Una herramienta industrial para la medición del tamaño funcional de aplicaciones desarrolladas en entornos MDA 1

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1 Una herramienta industrial para la medición del tamaño funcional de aplicaciones desarrolladas en entornos MDA 1 Beatriz Marín 1, Giovanni Giachetti 1, Oscar Pastor 1 1 Departamento de Sistemas Informáticos y Computación Universidad Politécnica de Valencia Camino de Vera s/n Valencia, España {bmarin, ggiachetti, opastor}@dsic.upv.es Resumen. La aplicación industrial de OO-Method ha provocado que sus modelos conceptuales evolucionen para adaptarse a las necesidades de los usuarios. Este trabajo muestra la actualización del procedimiento de medición OOmFP, que permite medir el tamaño funcional de modelos conceptuales OO- Method, considerando las nuevas funcionalidades de los modelos conceptuales y los diferentes desafíos tecnológicos que implica el desarrollo de una herramienta industrial para medir aplicaciones generadas en entornos MDA. Finalmente, un análisis comparativo que evalúa cinco modelos asociados sistemas reales, muestra el impacto de las actualizaciones y mejoras propuestas. Palabras claves: MDA, Medición de puntos de función, IFPUG FPA, Herramienta. 1 Introducción La generación automática o semi-automática de los productos de software se ha posicionado fuertemente en la industria [10]. Este es el caso de MDA (Model Driven Architecture) [15], que tiene como recurso fundamental a los modelos conceptuales debido a que son la entrada para el proceso de generación de código. Por este motivo han surgido nuevos desafíos, entre los cuales destaca la capacidad de cuantificar el tamaño funcional de las aplicaciones generadas. Varios procedimientos de medición de tamaño funcional de modelos conceptuales han sido definidos de acuerdo al estándar IFPUG Function Point Analisys (FPA) [5] [6]. Una de las limitaciones más importantes que presentan estos procedimientos es su incapacidad de medir de manera exacta los sistemas software, ya que los modelos utilizados carecen de la formalización semántica necesaria para hacer una descripción completa y sin ambigüedad de los sistemas. 1 Este trabajo ha sido desarrollado con el soporte del MEC bajo el proyecto SESAMO TIN

2 OO-Method [9] [12] provee un modelo conceptual con la formalización semántica necesaria que permite la generación de un producto de software completo [14], haciendo posible obtener de forma completamente automática el tamaño funcional de la aplicación modelada. El procedimiento que realiza la medición del tamaño funcional asociado a un modelo conceptual OO-Method se denomina: OO-Method Function Points (OOmFP) [11] [2] [1] y la herramienta que lo implementa se llama Function Point Counter (FPC). Debido a la evolución de los modelos conceptuales OO-Method es necesario actualizar OOmFP para conseguir una medición completa y correcta de los modelos especificados. Por otra parte, la herramienta FPC requiere un proceso de reingeniería para dar soporte a modelos de aplicaciones reales de manera eficiente. El objetivo de este trabajo es mostrar las actualizaciones realizadas a OOmFP para cuantificar el tamaño funcional de los modelos conceptuales OO-Method de manera completa y correcta, e identificar los criterios que deben ser considerados en el desarrollo de una herramienta que permita medir de manera automática el tamaño funcional de aplicaciones generadas en entornos MDA según el estándar IFPUG FPA. El resto del artículo está organizado como sigue: la sección 2 presenta un resumen de la actualización del proceso de medición OOmFP y la sección 3 presenta las consideraciones técnicas asociadas a la implementación de la herramienta FPC. La sección 4 presenta un análisis comparativo entre la antigua y la nueva herramienta FPC, y en último lugar, la sección 5 presenta las conclusiones y trabajos futuros. 