Métricas de Calidad y un Modelo Costo Beneficio Ajustados a un Caso Real de la Industria del Software. Resumen. 1. Introducción

Transcripción

1 Mérica de Calidad y un Modelo Coo Beneficio Ajuado a un Cao Real de la Induria del Sofware Alejandro Sánchez, Daniel Rieco, Germán Monejano, Mario Perala Deparameno de Informáica Univeridad Nacional de San Lui Ejércio de lo Ande San Lui Argenina Tel: + 54 (0) ex. 251 Fax: + 54 (0) {aanchez, drieco, gmone, mperala}@unl.edu.ar Reumen La inpeccione de documeno de ofware on uno de lo méodo má efecivo para deecar defeco, eviando la epera haa la eapa de prueba y brindando a la gerencia del proyeco valioa información en iempo real. Para analizar la uilización de inpeccione e neceario coniderar la evolución de la calidad de lo documeno inpeccionado, y la conveniencia económica del proceo. La calidad de lo documeno e mide y compara uilizando mérica ignificaiva. La renabilidad e analiza planeando un modelo de coo beneficio, obeniendo de ée la ganancia nea y el reorno de inverión. Ambo índice económico revelan i la uilización de inpeccione fue beneficioa. En ee rabajo e eudian lo reulado obenido en un cao real de aplicación de inpeccione denro de la induria del ofware. La mima e uilizan obre documeno de la definición de la bae de dao de un iema de geión. Para la evaluación e emplea una mérica de calidad conocida, y e inroduce una epecifica para la clae de documeno analizado, obeniéndoe valore má ignificaivo para la gerencia del proyeco. Ademá e emplea un modelo de coo beneficio conocido, ajuado al cao paricular. Palabra Clave : Ingeniería del Sofware, SQA, Mérica, Inpeccione. 1. Inroducción Planear, medir y conrolar el proceo de dearrollo de un ofware le facilia a la gerencia del proyeco enregar el produco con uficiene calidad, en iempo planificado y denro de preupueo. Exien méodo que permien conocer el avance del proceo. Ademá de la radicionale prueba, enre lo principale e encuenra ambién el uo de inpeccione.

2 La inpeccione on un méodo formal, eficiene y económico de enconrar defeco en documeno de dieño y código. E conocido que la uilización de inpeccione obre eo documeno preena numeroo beneficio [1]. La mejora en la calidad de lo documeno reviado en una eapa emprana del proceo e uno de lo mencionado beneficio. Dede el puno de via económico, una inpección e una inverión emprana en el aeguramieno de la calidad para eviar rehacer rabajo durane eapa poeriore del proyeco [2]. Cuando la inpeccione no on uada, y lo errore on enconrado durane la ejecución de lo cao de prueba, el coo de rehacer el rabajo comparado con el coo oal del proyeco puede er orprendenemene alo. E por ea razón que lo errore deben er hallado y corregido an próximo al lugar de origen como ea poible [3]. El aprendizaje de lo auore que evian inroducir nuevamene lo mimo defeco e oro efeco poiivo. Para aegurar la eficacia de la inpeccione, e imporane que la información obenida a parir de ea, no e ue para la evaluación de lo dearrolladore. Oro beneficio e el incremeno en la efecividad de la prueba y la reducción del coo y iempo de la mima, ya que la canidad de defeco a er depurado e menor. En la prueba no e eguro que lo camino ejecuado cubran oda la línea de código. A diferencia de eo, durane una inpección oda la línea de código on reviada al meno una vez.. El enfoque empleado en la inpeccione permie eliminar defeco en una eapa emprana, complemenando y haciendo má efeciva la acividade de prueba que e realizan poeriormene para la verificación final de la calidad del documeno. Dede el puno de via de la gerencia de un proyeco, el apore má imporane e el feedback con reulado deallado obenido en iempo real. Ea información puede empleare para ajuar la planificación a la realidad del proyeco, y de er neceario omar accione preveniva y correciva obre el proceo de dearrollo. El empleo de inpeccione incremena noablemene el volumen de información diponible obre el eado del proyeco. Dicha información debe poder er inerpreada por la gerencia del mimo para que irva de fundameno en la oma de deciione. Se dipone de mérica e índice ignificaivo que permien concenrar la aención en lo documeno problemáico, pudiendo ajuar la planificación del proyeco dede una eapa emprana, cuando aún e dipone de iempo. Ea mérica e índice poibilian evaluar lo coo beneficio de la inroducción de una inpección obre un documeno deerminado, y decidir ademá i e conveniene una reinpección. La mérica empleada dan una idea del coo de la inpección efecuada y de la calidad del documeno inpeccionado. Para faciliar una clara inerpreación de la mima, e conveniene que ea ean lo má ignificaiva poible. En ee rabajo e eudia la uilización de inpeccione obre documeno de definición de bae de dao. Se aplican lo índice y mérica conocida en un cao real de la induria de ofware. Con el objeo de obener un valor má ignificaivo que lo convencionale, e inroduce una mérica epecífica para ea clae de documeno, la cual brinda una mejor perpeciva obre la calidad del documeno. En la iguiene ección e decribe brevemene como e dearrolla, en general, un proceo de inpección. Luego e muera el modelo de coo beneficio que e uiliza para evaluar la renabilidad del proceo, y la mérica para analizar la evolución de la calidad de lo documeno inpeccionado, ambo ajuado a la clae de documeno del cao real eudiado. Inmediaamene e mueran lo reulado obenido y la evaluación de dicho cao real. Finalmene, en bae a lo reulado y la experiencia e enuncian la concluione.

