“Teoría de la Medición del Software”

Presenta:

Muñoz Solís Emmanuel

Académico:

Elizabeth Pulido Romero

11 de Diciembre del 2014

1.1Teoría de la Medición del Software

TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE ECATEPEC

DIVISIÓN DE LICENCIATURA EN INFORMÁTICAMODELADO DE NEGOCIOS

Uno de los campos más influyentes en los orígenes de la disciplina de la medición del software ha sido la teoría de la medición. La medición es una actividad que aplicamos continuamente en nuestra vida cotidiana y permite obtener información que nos guía en la toma de decisiones, seleccionar entre distintas alternativas.

La medición se define como:”el proceso de asignar números o símbolos a los atributos de las entidades del mundo real de forma que se puedan describir de acuerdo a unas reglas claramente definidas.

Una entidad puede ser un objeto físico, un evento que ocurre en un determinado momento de tiempo o una actividad que transcurre en un determinado intervalo de tiempo, como ejemplo: un programa, un hito y la fase de pruebas de un proyecto software, respectivamente.

Un atributo es una característica de una entidad, como por ejemplo el tamaño del código de un determinado programa o el esfuerzo requerido para llevar a cabo una determinada actividad.

En el campo de la medición es necesario especificar tanto las entidades como los atributos que se evalúan de dichas entidades. Algunos aspectos relevantes a considerar en el contexto de la teoría de la medición aplicada del software son los siguientes:

Escala: las escalas permiten establecer el tipo de representación más adecuado para un atributo de forma que se puedan comparar los valores de los mismos. Diferentes escalas pueden medir el mismo atributo. Para ello, en la teoría de la medición aplicada al software destacan cinco tipos principales de escalas:

Escala nominal: escala más básica, que sitúa a las entidades en diferentes clases o categorías asignando al atributo un nombre. De este modo las clases o categorías asignando al atributo un nombre. De este modo las clases se identifican únicamente salvo como un mero identificador.

Escala ordinal: los atributos pueden ser ordenados en rangos pero la distancia entre los mismos no es significativa.

Escala de intervalo: es como la ordinal pero con la diferencia de que la distancia entre los atributos si tiene sentido

Escala de ratio: es la más útil en la medición del software, ya que preserva el orden, el tamaño de los intervalos y también los ratios entre las entidades. Además tiene un punto fijo de referencia: el cero. La escala debe comenzar en el 0 y se incrementa en pasos iguales. Además con los valores de esta escala se pueden realizar las operaciones.

Escala absoluta: se utiliza únicamente cuando solo hay una forma posible de medir un atributo. En general, los atributos evaluados mediante un método basado en contar el número de elementos son de tipo escala.

Clasificación de entidades: en medición del software se puede distinguir entre tres tipos de entidades:

Proceso: en que se incluyen las mediciones relacionadas a las actividades del software.

Producto: incluye los entregables y documentos resultantes de las actividades de los procesos.

Recursos: incluye los recursos necesarios para el desarrollo de los proyectos software tales como personal, software, hardware, etc.

Atributos internos y externos: los atributos internos son aquellos que pueden ser medidos de una entidad sin necesidad de evaluar el comportamiento externo de dicha entidad. Ejemplos de atributos son: tamaño y complejidad de código fuente, que pueden ser evaluados sin necesidad de ejecutar el código. Los atributos externos son mediciones sobre como una entidad eta relacionada con el entorno.

Estos atributos son mucho más difíciles que evaluar que los atributos internos y la necesidad de disponer de mediciones de atributos internos para obtener el valor de atributos externos es claro.

Mediciones directas e indirectas: es la medición de un atributo de una entidad sin estar en otras entidades implicadas. Por ejemplo, el atributo tamaño de la entidad código fuente puede ser medido sin necesidad de evaluar ningún atributo de otras entidades. Las mediciones indirectas requieren de otros atributos.

1.2Terminología de la medición de software

La medición de software es una disciplina relativamente joven, no existe aún consenso general sobre la definición exacta de los conceptos y terminología que maneja. Se han detectado ciertas lagunas e inconsistencias en los términos que dichos estándares definen, como son por ejemplo los conceptos de medida, métrica, medición, indicador, etc.

Con el fin de contribuir a la armonización de los diferentes estándares y propuestas de investigación y de establecer una terminología consistente se ha desarrollado una ontología de la medición del software.

