte del trabajo conceptual es tan ardua como establecer los requerimientos técnicos detallados, incluyendo todas las interfaces con humanos, máquinas y otros sistemas software. Ninguna otra parte del trabajo puede perjudicar tanto el resultado final si se realiza de forma errónea. Ninguna otra parte es tan difícil de rectificar posteriormente. Frederick P. Brooks, Jr., The Mythical Man-Month, Addison-Wesley, 1995.
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Importancia de los requisitos ¿Qué porcentaje de proyectos concluyen con éxito? Un estudio realizado por Standish Group analizó el desarrollo de 8000 proyectos de software, realizados por 350 empresas diferentes y concluyó que sólo el 16% de los proyectos de software se realizan con éxito. El estudio identificó como principales causas de los problemas: Requisitos deficientes La planificación de agendas y estimaciones de costes no se realizaron en base a los requisitos Deficiencias en la aplicación de procesos y desconocimiento del ciclo de vida del proyecto Los criterios para determinar el éxito de un proyecto son: Sin desviaciones en las fechas previstas. Sin desviaciones en los costes estimados. Que el producto final cubra las expectativas y necesidades del cliente. Que funcione correctamente.
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Importancia de los requisitos ¿Porqué fracasan los proyectos? Requisitos incompletos: 13% Expectativas no realistas: 10% Cambios en requisitos: 9% Producto no necesario: 8% No implicación de usuarios: 12% TOTAL: 52%
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Importancia de los requisitos 50-200X Coste de la corrección 50-200X Fase en la que se detecta el fallo Requisitos 1X Arquitectura 1X Diseño detallado Construcción Requisitos Arquitectura Diseño detallado construcción Producción Fase en la que se soluciona el fallo
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Importancia de los requisitos Sus defectos repercuten en todas las fases REQUISITOS Estimación Planificación Diseño Construcción V & V Los errores en los requisitos se comportan como una enfermedad contagiosa que siempre repercute en todas las fases del proyecto. Estimación: No es posible estimar con rigor costes y recursos necesarios para desarrollar algo que no se conoce. Planificación No se puede confiar en la planificación para el desarrollo de algo que no se sabe bien como es. Diseño: Los errores en requisitos, las modificaciones frecuentes, las deficiencias en restricciones o futuras evoluciones, producen arquitecturas que más tarde se confirmarán como erróneas y serán modificadas. Construcción: Las deficiencias en los requisitos obligan a programar en ciclos de prueba y error que derrochan horas y paciencia de programación sobre patrones de “recodificación continua” y “programación heroica”. Validación y verificación: Terminado el desarrollo del sistema, si las especificaciones tienen errores de bulto, o peor aún, no están reflejadas en una especificación de requisitos, no será posible validar el producto con el cliente. E1
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Importancia de los requisitos Los defectos comunes en los requisitos y sus consecuencias. Implicación insuficiente del cliente Problemas en la validación del producto obtenido Requisitos crecientes y cambiantes Degradación de la estructura y arquitectura del producto Requisitos ambiguos Pérdida de tiempo en re-codificación Requisitos innecesarios Trabajo innecesario Requisitos mínimos (insuficientes) Problemas en la validación del producto obtenido Requisitos mínimos (insuficientes) Error en la estimación y planificación Omisión de las necesidades de grupos de usuarios Usuarios insatisfechos
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Importancia de los requisitos Los defectos comunes en los requisitos y sus consecuencias. Implicación insuficiente del cliente Algunos clientes no comprenden la importancia de trabajar con rigor en la obtención de los requisitos, para garantizar la calidad de los resultados. También es frecuente que los desarrolladores prefieran comenzar a trabajar en la construcción del sistema, porque les resulta más atractivo que reunirse con el cliente. Hay situaciones en las que resulta difícil encontrar representantes del cliente que conozcan a fondo el problema, o que por tratarse de un sistema o negocio nuevo, nadie en el entorno del cliente tenga claras todas las funcionalidades que se necesitan. Requisitos crecientes y cambiantes “Independientemente del punto del ciclo de vida en que nos encontremos, el sistema cambiará y la tendencia al cambio persistirá a lo largo de todo el ciclo de vida” Software Configuration Management, Prentice-Hall, 1980. Es normal que los requisitos evolucionen durante el desarrollo del sistema, pero los cambios deben partir de una descripción inicial correcta, y gestionarse convenientemente, midiendo su impacto en la planificación del proyecto, y consensuándolo con todos los participantes. La evolución de los requisitos durante el desarrollo de los proyectos puede incrementar o modificar funcionalidades ya implementadas, desbordando los costes y agendas planificados.
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Importancia de los requisitos Los defectos comunes en los requisitos y sus consecuencias. Requisitos crecientes y cambiantes Partir de una especificación de requisitos incompleta incrementará el número de modificaciones que sufrirá el proyecto durante el desarrollo. Si los desarrolladores han diseñado un sistema que no corresponde con las expectativas del cliente, la introducción sistemática (generalmente con agendas apretadas, o sin modificar las agendas iniciales), generará parches de programación, con inserción de código adicional que puede trastocar principios básicos de diseño y degradar la arquitectura del sistema obteniendo finalmente un producto con serias deficiencias técnicas. Requisitos ambiguos La ambigüedad es un defecto habitual de las descripciones de requisitos. Si lectores diferentes obtienen interpretaciones diferentes, o si un lector puede interpretar los requisitos de formas diferentes, éstos son ambiguos. La ambigüedad crea expectativas diferentes entre las partes del proyecto, y hace que los desarrolladores programen funcionalidades que no se ajustan a lo que los usuarios necesitan. La consecuencia inevitable de este problema es la re-programación La reprogramación puede consumir más del 40% del coste total de un desarrollo y se ha estimado que hasta un 85% de las revisiones pueden deberse a errores en los requisitos[1] . Para evitarla hay que confirmar que se comparte la visión obtenida con la que tienen las diferentes fuentes de requisitos, y que los distintos participantes obtienen la misma interpretación de la documentación de requisitos. [1] Calculating the Return of Investment from More Effective Requirement Management”, Leffingwell, Dean
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Importancia de los requisitos Los defectos comunes en los requisitos y sus consecuencias. Requisitos innecesarios Es frecuente la tendencia de algunos desarrolladores a incluir funcionalidades que no figuran en la especificación de requisitos, con la suposición de que los usuarios lo agradecerán. Muchas veces los usuarios no les encuentran utilidad y quedan finalmente programadas pero sin uso, suponiendo un coste de desarrollo innecesario. Las sugerencias y posibilidades aportadas por el equipo de desarrollo pueden descubrir mejoras importantes para el cliente o los usuarios, pero no deben implementarse sin consultarlas y validarlas previamente. Desde el punto de vista del equipo de desarrollo la mejor perspectiva es respetar la sencillez y funcionalidad, y no ir más allá de los requisitos, sin la aprobación del cliente. También es frecuente que el cliente pida funcionalidades que a primera vista pueden parecer necesarias, pero que en realidad no añaden funcionalidad al producto, y que sin embargo suponen un esfuerzo importante de desarrollo. Identificar estas funcionalidades, y pensar dos veces si realmente se necesitan puede ahorrar trabajo innecesario
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Importancia de los requisitos Los defectos comunes en los requisitos y sus consecuencias. Requisitos insuficientes (mínimos) Muchas veces el cliente tiene tan sólo el concepto general del producto que desea, y no comprende por qué es tan importante detallar los requisitos. La tentación en estos casos es partir de una descripción mínima, o incluso de una explicación verbal, e ir preguntando y revisando a los programadores conforme el desarrollo avanza. Esta forma de trabajo puede resultar apropiada sólo para la construcción de sistemas experimentales o prototipos, pero en general suele terminar con la frustración de los desarrolladores y el desconcierto y desesperación del cliente. Este planteamiento también genera la situación muy frecuente de contar a los desarrolladores la idea general de un nuevo producto, para pedirles una estimación del tiempo necesario para desarrollarlo. Normalmente la visión general, sin descender a los detalles que implica, genera previsiones optimistas que terminarán desbordadas al descubrir durante el desarrollo las implicaciones que pasan inadvertidas en la concepción inicial. Las estimaciones prematuras, basadas en información limitada pueden fácilmente desbordarse en más del doble. Siempre que sea preciso ofrecer valoraciones previas es conveniente ofrecer varias posibilidades (mejor caso, caso probable, peor caso), o incluir un porcentaje posible de error probable.
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Importancia de los requisitos Los defectos comunes en los requisitos y sus consecuencias. Omisión de las necesidades de algunos grupos de usuarios Entre los usuarios de un sistema es frecuente que se incluyan grupos de personas con necesidades diferentes, que empleen funcionalidades distintas, e incluso que presenten diversos perfiles de experiencia y conocimientos. Al identificar las posibles fuentes de requisitos hay que localizar todos los posibles usuarios y obtener información de sus características, necesidades y expectativas
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Importancia de los requisitos Beneficios de los buenos requisitos. Acuerdo entre desarrolladores, clientes y usuarios sobre el trabajo que debe realizarse. Unos requisitos bien elaborados y validados con el cliente evitan descubrir al terminar el proyecto que el sistema no era lo que se pedía. Acuerdo entre desarrolladores, clientes y usuarios sobre los criterios que se emplearán para su validación. Resulta muy difícil demostrar al cliente que el producto desarrollado hace lo que el pidió si su petición no está documentada y validada por él. Base objetiva para la estimación de recursos (coste, personal en número y competencias, equipos y tiempo) Si los requisitos no comprenden necesidades reales, las estimaciones no dejan de ser meras apuestas. Las estimaciones en el fondo son cálculos de probabilidad que siempre implican un margen de error; por esta razón disponer de la mayor información posible reduce el error. Concreción de los atributos de calidad (ergonomía, mantenibilidad, etc.) Más allá de funcionalidades precisas, los requisitos recogen atributos de calidad necesarios que en ocasiones son desconocidos por los desarrolladores, produciendo finalmente sistemas sobredimensionados o con serias deficiencias de rendimiento. Eficiencia en el consumo de recursos: reducción de la re-codificación, reducción de omisiones y malentendidos. Tener un conocimiento preciso de lo que hay que hacer evita la prueba y error, repetición de partes ya desarrolladas, etc. E2
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Ingeniería de requisitos Conceptos clave. Requisitos del software Obtención Especificación Requisitos del sistema Análisis Procesos de ingeniería de requisitos Gestión Validación y verificación
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Ingeniería de requisitos Ingeniería de requisitos Procesos Ámbitos Obtención Análisis Especif. V & V Gestión Sistema Software La ingeniería del software y la ingeniería de requisitos son ingenierías muy recientes. En la actualidad acaba de cerrarse la versión 1.0 de SWEBOK, que constituye el esfuerzo más serio y consensuado hasta la fecha para definir las áreas de conocimiento que la integran. En este estado de cosas no es extraño encontrar que, diferentes autores clasifican o presentan los conceptos clave de forma diferente, si bien los conceptos básicos siempre son los mismos: Obtención, análisis, especificación, validación y verificación y gestión. Así por ejemplo, Karl Wiegers centra su interés clasificatorio en la diferencia entre el desarrollo de lo requisitos y su posterior gestión. SWEBOK plantea una representación esquemática plana (no distingue entre gestión y desarrollo) y centra su interés sólo en los requisitos del software. IEEE carga el peso de la clasificación en la diferencia entre requisitos del sistema y del software. Nuestro punto de vista contempla las 5 áreas clave, que se trabajan tanto en el ámbito de los requisitos del sistema como en los requisitos del software.
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Ingeniería de requisitos OBTENCIÓN Obtener información ANÁLISIS ESPECIFICACIÓN VERIFICACIÓN & VALIDACIÓN GESTIÓN Clasificarla, localizar inconsistencias, dar prioridades, pasar a requisitos Escribir los requisitos Comprobar que son formalmente correctos y lo que el cliente quiere Registrar cambios, estudiar su impacto, actualizar documentación Registro y contrastación Controlar las modificaciones Obtención (elicitation) El primer paso consiste en conocer y comprender las necesidades y problemas del cliente. En la obtención se identifican todas las fuentes de requisitos implicadas en el sistema y, en función de las características del entorno y del proyecto se emplean las técnicas más apropiadas para la identificación de las necesidades que deben satisfacerse. Análisis Una vez obtenida la información necesaria del entorno, es necesario sintetizarla, darle prioridades, analizar posibles contradicciones o conflictos, descomponer el sistema y distribuir las necesidades de cada parte, delimitar los límites del sistema y definir su interacción con el entorno.
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Ingeniería de requisitos Especificación Cuando ya se conoce el entorno del cliente y sus necesidades, es necesario plasmarlas en forma de requisitos en los documentos que sirven de base de entendimiento y acuerdo entre cliente y desarrollador, y que establecerán tanto la guía desarrollo como los criterios de validación del producto final. Documentar los requisitos es la condición más importante para gestionarlos correctamente. Verificación y validación Los requisitos deben ser formal y técnicamente correctos (verificación), y satisfacer las necesidades del sistema, sin omitir ninguna ni incluir funcionalidades innecesarias (validación). El significado de estos dos términos genera confusiones habitualmente. El criterio básico que los diferencia es que verificación se refiere a la calidad formal, en este caso de los documentos de requisitos (no son ambiguos, no son incompletos, son posibles, verificables, etc.) y validación comprende la adecuación en el entorno de producción, en el caso de la documentación de requisitos, la conformidad por parte del cliente de que reflejan lo que él quiere. Gestión Los requisitos cambiarán durante el desarrollo del sistema, y es necesario poder trazar en cada cambio todas las partes afectadas, así como poder medir el impacto que cada modificación implica en la planificación del proyecto.
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Ámbitos de los requisitos Sistema Descripción del sistema ConOps Ámbitos Software Requisitos del software SRS Descripción del sistema Documento, también denominado ConOps y normalizado en el estándar IEEE Std Definición: Documento dirigido a los usuarios, que describe las características de un sistema propuesto, desde el punto de vista del usuario. La Descripción del Sistema es el medio de comunicación que recoge la visión general, cualitativa y cuantitativa de las características del sistema; compartido por la parte cliente y desarrolladora.
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Descripción del sistema Propósito de la descripción del sistema El desarrollo de la Descripción del Sistema proporciona una actividad de análisis y un documento que tiene la función de enlace entre las necesidades del usuario, y las especificaciones técnicas del desarrollo. La Descripción del sistema proporciona: La descripción de las necesidades operacionales del usuario sin entrar en detalles técnicos. La documentación de las características del sistema y las necesidades operacionales del usuario, de forma que puedan ser verificadas sin requerir conocimientos técnicos. El documento que recoge los deseos del usuario, sin requerir una cuantificación medible. Por ejemplo, el usuario puede indicar que desea que los tiempos de respuesta de las consultas sean rápidos, y las razones de su deseo, sin necesidad de cuantificar esos términos. Más adelante, el desarrollo y análisis de los requisitos del sistema, el analista concretará y cuantificará esos deseos. El documento en el que, comprador y suministrador, reflejan las posibles estrategias de solución, y las restricciones que deben respetarse.
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Descripción del sistema Propósito del estándar IEEE 1362 Ofrece un formato y contenidos para la confección de las descripciones de sistema en los desarrollos y modificaciones de sistemas intensivos de software. El estándar no especifica técnicas exactas, sino que proporciona las líneas generales que deben respetarse. No es por tanto un modelo final, sino una guía de referencia sobre la que cada organización debe desarrollar sus propias prácticas y procedimientos para preparar y actualizar su documentación con las descripciones de los sistemas. Las partes esenciales de un ConOps son: Punto 3: descripción del sistema existente. Punto 4: justificación del desarrollo o de la modificación, Punto 5: Descripción del sistema propuesto. Los proyectos de tamaño pequeño requieren descripciones de sistema menos formales, pero no por su reducido tamaño debe ignorarse. Si el proyecto de software forma parte de un proyecto mayor, la descripción del sistema de software puede ser un documento separado, o ir incluido en la descripción del sistema completo. El estándar puede aplicarse a todos los tipos de sistemas de software: sólo software, intensivos de software o software/ hardware/personas. Aunque los conceptos del estándar también podrían aplicarse a sistemas de hardware, esta no es su finalidad. El estándar identifica los elementos que al menos debe incluir una Descripción del sistema. El usuario puede incorporar otros elementos, agregando cláusulas y sub-cláusulas.