3 2. Proceo de Inpección En general, el proceo de inpección puede efecuare obre un documeno que puede er código, dieño deallado o dieño de alo nivel de abracción. Aunque e poible enconrar variane y diferene puea en prácica, la inpección e realiza uualmene en ei eapa, a la cuale denominamo planificación, reunión inicial, preparación, puea en común, corrección, y verificación [4]. En la eapa de planificación, el moderador eablece el equipo de inpección, el crierio de verificación (poiblemene a ravé de un checkli), e aegura que cada miembro e encuenre preparado para la area, diponga de lo maeriale, y agenda la puea en común. En la reunión inicial el auor del documeno explica el propóio, la caraceríica y funcionamieno del documeno a inpeccionar. Ea reunión facilia la comprenión del documeno al equipo de inpección. En mucho cao ea reunión puede no er necearia, por lo que el moderador puede decidir no realizarla. En la eapa de preparación lo miembro del equipo examinan individualmene el documeno en búqueda de defeco, dejando conancia de lo hallado en un formulario provio por el moderador. Ademá cada inpecor deja regiro en ee formulario del iempo que le conume ea eapa. La area de inpección e llevada a cabo individualmene con el objeo de aumenar la eficiencia del grupo [5]. En la puea común lo miembro del equipo de inpección reúnen lo defeco hallado en una ola lia. Lo defeco on dicuido pudiéndoe deecar nuevo a parir de eo, y regirado eniendo en cuena u ipo. El objeivo de la reunión e decubrir lo defeco, pero no proponer una olución, lo cual e area del auor. Si el documeno debe er corregido en un porcenaje imporane el moderador puede indicar que erá necearia una reinpección del mimo. El moderador envía lo dao obenido al auor y al grupo reponable de la Calidad. En la corrección el auor examina lo defeco enconrado y hace lo cambio neceario. Una vez finalizado lo cambio, el auor lo dicue con el moderador, quien puede requerir una reinpección. En la eapa de verificación, el moderador e aegura que odo lo defeco deecado en la inpección, han ido corregido. La inpección ermina olo cuando el moderador comprueba que odo lo defeco han ido corregido. 3. Mérica de calidad y Ajue del Modelo de Coo Beneficio Lo documeno inpeccionado en el cao real, on uilizado en la creación de una bae de dao. Dado que el ofware dearrollado e de geión, la bae de dao repreena una piedra fundamenal del mimo. Como conecuencia, un defeco en ee documeno endrá un alo impaco en el reo de la aplicación. Para eudiar la evolución de la calidad de lo documeno inpeccionado e uilizan do mérica, una radicional y ora eablecida epecíficamene.