2 Actualización de OOmFP El trabajo realizado tiene como base el proceso estándar de medición de tamaño funcional: IFPUG Function Point Análisis (IFPUG FPA) [7], el enfoque OO-Method [13] y su proceso de medición OO-Method Function Points (OOmFP) [1]. Por razones de espacio no es posible entrar en detalles asociados a sus características, pero el lector puede encontrar información relevante en las referencias señaladas. El proceso de medición asociado a OOmFP consiste en aplicar sus reglas de medición para clasificar y pesar funciones de datos y de transacciones presentes en el modelo conceptual OO-Method, que a su vez se compone de cuatro modelos: objetos, dinámico, funcional y de presentación. OOmFP se enfoca en el modelo de presentación [8] para identificar la vista que se quiere medir y la funcionalidad especificada en los otros modelos que está asociada a esa vista. Una vez que se ha identificado y medido la funcionalidad de la vista, los resultados son evaluados mediante las tablas definidas en el estándar IFPUG FPA para obtener el tamaño funcional de la aplicación. Las reglas de medición de OOmFP fueron definidas en [1]. La actualización de OOmFP en el modelo de objetos del modelo conceptual modificó una de las reglas definida para corregir el conteo de los atributos datovaluados. También, se agregaron seis reglas asociadas a nuevas funcionalidades de los servicios de las clases, debido a que se han incorporado fórmulas para especificar formalmente el comportamiento de los argumentos del servicio. La actualización de OOmFP en el modelo dinámico agregó treinta y dos nuevas reglas asociadas a un nuevo elemento funcional: los servicios globales. Los servicios

3 globales tienen visibilidad sobre todas las clases del modelo de objetos y permiten ejecutar los servicios de cada una de ellas. Al igual que los servicios locales, los servicios globales pueden tener precondiciones, argumentos de entrada, argumentos de salida, valor por defecto de los argumentos y una fórmula que especifica formalmente lo que realiza el servicio. La actualización de OOmFP en el modelo funcional no presentó cambios, por lo que no se agregaron, quitaron o modificaron las reglas de medición definidas. La actualización de OOmFP en el modelo de presentación eliminó una regla asociada a las unidades de interacción de instancia, ya que contaba erróneamente el elemento de interacción que permite seleccionar un valor para los argumentos objetovaluados de un servicio. Esta regla fue incorporada para las unidades de interacción de servicio. Además, se agregaron cuatro reglas en las unidades de interacción de instancia debido a que se asociaron fórmulas a las navegaciones y a los atributos derivados que pueden participar en una instancia. Finalmente, se agregaron siete reglas para las unidades de interacción de población asociadas a fórmulas en las navegaciones, en los atributos derivados y en las variables de filtro objeto-valudas. El detalle de las reglas agregadas, modificadas y eliminadas en la nueva versión de OOmFP fueron presentadas en un trabajo anterior, que está referenciado en [4]. 3 Proceso de reingeniería de la herramienta FPC El uso industrial de la herramienta Function Point Counter (FPC) ha generado la necesidad de medir de manera completa y correcta los modelos conceptuales OO- Method, de tener una arquitectura flexible que permita adaptarse a la evolución de los modelos conceptuales, y de tener mayor agilidad en el proceso de conteo de las aplicaciones generadas. Para satisfacer estas necesidades se ha propuesto un proceso de reingeniería de la herramienta FPC original, desarrollada en Visual Basic 6, que ha dado como resultado el desarrollo de una nueva herramienta FPC, implementada en Visual Studio.Net 2003 con el lenguaje C#. Esta nueva herramienta incluye todas las reglas de medición definidas en OOmFP, permitiendo medir de manera completa el tamaño funcional de las aplicaciones generadas. Para satisfacer la arquitectura flexible, a diferencia de la antigua herramienta, la arquitectura de la nueva herramienta FPC está separada en diferentes capas para facilitar la incorporación de nuevas reglas de medición o modificaciones a las reglas existentes. La primera capa consiste en la precarga del modelo conceptual OO-Method, que se genera por la herramienta OlivaNova [3] en un archivo XML. Durante la precarga del modelo se organizan los elementos funcionales de manera jerárquica según las unidades de interacción contenidas en la vista que se quiere medir. La segunda capa consiste en la identificación de los elementos a funcionales y su medición mediante las reglas actualizadas, que están organizadas de acuerdo a la figura 1. Para disminuir el acoplamiento de la medición de los elementos funcionales, cada regla está agrupada por elemento funcional y está implementada de forma independiente. El resultado del análisis de cada elemento funcional es almacenado en un arreglo que se pasa como parámetro a la tercera capa de implementación.