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Descripción del sistema EVOLUCIÓN PREVISTA SISTEMA
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Especificación de requisitos del software (SRS) Un documento SRS es la especificación de las funciones que realiza un determinado producto de software, programa o conjunto de programas en un determinado entorno. El documento de especificación de requisitos puede desarrollarlo personal representativo de la parte suministradora, o de la parte cliente; si bien es aconsejable la intervención de ambas partes. Los aspectos básicos que una descripción de requisitos debe cubrir son: Funcionalidad. Descripción de lo que el software debe hacer. Interfaces externos. Cómo debe interactuar el software con las personas, el sistema de hardware, o con otros sistemas (software y hardware). Rendimiento. Indicación de la velocidad, disponibilidad, tiempos de respuesta, tiempos de recuperación, tiempos de determinadas funciones. Atributos. Consideraciones de portabilidad, corrección, mantenibilidad, seguridad, etc. Restricciones de diseño en la implementación. Indicación de las restricciones que puedan afectar por la necesidad de sometimiento a estándares, lenguajes, políticas de integridad de bases de datos, límites de recursos disponibles para el desarrollo, sistema operativo, etc. Las especificaciones de requisitos de software deben evitar incluir requisitos de diseño o de proyecto.
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Especificación de requisitos del software (SRS) No deben incluir restricciones de diseño gratuitas Deben especificar el QUÉ, no el CÓMO Una descripción de requisitos del sistema limita las alternativas de diseño posibles, pero esto no significa que deba decidir cuál debe ser la solución de diseño del sistema. La especificación de requisitos de software determina qué funcionalidades deben realizarse, qué datos deben generarse en cada resultado, en qué lugar y quién los debe producir. La SRS debe centrarse en los servicios que se realizarán, pero, en general, no debe especificar elementos de diseño como los siguientes: División del software en módulos. Distribución de funciones en los módulos. Descripción del flujo de información entre los módulos. Elección de las estructuras de datos. Deben centrarse únicamente en el punto de vista externo del sistema, y no en el funcionamiento interno
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Especificación de requisitos del software (SRS) Restricciones de diseño necesarias En algunos casos especiales, los requisitos pueden restringir el diseño de forma severa. Por ejemplo, algunos requisitos de seguridad pueden implicar consideraciones de diseño como: Mantener ciertas funciones en módulos separados. Permitir o limitar la comunicación entre determinadas áreas del programa. Comprobar la integridad de los datos en variables críticas. Algunos ejemplos de restricciones de diseño válidas los constituyen los requisitos físicos, los de rendimiento y el cumplimiento de estándares en el desarrollo y procesos de garantía de calidad. Exclusión de parámetros y datos de planificación del proyecto La especificación de requisitos de software se centra en el producto, no en el proceso de producción del producto. Los requisitos de proyecto representan los términos contractuales entre el cliente y el suministrador, y no deben incluirse en la SRS. Normalmente incluyen información relativa a los procesos de adquisición o de suministro: Coste. Agenda de entregas. Procedimientos de seguimiento. Métodos de desarrollo del software. Control de calidad. Criterios de validación y verificación. Procedimientos de aceptación E3
79 Requisitos del software
Descripción del sistema – SRS: Diferencias Pertenecen a procesos primarios diferentes DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA SRS Procesos primarios del ciclo de vida del software (ISO 12207)
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Descripción del sistema – SRS: Diferencias Pertenecen a entornos diferentes ENTORNO DEL PROBLEMA ENTORNO DE LA SOLUCIÓN E4 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA SRS
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Conceptos clave Independientemente de las técnicas o procesos que se apliquen para realizar las diferentes tareas relacionadas con el área de requisitos, son cinco los objetivos que hay que cubrir: ANALIZAR EL PROBLEMA COMPRENDER LAS NECESIDADES DE LOS USUARIOS DEFINIR EL SISTEMA DESARROLLAR LOS REQUISITOS DEL SOFTWARE GESTIONAR LOS REQUISITOS Analizar el problema Comprender las necesidades de los usuarios Definir el sistema Desarrollar los requisitos del software Gestionar los requisitos
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Conceptos clave Analizar el problema Consiste en comprender los problemas reales de los usuarios, y proponer soluciones que cubran sus necesidades. El objetivo del análisis es conseguir la mayor comprensión posible antes de que empiece el desarrollo. El analista de requisitos es en realidad un “solucionador de problemas”. Durante el análisis debe comprender las necesidades de los usuarios, y proponer soluciones. En esta tarea es necesario explorar y comprender el entorno del cliente. Al realizar el análisis hay que Evitar la tendencia frecuente a los prejuicios creyendo que ya conocemos las necesidades del cliente, y que su principal problema en realidad es que no entiende cuál es su problema. Tener en cuenta que siempre hay varias maneras de abordar un problema, y que en ocasiones, cambiar la perspectiva del usuario puede generar la solución más eficiente y rentable, aunque no siempre es posible. Comenzar el análisis sin ideas preconcebidas y teniendo presente el objetivo: conseguir la mayor comprensión posible del problema. El análisis del problema comprende 1.- Identificación del problema. 2.- Identificación de las partes implicadas. 3.- Delimitación de la solución. 4.- Identificación de las restricciones.
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Conceptos clave Comprender las necesidades de los usuarios La obtención de los requisitos es sin duda la parte más difícil del desarrollo de un sistema, y en la actualidad es la principal causa de problemas. En el apartado “Obtención de requisitos” desarrolla de forma exclusiva este punto. Definir el sistema La descripción del sistema marca el punto intermedio entre el análisis del problema, y la descripción detallada de los requisitos del software. Es el documento que ofrece una visión general, y ofrece la idea global del sistema en su conjunto. Marca una pausa antes de seguir avanzando hacia los detalles, para evitar que los árboles nos impidan ver el bosque. El resultado de esta fase es el documento de “Definición del sistema”, frecuentemente llamado también “ConOps” (Concept of Operations).
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Conceptos clave Definir el sistema La descripción del sistema el resultado del análisis conceptual, y debe contener toda la información necesaria para describir las necesidades de los usuarios, expectativas, entorno operativo, procesos y características del sistema que se ha ideado para darles solución. Los elementos esenciales de la descripción del sistema son: Descripción del sistema o de la situación actual. Descripción de las necesidades que han motivado el desarrollo de un sistema nuevo, o de la necesidad de modificar el actual. Modos de operación propuestos para el nuevo sistema. Tipos de usuarios y características. Funcionalidades propuestas. Restricciones que debe respetar el sistema. Por “Definir el sistema” no consideramos sólo la redacción del “Con Ops” por el ingeniero de requisitos. También comprende la verificación y validación del documento. Por verificación se entiende la supervisión del documento para garantizar que resulta formalmente correcto. Validación implica la conformidad de las partes afectadas por el sistema (usuarios, clientes, etc.).
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Conceptos clave Desarrollar los requisitos del software Tras analizar los problemas y necesidades de los usuarios, conocer las limitaciones que tener en cuenta, y haber sintetizado en la descripción del sistema la visión global de la solución que se pretende construir, es el momento de profundizar en los detalles. El nivel de precisión que se debe alcanzar en la descripción de los requisitos del software (SRS), depende de varios factores, incluyendo el contexto de la aplicación, los conocimientos del equipo de desarrollo, así como su experiencia en desarrollos similares. Los requisitos del software también deben verificarse y validarse, para garantizar, por un lado, que son formalmente correctos, y por otro que dan respuesta a las necesidades de todas las partes implicadas.
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Conceptos clave Gestionar los requisitos Una vez que se ha comprendido el problema del usuario, se ha definido y descrito el sistema que se desea construir para solucionarlo, y detallado los requisitos del software, comienza la fase de diseño y desarrollo. Se puede considerar que la fase de requisitos ya ha terminado al generar los documentos de descripción del sistema y descripción de requisitos del software. Pero lo cierto es que los ciclos de desarrollo secuenciales, o de cascada pura son muy raros, y, aun el caso de que inicialmente se haya planteado este ciclo, desde la gestión del proyecto se debe considerar la posibilidad de incorporar modificaciones en los requisitos durante el periodo de desarrollo. Cuanto más complejo sea el sistema, y más larga la agenda de desarrollo, habrá mayor probabilidad de modificaciones sobre los requisitos; y si no se gestionan convenientemente deteriorarán, en mayor o menor medida, la planificación y la calidad del proyecto. Si bien es cierto que no es posible plantear escenarios de desarrollo ideales en los que, tras una definición inicial de los requisitos, éstos se van a mantener inamovibles durante todo el desarrollo del producto; tampoco es posible incorporar modificaciones sobre los requisitos que han servido de base para la planificación del proyecto, y el diseño de la solución, sin que la incorporación obligue a medir las consecuencias que van a tener sobre el trabajo ya realizado, el pendiente de realizar, las posibles reconsideraciones de diseño, y en consecuencia sobre los costes y agendas del proyecto. Requisitos Diseño Codificación Integración/ pruebas La gestión de requisitos da continuidad a esta área durante todo el proyecto
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Conceptos clave Gestionar los requisitos El hecho de tener que gestionar los requisitos durante todo el ciclo de vida del sistema no quiere decir que cualquier momento del desarrollo sea un buen momento para seguir descubriendo cuáles son las necesidades de los clientes. La incorporación de nuevos requisitos, o la modificación de los iniciales resulta mucho más costosa conforme van avanzando las fases del proyecto. Por esta razón, los ciclos secuenciales o de cascada con escasas iteraciones de retroceso son los más eficientes en el consumo de recursos. Las razones que normalmente no permiten llegar a un conocimiento detallado del problema en la fase inicial de los requisitos suelen ser: Sistemas complejos. Sistemas para dar soporte a procesos de negocio poco maduros. Desarrollos evolutivos impuestos por la necesidad de implantaciones parciales tempranas para los usuarios. Avance del desarrollo del proyecto Coste de la introducción de modificaciones de requisitos
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Conceptos clave Gestionar los requisitos Al analizar el problema del cliente, y desarrollar los documentos de requisitos no hay que escamotear esfuerzos para profundizar en las funcionalidades del sistema, y caer en la tentación de dejar pendientes de concreción, o insuficientemente analizadas partes del problema para más adelante. La gestión de los requisitos implica que cada modificación de requisitos: Debe provenir de una fuente autorizada. Debe alcanzar el consenso de las partes implicadas. Obliga a un análisis del impacto. Implica una revisión de la planificación del proyecto. Debe informarse al cliente de los efectos sobre la planificación y recursos necesarios, para obtener su aprobación. Debe incorporarse formalmente a la documentación de requisitos E5
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Obtención de los requisitos Síndromes en la obtención de los requisitos Cuatro son los principales desafíos para el analista de requisitos: Sí… pero no exactamente así. ¡Vaya!, pues esto no debería ser así. ¿Ya está todo? Usuarios contra desarrolladores
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Obtención de los requisitos ¡Vaya!, pues esto no debería ser así. Este es un problema inherente al desarrollo de software. Los usuarios no ver el sistema hasta que lo empiezan a usar, y es normal que sea entonces cuando descubran que algunas partes no se adecuan exactamente a sus expectativas. El software no es físico ni tangible. Al cliente de una vivienda se le puede mostrar una maqueta o un plano. Un proyecto de mobiliario se puede dibujar, pero nuestro producto no es físico, es difícil de representar, de conceptualizar de forma concreta y objetiva. Si el analista de requisitos no comprende bien lo que el cliente necesita, éste se dará cuenta de la disparidad de criterios cuando ya sea tarde, cuando el sistema esté en sus manos; de forma que habremos producido algo que no cumple sus expectativas. Por esta razón, inherente a la intangibilidad del software, la obtención de requisitos es la fase más importante de un desarrollo. El ingeniero de requisitos debe tener en cuenta que este síndrome es un riesgo consustancial con su trabajo, y que su misión es anticipase para que al final del desarrollo produzca el menor efecto posible. Los medios para reducir su efecto son: Evitar quedarse con las primeras descripciones genéricas. No dar nada por supuesto. Evitar las ambigüedades. Conocer el entorno y las necesidades del cliente. Dedicar esfuerzo y tiempo para la obtención de requisitos, adecuado al tamaño y complejidad del sistema.
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Obtención de los requisitos Sí… pero no exactamente así. Este síndrome es similar al anterior, porque tiene el mismo resultado: el descubrimiento tardío por parte del cliente de que determinadas partes del sistema no solucionan adecuadamente su problema, pero a diferencia del anterior, su origen no está en omisiones o ambigüedades en el proceso de obtención, sino en la inmadurez de los procesos a los que el nuevo sistema debe dar soporte, o en el desconocimiento o actitud por parte de los interlocutores del cliente. Aunque tenga el mismo efecto que el síndrome anterior, identificar que tienen causas diferentes interesa en la medida en que requieren soluciones, o formas de trabajo distintas. El ingeniero de requisitos debe identificar mayores probabilidades de riesgo si en el contexto adquieren relevancia las siguientes situaciones: El sistema no sustituye o modifica a otro existente, sino que se desarrolla para dar soporte a procesos de negocio novedosos para la organización que lo solicita. Los interlocutores nombrados por el cliente no son conocedores expertos de los procesos cubiertos por el sistema. Faltan representantes de partes implicadas por procesos importantes del nuevo sistema. Escasa implicación del cliente, que por falta de recursos, tiempo o incluso por pereza intelectual no se sienta con el ingeniero de requisitos a desmenuzar las particularidades de sus procesos, dando por válidos los requisitos finalmente obtenidos, sin prácticamente mirarlos.
92 Requisitos del software
Obtención de los requisitos Sí… pero no exactamente así. Estas situaciones aumentan las probabilidades de terminar un sistema perfectamente validable sobre una descripción de requisitos correcta y completa, sin ambigüedades, pero en el que al final el cliente descubrirá que en, menor o mayor medida, no le soluciona el problema como hubiera sido deseable. Por supuesto en esta situación, como desarrolladores podremos “argumentar” que tenemos la razón de nuestra parte, puesto que habremos construido lo que el cliente nos pidió, y el problema estriba en que él no sabía bien lo que quería, o se ha dado cuenta de lo que en realidad necesita, cuando ha empezado a trabajar con el nuevo sistema que hemos desarrollado. De cualquier forma no es una situación ni cómoda ni deseable. Nuestro cliente como experto en su negocio tiene su ego, y difícilmente reconocerá que no sabía o no quiso explicarnos lo que debíamos construir. Si afortunadamente disponemos de un documento de requisitos formalmente correcto, validado con su firma, tendremos un salvoconducto para hacer efectiva nuestra factura, o defendernos de acciones legales, pero en ningún caso habremos cubierto nuestro objetivo: desarrollar soluciones para los clientes, y habremos creado un sistema que no sirve y un cliente cabreado y descontento. Este síndrome también es inherente al desarrollo de sistemas de software, y con él resulta fácil deducir las funciones y competencias que debe cubrir el ingeniero de requisitos, así como de ser persona con “ojo clínico” y registro amplio de recursos. Si se enfrenta a procesos poco maduros deberá involucrarse en mayor medida en el entorno organizacional del cliente y aportar en su trabajo parte más propia de consultoría que de analista de requisitos.
93 Requisitos del software
Obtención de los requisitos Sí… pero no exactamente así. Deberá también aportar asesoría profesional al cliente informándole del riesgo alto que encierra el proyecto de producir versiones que se demostrarán inadecuadas para la realidad de sus procesos, y de la conveniencia de profundizar el máximo posible en el conocimiento de los procesos antes de elaborar los requisitos, así como de emplear técnicas de prototipado en la obtención de requisitos, y ciclos de desarrollo en cascada. Resultan más aconsejables desarrollos incrementales o evolutivos, con ciclos en espiral y seguimiento por parte del cliente. Si el analista se encuentra con problemas de comunicación o de actitud por parte del cliente deberá conducir la situación y adaptar su registro de actuación de forma que sin perder la asertividad, logre establecer una implicación adecuada del cliente y un flujo de comunicación productivo.