4 Ea clae de documeno puede analizare como de dieño deallado o código. La ambigüedad urge por la poibilidad de obener un modelo de enidad-relación a parir de lo documeno de código de creación de la bae de dao. El camino invero ambién e poible hacerlo. En la acualidad exien numeroa herramiena de modelado de dao que incluyen ea funcionalidad, permiiendo ademá manener acualizada la correpondencia enre amba clae de documeno. Una mérica que e poible emplear para valorar cual e la calidad de un documeno cualquiera en la inpección, e la canidad de defeco cada mil línea de código (DPKLOC, ver Ecuación 3). De ea forma e normaliza la canidad de defeco por la línea de código, haciendo poible comparar la calidad de do documeno diferene. Ea mérica e conveniene y ignificaiva cuando el documeno inpeccionado e código, pero cuando e raa de dieño, puede no reular apropiada. : Indice del ciclo de inpección (1,2) m :Canidad de clae de everidad de : Nivel de everidad de una clae de D L T defeco, por ejemplo mayor y menor m = 2 defeco (1,..., m) enconrado en el ciclo de inpección :Canidad de línea del documeno : DPKLOC Promedio cada1000 Línea de Código en la inpección DPT :Canidad de defeco de la clae Canidad de Tabla del documeno : Defeco Promedio por Tabla en la inpección :Canidad de Defeco Iluración 1 Teniendo en cuena que lo documeno de creación de una bae de dao pueden coniderare un documeno de código, podría er válido aplicar la mérica DPKLOC obre ello, aunque en realidad e poible emplear una má ignificaiva. En ee ipo de documeno enconramo deerminada conruccione caraceríica, como por ejemplo, abla, columna, y clave exranjera. Ea conruccione ambién e encuenran en lo documeno de dieño deallado en la forma de enidade, aribuo y relacione. Con el propóio de normalizar una mérica má ignificaiva, e poible uilizar la canidad oal de abla, o aribuo, o clave exranjera, o una combinación de eo valore. Una mérica de ee eilo provee una mejor perpeciva de cual e la calidad del documeno en función del amaño y complejidad del equema de la bae de dao. DPT m D = = 1 T Ecuación 1 CT = CI + CD + CD l Ecuación 2 r DPKLOC m D = = 1 L Ecuación 3

5 A pear de no er neceariamene la mejor opción, e conocido que en el ambiene indurial lo gerene de proyeco uilizan la canidad de abla como eimación del amaño y complejidad de un equema de bae de dao. Por ee moivo e conidera conveniene uilizar dicho valor y definir la mérica: Defeco Promedio por Tabla (DPT, ver Ecuación 1). Ea mérica ignificaiva no permie evaluar la evolución de la calidad de lo documeno de definición de bae de dao, pero ademá e imporane conocer cual e la renabilidad de la uilización de inpeccione obre eo documeno. CD del ciclo de inpección CD CI : Coo indireco del ciclo de inpección CT CPCD :Coo promedio de corrección de un defeco B eapa poeriore del proyeco EPDD G ciclo de inpección RI : Coo direco delecura duranela eapa de preparación :Coo direco de la reunión del equipo : Coo oal del ciclo de inpección :Coo eperado de eliminar un defeco de clae en : Efuerzo promedio por defeco deecado en el :Ganancia nea del ciclo de inpección l r : Reorno deinverión del ciclo de inpección Iluración 2 El modelo económico uilizado para evaluar el coo - beneficio de una inpección, iene en cuena ano coo direco, como coo indireco [1]. El coo oal de una inpección e la uma de eo do ipo de coo (ver Ecuación 2). En la Iluración 1 y la Iluración 2 e pueden ver la variable e índice del modelo. Lo coo indireco on lo que provienen de omar la deciión de efecuar la inpección, pero no del efuerzo de lo inpecore involucrado. Eo incluyen el coo del planeamieno, la poible demora en el proyeco, y en cao de aignar dearrolladore de oro proyeco la demora en eo oro. Lo coo direco varían con la canidad de perona involucrada en la inpección y el efuerzo que invieren en la lecura y reunione. Para el coo direco e uman el efuerzo individual de la deección de defeco (CD l ) y el efuerzo de crear la lia en equipo durane la puea en común (CD r ). Una vez obenido el coo oal (CT) de la inpección, l r CI + CD + CD podemo calcular el efuerzo promedio por defeco deecado EPDD = m (EPDD, ver Ecuación 4). Ee valor repreena el coo de D deecar cada defeco en el documeno. E poible aumir que i la = 1 calidad del documeno e ala, el EPDD ambién e alo, por lo Ecuación 4 ano e poco uual que ea económicamene conveniene aplicar má de do ciclo de inpeccione obre un mimo documeno. Lo beneficio de una inpección provienen de eimar el coo de rehacer el rabajo i lo defeco hubieran ido deecado poeriormene. El gerene del proyeco debe eimar lo beneficio aociado a la deección de un defeco. Ee beneficio produco del ahorro, depende de la everidad del defeco y del impaco que hubiera enido en el proyeco, el cual puede variar de acuerdo a la fae del dearrollo en el cual el defeco hubiera urgido nauralmene.

