metricas de calidad

1
PLANEACIÓN DE LA
CALIDAD
Rubby Casallas
Departamento de Ingeniería de Sistemas y Computación
Universidad de Los Andes
Referencias
2

Software Metrics


Metrics and Modals in Software Quality Engineering


Normal E. Fenton and Shari Lawrence Pfleeger. Second
Edition. PWS publishing Company. ISBN: 0-534-95425-1
1999
Stephen H. Kan Addison Wesley ISBN 0-201-6339-6 2001
Introduction to the Team Software Process SM. Capítulo 5

Watts Humphrey. Addison Wesley. 2000
Ejercicio
3

¿Cuál información Ud. debe tener para poder
responder a estas preguntas?
“¿Cuánto ha costado el proceso de pruebas en el proyecto?”
 “¿Qué tan bueno es el código que se ha desarrollado? “
 “¿Están los clientes satisfechos con el producto hasta ahora
desarrollado?”
 “¿Se han encontrado todas las fallas?”
 “¿Cómo se puede mejorar el proceso?”

Métricas de Software
4
“Las métricas de Software son una obscura
y esotérica especialidad”
Agenda
5



Métricas de producto y de proceso de software
GQM: Objetivos, Preguntas, Métricas
Plan de Calidad
Agenda
6



Métricas de producto y de proceso de software
GQM: Objetivos, Preguntas, Métricas
Plan de Calidad
Propósito
7

Las métricas de Software ayudan a una organización
en dos frentes:
Evaluación de la calidad del producto
 Evaluación de la calidad del proceso para producir
productos de software

Definiciones Básicas
8

La acción de medir es el proceso por el cual números o
símbolos son asignados a atributos de entidades en el mundo
real, de tal forma que los describen de acuerdo a reglas
claramente definidas
Ejemplos:
Entidades
Atributos
Mediciones
Cuarto
área
20x30 metros
Fase de pruebas
tiempo invertido
2 horas
Aire
temperatura
20C
Proceso de SW
nivel CMM
nivel 3
Definiciones Básicas (2)
9
Y ahora:
Entidades
Atributos
Mediciones
Software
Calidad
?
Programa
Tamaño
?
Programa
Complejidad
?
Software
Confiabilidad
?
Definiciones Básicas (3)
10
“Lo que no es medible, hágalo medible”
Galileo Galilei


Sugiere que uno de los objetivos de la ciencia es
encontrar formas para medir atributos de las cosas en las
que estamos interesados
Las métricas hacen los conceptos más visibles y por lo
tanto más entendibles y controlables
Alcance de las métricas de Software
11

Métricas para entender, controlar y mejorar
Recursos
Producto
Proceso
• Proceso: cualquier actividad relacionada con la producción de
software
• Diseño, codificación, pruebas, administración de
configuraciones
• Producto: un artefacto resultado de una actividad del proceso
• Especificación, plan, código, caso de prueba
• Recurso: un elemento que es necesario para realizar el proceso
• Gente, tiempo, hardware, software, método
Alcance de las métricas de Software (2)
12

Para un Producto, Proceso o Recurso tenemos:
 Atributos
externos
 Pueden
ser medidos únicamente con respecto a su
interacción con el ambiente
 Por ejemplo: Confiabilidad
 Atributos
 Pueden
Internos
ser medidos en términos puramente de las
entidades en si mismas.
 Por ejemplo, líneas de código
Componentes de las métricas de
software
13




Proceso
Producto
Recursos
Atributos internos y externos
Ejemplos: Productos
14
Entidad
Interno
Externo
Especificaciones
tamaño, reutilización,
modularidad, corrección
sintáctica
entendible,
mantenibilidad
Diseños
tamaño, reuse, modularidad,
acoplamiento, funcionalidad
calidad, complejidad
mantenibilidad
Código
tamaño, reuse, complejidad
algorítmica, flujo de control
estructuración
confiabilidad,
mantenibilidad
Ejemplos: Proceso
15
Entidad
Interno
Externo
Especificar
tiempo, esfuerzo, número de calidad, costo, estabilidad
cambios en los
efectividad
requerimientos
Pruebas
tiempo, esfuerzo, número de costo, costo-efectividad
defectos encontrados
Planeación
tiempo, esfuerzo, error de
estimación
precisión, costo
Ejemplos: Recursos
16
Entidad
Interno
Externo
Personal
edad, salario
productividad, experiencia
Software
precio, tamaño
uso (usability), confiabilidad
Oficinas
temperatura, tamaño, luz
confort, calidad
Escalas de medición: Ejercicio
17