94 Requisitos del software
Obtención de los requisitos ¿Ya está todo? Cuándo se puede dar por terminado un trabajo? Cuando ya no queda más por hacer. ¿Cómo sabe el ingeniero de requisitos que ha descubierto todos los requisitos necesarios?. Esta incertidumbre es también inherente al trabajo del ingeniero de requisitos, porque nunca tendrá la certeza de haber descubierto todas las necesidades y restricciones, y sobre todo porque siempre puede dar por descontado que algo se queda sin descubrir. La única forma de afrontar esta circunstancia es dedicar tiempo suficiente a la obtención y análisis, e identificar a todos los participantes o partes implicadas en el proyecto. Aunque nunca podrá afirmar haber localizado todos los requisitos, el objetivo en este caso es alcanzar el convencimiento de haber descubierto lo suficiente, y que las posibles omisiones pertenecerán a cuestiones menores, que pueden surgir durante la gestión de los requisitos, o a lo largo del mantenimiento del futuro sistema.
95 Requisitos del software
Obtención de los requisitos Usuarios contra desarrolladores No es posible saber qué necesita el cliente, si no disponemos de comunicación fluida con los interlocutores de su organización; y por desgracia es demasiado frecuente que los desarrolladores y los usuarios, se relacionen sobre la base de la desconfianza mutua, y empleen idiomas distintos. Tanto la actitud de los desarrolladores como la de los usuarios no suele ser favorable para trabajar unos con otros. Los primeros prefieren concentrar su trabajo en el entorno técnico, y olvidarse de “hablar con los clientes”. Los usuarios, por su parte, esperan su nuevo programa, con la misma actitud que podrían esperar un coche tras haberlo encargado en el concesionario. Los analistas y los usuarios pertenecen a dos comunidades que desconfían mutuamente. Los usuarios ven a los desarrolladores como personas incapaces de conseguir sistemas que funcionen correctamente sin la necesidad de estar constantemente “parcheándolos”. Los desarrolladores se ven solos y desamparados como únicos responsables de todo cuando ocurra o tenga relación con el sistema. Por supuesto, nosotros no esperamos que los usuarios cambien, pero tenemos que conocer estos problemas, y el ingeniero de requisitos debe estar preparado para encontrarse con estas dificultades y minimizar sus consecuencias. Se supone que durante la obtención de los requisitos, tanto los usuarios como los desarrolladores comparten el mismo objetivo: definir cómo ha de ser el nuevo sistema, pero lo cierto es que cada uno tiene objetivos diferentes. Por nuestra parte estamos interesados en desarrollar una buena descripción de requisitos, completa y correcta. Queremos especificar un sistema técnicamente viable, que integre la funcionalidad necesaria de forma eficiente sobre un diseño limpio y robusto.
96 Requisitos del software
Obtención de los requisitos Usuarios contra desarrolladores Por su parte los usuarios (cuando se implican) centran su interés en definir el sistema con que esperan trabajar, sin querer saber nada de agendas, viabilidad, prioridades, etc. Para abordar con las mayores garantías de éxito este problema, por nuestra parte: Debemos sumergirnos en la organización del cliente; estudiar, analizar y comprender los procesos y problemas a los que tiene que dar cobertura el nuevo sistema. En las comunicaciones de requisitos, así como en la descripción del sistema, tenemos que emplear un lenguaje natural, sin tecnicismos; y adoptar la terminología habitual del entorno del cliente. Mantener un enfoque y unidad de criterio común por todas las personas de nuestra organización, de cara al cliente. Por parte del cliente: Debe facilitar interlocutores conocedores de los procesos y problemas que debemos conocer, con tiempo y motivación suficiente para trabajar con nosotros. Los interlocutores deben ser concretos y específicos en sus descripciones, revisar y validar los documentos de requisitos generados.
97 Requisitos del software
Obtención de los requisitos Problemas frecuentes en la obtención de requisitos Los problemas más frecuentes pertenecen a 3 categorías: Delimitación confusa del ámbito del sistema. Comprensión Inestabilidad Problema: delimitación confusa del ámbito del sistema Antes de entrar en la obtención de requisitos con detalle es necesario conocer cuáles son los objetivos y los límites del sistema. Si no controlamos los límites y objetivos esperados del sistema, el sistema nos controlará a nosotros Los contextos que es necesario conocer para centrar apropiadamente el sistema en su entorno son: Organización Entorno Proyecto
98 Requisitos del software
Obtención de los requisitos Problema: delimitación confusa del ámbito del sistema Para evitarlo deben analizarse y conocerse los tres ámbitos señalados ORGANIZACIÓN Para llevar a cabo la obtención de requisitos es preciso conocer y comprender la organización en la que trabajará el sistema, y los objetivos que se pretenden conseguir. ENTORNO Los factores del entorno del sistema influyen de forma determinante en el proceso de obtención de requisitos. Los más importantes son: Restricciones: de hardware, sobre el software o sobre los procesos de desarrollo. Madurez de los procesos del entorno de operación. Grado de certidumbre de los interfaces con otros sistemas. PROYECTO El contexto en el que se desarrolla el proyecto también afecta a los procesos de obtención de requisitos, que deberá adecuar los métodos y técnicas de obtención a las características del proyecto: Características específicas de cada grupo de agentes implicados en el proyecto (usuarios, cliente, desarrolladores, normativas, etc.) Restricciones impuestas por las partes implicadas en la obtención de los requisitos (agenda, coste, parámetros de calidad deseados, etc.)
99 Requisitos del software
Obtención de los requisitos Problema: comprensión El 56% de los errores deslizados en los sistemas desarrollados se deben a deficiencias en la comunicación “usuario – analista” durante la obtención de los requisitos, y este tipo de errores son los más caros de corregir porque llegan a consumir hasta el 82% del tiempo de desarrollo[1]. Los problemas de comprensión producen requisitos incompletos, con ambigüedades, inconsistentes; y en definitiva incorrectos, porque no definen las necesidades reales de los usuarios. Estos problemas se pueden agrupar en tres categorías: Dar por supuesto lo desconocido. Lenguaje. Información desestructurada. Problema: inestabilidad Los requisitos son inestables y cambian durante el desarrollo y tras la entrada en servicio del sistema. La solución para evitar problemas radica en el proceso de gestión de requisitos. [1] Goodrich, Victoria, and Olfman, Lorne. An experimental Evaluacion of Task annd Methodology Variables for Requirements Definition Phase Success. In Bruce D. Shriver (editor), Proceedings of the twenty-third Annnual Hawaii International Conference on System Sciences, p IEEE Computer Society, January 1990
100 Requisitos del software
Obtención de los requisitos Técnicas de obtención de requisitos ENTREVISTAS Reuniones JAD, cuestionarios reuniones de grupo entrevista, lluvia de ideas ESCENARIOS Casos de uso, tarjetas CRC diagramas de flujo, escenarios TÉCNICAS PROTOTIPOS Prototipos rápidos prototipos evolutivos OBSERVACIÓN Introspección análisis de protocolo documentación, otros sistemas E6
101 Requisitos del software
Clasificación de los requisitos Requisitos funcionales Definen el comportamiento del sistema. Describen las tareas que el sistema debe realizar. Al definir un requisito funcional es importante mantener el equilibrio entre la excesiva generalidad, insuficiencia de detalle o ambigüedad, y el exceso de detalle con precisiones o descripciones innecesarias o redundantes.
102 Requisitos del software
Clasificación de los requisitos Requisitos no funcionales Definen aspectos, que sin ser funcionalidades, (tareas que el sistema debe realizar) resultan deseables desde el punto de vista del usuario. Generalmente comprenden atributos de calidad: Tiempos de respuesta. Características de usabilidad. Facilidad de mantenimiento. etc. Requisitos de interfaz Definen las interacciones del sistema con su entorno: Usuarios Otros sistemas
103 Requisitos del software
Clasificación de los requisitos Restricciones Los requisitos, en su definición purista definen el QUÉ, y no el CÓMO; pero en el conjunto de necesidades que debe cubrir un sistema, no sólo hay que tener en cuenta QUÉ cosas hay que hacer, sino también en ocasiones CÓMO deben hacerse. La clasificación entre requisitos puros (QUÉ) y restricciones (CÓMO) la debe considerar el analista para que el equipo de trabajo sepa hasta qué punto determinados aspectos limitan sus opciones de trabajo, y poder mantener así la trazabilidad con su origen (necesidad apuntada por el usuario, normativa legal, limitación técnica, etc.) Con carácter general las restricciones imponen limitaciones: En la libertad de los analistas al realizar el diseño del sistema. En los procesos o formas de trabajar que se emplearán en el desarrollo del sistema. El analista del sistema elige entre todas las opciones tecnológicamente posibles aquellas que según su criterio profesional y las circunstancias del sistema, aportan mejor solución para la implementación de los requisitos funcionales y no funcionales. La indicación por parte del cliente de instrucciones como: Debe emplearse base de datos Oracle. Los procesos de desarrollo deben ser conformes a Métrica 3. El sistema final debe ejecutarse sobre la plataforma libre Linux. Debe desarrollarse empleando Java. El interfaz de comunicación con un programa externo de contabilidad debe hacerse de la siguiente forma...
104 Requisitos del software
Clasificación de los requisitos Problemas de clasificación y nivel de rigor necesario Para nosotros la base teórica de clasificación es un marco de referencia con la definición de los criterios de clasificación. En la relación de requisitos de un sistema, no resulta interesante entrar en análisis puristas para determinar si cada requisito lo es de interfaz, funcional, etc. La diferencia entre: “El sistema comprueba la autentificación y autorización del usuario y le da acceso a una pantalla con el menú general o en caso de error le redirige a la pantalla de usuario y contraseña otra vez” Y: “RS. 3 El sistema sólo permite el acceso al menú principal a usuarios autorizados. RT.3.1 El sistema identifica al usuario solicitando a través de la pantalla de operación su nombre y contraseña de acceso.” En el segundo caso, el equipo de trabajo sabe que debe descartar opciones de identificación a través de tarjetas, o dispositivos biométricos, o cualquier otra opción posible. Se trata por tanto de conocer y comprender el concepto de restricción, para aplicarlas sólo cuando son necesarias, dejando así el mayor margen posible de libertad para el diseño de la solución de software.
105 Requisitos del software
Calidad de la documentación Características de las buenas descripciones de requisitos Requisitos Especificación Posibles Necesarios Priorizados Concretos Verificables Completa Correcta Consistente Modificable Trazable
106 Requisitos del software
Propiedades de los buenos requisitos Posibles Cada requisito debe poder implementarse dentro de las capacidades y limitaciones conocidas del sistema y su entorno. El director técnico deberá comprobar la viabilidad de los requisitos antes de comprobar el documento. Necesarios Un requisito es necesario si es algo: que el cliente realmente necesita requerido para la conformidad con un requisito requerido para la conformidad con un interfaz, externo o estándar. Para evitar requisitos innecesarios, el cliente debe valorar cada funcionalidad y como afectará al sistema si esta o no. Valor Coste Alto
107 Requisitos del software
Propiedades de los buenos requisitos Requisitos priorizados Los requisitos de una SRS deben incluir una indicación de la importancia del requisito en el conjunto del sistema. Normalmente todos los requisitos de un producto de software no son igual de importantes. Algunos resultan esenciales, y otros son deseables. Cada requisito debe identificar estas diferencias de forma clara, de esta forma ayuda a: Los clientes tengan una consideración más adecuada de cada requisito, y a menudo clarifica asunciones que pudieran estar ocultas. Que los desarrolladores tomen decisiones de diseño correctas y dediquen niveles de esfuerzo apropiado a las diferentes partes del producto. Que el gestor del proyecto pueda establecer prioridades de ejecución, y disponga de información adicional en caso de problemas de agenda.
108 Requisitos del software
Propiedades de los buenos requisitos Concretos Un requisito es concreto si tiene una única interpretación. Como mínimo esto requiere que cada característica del producto final se describa empleando un término único. En los casos en los que el término puede tener diferentes significados según el contexto, éste debe incluirse en el glosario de la SRS con el significado con el que se emplea. Ambigüedad Punto óptimo Comprensión Punto óptimo: Mayor grado de comprensión con la menor ambigüedad Modos eficaces de evitar la ambigüedad: Inspecciones formales de los documentos de requisitos. Escritura de casos de prueba Elaboración de casos de uso. Elaboración de diagramas.
109 Requisitos del software
Propiedades de los buenos requisitos Verificable Un requisito es verificable si, y sólo si a través de un proceso concreto y finito es posible comprobar si el software lo cumple. En general los requisitos ambiguos no son verificables. Los requisitos no verificables incluyen sentencias como “que trabaje eficientemente”,”interfaz de usuario amigable”, “debe responder rápidamente”. Estos requisitos no son verificables porque no es posible definir los términos “eficiente”, “amigable”, “rápido”. La sentencia “el programa no debe entrar nunca en un bucle infinito” tampoco es verificable porque un nivel de pruebas absoluto es teóricamente imposible. Un ejemplo de requisito verificable es: “El tiempo de respuesta para la compra de un billete sencillo no debe superar los 2 segundos el 90% de las veces, y una transacción de compra de un billete sencillo nunca debe tardar más de 5 segundos.” Esta sentencia es verificable porque emplea términos concretos y magnitudes medibles y comprobables. Si no es posible establecer un método para comprobar si el software cumple con un determinado requisito, el requisito debe eliminarse o revisarse
110 Requisitos del software
Propiedades de la documentación Completa Una SRS es completa si, y sólo si incluye los elementos siguientes: Todos los requisitos significativos, relativos a funcionalidad, rendimientos, restricciones de diseño, atributos e interfaces externos. Definición de las respuestas del software a todas las posibles entradas de datos en toda clase de situaciones. Es importante especificar las respuesta tanto para datos de entrada válidos, como inválidos. Referencias a todas las imágenes, tablas y diagramas y definición de todos los términos propios y unidades de medida no normalizadas. No puede considerarse completa una SRS si en la descripción de algunos requisitos se incluye la frase “A determinar” o la expresión inglesa “TBD” (to be determined). Si excepcionalmente se indica que un requisito se concretará más adelante es necesario indicar también: Descripción de las causas por las que no se ha concretado el requisito. Descripción de qué debe realizarse para poder eliminar el “TBD”, quién es la persona responsable de llevarlo a cabo, y cuándo debe eliminarse
111 Requisitos del software
Propiedades de la documentación Completos Conocemos No Conocemos Entrevistas y revisiones A Este bloque pertenece a los requisitos que conocemos y sabemos que son aplicables al problema B Este bloque pertenece a los requisitos que conocemos pero no conocemos, es decir que sabemos que existen pero no hemos realizado su análisis. Entendemos Prototipado C Este bloque pertenece a los requisitos que sabemos que son aplicables al problema pero que no entendemos D Este bloque pertenece a los requisitos que no conocemos y tampoco sabemos que no conocemos Prototipado y casos de uso No Entendemos
112 Requisitos del software
Propiedades de la documentación Correcta Una especificación de requisitos de software es correcta si, y solo si todos y cada uno de los requisitos indicados son los que debe cubrir el software del sistema. No hay ninguna herramienta que pueda garantizar la corrección. Una SRS debe compararse con las especificaciones de rango superior del proyecto (Descripción del sistema, documentación referenciada, etc.) para comprobar que cumple sus indicciones. También es recomendable que la parte cliente determine si la especificación de requisitos de software refleja sus necesidades actuales A Necesidades del Usuario B Requisitos Correctos B Requisitos Correctos Revisión y aprobación C B Requisitos Especificados
113 Requisitos del software
Propiedades de la documentación Consistente El atributo de consistencia se refiere a consistencia interna no a conformidad o congruencia con documentos superiores (ej. descripción del sistema). La ausencia de esta congruencia supondría un problema de corrección y no de consistencia. Una documentación es internamente consistente si, y solo si, no se establecen conflictos entre requisitos individuales o grupos de requisitos. Los tres tipos de conflictos posibles son: Conflictos Objetos Lógicos Términos C=A+B C=A*B RF 10 Informe A “cierre de caja” RF 50 Informe A “cierre diario de operaciones”
114 Requisitos del software
Propiedades de la documentación Modificable Un documento de requisitos es modificable si, y sólo si su estilo y estructura permiten que puedan llevarse a cabo modificaciones en los requisitos manteniendo la estructura y el estilo, de forma fácil, completa y consistente. La modificabilidad generalmente requiere en la documentación: Que tenga una organización coherente y fácil, con una tabla de contenidos y un índice.. Que no sea redundante. (p. ej. que el mismo requisito no aparezca en dos lugares del documento) Exprese cada requisito por separado, mejor que mezclados con otros requisitos. La redundancia, por sí misma no es un error, pero puede acarrearlos. En ocasiones la redundancia puede hacer un SRS más legible, pero puede generar errores al actualizar el documento, y generar inconsistencias si sólo se actualiza una de las apariciones, olvidando la otra.