6 Eudio previo [3][6] han demorado que e puede eimar la proporción en que e incremena el coo de la corrección de un defeco conforme e aleja el proceo de dearrollo del puno en que fue originado. La Iluración 3 muera lo coo relaivo de lo defeco en función de la eapa en que on deecado, eo coo han ido eudiado de manera eparada por re reconocida emprea. En ee coo ambién influye la everidad del defeco hallado. De la Iluración 3 podemo ver que la corrección de un defeco deecado durane lo e de dearrollo cuea: 6 vece má que i e hace durane la capura de requerimieno, 4 vece má que i e hace durane el dieño, y 2 vece má que uilizando inpeccione durane la codificación. Lo coo de la deección y corrección de errore durane la operación del ofware e vuelven 10 (o má) vece má caro que i e deecan y corrigen durane la codificación o la prueba de dearrollo. La everidad e un facor que influye en el coo y que ambién debe er enido en cuena. Una poible claificación de lo defeco egún u everidad eablece cuaro nivele, dependiendo del efuerzo neceario para enconrarlo y corregirlo i no on enconrado durane una inpección. En el nivel 0 o rivial e encuenran lo defeco que on olucionado fácilmene por un dearrollador. En el nivel 1 o menor e encuenran lo defeco que olo ienen un impaco local. En el nivel 2 o mayor e encuenran lo defeco difícile de enconrar y que uponen una erie de cambio para er olucionado. Finalmene en el nivel re o críico enconramo lo defeco que pueden requerir una nueva implemenación del iema i no on enconrado oporunamene. De acuerdo a eo e poible eimar un valor B para cada nivel de everidad ( de 0 a 3) de lo defeco. Coo Re la ivo de Corre cción Coo Relaivo de Corrección egún eapa del Ciclo de Vida Requerimieno Dieño Código Te de dearrollo Te de acepación Eapa de Deección y Corrección Operación TR W GTE IB M Iluración 3 G = m i= 1 (B i D Ecuación 5 i ) CT G RI = CT Ecuación 6

7 Una vez fijada la eimacione de lo valore de B, e poible evaluar lo coo y beneficio del ciclo de inpección de un documeno. Lo índice económico que e uilizan para eo on la ganancia nea (G, Ecuación 5), y el reorno de inverión (RI, Ecuación 6). La ganancia nea indica cual e la ganancia obenida a parir de la eimación del ahorro producido en la inpección, meno el coo de la mima. El reorno de la inverión e la ganancia nea por unidad de coo inverida. Eo do índice olo ienen enido i on uilizado en conjuno. 4. Cao real Se analizan lo reulado obenido de uilizar inpeccione en lo documeno correpondiene a la creación de la bae de dao de un iema de Salud. Dicho iema e dearrollado por una UTE (Unión Tranioria de Emprea) conformada por do emprea mulinacionale. Teniendo en cuena la imporancia de lo documeno denro del proyeco, e efecuaron do ciclo de inpección obre éo. A coninuación e mueran lo valore obenido al analizar lo reulado de la inpeccione, morando la evolución de la calidad y la aplicación concrea de la mérica enunciada en la ección anerior. DPKLOC DPT Defeco promedio cada 1000 Línea de Código Defeco Promedio por Tabla Inpección Inpección Iluración Calidad Luego de efecuar do ciclo de inpeccione e oberva (ver Iluración 4), una coniderable mejoría. Sin embargo, la mérica difieren en cuál e el porcenaje en que e produjo la mejora. DPKLOC muera que la calidad mejoró 10 vece y DPT muera una mejora de 6,6 vece. La diferencia enre lo do valore e fundamena en ee cao paricular, en que el crip en la egunda verión duplicó la canidad de línea de código, mienra que la canidad de abla ufrió un incremeno pequeño. La complejidad del equema creció in lugar a duda con la corrección del mimo, pero in lugar a duda no llega a duplicare y olo e incremena en una pequeña proporción. Por lo que DPT reula má ignificaiva y ajuada a la realidad que DPKLOC.