El objetivo de la ontología es establecer una guía de referencia que incluya los conceptos relacionados con la medición del software. Para facilitar su

comprensión, la ontología de la medición del software se divide en las siguientes sub-ontologías:

Caracterización y objetivos de la medición software: con los elementos sobre los que se puedan aplicar un proceso de medición y sus propiedades. También se reflejan los objetivos que se persiguen con la medición del software.

Acción de medir: en la que se identifican los conceptos relacionados con la forma en la que se lleva a cabo la medición del software.

Métricas: en la que se especifica la definición y características básicas de las métricas software. Una métrica se define como una forma de medir (método de medición, función de cálculo o modelo de análisis) y una escala, definidas para realizar mediciones de uno o varios atributos. Las métricas pueden ser de tres tipos de función de su forma de medir:

Métricas directas: es un método de medición, es decir, se pueden realizar de dicha métrica sin depender de ninguna otra.

Métricas indirectas: cuya forma de medir es una función de cálculo, las mediciones de dicha métrica utilizan las medidas obtenidas en mediciones de otras métricas directas o indirectas.

Indicadores: es un modelo de análisis, es decir, las mediciones de dicha métrica utilizan las medidas obtenidas en las mediciones de otras métricas (directas, indirectas o indicadores) junto con criterios de decisión.

Formas de medir, se describen las distintas formas de medir métricas software.

Todo proceso de medición del software tiene como objetivo fundamental satisfacer necesidades de información. Un proceso de medición no puede obtener resultados útiles si estos no satisfacen alguna necesidad de información detectada en la empresa en la que se lleva a cabo. A partir de las necesidades de información se deben identificar las entidades y los atributos de dichas entidades que son candidatos a ser medidos.

Una vez identificados los atributos objeto de la medición, se deben definir las métricas necesarias. La definición general de una métrica se debe especificar aspectos como la unidad en la que se expresa, la escala a la que pertenecen, el atributo o atributos para los que se definen, etc.

La definición de las métricas se deben realizar a distintos niveles o alcances, ya que resultara excesivamente complejo definir de forma directa métricas a partir de las cuales se satisfagan las necesidades de información. Definir el

lugar de las métricas que se aplican directamente sobre las características de una entidad para evaluar un determinado atributo. A partir de estas métricas directas indirectas y finalmente se podrían definir métricas con el objetivo de proporcionar información útil para la toma de decisiones. Finalmente se lleva a cabo el proceso de medición propiamente dicho, a partir de la definición de las métricas y de la caracterización de los atributos de las entidades objeto de la medición, mediante la realización de mediciones que como resultado obtienen medidas. Estos conceptos se tratan en la subontologia de la acción de medir.

1.3Proceso de creación de métricas

Desde los años setenta se han propuesto una gran cantidad de métricas para capturar atributos de los procesos y productos software de una forma cuantitativa. Tradicionalmente estas métricas se han realizado confiando el conocimiento de los expertos, y si bien esta experiencia es importante puede resultar no ser suficiente. En la actualidad muchas de las métricas propuestas han fracasado, siendo solo una pocas las que han sobrevivido con éxito la fase inicial de definición y son usadas actualmente en la industria. Ello es debido a varios problemas.

Las métricas no están siempre definidas en un contexto en el que el objetivo de interés industrial que se pretende alcanzar mediante su utilización es explicito y queda bien definido.

Por ejemplo: la reducción del esfuerzo de desarrollo o la reducción de los fallos presente en los productos software

En ocasiones aunque el objetivo sea implícito, las hipótesis experimentales a menudo no están hechas de forma explicita, por ejemplo ¿que se pretende reducir del análisis?, ¿resulta increíble el resultado?

Las definiciones de la métrica no siempre se tienen en cuenta el entorno o el contexto en el cual serán aplicadas, por ejemplo ¿se puede utilizar una métrica definida para un entorno no orientado a objetos en un contexto orientado a objetivos?

A menudo, no es posible realizar una adecuada validación teórica de las métricas por que el atributo que una métrica pretende cuantificar no es ta bien definida, por ejemplo, la noción de complejidad.

Un gran número de métricas no han sido nunca objeto de validación empírica, por ejemplo. ¿ Como se sabe que una métrica de tamaño predice mejor el esfuerzo en un entorno de desarrollo?.