115 Requisitos del software
Propiedades de la documentación Trazable Un SRS es trazable si establece de forma clara el origen de cada requisito, y facilita su referencia en las futuras etapas del desarrollo, o en las actualizaciones de la documentación. Se recomiendan los dos tipos siguientes de trazabilidad: Trazabilidad remota (hacia fases previas del desarrollo). Para ello se debe referenciar la fuente del requisito. Trazabilidad futura (hacia fases posteriores del desarrollo). Para ello cada requisito debe tener un nombre o referencia única. La trazabilidad remota es importante cuando el producto de software entra en la fase de operación y mantenimiento. Al modificar el diseño y el código es esencial poder determinar todos los requisitos que quedan afectados por una modificación
116 Requisitos del software
Conclusiones OBJETIVO Desarrollar software Desarrollar una solución Tomar requisitos del usuario Comprender el entorno y necesidades del usuario Realizar procesos normalizados para el desarrollo de requisitos Descripción de requisitos correcta
117 Requisitos del software
Conclusiones MEDIOS FIN Aplicar técnicas y procesos Conseguir el objetivo
118 4.- Diseño del software
119 Diseño del software Diseño Definición
El proceso de definición de la arquitectura, componente, interfaces y otras características de un sistema o de un componente. El resultado de este proceso. IEEE std Glossary of software engineering terminology El diseño del software comprende la descripción de la arquitectura del sistema con el nivel de detalle suficiente para guiar su construcción. Descomposición del sistema Organización entre los componentes del sistema Interfaces entre los componentes
120 Diseño del software Diseño
Diseño es la actividad del ciclo de vida en la que se analizan los requisitos del software para desarrollar una descripción de la estructura interna y la organización del sistema que servirá de base para su construcción. Requisitos Diseño Construcción
121 Diseño del software Diseño El diseño como creación de modelos
Una vez conocidas las necesidades de los usuarios es preciso diseñar una solución. Empleando el símil con la construcción de edificios, tras conocer cuales son las necesidades que se desean cubrir con un edificio (hotel, colegio, vivienda familiar, edificio de apartamentos…), es el momento de diseñar la solución. Las posibilidades son muchas, y exceptuando proyectos de tamaño mínimo, la complejidad de concebir todas las facetas e interacciones del sistema desborda la capacidad de abstracción mental para concebirlo en una única visión. Al mismo tiempo es necesario que todas las personas implicadas en el proyecto conozcan y compartan los “planos” de la solución. Así pues, las razones del diseño son: Concepción u análisis de las posibles soluciones. Apoyo metodológico para abordar la complejidad de la solución. Registro documentado como medio de comunicación entre los participantes. Un modelo es una representación simplificada de la realidad. De igual forma que al concebir un edificio se divide la complejidad del sistema para hacerlo digerible, y se generan diversos modelos de los diferentes aspectos: planos de estructura, planos del subsistema de fontanería, del de electricidad, etc. los sistemas de software son también realidades complejas que es preciso conocer (modelizar) para llevar a cabo el diseño de su solución.
122 Actividades del diseño de software
Diseño del software Actividades del diseño de software El diseño del software comprende dos actividades intermedias entre la fase de requisitos y la de construcción: Diseño de la arquitectura del software Descripción de la arquitectura general, identificación de sus componentes y su organización y relaciones en el sistema. Diseño detallado del software Definición y estructura de los componentes y datos. Definición de los interfaces Elaboración de las estimaciones de tiempo y tamaño. Considerando que la descripción del sistema (ConOps) dibuja una primera aproximación del sistema en su conjunto, algunos autores diferencian entre: Diseño del sistema (la visión del documento de descripción del sistema). Diseño de la arquitectura Diseño del detallado del software
123 Razones del diseño del software
¿Por qué? El resumen de las razones expuestas que hacen necesarias las tareas de diseño antes de comenzar la construcción de un sistema son: Permite la descomposición del problema en partes y vistas de menor tamaño, más manejables para el trabajo intelectual del diseño de la solución. Permite el desarrollo de modelos que se pueden analizar para determinar si cumplen los distintos requisitos. Permite examinar soluciones alternativas. Los modelos se pueden utilizar para planificar el desarrollo de las actividades, y son el punto de partida para empezar las actividades de codificación y pruebas.
124 Razones del diseño de software
Diseño del software Razones del diseño de software Descomposición de la complejidad Class nombredeclase{ Public: funcion() {…} }
125 ? Diseño del software Razones del diseño de software
Análisis de soluciones posibles a través de su modelado. Requisitos ? Disponibilidad Coste mantenimiento Tiempos de respuesta Coste desarrollo Robustez Hardware necesario Etc.
126 Razones del diseño de software
Diseño del software Razones del diseño de software Elemento de comunicación, Base de planificación y del desarrollo
127 Fin del proceso de diseño
Diseño del software Fin del proceso de diseño Se considera que el proceso de diseño se ha completado cuando Todas las preguntas “Como” tienen respuesta La descripción del diseño de la arquitectura está completada La revisión del diseño se ha completado y cada equipo/persona implicado está de acuerdo con el diseño. Los borradores de manuales para mantenimiento y administración están realizados Se ha realizado la trazabilidad del diseño Se ha revisado el diseño de la arquitectura Se ha verificado el diseño de la arquitectura Se ha escrito la planificación de la integración del software. Se ha establecido la línea base del producto
128 Vistas del diseño de la arquitectura
Diseño del software Vistas del diseño de la arquitectura Un sistema de software es una entidad ortogonal que puede contemplarse o analizarse desde diferentes “vistas”: Puede enfocarse la atención en: Distribución física del software entre los diferentes elementos del sistema. Descomposición en las diferentes funcionalidades que realiza. Estructuras de la información que gestiona. Etc. De esta forma el diseño puede generar modelos para cada una de las diferentes vistas empleadas en su análisis (modelo físico, modelo de datos, modelo se procesos, etc.).
129 Diseño del software Notación empleada Descripciones estructurales
Si bien el concepto y la finalidad del diseño o modelado de un sistema de software es siempre el mismo, las notaciones pueden variar en función de las características de cada proyecto o de los conocimientos o preferencias de las personas u organización que lo realice. A través del lenguaje de modelado empleado (UML, IDEF, Diagramas de flujo, etc.) se consiguen realizar dos tipo de descripciones: Descripciones estructurales Las notaciones para descripciones estructurales suelen ser gráficas y representan los diferentes componentes y sus relaciones. Lenguajes de descripción de arquitecturas (ADL): AADL, AESOP, CODE, MetaH, Gestalt, Modechart, UML, Unicon, Modechart, etc. Diagramas de clases y objetos Diagramas de componentes Diagramas entidad-relación Lenguajes de descripción de interfaz Etc. Descripciones de comportamiento Diagramas de actividad Diagramas de colaboración Diagramas de flujo de datos Diagramas de flujo Pseudo-código y lenguajes de diseño (PDL) Diagramas de secuencia Etc.
130 Estrategias y métodos para el diseño del software
Las principales estrategias que suelen emplearse para el diseño del software son: Orientadas a funciones (estructurada) Orientada a objetos (diseño orientado a objetos) Diseño centrado en las estructuras de datos (menos empleado) Diseño estructurado Esta es la aproximación clásica y se centra en la identificación y descomposición de las principales funciones del sistema hacia niveles más detallados. Diseño orientado a objetos Es la aproximación más popular actualmente, sobre la que se han desarrollado numerosos métodos partiendo de su concepción inicial en la década de los 80 A través del diseño orientado a objetos (OOD), se desarrollan las especificaciones de sistemas como modelos de objetos (sistemas compuestos por conjuntos de objetos que interactúan entre ellos). que, expuesta de forma muy básica, identifica a los nombres como objetos, a los verbos como los comportamientos que pueden ofrecer y a los adjetivos como sus métodos. Para cada estrategia hay numerosos métodos (notaciones, lenguajes de modelado, técnicas).
131 El paradigma “00” Orientación a objetos
Diseño del software El paradigma “00” Orientación a objetos OO no es una estrategia de diseño. El paradigma de orientación a objetos es más amplio y abarca un enfoque general para conceptualizar, diseñar y programar los sistemas de software. Estrategias Las estrategias OO cubren tanto los requisitos como el análisis, diseño y programación. Análisis Orientado a Objetos (OOA) Diseño Orientado a Objetos (OOD) Programación Orientada a Objetos (OOP) Métodos Las metodologías más importantes de análisis y diseño de sistemas, orientado a objetos, han terminado confluyendo en lo que es el UML (www.uml.org), bajo el respaldo del Object Management Group (www.omg.org). Algunas de las principales metodologías, pioneras que han terminado confluyendo en el UML son: Object-Oriented Design (OOD), Booch. Object Modeling Technique (OMT), Rumbaugh. Object Oriented Analysis (OOA), Coad/Yourdon. Hierarchical Object Oriented Design (HOOD), ESA. Object Oriented Structured Design (OOSD), Wasserman. Object Oriented Systems Analysis (OOSA), Shaler y Mellor. Responsibility Driven Design (RDD), Wirfs-Brock, entre otros.
132 El paradigma “00” Orientación a objetos
Diseño del software El paradigma “00” Orientación a objetos Enfoque OO Este paradigma centra su foco en el concepto Objeto. Objeto es aquello que tiene estado (propiedades más valores), comportamiento (acciones y reacciones a mensajes) e identidad (propiedad que lo distingue de los demás objetos). La estructura y comportamiento de objetos similares están definidos en su clase común; los términos instancia y objeto son intercambiables. Una clase es un conjunto de objetos que comparten una estructura y comportamiento común. La diferencia entre un objeto y una clase es que un objeto es una entidad concreta que existe en tiempo y espacio, mientras que una clase representa una abstracción, la "esencia" de un objeto, tal como son. De aquí que un objeto no es una clase, sin embargo, una clase puede ser un objeto. Beneficios del enfoque OO Los beneficios señalados por Booch en 1986 son: Potencia, el uso del modelo OO ayuda a explotar el poder expresivo de los lenguajes de programación basados u orientados a objetos, como Smalltalk, Object Pascal, C++, CLOS, Ada, Java, C# Reutilización, el uso del modelo OO favorece la reutilización, no solo del software, sino de diseños completos. Mantenibilidad, produce sistemas que están construidos en formas intermedias estables y por ello son más resistentes al cambio en especificaciones y tecnología.
133 El paradigma “00” Orientación a objetos
Diseño del software El paradigma “00” Orientación a objetos Principios del modelo OO Fundamentales: Abstracción, encapsulación, modularidad y jerarquía. Booch afirma que un modelo en el que no esté presente alguno de estos principios NO es un modelo OO. Complementarios: Tipificación, concurrencia y persistencia Abstracción. Simplificación en la descripción o especificación de un sistema consistente en enfatizar algunos detalles o propiedades del sistema, con detrimento o supresión de otros. Encapsulación. Ocultación de los detalles de un objeto que no contribuyen a sus características esenciales. Modularidad. Propiedad de un sistema que ha sido descompuesto en un conjunto de módulos coherentes e independientes. Jerarquía o herencia. Orden de las abstracciones organizado por niveles. Tipificación. Definición precisa de un objeto de forma tal que objetos de diferentes tipos no puedan ser intercambiados o, a lo sumo, pueden intercambiarse de manera muy restringida. Concurrencia . Propiedad que distingue un objeto que está activo de uno que no lo está. Persistencia. Propiedad de un objeto por la cual su existencia trasciende al tiempo (es decir, el objeto continua existiendo después de que su creador ha dejado de existir) y/o al espacio (es decir, la localización del objeto se mueve del espacio de dirección en que fue creado).
134 Comportamiento dinámico
Diseño del software UML UML es un lenguaje de modelado que permite especificar, visualizar y documentar modelos de sistemas de software. Desde sus inicios fue concebido para ayudar a las tareas de análisis de los sistemas de software, y este es sin duda el ámbito de mayor utilización, si bien es cierto que en la actualidad también se emplea en el modelado y diseño de otros tipos de sistemas (modelos de negocio, producciones cinematográficas, etc.) Tipos de diagramas UML UML proporciona diagramas para representar modelos de las visiones estáticas y dinámicas del sistema, así como de su modularización. REPRESENTACIONES Estructura estática Comportamiento dinámico Modularización Diagrama de clases Diagrama de objetos Diagrama de componentes Diagrama de despliegue Diagrama de casos de uso Diagrama de secuencia Diagrama de colaboración Diagrama de actividad Diagrama de estados Paquetes Subsistemas Modelos
135 Descripción del diseño del software (SDD)
El resultado del proceso de diseño es la documentación denominada “Descripción del Diseño del Software”. Un estándar empleado para desarrollar esta documentación de forma normalizada es el IEEE Std IEEE Std Describe prácticas recomendadas para describir los diseños de software. Especifica la información que debe contener, y recomienda cómo organizarla. Puede emplearse en software comercial, científico o militar sin limitaciones por el tamaño, complejidad o nivel de criticidad. El estándar no establece ni limita determinadas metodologías de diseño, gestión de la configuración o aseguramiento de la calidad.
136 Descripción del diseño del software (SDD)
Ejemplo de una posible organización de la información en una SDD 1.- Introducción 1.1 Propósito 1.2 Alcance 1.3 Definiciones y acrónimos 2.- Referencias 3.- Descomposición de la información 3.1 Descomposición modular Descripción del módulo 1 Descripción del módulo 2 3.2 Descomposición de los proceesos Descomposición del proceso 1 Descomposición del proceso 2 3.3 Descomposición de los datos Descripción de la entidad 1 Descripción de la entidad 2 4.- Descripción de las dependencias 4.1 Dependencias intermolulares 4.2 Dependencias inter-procesos 4.3 Dependencias de los datos 5.- Descripción de interfaces 5.1 Interfaces entre módulos 5.1.1 Interfaz del módulo 1 5.1.2 Interfaz del módulo 2 5.2 Interfaces entre procesos 5.2.1 Interfaz del proceso 1 5.2.2 Interfaz del proceso 2 6.- Diseño detallado 6.1 Diseño detallado de los módulos 6.1.1 Detalle del módulo 1 6.1.2 Detalle del módulo 2 6.2 Diseño detallado de los datos 6.1.1 Detalle de la entidad 1 6.1.2 Detalle de la entidad 2
137 LÍNEA BASE DE REQUISITOS
Diseño del software Prácticas recomendadas Trazabilidad del diseño Comprobación de que el diseño incluye todos lols requisitos Comprobación de que el diseño no incluye funciones adicionales no especificadas en el SRS. Los resultados de la trazabiliad del diseño deben estar documentados para la reunión de revisión del diseño Reunión de revisión del diseño de la arquitectura Revisión del diseño de la arquitectura Un equipo apropiado (Usuarios, cliente, ingeniero de soft) revisan el diseño. Una vez aprobado este diseño de puede comenzar a realizar el diseño detallado. Verificación del diseño de la arquitectura El diseño se verifica contra el SRS El proceso de verificación analiza si el diseño es incompleto, incorrecto, ineficiente, difícil de mantener, presenta un interfaz de usuario difícil de utilizar o aprender, o la documentación es de baja calidad. Se realiza un informe para documentar los posibles problemas encontrados y tomar nota de posibles incompatibilidades entre documentos. QUÉ LÍNEA BASE DE REQUISITOS LÍNEA BASE DE DISEÑO CÓMO
138 Base para las tareas de planificación
Diseño del software Base para las tareas de planificación La planificación comienza con la misma decisión de desarrollar un sistema de software, y es un esfuerzo continuo que termina cuando el proyecto ha concluido. La planificación consiste en la especificación de: Metas y objetivos para el proyecto Estrategias, “política”, y procedimientos Explicándolo de otra forma es la decisión de: qué hacer cómo hacerlo cuando hacerlo quien va a hacerlo. A lo largo del ciclo de vida, desde la concepción inicial del proyecto, la planificación se va revisando y depurando, y una vez obtenido el diseño se dispone de una base sólida. El diseño es la representación formal de “qué hacer” y “cómo hacerlo”, sobre la que se puede asignar “cúando” y “quién”.