8 4.2. Coo Beneficio Canidad de Defeco Deecado Clae de everidad Toal Nivel 0 Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3 Inpección Inpección Tabla 1 La evaluación de la conveniencia de lo ciclo de inpección, como ya e mencionó, e efecúa a ravé de la ganancia nea y del reorno de la inverión. Ane de calcular eo valore e decriben lo parámero uilizado. La canidad de defeco deecado en lo do ciclo de inpección e mueran en la Tabla 1. El coo de la deección y corrección de lo defeco, e obiene umando al EPDD el coo promedio de la corrección de cada defeco. La eimación del ahorro e calcula uilizando lo dao de la Iluración 3. También e upone de manera conervaiva que el coo de corrección en la eapa de prueba e el mimo para oda la clae de everidad de lo defeco. EPDD CPCD CTC B G Inpección 1 0,24 0, ,52 578, % Inpección 2 0,75 0,63 114,24 264,96 150, % Tabla 2 RI La eimación de lo beneficio e obiene umando el EPDD y el CPCD y muliplicándolo por 4 (egún Iluración 3 ), ee valor e el ahorro producido al deecar un defeco en la eapa de dieño en lugar de la de prueba. El valor obenido repreena el ahorro promedio por defeco, al hacer el produco con la canidad de defeco deecado, obenemo la eimación del ahorro oal en el ciclo de inpección (B en la Tabla 2). La ganancia nea (G en la Tabla 2) e ee valor de B meno el coo oal del ciclo (CTC en la Tabla 2) de inpección y corrección de lo defeco Como puede obervare en la Tabla 2, dede el puno de via económico, la uilización de inpeccione obre eo documeno reula una buena inverión, aún uilizando dao conervadore. Se deaca que la ganancia nea y el reorno de inverión del egundo ciclo on noablemene menore a lo del primer ciclo. Ee reulado e previible ya que e raa de un documeno que ya ha ufrido una inpección, y la canidad de defeco a deecar e inferior. Eo hace que el efuerzo de deección e incremene y lo beneficio e reduzcan.

9 5. Concluione Dede el enfoque que concierne a la calidad del documeno inpeccionado, en el cao real analizado e indudable que exie una imporane mejora. Amba mérica empleada como medida de la calidad lo demueran. Sin embargo reula má ignificaiva la mérica DPT, por er epecífica para la clae de documeno al que perenece el inpeccionado. Como e mencionó, la canidad de abla de una bae de dao, proporciona una idea má inuiiva del amaño y complejidad de la mima, que la canidad de línea de código del crip de creación de éa. E por eo que e conidera que la mérica DPT reula má ignificaiva para la gerencia del proyeco y e ajua mejor a la clae de documeno inpeccionado. Dede el puno de via económico, el empleo de inpeccione obre documeno e beneficioo, obeniéndoe en general ganancia nea y reorno de inverión poiivo. En paricular, para el cao real analizado, e deprende que lo do ciclo de inpección ejecuado obre el documeno de definición de la bae de dao fueron una inverión excelene. 6. Referencia [1] Inveigaing he Co-Effecivene of Reinpecion in Sofware Developmen. S. Biffl, B. Freimu and O. Laienberger. Proceeding of he 23rd Inernaional Conference on Sofware Engineering (ICSE 01). IEEE Compuer Sociey, [2] Sofware Inpecion. T. Gilb and D. Graham. Addion-Weley, [3] Sofware Engineering Economic. Barry W. Boehm. Prenice Hall, [4] Deign and Code Inpecion o Reduce Error in Program Developmen. M.E. Fagan. IBM Syem Journal, vol. 15, no. 3, pp , [5] Influence of Team Size and Defec Deecion Technique on Inpecion Effecivene. Sefan Biffl, Waler Gujahr. Proceeding of he Sevenh Inernaional Sofware Meric Sympoium (METRICS 01). IEEE Compuer Sociey, [6] Handbook of Sofware Qualiy Aurance. G. Gordon Schulmeyer, Jame I. McManu. Prenice Hall, 1999.