Esta situación ha conducido frecuentemente a cierto grado de ambigüedad e impresión en las definiciones, propiedades y suposiciones de las métricas,

haciendo que su uso sea difícil, interpretación resulta y que los resultados sean contradictorios en varios estudios de validación. Los problemas citados anteriormente son propios de cualquier disciplina joven. No se puede encontrara leyes cuantitativas que sean validas y aplicables de modo general, y que tenga la misma precisión y exactitud que por ejemplo, las leyes físicas.

Todas estas características no significan que no se puedan progresar en el campo de las métricas software, pero para poder conseguir este propósito las métricas deben ser definidas de una forma metodológica y disciplinada, teniendo dicha definición, una base solida con objetivos de medición claros y debiendo satisfacer las necesidades de la organización.

La propuesta del grupo Alarcos constas de dos fases:

Identificación: pretende identificar los objetivos de la medición y las hipótesis bajo las cuales se crean las métricas. Los objetivos indican lo que se pretenden conseguir con la utilización del proceso de medición y representa la razón por la que se llevara el proceso de medición. Este proceso suele estar basado en el conocimiento de los expertos y puede utilizar mecanismos basados en GOAL-QUESTION –MERIC.

Creación es aquel en el que a partir de los requisitos obtenidos en la etapa de identificación se creara una métrica valida, lista para ser aplicada en entornos reales. El proceso de creación de las métricas es evolutivo e interactivo y se subdivide en varias etapas intermedias. Como resultado de la realimentación las métricas deben ser predefinidas de acuerdo a las validaciones teóricas o empíricas, fallidas. Al final de la etapa de creación las métricas se consideran validas y aquellas que no sean validas serán descartadas. Las etapas en la que se subdividen son:

Definición: es el primer paso de esta fase que debe realizarse considerando las características del producto que se van a medir y la experiencia de los profesionales. En la definición se deben considerar objetivos claros, es decir, realizar una definición de la métrica.

Validación teórica: es demostrar que la métrica mide el atributo que pretende medir es decir, comprobar si la idea intuitiva acerca al atributo que esta siendo medido.

Lamentablemente no existe un estándar para la validación teórica a través del cual obtener la información matemática de las métricas definidas sin embargo hay dos tendencias principales en la validación: los marcos basados en propiedades y los que se basan en la teoría de la medida.

Validación empírica: el objetivo de esta etapa es probar la utilidad práctica de las métricas propuestas. El saber general, la intuición o la especulación, no son fuentes fiables de conocimiento.

Se utiliza para obtener información objetiva sobre la utilidad de las métricas propuestas ya que puede que una métrica sea correcta desde el punto de vista formal, para no tener relevancia práctica para un producto determinado.

Explicación psicológica: idealmente es necesario tener la capacidad de explicar la influencia de los valores de las métricas desde un punto de vista psicológico. Algunos autores como, Siau proponen el uso de la psicología cognitiva como una disciplina de referencia.

Aceptación: suele ser necesaria la existencia de una fase de pruebas en laboratorio en la que se realice una experimentación sistemática en entornos reales y con usuarios reales para verificar si cumple los objetivos buscados dentro de un entorno de trabajo real. Esta etapa se diferencia de los casos de estudio en que en estos últimos se suele trabajar en el entorno final de aplicación. En esta etapa se intenta averiguar si las métricas “validas” que se consiguieron al final de la fase de creación son aceptables en entornos de aplicación reales, teniendo en cuanta los objetivos obtenidos en la etapa de identificación.

Aplicación: en esta etapa se utiliza la métrica ya aceptada en el entorno real. Esta fase se lleva a cabo en paralelo con la fase de acreditación.

Acreditación: esta última fase del proceso es una etapa dinámica que persigue el aseguramiento de la métrica y la mejora continua de la misma, en función de cómo evoluciona el entorno de aplicación, de manera que se puedan seguir cumpliendo los objetivos que se perseguían del método.

Estándares y metodología de medición

Una organización es necesario partir de una base cuantitativa que permita determinar de una forma objetiva los puntos fuertes y débiles de los procesos. Las métricas software constituyen la base necesaria para poder llevar a cabo un proceso de evaluación y posteriormente una mejora de los procesos software. Como soporte al proceso de medición se pueden destacar diversos marcos de trabajo como el mencionado GQM o PSM, así como ciertos estándares, entre los que destacan ISO 15939 e IEEE. El objetivo de estos estándares y marcos de trabajo es proporcionar la referencia necesaria para poder llevar a cabo el proceso de medición de una forma efectiva y sistemática, partiendo de la base de que la medición es un proceso que debe ser llevado a cabo en base a una serie de objetivos.