139 Ingeniero de Software decide: Gestor de Proyecto decide:
Diseño del software Planificación = tareas de ingeniería del software y de gestión La planificación del proyecto está dividido entre dos componentes relacionados: Planificación realizada por el gestor Planificación realizada por el ingeniero de sistemas Ingeniero de Software decide: Gestor de Proyecto decide: Qué tareas hay que realizar Las habilidades necesarias para realizar las tareas Orden y Dependencias de tareas La agenda para terminar el proyecto Tamaño (Esfuerzo en horas) El coste de esfuerzo Solución técnica para la resolución del problema Metodología para evaluar el estatus del proyecto Qué herramientas de análisis y diseño hay que utilizar Qué herramientas de planificación hay que utilizar Riesgos técnicos Gestión de riesgos El modelo de procesos (Técnicas) El modelo de procesos (Gestión) Actualizar la planificación cuando los requisitos o el entorno cambian. Actualizar la planificación cuando condiciones de gestión y entorno cambian.
140 Diseño del software Consideraciones
El diseño es la estrategia de solución. Las tareas de codificación, integración y mantenimiento del sistema son la táctica. La estrategia debe ser adecuada a las necesidades de los usuarios (requisitos y atributos de calidad esperados). No surge de procesos, herramientas o lenguajes de modelado. Surge del talento de su creador. Los procesos, las herramientas y los lenguajes de modelado pueden resultar útiles como ayuda para descomponer la complejidad, y para comunicar el diseño a los participantes del proyecto. El talento de algunos profesionales les puede permitir manejar niveles de complejidad elevados sin necesitar apoyo de procesos, herramientas o lenguajes de modelado. A través del código es posible ver el diseño y la arquitectura del sistema. La documentación del código resulta útil para comunicar su diseño a través del espacio en sistemas en los que intervienen muchos desarrolladores, y del tiempo para facilitar su mantenimiento. Al emplear documentación para la comunicación del diseño es necesario trabajar con procesos suficientes para garantizar su integridad y actualidad a través de los cambios. El diseño no cumple su finalidad hasta que no queda plasmado en el código. El resultado del diseño puede fallar tanto errores en su estrategia como por distorsiones introducidas en la codificación, integración y mantenimiento.
141 5.-Documentación de usuario
142 Documentación de usuario
Conceptos generales Formatos de distribución Interno Documentación de usuario que se encuentra integrada y es accesible a través del software. Externo Documentación de usuario que cuyo acceso no está integrado en la operativa del software. El formato externo no quiere decir que emplee una distribución no informática, sino que se encuentra apartada de la operación del software. De hecho la documentación externa puede distribuirse en CD, a través de descargas desde la web, etc. Importancia de la calidad de la documentación A pesar de su importancia, las organizaciones productoras de software suelen descuidar la calidad de la documentación de usuario. En muchos casos la documentación se prepara en el último minuto, y orientando su desarrollo más como trámite que como herramienta de información para el usuario. Ayuda al cliente a obtener todo el valor de su inversión. La operación de sistemas complejos sin un conocimiento detallado de los mismos puede dejar sin uso un porcentaje importante de los mismos. Una documentación completa y útil incrementa la facilidad de uso del sistema. LA PRODUCCIÓN DE DOCUMENTACIÓN DE USUARIO INADECUADA ES UN PROBLEMA COMÚN EN LA INDUSTRIA DEL SOFTWARE
143 Documentación de usuario
Conceptos generales Tipos de documentos y contenidos posibles La documentación de usuario de un sistema de software puede estar comprendida en uno o varios documentos físicos. Un documento puede abordar uno o varios de los siguientes ámbitos: Instalación / desinstalación. Uso del sistema. Administración. Un sistema de software puede disponer de manuales diferentes para cada uno de los subsistemas que lo componen. P1
144 Documentación de usuario
Conceptos generales Modos descriptivos La documentación de usuario puede adoptar dos modos narrativos diferentes: formativo o referencia, en función de la finalidad con la que el lector va a usar el texto: Para aprender a trabajar con el software (modo formativo) Para refrescar la memoria, realizando consultas puntuales (modo referencia). A su vez, los textos formativos pueden orientar la exposición de sus contenidos para indicar al lector cómo realizar cada tarea paso a paso. (orientados a tareas), o para transmitirle la información y conocimientos técnicos necesarios para emplear el software de forma adecuada (orientados a la información). Modos descriptivos Formativo Referencia Orientado a tareas Orientado a la información E1
145 Documentación de usuario
Desarrollo de la documentación Los factores que deben determinarse antes de desarrollar la documentación son: Cuáles son los documentos necesarios. Las características de la audiencia o audiencias de la documentación. El modo descriptivo de cada documento. Documentos necesarios En función de las características del sistema, de los usuarios e incluso de parámetros del proyecto, es necesario determinar cuáles son los documentos que deberánelaborarse. Algunos factores que pueden resultar útiles en su determinación son: Naturaleza del producto, fin previsto, entorno en el que se empleará, complejidad de uso vista desde el punto de vista del usuario. Cómo de complejo es instalar, operar y mantener el sistema. Nivel de conocimientos de los usuarios, instaladores y personal de mantenimiento. En el uso de sistemas informáticos. En los procesos y negocio gestionados por el sistema. Tamaño y complejidad del sistema, junto con las tecnologías empleadas en su desarrollo y mantenimiento. Requisitos contratados. Ciclo de desarrollo del producto. Así por ejemplo, un producto con desarrollo incremental puede tener como requisitos en el contrato la elaboración de manuales de usuario para cada subsistema entregado, o uno global para todo el sistema.
146 Documentación de usuario
Desarrollo de la documentación Características de la audiencia o audiencias Audiencia: grupo de usuarios con características similares, tanto de operación con el sistema, como de conocimientos y experiencia informática y profesional. P2 Antes de comenzar el desarrollo de la documentación es importante clasificar a los usuarios del sistema por audiencias, identificando las características clave. La documentación debe plantearse pensando en las características y necesidades de la audiencia. Algunos criterios útiles para identificar las audiencias y sus características: Educación:¿Cuál es el nivel educativo de la audiencia? Actitud: ¿Cuál es la actitud de la audiencia?. ¿Son reacios al uso de ordenadores?. ¿Presentan resistencia al cambio? Nivel de sofisticación informática. A título de ejemplo, Brockmann[1] identifica cinco niveles de sofisticación informática de los usuarios, que se muestran en la página siguiente. Familiaridad con los procesos y negocio de la aplicación. [1] Brockmann, R.J. (1990). Writing Better Computer Documentation: From Paper to Hypertext
147 Documentación de usuario
Desarrollo de la documentación Clasificación de usuarios Nivel de sofisticación informática Características Inexperto[1] Muy poca o ninguna experiencia con ordenadores Tratan volúmenes reducidos de información No confían en la informática Trabajadores concretos Principiante Alguna experiencia con ordenadores Pueden comprender conceptos aislados Emplean ejemplos concretos Emplean siempre las opciones por defecto Intermedio Usuario novel con pocos meses de experiencia con ordenadores Comienza a enlazar conceptos aislados Emplea acciones por defecto y sus opciones. Experto Es la evolución de un usuario intermedio. Comprende las relaciones entre conceptos aislados. Tiene un nivel alto de autoconfianza. Comprende el lenguaje abstracto Intermitente Puede ser inexperto, principiante, intermedio o experto. Trabaja muy poco con el sistema. Se conduce a través de los menús y mensajes del sistema [1] La denominación original que hace Brockmann en su libro es “lorito” (parrot)
148 Documentación de usuario
Estructura de la documentación de usuario Por estructura de la documentación se entiende la manera en la que la información se divide en apartados, y el orden en el que éstos se presentan. La estructura afecta tanto a documentos impresos como a documentos electrónicos. La documentación puede estructurarse en uno o varios documentos. La estructura debe ayudar a localizar y comprender la información. Cuando la documentación de un sistema se dirige a audiencias diferentes debe emplearse uno de los siguientes criterios: Separar en secciones diferentes la información dirigida a audiencias diferentes, identificando en la introducción de cada sección la audiencia a la que va dirigida. Separar en documentos diferentes la información para cada audiencia. E2
149 Documentación de usuario
Estructura de la documentación de usuario Recomendaciones del estándar IEEE para la estructura Estructura general La documentación de un sistema de software puede consistir en uno o más documentos, y cada documento puede comprender uno o varios volúmenes. Por ejemplo la referencia de comandos de un lenguaje de programación puede tener un volumen con la mitad de ellos y otro con la otra mitad. Son recomendables (aunque no obligatorio) las siguientes divisiones dentro de cada documento: Documentos impresos: Capítulos, temas y sub-temas. Documentos electrónicos: temas. La unidad de presentación para los primeros es la página, y para los segundos la pantalla. Cada página o pantalla debe tener una identificación única (por ejemplo el título del capítulo y el nº de página), que debe aparecer al imprimirla el usuario. Los documentos impresos no deben tener más de tres niveles de subdivisión dentro de un capítulo. Así, por ejemplo, un sub-tema con nivel debe ser el mayor nivel de sub-división. Los documentos electrónicos deben permitir acceder a cualquier información con menos de 3 saltos (links) desde la página inicial. Los documentos que contengan información en varios modos descriptivos (formativo y de referencia) deben estar claramente separados en capítulos diferentes, o al menos en temas diferentes o manteniendo formatos tipográficos distintos. La documentación en modo de referencia debe estar estructurada para facilitar la búsqueda y acceso a los diferentes elementos. Por ejemplo, ordenando alfabéticamente una lista de comandos, o de informes de error.
150 Documentación de usuario
Estructura de la documentación de usuario Recomendaciones del estándar IEEE para la estructura Cada documento debe incluir INFORMACIÓN IDENTIFICATIVA Título del documento Versión del documento y fecha de publicación Nombre del producto de software y versión Organización que edita el documento TABLA DE CONTENIDOS (índice) INTRODUCCIÓN Audiencia Alcance y propósito del documento Descripción general del propósito y funcionalidad del software, así como del entorno de operación E3
151 Documentación de usuario
Estructura de la documentación de usuario Recomendaciones del estándar IEEE para la estructura Información crítica ! La información crítica debe aparecer en una ubicación destacada de la documentación. Las advertencias de carácter general deben incluirse en la introducción del documento. Las advertencias particulares deben aparecer en la misma página o pantalla en la que se da información del procedimiento implicado Contenido La información debe ser completa Si es en modo formativo debe incluir descripción suficiente para que los individuos con menos experiencia de la audiencia puedan realizar eficientemente las funciones descritas. En modo referencia se deben incluir todas las instancias de los elementos seleccionados. La información debe ser actual y acorde a la versión del software indicada.
152 Documentación de usuario
Estructura de la documentación de usuario Recomendaciones del estándar IEEE para la estructura Componentes recomendados para la documentación de usuario COMPONENTE ¿OBLIGATORIO? Información identificativa Sí Tabla de contenidos Sí, en documentos de más de 8 páginas Lista de imágenes Opcional Introducción Sí Información para el uso de la documentación Sí Información conceptual de las funcionalidades generales Sí
153 Documentación de usuario
Estructura de la documentación de usuario Recomendaciones del estándar IEEE para la estructura Componentes recomendados para la documentación de usuario COMPONENTE ¿OBLIGATORIO? Procedimientos Sí, en modo formativo Información de comandos de software Sí, en modo referencia Mensajes de error y resolución de problemas Sí Glosario Sí, si la documentación incluye términos desconocidos para la audiencia Fuentes de información adicionales Opcional Índice Sí, en documentos de más de 40 páginas Capacidad de búsqueda Sí, en documentación sobre formato electrónico
154 Documentación de usuario
Estructura de la documentación de usuario Recomendaciones generales Legibilidad La documentación impresa y electrónica debe resultar legible para el usuario, teniendo en cuenta la distancia que se empleará en las condiciones normales del entorno de consulta. Deben emplearse tipos de letra y colores fácilmente legibles sobre el color de fondo empleado. La documentación impresa debe mantenerse legible si el usuario agranda o reduce la ventana de visualización. El estándar IEEE 1063, por ejemplo, da algunas recomendaciones específicas como: No abusar de las letras mayúsculas, indicando que no se emplee en más de 25 palabras seguidas. No emplear en los textos electrónicos letras menores de 3mm. (aprox. 7,5 puntos). En la documentación electrónica deben considerarse también las combinaciones de colores previendo el caso de que el usuario vaya a imprimirla en una impresora monocromo. Corrección Los textos deben ser léxica, ortográfica y sintácticamente correctos. Consistencia en la terminología y en el formato El documento debe emplear de forma consistente la terminología empleada para nombrar los elementos del interfaz de usuario, nombres de operaciones, funciones, procesos y conceptos claves del sistema. Asimismo debe respetar a través de todo el documento unas características gráficas homogéneas: cabeceras, pies de página, estilos de títulos y párrafos, márgenes, estilos de viñetas, etc. Las convenciones empleadas para mostrar las advertencias y notas resaltadas deben presentarse con las mismas características de estilo en todo el documento.
155 6.- Verificación y validación
156 Verificación y validación
Introducción La complejidad del desarrollo de un sistema de software Durante el desarrollo de un sistema de software, antes de producir el producto ejecutable final, se generan múltiples productos intermedios: Especificaciones de requisitos. Diseño. Planes de prueba. Código. Al mismo tiempo el producto final se genera a través de las tareas y actividades realizadas en diferentes procesos: Adquisición. Suministro. Desarrollo. Etc. Los errores introducidos en los productos intermedios se transmiten al producto final. Las calidad del producto final depende de la calidad imprimida en las diferentes tareas, actividades y procesos. E2
157 Verificación y validación
Introducción Verificación y validación Aunque en el lenguaje coloquial estos términos pueden considerarse sinónimos, en el contexto de la ingeniería del software tienen significados diferentes: Verificación: Determinación con medios objetivos y repetibles de que un elemento satisface los requisitos. Validación: Determinación con medios objetivos y repetibles de que un elemento puede emplearse para el fin que tiene asignado. Coste de la validación y verificación Las actividades de validación y verificación en un proyecto requieren un esfuerzo, que debe estimarse y planificarse de forma apropiada en el plan del proyecto. En función de las características del proyecto los costes directos e indirectos suelen situarse en rangos del 5% al 40%[1] del coste total del proyecto. P1 [1] Boehm “Software Engineering Economics” 1981 – Marciniak J.J. Encyclopedia of Software Engineering 1994 – Neal, R.D. “A Case Study of IV & V Cost Efectiveness” 1997
158 Verificación y validación
Conceptos Verificación y validación Es la disciplina de gestión y actividad técnica para garantizar que el software operará según lo especificado en los requisitos y las necesidades del usuario, que se lleva a cabo a través de: Proceso proactivo de análisis, revisión y pruebas. Gestión en paralelo con las actividades de desarrollo para garantizar que el software cumple los objetivos de corrección, calidad, rendimiento, agendas y usabilidad. Verificación: Método empleado para garantizar que el producto resultante de una actividad o fase del desarrollo cumple con los requisitos de esa actividad o fase en lo relativo a corrección, calidad, rendimiento, cumplimiento de agendas y usabilidad. Validación: Método que garantiza que el producto es conforme para el uso que tiene previsto. Verificación ¿Se está construyendo adecuadamente el producto? La verificación se realiza “contra” el entorno de desarrollo o del proyecto. Validación: ¿Se está construyendo el producto adecuado? La validación se realiza “contra” el entorno cliente, donde el producto debe cumplir su finalidad.