4 Fig. 1. Clasificación de reglas de medición. La tercera capa de implementación consiste en la evaluación de los valores de cada unidad de interacción de acuerdo a las tablas de evaluación propuestas por el estándar IFPUG FPA para obtener el tamaño funcional y luego, sumando el resultado de cada elemento funcional, se obtiene el tamaño total de la aplicación. Finalmente, la cuarta capa de implementación consiste en la generación de un reporte final, que se genera en un archivo XML que puede transformarse mediante XSLT en HTML o en el formato que requiera el cliente. En cuanto a la agilidad en el conteo, se ha detectado que la mayor carga de procesamiento y tiempo de ejecución ocurre en la capa de identificación y medición de elementos funcionales. Para optimizar esta capa se ha implementado un mecanismo de caché, que se centra en reducir la gran cantidad de procesamiento invertido en analizar elementos que han sido analizados previamente. Un ejemplo de esta situación es el análisis de transacciones, ya que las transacciones en pueden invocar a otras transacciones o invocarse a sí mismas recursivamente. El mecanismo de caché almacena los resultados obtenidos en el análisis de cada elemento funcional con un identificador único. De esta manera, al analizar un nuevo elemento funcional primero se verifica si dicho elemento ya existe en el caché, y en ese caso el valor se recupera directamente del caché, evitando volver a analizar el elemento. También se deben evitar los desbordamientos de pila al momento de ejecutar la medición. Debido a la naturaleza iterativa del análisis de puntos de función basados en el estándar IFPUG FPA, se ha detectado que en modelos de gran tamaño se puede producir desbordamientos durante la ejecución. Estos desbordamientos se producen por falta de memoria para el manejo de las iteraciones. Particularmente, en caso del framework.net versión 1.1, la pila para el almacenamiento posee un tamaño de 512KB, que se ve sobrepasada en el análisis de modelos de más de 80 clases. Para evitar el desbordamiento de pila, se almacenan en un arreglo auxiliar los elementos relacionados. De esta manera, una vez acabado el análisis del primer elemento, se continúa con un análisis secuencial sobre los elementos almacenados en el arreglo auxiliar. Si los elementos relacionados a su vez referencian a otros elementos, éstos se van agregando al final arreglo, eliminando el anidamiento de iteraciones y evitando el desbordamiento de pila (Fig. 2). Fig. 2. Esquema de solución para el desbordamiento de pila.

5 4 Análisis comparativo Se ha realizado un análisis comparativo del tamaño funcional de cinco modelos conceptuales asociados a sistemas reales. Todos esos modelos conceptuales pertenecen al dominio de aplicación de Sistemas de Información de Gestión. El análisis compara las mediciones funcionales obtenidas por la versión original del contador de puntos de función y las mediciones funcionales obtenidas usando la nueva versión del contador de puntos de función, que implementa las reglas y mejoras tecnológicas propuestas en este trabajo. Antes de realizar el análisis, dos hipótesis fueron formuladas en relación a los resultados esperados del análisis comparativo: H1: Existirá una mayor número de elementos detectados por la nueva versión de OOmFP. H2: El tiempo de conteo de un modelo será menor con el Nuevo FPC. La tabla 1 presenta los resultados obtenidos en la medición funcional de los modelos conceptuales. Tabla 1. Elementos identificados, tamaño funcional y tiempo de medición con el antiguo FPC y el nuevo FPC. Modelo Clases Antiguo FPC Nuevo FPC EIs EQs EOs PF Tiempo EIs EQs EOs PF Tiempo M , ,20 M , ,35 M , ,87 M , ,90 M , ,37 De acuerdo a los resultados expuestos en la tabla 1, se puede afirmar que la hipótesis H1 es verdadera, ya que se obtiene un mayor número de elementos