159 Verificación y validación
Verificación: Método empleado para garantizar que el producto resultante de una actividad o fase del desarrollo cumple con los requisitos de esa actividad o fase en lo relativo a corrección, calidad, rendimiento, cumplimiento de agendas y usabilidad. Validación: Método que garantiza que el producto es conforme para el uso que tiene previsto. E3
160 Verificación y validación
Verificación y validación en los procesos de desarrollo 5. Procesos primarios 6.- Procesos de soporte 5.1 Adquisición 6.1 Documentación 5.2 Suministro 6.2 Gestión de la configuración 5.3 Desarrollo 5.3 Operación 6.3 Control de calidad 6.4 Verificación 6.5 Validación 5.3 Mantenimiento 6.6 Reuniones 6.7 Auditoría 6.8 Resolución de problemas 7. Procesos organizacionales 7.1 Gestión 7.2 Infraestructura 7.3 Mejora 7.4 Formación
161 Verificación y validación
Verificación y validación en los procesos de desarrollo Procesos de soporte Las actividades de verificación y validación pueden realizarse en diversas fases y sobre diversos productos del desarrollo. Por esta razón están clasificados como procesos de soporte, que son llamados por otros procesos del ciclo de vida. Así, por ejemplo, si el estándar 830 de IEEE se emplea para regular cómo debe hacerse el documento de especificación de requisitos del software, resulta posible y probable que durante el curso del desarrollo se revise el documento para ver si se ajusta a las características definidas en el estándar (verificación). También resulta posible (y muy recomendable) que se contraste el documento generado con interlocutores del cliente para comprobar que lo escrito refleja sus necesidades (validación). Si la agenda del plan de proyecto preveía disponer del diseño en la fecha X, parece lógico que regularmente se verifique si los procesos están inyectando causas de problemas en el proyecto (incumpliendo agendas, en este caso). El esfuerzo de verificación y validación debe ajustarse a las características del proyecto. En algunos casos resultará aconsejable o necesario generar un “plan de verificación y validación del software” que se ajuste a estándares como el IEEE , y en otros casos bastará con tareas básicas de verificación yvalidación, contempladas y dimensionadas en el plan del proyecto.
162 Verificación y validación
Relación entre V&V y el Aseguramiento de la Calidad Aseguramiento de la calidad La función del Aseguramiento de la Calidad es garantizar que la organización realiza el trabajo conforme a los procedimientos y métodos establecidos para el proyecto. IEEE Std Relación con Verificación y validación. Es frecuente encontrar cierta confusión entre estas dos áreas. El Aseguramiento de la calidad (SQA) es una metodología interna cuya principal finalidad es garantizar que el flujo del trabajo cumple con las normas que tiene impuestas el desarrollador (por su normativa interna, por imposición del cliente, etc.). SQA no evalúa el producto producido en esa fase o en ese proyecto, sino el proceso que lo ha producido. No mira el producto, mira el proceso. Validación y Verificación enfocan su análisis en atributos del producto generado.
163 Verificación y validación
Adecuación de V&V a las características del proyecto Definiendo los objetivos Las consideraciones que deben contemplarse para evaluar la planificación de las actividades de Validación y Verificación son: Nivel de integridad del proyecto. Concepto desarrollado en las páginas siguientes. Mide la “criticidad” del software. Mínimo de tareas recomendadas para el nivel de integridad del proyecto. La regulación interna de la organización desarrolladora puede determinar qué tareas de V&V deben realizarse para cada nivel de integridad. El estándar IEEE 1012 define 4 niveles de integridad e incorpora una tabla en la que se estipulan las actividades mínimas de V&V en función del nivel. Intensidad y rigor necesarios en las tareas de Validación y verificación. El nivel de integridad no sólo determina qué tareas deben realizarse, sino también su intensidad y rigor. Por ejemplo, si lo realiza el propio personal de desarrollo, otro equipo de desarrollo diferente, o incluso una organización externa (auditora). Los criterios que se emplearán en las tareas de V&V para establecer los parámetros mínimos de corrección, consistencia, precisión
164 Verificación y validación
Adecuación de V&V a las características del proyecto Criticidad del producto El estándar IEEE 1012 establece que el “plan de validación y verificación del software” (SVVP) debe especificar un método para clasificar el nivel de integridad del software de cada subsistema de software del proyecto. E4
165 Verificación y validación
Adecuación de V&V a las características del proyecto Análisis de criticidad Proceso para identificar, evaluar y categorizar el grado de criticidad de los elementos del producto de software. La definición formal incluida en el estándar IEEE es: “La evaluación estructurada de las características del software (p. ej. Seguridad, complejidad, rendimiento) para determinar la severidad del impacto de un fallo del sistema, de su degradación o de su no cumplimiento con los requisitos o los objetivos del sistema.” En otras palabras: Si el sistema falla, se degrada o no consigue realizar las funciones de los requisitos, ¿qué impacto tiene en la seguridad o en el rendimiento? Análisis de daños (hazard analysis) Análisis de criticidad Análisis de riesgos (risk analysis)
166 Verificación y validación
Adecuación de V&V a las características del proyecto Análisis de criticidad: análisis de daños La definición formal del análisis de daños (a nivel de sistema) es: “Análisis de fuentes potenciales de daños o de situaciones que pueden generar daños en términos de daños a personas, daños a la salud, o al entorno, o una combinación de ellos”. IEC , 1995 No obstante el estándar para validación y verificación IEEE da una definición más amplia que incluye también pérdidas económicas, fallo en la misión del sistema, o impacto social adverso. Para nosotros “daño” en el marco de validación y verificación de software incluye por tanto: Daños a las personas. Daños al medio ambiente. Pérdidas económicas. Fallo en la finalidad del sistema. Impacto social adverso. Para realizar el análisis de daños deben identificarse las consecuencias que pueden ocasionar los fallos en el software. Es posible que no generen daños físicos, pero sí en términos de pérdidas económicas (para el desarrollador, para el cliente, para los usuarios), o de impacto social adverso (desprestigio del cliente, del desarrollador, de los usuarios, de terceros).
167 Verificación y validación
Adecuación de V&V a las características del proyecto Análisis de criticidad: análisis de riesgos Riesgo: probabilidad de que se produzca un daño identificado En el desarrollo de un sistema de software se pueden producir adversidades que afecten a: Los planes del proyecto. Al producto o subproductos del desarrollo. Los riesgos inherentes a un proyecto suelen ser de tres naturalezas: Intrínsecos al sistema que se desarrolla Derivados de las particularidades de desarrollo del software. Propios del desarrollo de proyectos. P2 P3
168 Verificación y validación
Adecuación de V&V a las características del proyecto Análisis de criticidad: análisis de riesgos NATURALEZA DEL RIESGO CAUSAS TÍPICAS Propios del sistema Los identificados en el análisis de daños Propios del desarrollo de software Complejidad innecesaria Complejidad intrínseca del diseño mayor de la necesaria Baja calidad Incumplimiento de estándares necesarios Inestabilidad de los requisitos Problemas con herramientas y métodos Inestabilidad, bugs en compiladores, etc. Comportamiento imprevisto de los interfaces Interfaces con hardw. y softw. externo en la implementac. Inestabilidad y cambio rápido de las plataformas tecnológicas Propios de los desarrollos por proyecto[1] Presión en costes y agendas. Lagunas en planificación y gestión. Retrasos en subcontrataciones. [1] En los proyectos de software se suelen dar con mayor intensidad los riesgos típicos indicados.
169 Verificación y validación
Adecuación de V&V a las características del proyecto Análisis de criticidad: análisis de riesgos Validación y Verificación no gestionan las causas de los riesgos. Esa gestión pertenece a la “gestión de riesgos”, dentro de la “gestión del proyecto”. Validación Verificación Dirige el esfuerzo en la identificación de los riesgos y la cuantificación de su posible impacto, para determinar el nivel de integridad del proyecto. Dirige el esfuerzo en la identificación de los riesgos para desarrollar un plan de acción para reducir la probabilidad de cada riesgo en función de la magnitud de su impacto, así como para prever las acciones si se llegan a producir Daños. Gestión de proyecto (Gestión de riesgos) [1] En los proyectos de software se suelen dar con mayor intensidad los riestos típicos indicados.
170 Verificación y validación
Adecuación de V&V a las características del proyecto Niveles de integridad Análisis de daños (hazard analysis) Análisis de criticidad NIVEL DE INTEGRIDAD Análisis de riesgos (risk analysis) Una vez realizado el análisis de criticidad a través de los análisis de daños y de riesgos, resulta posible establecer el nivel de integridad del proyecto y adecuar a él las tareas de validación y verificación. Adecuación de las tareas de VALIDACIÓN y VERIFICACIÓN El nivel de criticidad depende de dos factores: MAGNITUD DEL DAÑO POSIBLE POSIBILIDAD DE MITIGACIÓN DEL DAÑO
171 Verificación y validación
Adecuación de V&V a las características del proyecto Niveles de integridad El estándar IEEE define 4 niveles de integridad. En el borrador de 2004 las definiciones que se recogen para cada uno son: Nivel Dimensión del daño por fallo del Software Mitigación aplicable 4 Pérdida de vida Pérdida del sistema Graves pérdidas económicas o sociales No es posible mitigar los daños producidos 3 El sistema no realiza el fin previsto ni en todo ni en parte. Graves pérdidas económicas o sociales Es posible una mitigación parcial de los daños producidos 2 No se pueden realizar funcionalidades parciales del sistema. Pérdidas económicas o sociales importantes Se pueden mitigar los daños producidos 1 Una determinada funcionalidad del sistema no se realiza. Consecuencias mínimas No es necesario mitigar los daños El modelo del estándar resulta válido, pero cualquier modelo, adecuado a las circunstancias del sistema y del entorno de desarrollo, puede resultar igualmente válido.
172 Verificación y validación
Adecuación de V&V a las características del proyecto Independencia La determinación de las personas responsables de las tareas de verificación y validación, depende de: Características y naturaleza del proyecto Nivel de integridad La independencia puede aplicarse a distintas áreas del proyecto: Independencia de gestión Las personas que realizan las tareas de verificación y validación se gestion al margen de la organización que realiza el desarrollo. Tienen la autoridad para tomar decisiones sobre el trabajo de V&V, incluyendo qué elementos se van a analizar, con qué herramientas. Facilitan la información de sus conclusiones tanto a los desarrolladores como al adquiriente, pero sólo el adquiriente puede modificar la línea de trabajo de validación y verificación. Independencia técnica Las personas que analizan el proyecto son ajenas al grupo de desarrollo. Emplean sus propias herramientas, métodos y recursos. Independencia financiera Las tareas de verificación y validación cuentan con presupuesto propio, y la autoridad para modificar su presupuesto está fuera de la organización desarrolladora. P4 P5
173 Verificación y validación
Adecuación de V&V a las características del proyecto Tipos de independencia La validación y verificación independiente (IV&V) se clasifica en 4 tipos, en función del rigor con el que se realiza: clásica, modificada, interna y doméstica. Los proyectos con nivel de integridad 4 requieren independencia rigurosa en todas sus áreas. El estándar IEEE muestra con la siguiente tabla el grado de independencia generalmente proporcionado por cada tipo, para cada faceta del proyecto. Tipos de independencia Gestión Técnica Financiera Áreas CLÁSICA I MODIFICADA I-R INTERNA DOMÉSTICA I-M I: Independencia rigurosa IR: Independencia con reparos IM: Independencia mínima
174 Verificación y validación
Adecuación de V&V a las características del proyecto Tipos de independencia IV&V CLÁSICA Normalmente requerida para proyectos con nivel de integridad 4. Exige rigurosa independencia en las 3 áreas del proyecto. IV&V MODIFICADA Suele emplearse en proyectos con nivel de integridad 3. El desarrollo y la V&V lo realizan organizaciones diferentes, pero la responsabilidad de la gestión en el proyecto es única, y es la que recibe la información de ambas partes. No obstante, los presupuestos y el personal técnico están separados. IV&V INTERNA Se emplea cuando el equipo de V&V pertenece a la misma organización desarrolladora, pero en la forma de una entidad diferenciada del grupo de desarrollo del proyecto. IV&V DOMÉSTICA Se emplea personal de la organización desarrolladora para realizar la V&V. El personal de desarrollo y de validación y verificación trabaja conjuntamente. No se puede garantizar la independencia técnica, y la gestión y el presupuesto son únicos para desarrollo y V&V.
175 Verificación y validación
Verificación y validación en el ciclo de vida del software Las tareas de verificación y validación se deben realizar en paralelo con los procesos del ciclo de vida, incluyendo también la gestión del proyecto. Gestión Adquisición Suministro Desarrollo Operación Mantenim. Verificación y Validación GESTIÓN El objetivo del trabajo de verificación y validación es garantizar que el software tiene la integridad requerida. Este trabajo debe realizarse de forma integrada en la gestión del proyecto y puede comprender: Desarrollo del plan de validación y verificación. Valoración de las modificaciones. Supervisión de las actividades de verificación y validación Planificación, monitorización y control del trabajo de validación y verificación. Etc.
176 Verificación y validación
Verificación y validación en el ciclo de vida del software ADQUISICIÓN En el proceso de adquisición el trabajo de verificación y validación debe incluir siempre Revisión de la descripción del sistema. En función del nivel de integridad del proyecto, puede cubrir también: Valoración de la dimensión y alcance de los trabajos de V&V. Planificación de la comunicación entre los trabajos de V&V y la organización desarrolladora. SUMINISTRO El proceso de verificación y validación comienza cuando un suministrador decide atender la petición de adquisición. V&V se enfoca en determinar si la documentación e información facilitada por el adquiriente es consistente y si, en opinión del suministrador, la solución satisfará las necesidades de los clientes. Este proceso se denomina “verificación del contrato”.
177 Verificación y validación
Verificación y validación en el ciclo de vida del software DESARROLLO La verificación y validación en el desarrollo centra su actividad en 6 tareas, que corresponden a las 5 típicas de los ciclos de desarrollo en cascada, más instalación. V&V EN EL PROCESO DE DESARROLLO CONCEPTO REQUISITOS DISEÑO IMPLEMENTACIÓN PRUEBAS INSTALACIÓN Si en el ciclo de vida empleado por el proyecto, la incorporación de estas actividades está modificada, el proceso de verificación y validación también se adecuará a las características del proyecto. V & V CONCEPTO La verificación y validación del concepto trabaja sobre la descripción del sistema, lleva a cabo el análisis de criticidad, estudiando y evaluando daños y riesgos; y genera o actualiza el plan de validación y verificación.
178 Verificación y validación
Verificación y validación en el ciclo de vida del software V & V REQUISITOS En esta fase, la verificación y validación comprueba el principal producto generado en esta fase: la especificación de requisitos del software. Se analizan las propiedades de calidad DEL DOCUMENTO Completo Correcto Consistente Modificable Trazable Posibles Necesarios Priorizados Correctos Verificables DE LOS REQUISITOS V & V DISEÑO Comprobación de que el diseño realizado comprende todos los requisitos sin omisiones y sin complejidad innecesaria. Los aspectos generales que se analizan son: Trazabilidad entre requisitos y diseño. No hay omisiones ni añadidos. El diseño es apropiado para los objetivos deseados del sistema. El diseño es conforme con los estándares, prácticas y convenciones acordadas para el proyecto El diseño es comprensible por el equipo de desarrollo y el posterior de mantenimiento. Contiene información suficiente para realizar las pruebas de unidad y de integración. La documentación está completa, incluyendo gráficas o especificaciones necesarias.