identificados en EIs y EOs. Para el caso de los EQs, se obtiene un menor número de elementos identificados debido a que la versión anterior no estaba teniendo en cuenta los atributos derivados para contar correctamente los EQs. La hipótesis H2 también es verdadera. En la tabla 1 se puede apreciar el impacto que han tenido las consideraciones técnicas en los tiempos de medición con la nueva herramienta FPC. Por ejemplo, en el modelo M5 se alcanza una mejora en el tiempo de medición de un 842% con respecto al tiempo alcanzado por la antigua herramienta FPC. 5 Conclusiones y trabajo futuro Este trabajo presenta una serie de consideraciones técnicas que deben tenerse en cuenta al momento de desarrollar de una herramienta que permita medir el tamaño funcional de aplicaciones generadas en entornos MDA según el estándar IFPUG FPA. Estas consideraciones están enfocadas a medir correctamente los elementos

6 funcionales de los modelos conceptuales, para lo que es necesario tener un procedimiento con reglas que comprendan todas las primitivas del modelo conceptual. Además, las consideraciones están enfocadas a medir de manera eficiente los modelos conceptuales. Las consideraciones identificadas han sido aplicadas a una herramienta que permite medir modelos conceptuales OO-Method, y un análisis comparativo ha sido realizado para mostrar las mejoras que se tienen al incluir estas consideraciones en el desarrollo de dicha herramienta. Basándonos en los resultados obtenidos en el análisis comparativo de sistemas de información reales, hemos identificado que a pesar de que el tamaño funcional y la complejidad sean mayores en algunos modelos, esto no se ve reflejado en el tamaño funcional de las aplicaciones generadas debido a las cotas superiores de las tablas de evaluación definidas en el estándar IFPUG FPA. Por este motivo se plantea como trabajo futuro la creación de un nuevo procedimiento de medición que supere las limitaciones de OOmFP. Referencias 1. Abrahão, S., On the Functional Size Measurement of Object-Oriented Conceptual Schemas: Desing and Evaluation Issues, Doctoral thesis, Universidad Politécnica de Valencia, Valencia, España, Abrahão, S. and Pastor, O., Estimating the Applications Functional Size from Object- Oriented Conceptual Models In: International Function Point User Group Annual Conference (IFPUG 01), Las Vegas, USA, CARE Technologies Web Site, 4. Giachetti, G.; Marín, B.; Condori-Fernández, N. and Molina, J.C., Updating OO-Method Function Points In: 6 th International Conference on the Quality of Information and Communications Technology (QUATIC 2007), Lisboa, Portugal, 2007, pp IFPUG: International Function Point Users Group Web Site, 6. IFPUG, Function Point Counting Practices Manual Release 4.1, International Function Point Users Group, Westerville, Ohio, USA, IFPUG, Function Point Counting Practices Manual Release 4.2, International Function Point Users Group, Princeton Junction, New Jersey, USA, Molina, P., Especificación de interfaz de usuario: De los requisitos a la generación automática, Doctoral thesis, Universidad Politécnica de Valencia, Valencia, España, OO-Method Group Web Site, OMG: Web page of OMG with companies with products MDA, Pastor, O.; Abrahão, S. M.; Molina, J.C. and Torres, I., A FPA-like Measure for Object- Oriented Systems from Conceptual Models In: 11th International Workshop of Software Measurement (IWSM 01), Montreal, Canada, Pastor, O.,;Gómez, J.; Insfrán E. and Pelechano, V., The OO-Method Approach for Information Systems Modelling: From Object-Oriented Conceptual Modeling to Automated Programming, Information Systems, vol.26, Pastor, O. and Molina, J. C., Model-Driven Architecture in Practice, Springer, Pastor, O.; Ramos, I.; Cuevas, J.; Devesa, J., OASIS versión 2.0, An Object Definition Language for Object Oriented Databases, Sitio web MDA,