179 Verificación y validación
Verificación y validación en el ciclo de vida del software V & V IMPLEMENTACIÓN La implementación transforma la descripción del diseño en componentes de que juntos integran el producto final de software. La labor de verificación y validación comprueba: Conformidad del código Con las especificaciones del diseño Con los estándares aplicables La idoneidad del código para obtener el producto con el nivel de integridad deseado. V & V PRUEBAS La verificación y validación de las pruebas garantiza que se han cumplido los requisitos del sistema y del software, alcanzando los niveles de integridad requeridos. En sistemas con niveles de integridad 3 y 4 es necesario que el equipo de verificación y validación realice los planes y procesos de prueba, así como su ejecución. Para niveles 1 y 2 es suficiente con verificar las pruebas realizadas por el equipo de desarrollo. V & V INSTALACIÓN Se comprueba el rendimiento del sistema de software al ejecutarse en el entorno del cliente, así como que los procedimientos de instalación son correctos.
180 Verificación y validación
Verificación y validación en el ciclo de vida del software V & V OPERACIÓN Una vez instalado y puesto en servicio el sistema de software, la verificación y validación valora el impacto que los cambios pueden suponer en el nivel de integridad del sistema, o los riesgos o daños que pueden introducir. Incluye la monitorización y evaluación del entorno de operación. V & V MANTENIMIENTO Una vez puesto en servicio el sistema de software, las modificaciones del entorno, o la presencia de errores, o la necesidad de ampliar su funcionalidad requerirán emprender tareas de mantenimiento, que en esencia, y a menor escala son pequeñas acciones de desarrollo que pueden introducir modificaciones en el nivel de integridad, y requerir revisiones en los análisis de criticidad, daños y riesgos, así como requerir posteriores acciones de verificación y validación sobre las modificaciones de requisitos, diseño, desarrollo y pruebas. E5
181 7.- Mantenimiento E1
182 CONSUME MUCHOS RECURSOS EL SISTEMA YA ESTÁ EN USO
Mantenimiento Introducción La complejidad del mantenimiento de un sistema de software El mantenimiento consume más del 60% del coste de todo el ciclo de vida CONSUME MUCHOS RECURSOS EL SISTEMA YA ESTÁ EN USO Las actividades de mantenimiento resultan muy visibles para el cliente. Pueden afectar negativamente a la imagen de la organización. ES UNA ACTIVIDAD CRÍTICA GENERALMENTE INFRACONSIDERADA
183 Mantenimiento Introducción Definición
Modificación de un producto de software, después de su entrega para corregir errores, mejorar el rendimiento u otros atributos o adaptar el producto a cambios del entorno. IEEE Std Producto de software no comprende sólo el código. Incluye también la documentación y los datos de configuración PRODUCTO DE SOFTWARE Código Datos de configuración y estructuras de datos Requisitos, documentos de análisis, plan de V&V… Manuales y documentación de usuario
184 Tipos de mantenimiento
El mantenimiento del software se clasifica generalmente en tres categorías, en función de cuál es la causa que motiva el cambio: Adaptativo Correctivo Perfectivo ADAPTATIVO Permite al software continuar en funcionamiento, adaptándose a cambios producidos en su entorno de operación. Los cambios típicos se suelen centrar en el hardware con el que interactúa, en el sistema operativo, o en formatos de datos que recibe o envía. CORRECTIVO Tiene como finalidad corregir fallos o problemas. Dentro del mantenimiento correctivo se suele diferenciar entre “de emergencia” o “de agenda”; en función de la urgencia con la que deba aplicarse la solución. En algunas ocasiones el cliente necesita urgentemente la reparación del fallo, y en otras, puede seguir operando con el error presente, y esperar a la próxima versión que normalmente incluye cambios acumulados en la agenda de mantenimiento, tanto de tipo adaptattivo, como correctivo y perfectivo.
185 Porcentajes habituales
Mantenimiento Tipos de mantenimiento PERFECTIVO Se realiza para dar respuesta a nuevos requisitos del cliente, o para mejorar el rendimiento del sistema. Clasificación Porcentajes habituales Mantenimiento Adaptativo Correctivo Perfectivo De emergencia De agenda [Preventivo] PREVENTIVO E2 En su versión de 1993, el estándar IEEE 1229 incluía también en su clasificación el mantenimiento preventivo como aquel que se realiza para evitar la aparición futura de errores, o para mejorar la integridad de producto en prevención de éstos. Algunos textos lo consideran como un 4º tipo de mantenimiento, y otros lo incluyen como mantenimiento correctivo.
186 Dificultad del mantenimiento
El mantenimiento es una de las fases más difíciles del ciclo de vida, y generalmente no está lo suficientemente reconocida. Las principales razones de esta situación son: En las organizaciones de software no aparece asociada a nuevas oportunidades de negocio, que es sin duda un aspecto mucho más atractivo para sus gestores. Los trabajos de mantenimiento suelen tener asignados sus propios presupuestos pre-establecidos, y se ven como un “negocio normal”, por lo que no suelen atraer la atención de la actividad del negocio. El personal técnico suele preferir trabajar en proyectos nuevos y no en mantener sistemas ya desarrollados. En muchos sentidos, el mantenimiento resulta más difícil tanto desde el punto de vista técnico como de gestión del proyecto. Algunos de los factores que hacen del mantenimiento un proceso difícil son: Posibilidad de introducción de errores en cascada o distorsionar funcionalidades ya implementadas al insertar nuevas modificaciones. El equipo de mantenimiento debe tener un conocimiento global del producto. Las pruebas suelen resultar especialmente complicadas porque generalmente las limitaciones de tiempo no hacen posible ejecutar pruebas completas de regresión. Desde el punto de vista de gestión, las tres categorías de mantenimiento (correctivo, perfectivo y adaptativo) suelen realizarse de manera simultánea, con gestión de prioridades de cada petición de cambio, y respetando la gestión de la configuración del sistema.
187 Áreas de degradación creciente
Mantenimiento Dificultad del mantenimiento Dificultad por degradación del sistema Cuanto mejor diseñado, codificado y documentado está un sistema, más fácil resulta su mantenimiento. Las propias tareas de mantenimiento tienden a degradar el diseño, la limpieza del código y su documentación, generando de esta forma una espiral que se retroalimenta y que con el tiempo incrementa la dificultad de mantenimiento de un sistema. Los factores que favorecen esta situación, y que por tanto es necesario gestionar adecuadamente son: Los mitos ya apuntados de no otorgar al mantenimiento la importancia y rigor necesarios. Las presiones de tiempo y recursos con las que suelen ejecutarse. La consideración por parte del personal técnico de tareas de “segunda división” Áreas de degradación creciente Diseño Código Datos Documentación
188 Dificultad del mantenimiento
Dificultad por degradación del sistema DIFICULTAD DEL MANTENIMIENTO Factores agravantes Escasa concienciación organizacional de la relevancia del mantenimiento. Peticiones de cambios con presión de fechas y presupuestos. Consideración del personal técnico de que se trata de un trabajo de “segunda categoría” SISTEMA MÁS DIFÍCIL DE MANTENER Degradación del sistema Diseño cada vez más turbio Código “parcheado” cada vez más sucio Estructurad de datos van perdiendo su normalización e integridad referencial Actualización deficiente o nula de la documentación
189 Gestión del mantenimiento
Las tareas de mantenimiento deben ejecutarse dentro de un marco de gestión, de igual forma que si se trata el desarrollo de un sistema nuevo. También es frecuente que en este aspecto también el mantenimiento suele ser tratado como “la cenicienta” en los proyectos de software, y generalmente resulta más difícil la gestión de un proyecto de mantenimiento que la de un desarrollo nuevo. De hecho puede ocurrir que dentro del mantenimiento de un sistema se incluya también el desarrollo de un nuevo sub-sistema paraa ampliar su funcionalidad. Por tanto todas las tareas e indicaciones propias de la gestión de proyectos de software son aplicables a los proyectos de mantenimiento: estimación del esfuerzo necesario, identificación de procesos necesarios, planificación de costes y agendas, gestión de riesgos, etc. Las actividades de mantenimiento deben realizarse con técnicas de gestión de proyectos
190 Las 7 fases del mantenimiento
Para identificar y comprender las actividades que deben tenerse en cuenta en el mantenimiento, los pasos que deben seguirse y las herramientas y métodos que deben emplearse, resulta muy útil considerar que los procesos de cambio o modificaciones de un sistema de software comprenden 7 fases: Identificación clasificación y priorización del problema o de la modificación. Análisis. Diseño. Implementación. Pruebas de sistema y de regresión. Pruebas de aceptación. Entrega. Al realizar tareas de mantenimiento, en cada una de estas fases deben considerarse los siguientes elementos: EN CADA FASE Entradas Procesos Control Salidas Métricas
191 Las 7 fases del mantenimiento
1.- Identificación del problema, clasificación y priorización Cada petición de cambio debe identificarse, clasificarse y asignarle una prioridad, teniendo en cuenta qué tipo de mantenimiento implica (correctivo, adaptativo, perfectivo y si es de emergencia) Entradas Procesos Control Salidas Métricas Petición de cambio Asignar nº de identificación Clasificar por tipo de mantenimiento Analizar y deter-minar se se acepta rechaza o pospone Primera estimación de su magnitud Priorizar la modificación Asignar la petición a qué bloque de modificaciones prevista va a ir Una vez identificada la petición de cambio, debe quedar registrada en un registro de peticiones de cambio Petición de cambio validada que queda en un registro con la siguiente información: Definición del problema o del nuevo requisito Evaluación Tipo de mantenim. Prioridad inicial Estimación inicial de recursos necesarios Nº de omisiones en la P.C. Nº de P.C. enviadas Nº de peticiones de cambio duplicadas Tiempo invertido en la validación. Factores medidos: corrección y mantenibilidad
192 Las 7 fases del mantenimiento
2.- Análisis La fase de análisis emplea la relación de peticiones de cambio registradas y validadas para analizar su viabilidad, alcance de las modificaciones y preparar un plan preliminar de diseño implementación y entrega Entradas Procesos Control Salidas Métricas Petición de cambio validada Estimación inicial de recursos y demás información registrada. Documentación del proyecto (si la hay). Análisis de viabilidad (impacto, soluciones alternativas, implicaciones de seguridad, coste y beneficio de la modificación…) Análisis detallado (SRS de la modificación, elementos a modificar, estrategia de pruebas…) Realizar revisiones técnicas y revisar Estrategia de pruebas. Que la documen-tación está completa y actualizada e incluye parámetros de seguridad Informe de viabilidad de las P.C. Informe del análi-sis detallado. Requisitos actualizados (y trazables) Lista preliminar de mofificaciones. Plan de pruebas Plan de implementación Modificaciones de requisitos % de errores en la documentación Esfuerzo por área (SQA, SE, etc.) Tiempo empleado % de errores generados por prioridad y tipo. Factores: flexibilidad trazabilidad usabilidad mantenibilidad reusabilidad
193 Las 7 fases del mantenimiento
3.- Diseño En esta fase se emplea toda la documentación del sistema, del proyecto y la generada en la fase anterior (análisis) para diseñar la modificación del sistema. Entradas Procesos Control Salidas Métricas Salidas de la fase de análisis. Documentación del sistema y del proyecto Código, comentarios y bases de datos del sistema. Identificación de los módulos afectados. Documentación de las modificaciones Creación de casos de prueba para las modificaciones Identificación y creación de pruebas de regresión Actualización de documentación (SRS manuales…) Inspección / verificación del diseño Inspección / verificación de la documentación asociada Revisados: Lista de modificacines Análisis detallado Plan de implementación actualizado Línea base de diseño Planes de pruebas Complejidad del software Cambios diseño Esfuerzo por área Cambios en planes de prueba Número de módulos Nº líneas de código añadidas o modificadas
194 Las 7 fases del mantenimiento
4.- Implementación A partir del diseño realizado y verificado, el código y la documentación del sistema y del proyecto se lleva a cabo el trabajo de implementación. Entradas Procesos Control Salidas Métricas Resultados de la fase de diseño. Código fuente y bases de datos del sistema. Documentación del sistema y del proyecto. Codificación y pruebas unitarias Integración Análisis de riesgos Revisión de pruebas Revisiones de código Verificación de la integración. Verificación de modificaciones y actualizaciones de documentación. Gestión de riesgos y supervisión durante las pruebas Revisados: Software actualizado. Documentación de diseño, pruebas, manuales documentación de formación actualizados. Definición de riesgos e impactos. Informe de revisión de las pruebas Volumen (puntos de función / líneas de código) Porcentaje de errores generados.
195 Las 7 fases del mantenimiento
5.- Pruebas de sistema y de regresión Tras la implementación deben realizarse las pruebas del sistema modificado. Las pruebas de regresión son parte de las pruebas del sistema que comprueban que el código modificado no ha introducido errores nuevos. Entradas Procesos Control Salidas Métricas Informe de las pruebas. Documentación de los planes de prueba, casos de prueba, procedimientos de prueba, manuales de usuario, diseño. Sistema actualizado Prueba funcional del sistema. Pruebas de interfaz. Pruebas de regresión. Las pruebas del sistema se han realizado según los planes SQA. Control de la gestión de la configuración de: código, peticiones de cambio, documentación de pruebas Revisados: Sistema revisado. Informes de pruebas. Porcentajes de errores por prioridad y tipo: Generados y corregidos.
196 Las 7 fases del mantenimiento
6.- Pruebas de aceptación Sobre el sistema completamente integrado, el cliente, los usuarios o un tercero nombrado por el cliente lleva a cabo las pruebas de aceptación Entradas Procesos Control Salidas Métricas Informes de pruebas. Sistema completamente integrado. Planes de pruebas de aceptación. Casos de prueba de aceptación. Procedimientos de aceptación Ejecución de las pruebas de aceptación a nivel funcional. Ejecución de pruebas de interoperabilidad. Ejecución de pruebas de regresión. Ejecución de planes de aceptación. Auditoría funcional. Puesta bajo control de configuración de la nueva documentción. Establecimiento de la nueva línea base del sistema. Informe de los resultados de auditoría funcional. Nueva línea base del sistema. Informe de auditoría funcional. Informe de pruebas de aceptación. Porcentajes de errores por prioridad y tipo: Generados y corregidos.
197 Las 7 fases del mantenimiento
7.- Entrega Entrega del sistema modificado. Entradas Procesos Control Salidas Métricas El sistema modificado según se represente en la nueva línea base. Auditoría física de la configuración. Notificación a la comunidad de usuarios. Desarrollo y archivo de una copia de seguridad del nuevo sistema. Instalación y formación de usuarios. Ejecución de la auditoría física de la configuración. Documento de descripción de la versión. Informe de la auditoría física. Documento de descripción de la versión. Cambios en la documentación (manuales de usuario, de operación, documento descripción de versión, etc.) E3
198 Mantenimiento Mantenibilidad
Con este término, que aunque inexistente en el léxico español se ha hecho hueco en nuestra jerga, se define una propiedad del software que se puede definir como: Los factores que conforman la mantenibilidad de un sistema de software son: Mayor o menor profesionalidad en las fases de diseño, codificación y prueba. Adecuada cualificación del equipo desarrollador del software. Facilidad de comprensión de la estructura del software. Facilidad de uso del sistema. Uso de lenguajes de programación y sistemas operativos estandarizados. Grado de normalización de la documentación. Disponibilidad de la documentación de los casos de prueba. Facilidades de depuración con las que cuenta el sistema. Disponibilidad de medios e infraestructura para realizar el mantenimiento. Madurez en la planificación del mantenimiento. la medida cualitativa de la facilidad para comprender, corregir y adaptar o mejorar el software.
199 La mantenibilidad es un atributo de calidad del software.
Mantenimiento Mantenibilidad Medición Vista la definición de mantenibilidad, y los factores que la forman… ¿Cómo se mide la mantenibilidad?. ¿Es posible afirmar que este sistema tiene una mantenibilidad de 6, o alta, o peor que la de aquel otro sistema?. No es un atributo ni físico ni simple. No puede medirse directamente. Las mediciones siempre tendrán carácter de aproximación, y se pueden realizar indirectamente midiendo aspectos relacionados: Tiempos invertidos en las tareas de mantenimiento Para indentificar el problema, para analizarlo, para modificar x líneas de código, etc. Midiendo la complejidad del sistema de software. En esta línea las propuestas de medición apuntan a la medición de la complejidad ciclotómica, la legibilidad, etc. Esta línea presenta el problema de utilizar atributos indirectos que también son de difícil medición. La mantenibilidad es un atributo de calidad del software.
200 Mantenimiento Mantenibilidad Reingeniería
¿Cómo abordar el mantenimiento de un sistema de software con problemas de mantenibilidad? No se dispone de documentación (diseño, requisitos…) Con deficiente gestión de la configuración. Que ha sufrido múltiples y cambios que han degradado el sistema, o desfasado la documentación. Analizar el sistema y decidir si conviene rehacerlo de nuevo, o por el contrario resulta más apropiado aplicar técnicas de reingeniería.
201 Mantenimiento Mantenibilidad Modelo de reingeniería del software
El modelo comprende 6 actividades. La primera es un análisis de inventario del que se decidirá si de aplica reingeniería, y en caso afirmativo se emplearán alguna o todas de las cinco actividades restantes. Análisis de inventario ¿Qué hacer? Reestructuración de documentos Ingeniería progresiva Ingeniería inversa Reestructuración de código Reestructuración de datos Reconstrucción
202 Mantenimiento Mantenibilidad Modelo de reingeniería del software
Análisis de inventario El inventario del sistema comprende la información necesaria para el análisis que servirá para decidir si resulta más conveniente rehacer de nuevo el sistema, o aplicar técnicas de reingeniería: Identificación del sistema de software Año de creación Número de cambios importantes realizados Esfuerzo invertido en esos cambios Fecha y esfuerzo del último cambio importante Sistema o sistemas en los que se integra el software Sistemas con los que se relaciona Bases de datos a las que accede Errores detectados en los últimos x meses (12) Número de usuarios Complejidad de la arquitectura, código y documentación Calidad de la documentación Mantenibilidad general Longevidad acumulada y previsible del proyecto Número de cambios previstos en los próximos x meses Coste anual del mantenimiento Valor actual del negocio que gestiona Importancia estratégica para el negocio del cliente y del desarrollador
203 Mantenimiento Mantenibilidad Modelo de reingeniería del software
Reestructuración de documentos Los sistemas en los que se cuestiona aplicar reingeniería suelen tener deficiencias en su documentación. En función de las características del proyecto, tras el análisis del inventario las opciones son: Dejarlo como está Razones: Se trata de un sistema con escasa previsión de cambios futuros. Se trata de un sistema que se encuentra cercano al fin de su ciclo de vida. Los recursos necesarios para crear la documentación no compensan con el beneficio obtenido. Documentar sólo las partes que se modifican Razones: Se dispone de recursos limitados. Tras el análisis de inventario resulta necesario actualizar la documentación. Reducir la documentación al mínimo imprescindible Razones: Se trata de un sistema crítico para el negocio. Es preciso volver a documentarlo
204 Mantenimiento Modelo de reingeniería del software Ingeniería inversa
La ingeniería inversa realiza un análisis de un sistema de software para conseguir especificar su documentación; generalmente su diseño. Obviamente se aplica cuando no se dispone del diseño, o éste está obsoleto. Un proceso de ingeniería inversa debe ser capaz de: Derivar las representaciones de diseño de procedimientos. Extraer la estructura de datos. Representar el modelo de los flujos de datos y de control. Representar el modelo de entidades y relaciones.
205 Mantenimiento Mantenibilidad Modelo de reingeniería del software
Reestructuración de código Los sistemas que tras un análisis de inventario quedan como candidatos a una reestructuración de código suelen presentar una arquitectura de programa relativamente sólida, pero presentan módulos individuales que por haber sufrido modificaciones poco ortodoxas, o por las razones que sean presentan un código “sucio” de difícil comprensión, comprobación y mantenibilidad. Reestructuración de datos Las deficiencias en las estructuras de datos son una de las principales causas de errores. Es necesario realizar reestructuración (rediseño y posterior migración de la información al nuevo diseño) en las bases de datos que por no tener un diseño normalizado, o sin integridad relacional presentan un riesgo de error cuyo impacto aconseje su reestructuración. La reestructuración de datos suele implicar también modificaciones de código. Enséñame tu código y mantén ocultas tus estructuras de datos, y me seguirás engañando. Muéstrame tus estructuras de datos y normalmente no necesitaré que me enseñes tu código: resultará evidente Fred Brooks
206 Mantenimiento Mantenibilidad Modelo de reingeniería del software
Ingeniería progresiva Por el estado actual de las herramientas CASE se trata de un modelo ideal de proceso, más que de un proceso que se pueda aplicar directamente. Su objetivo es ejecutar ingeniería inversa y reestructuración de código de forma automática a través de herramientas CASE que analicen el código y generen su diseño, así como su reestructuración. E4
207 8.- Gestión de la configuración
208 Gestión de la configuración
Introducción El problema Entorno de desarrollo de un sistema de software de tamaño medio: Equipo de 10 programadores. 75 módulos de programa. Media de dos versiones de cada módulo. Documentación del proyecto: descripción del sistema, SRS, plan de proyecto, análisis, etc. Cada programador modifica un módulo cada día. Modificaciones de requisitos Varios programadores deben trabajar de forma concurrente sobre el mismo módulo. Etc. Consecuencias La versión del programa no coincide con la documentación. Estamos en la versión 2.3, y debemos revisar un error que se ha producido en una instalación de la versión 1.7. ¿Dónde está el código de esa versión? Ese error ya se corrigió hace un mes.. ¿Porqué ha vuelto a aparecer? ¿Quién aprobó esa modificación de requisitos, y porqué no está en la versión actual de SRS? Se está dando mantenimiento a usuarios con diferentes versiones del sistema… ¿Qué versión del componente de acceso a datos se integró en la versión 2.0 del sistema?. Etc.
209 Gestión de la configuración
Definición Gestión de la configuración del software es una disciplina formal de la ingeniería del software que proporciona métodos y herramientas para identificar y controlar el software durante su desarrollo y posterior uso. Comprende las siguientes actividades:[1] Identificación y establecimiento de las “líneas base”. Revisión, aprobación o rechazo, control y seguimiento de los cambios. Auditorías y revisiones de la evolución de los productos de software. Control de la relación del sistema de software en su interfaz de operación. Ámbito de la gestión de la configuración Temporal De aplicación Los componentes del sistema y su relación con el entorno Desde el inicio del proyecto hasta que se deja de usar y se retira. Entorno Sistema Desarrollo Mantenimiento Ciclo de vida [1] En la exposición del capítulo se abordan con detalle cada una de ellas.
210 Gestión de la configuración
Conceptos clave Línea base Petición de cambio Librería Comité de control de la configuración Elementos de configuración del software
211 Gestión de la configuración
Conceptos clave Línea base Especificación de un producto que ha sido formalmente revisada y aceptada para servir como punto de referencia para su posterior desarrollo, y sólo puede modificarse a través de un procedimiento formal de control de cambio. El número y tipo de líneas base de un proyecto puede ser diferente en función de las características y modelo de ciclo de vida del mismo, pero las habituales son: Línea base funcional Describe las funcionalidades que realizará el sistema, y se establece después de la revisión de la descripción del sistema y del diseño del sistema. Línea base de requisitos (también línea base asignada) Documenta las funciones que desarrollará el software y se establece después de la revisión de la especificación de requisitos del software (SRS). También se denomina Línea base asignada, porque en ella se asignan al software los requisitos de la descripción del sistema. Línea base de desarrollo Esta línea base crece y evoluciona durante el desarrollo del sistema y recoge la configuración en cada fase del diseño, codificación y pruebas. Los elementos contenidos en esta línea base van incrementando y son normalmente revisados por el equipo del desarrollo. Línea base de producto Contiene el producto completo en su versión final. Se establece tras comprobar con la validación y verificación del producto que éste es conforme a las especificaciones de los requisitos.
212 Gestión de la configuración
Conceptos clave Elemento de configuración del software Un elemento de configuración del software (SWCI) es un conjunto de productos de trabajo documentados que se han producido en los procesos del ciclo de vida, o que se emplean en los mismos. Por producto de trabajo se entiende a un elemento tangible que es el resultado de determinadas actividades o tareas de desarrollo: planes de pruebas, documentos de requisitos, documentos de diseño, código, manuales de usuario, etc. Los elementos de configuración del software son cualquier parte del desarrollo o del producto entregable y necesitan poder identificarse, almacenarse, cambiarse, revisarse o mantenerse de forma independiente. Estos elementos no comprende sólo los productos de software que se entregan al cliente, también incluyen los elementos que son necesarios para crear esos productos. Producto: Productos intermedios o finales desarrollados durante el proyecto. Software adquirido: Módulos o componentes adquiridos o subcontratados. Categorías Software suministrado: Software proporcionado por el cliente para que se integre en el sistema. E1 Software de pruebas: Software empleado para realizar las pruebas. Software de apoyo: Software empleado para desarrollar el sistema de software (compiladores, etc.)
213 Gestión de la configuración
Conceptos clave Petición de cambio Las peticiones de cambio documentan la necesidad de modificar un elemento de configuración del software. Las peticiones de cambio deben incluir: Razón por la que hay que realizar el cambio (detección de un fallo, modificación de requisitos, etc.) Elemento de configuración afectado y línea base a la que pertenece. Urgencia del cambio. Persona que lo solicita e indicación de si el origen es interno o externo.
214 Gestión de la configuración
Conceptos clave Comité de control de la configuración Para conseguir que las peticiones de cambio se procesen de forma ordenada, correcta y a tiempo, el proyecto debe establecer quién o quienes configuran el comité de control de la configuración. En función del tamaño y características del proyecto puede ser que lo forme una sola persona (p. ej. el analista o el gestor del proyecto), o que esté formado por varias: gestor de proyecto, cliente, gestor de calidad, etc. Las funciones del comité incluyen: Sopesar las ventajas e inconveniente de la introducción del cambio (beneficios esperados, coste de la implementación) Evaluar el impacto de la modificación sobre los parámetros del proyecto (agenda, costes, riesgos, etc.). El comité no sólo decide si debe realizarse el cambio, también determina su prioridad, cuándo y cómo debe llevarse a cabo y cómo deberá comprobarse y verificarse su implementación.
215 Gestión de la configuración
Conceptos clave Librerías Las librerías constituyen los dispositivos de almacenamiento necesarios para llevar a cabo los cambios y el control histórico de los mismos que requiere la gestión de la configuración, de forma que queden guardadas y puedan recuperarse las diferentes líneas base en cualquiera de sus versiones. El número y tipo de librerías puede variar en función de las características del proyecto, pero generalmente son 3: Librería dinámica Es el entorno de almacenamiento usado y gestionado por el equipo de programación en el que se ubican los elementos con los que están trabajando. Librería controlada Es la librería empleada para guardar las líneas base y controlar los cambios que sobre ellas se realizan. Los elementos se almacenan en esta librería después de haber sido identificados como elementos de configuración asignados a su línea base, documentados y aceptados por el comité de gestión de la configuración. Librería estática También llamada repositorio de software. Guarda las líneas base una vez que han sido validadas y verificadas para su distribución y uso final.
216 Gestión de la configuración
Conceptos clave Librerías LIBRERÍA DINÁMICA También llamada “Directorio de programación”. Controlada por el equipo de programación. LIBRERÍA CONTROLADA También llamado “Directorio maestro”. Contiene todas las líneas base del proyecto. LIBRERÍA ESTÁTICA También llamado “Repositorio de software” Comprende las líneas base que finalmente se entregan. Versión 1.0 Versión 1.1
217 Gestión de la configuración
Funciones clave de la gestión de la configuración Gestión de la configuración del software Identificación de la configuración Control de la configuración Medición del estado de la configuración Auditorías y revisiones Control de las relaciones de interfaz
218 Gestión de la configuración
Funciones clave de la gestión de la configuración Identificación de la configuración Determinación de los elementos de configuración del software y de las líneas base a las que pertenecen. Selección de los elementos de configuración y agrupación en líneas base. Deben considerarse productos que puedan diseñarse, desarrollarse, probarse y modificarse de forma independiente. No deben identificarse muy pocos, ni tampoco demasiados. Los criterios de selección deben ser acordes con las características del proyecto. Identificación Documentos Revisión técnica y formal Selección Líneas base Código Datos Actividades Nomenclatura: Cada elemento de configuración debe nombrarse con un identificador único. Es habitual que el identificador contenga: NOMBRE: descriptivo del elemento. IDENTIFICADOR DE CONFIGURACION: Usado en la gestión interna de la librería. IDENTIFICADOR DE VERSION: Usado para identificar las diferentes versiones. Adquisición: Una vez identificado cada elemento, debe incorporarse a su respectiva librería. Nomenclatura y adquisición
219 Gestión de la configuración
Funciones clave de la gestión de la configuración Control de la configuración Comprende la gestión de las revisiones y de los procesos de aprobación, para evitar que se produzcan cambios de forma descontrolada. Garantiza Que para cada cambio se evalúa y considera el impacto en el proyecto. Que sólo se implementan los cambios aprobados. Que todos los cambios aprobados se implementan. Que las líneas base se mantienen controladas y actualizadas. CLASIFICACIÓN Aprobación o rechazo Identificación del cambio Por urgencia Por Naturaleza (error, mejora, mod. Requisitos…) Por categoría de elementos modificados (producto, Software adquirido, Software suministrado, software de pruebas o software de apoyo). Comunicación formal Implementación EVALUACIÓN Técnico En los interfaces de configuración En la agenda En el presupuesto Check-out línea base Ejecución de cambios Pruebas y verificación Aprobación de la ejecución Chech-in línea base Validación y evaluación
220 Gestión de la configuración
Funciones clave de la gestión de la configuración Medición del estado de la configuración Medición y registro de los cambios, contenidos e históricos de la gestión de la configuración Registra Versión inicial aprobada de los elementos de la configuración. Estado de las peticiones de cambio. Estado de implantación de los cambios aprobados. Esta es la información mínima que debería registrarse (Std. IEEE ). Auditorías y revisiones Con menor o mayor rigor, según se trate de revisiones o auditorías, estos procesos también se deben aplicar sobre la gestión de la configuración para garantizar: Que los elementos de la configuración se encuentran en el estado que deberían estar. Que las actividades, las tareas y los resultados de la gestión de la configuración son correctos.
221 Gestión de la configuración
Funciones clave de la gestión de la configuración Control de las relaciones de interfaz El desarrollo y mantenimiento de sistemas de software no suele ser “auto-contenido”. Normalmente el software debe relacionarse con hardware y con otro software. El control de las relaciones de Interfaz contempla y gestiona las situaciones posibles: SITUACIONES IMPLICCIONES DE INTERFAZ El software debe ejecutarse sobre plataformas operativas comerciales La gestión de la configuración debe registrar también las plataformas y componentes externos, evaluando las posibles evoluciones y cambios. El producto de software debe integrar componentes externos El desarrollo de partes del software se subcontrata a un proveedor externo. Las gestiones de configuración del proyecto de software y del subcontratado deben comunicarse y gestionar las implicaciones de cambio derivadas de uno a otro. Evolución paralela del hardware del sistema global La gestión de la configuración del sistema global debe relacionarse con la del proyecto de software por las implicaciones de cambios que pueden derivarse en ésta de aquella.
222 Juan Palacio http://www.navegapolis.net jpalacio@navegapolis.net
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 RESOLUCIÓN 
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