En un estudio reciente sobre calidad de los procesos en las
organizaciones, se encontró que:






15 organizaciones fueron nivel 1
20 organizaciones fueron nivel 2
9 organizaciones fueron nivel 3
6 organizaciones fueron nivel 4
y 1 organización fue nivel 5
Entonces ¿Podemos decir que el nivel de CMM promedio es:
2.17?
Tipo de escala
Relaciones
Ejemplo de
estadísticas
Nominal
Equivalencia
Moda
Frecuencia
Ordinal
Equivalencia
Más grande que
Media
Percentil
Equivalencia
Más grande que
Conoce la diferencia en cualquier
intervalo
Media
Desviación estándar
Intervalo
Proporción
Equivalencia
Más grande que
Conoce la diferencia en cualquier
intervalo
Conoce la diferencia en cualquier
intervalo y escala
Media geométrica
Coeficiente de
variación
Agenda
19



Métricas de producto y de proceso de software
GQM: Objetivos, Preguntas, Métricas
Plan de Calidad
GQM
20

Hechos:
 Una
métrica es útil sólo si ésta ayudad a entender o
el proceso o el producto producido
 Reconocer mejoramiento del proceso o del producto
de software solo puede ocurrir cuando los objetivos
(del proceso y del producto) fueron claramente
definidos
GQM
21



El método GQM ayuda en la definición de objetivos de
una organización
Una vez establecidos los objetivos, se pueden refinar a
través de preguntas cuya respuesta permitirá concluir si
los objetivos se cumplieron o no
Asociado a las preguntas se definen métricas cuyos
valores ayudaran a contestar las preguntas
GQM
22
Ejemplo
23

Objetivos:
 Evaluar
la efectividad de usar un estándar de
codificación

Preguntas:
 ¿Quién
usó el estándar?
 ¿Cuál es la productividad de codificación?
 ¿Cuál es la calidad del código?
Ejemplo cont.
24

Métricas:
 Quién
usó el estándar?
 Proporción
de codificadores usando el estándar
 Experiencia de los codificadores con el estándar, el
lenguaje, la plataforma
 Cuál
es la productividad de codificación?
 Tamaño
•
del código, esfuerzo
Cuál es la calidad del código?
•
Defectos/LOC
Definición de Objetivos
25

Propósito:
 Para
(caracterizar, evaluar, predecir, motivar, etc.) el
(proceso, producto, métrica, etc.) para poder (entender,
evaluar, controlar, administra, aprender, mejorar, etc.)

Perspectiva:
 Examinar
el (costo, efectividad, defectos, cambios, etc.)
desde el punto de vista del (desarrollador, gerente,
cliente, usuario, etc.)

Ambiente (dentro de ciertas características de):
 Factores
de proceso, la gente, los métodos, las
herramientas, las restricciones
Objetivos: Ejemplo
26

Propósito
 Caracterizar
el proceso de inspección de software para
poder evaluarlo
 Evaluar la calidad del producto para mejorarla
Objetivos: Ejemplo
27

Preguntas
 ¿Cuánto
cuesta el proceso de inspección?
 ¿Cuánto tiempo calendario toma el proceso de
inspección?
 ¿Cuál es la calidad del software inspeccionado?
 ¿Cuál es el grado de conformidad de la gente con el
proceso de inspección?
 ¿Cuál es la productividad del proceso de inspección?
Objetivos: Ejemplo
28

Métricas
 Promedio
de esfuerzo por KLOC
 Porcentaje de reinspecciones
 Promedio de fallas detectadas por KLOC
 Total KLOC inspeccionadas
 Promedio de líneas de código inspeccionadas
 Eficiencia de los defectos removidos
 Promedio de esfuerzo por defecto detectado
GQM
29

¿Cuál es la relación entre métricas y madurez del
proceso?
CMM
30
Continuously
improving
process
Managed
(4)
Predictable
process
Standard,
consistent
process
Repeatable
(2)
Disciplined
process
Initial
(1)
Defined
(3)
Optimizing
(5)
Focus on continuous
process improvement
Process measured and
controlled
Process characterized,
fairly well understood
Can repeat previously mastered tasks
Unpredictable and poorly controlled
Agenda
31



Métricas de producto y de proceso de software
GQM: Objetivos, Preguntas, Métricas
Plan de Calidad
Plan de Calidad
32


Construir un plan de calidad basado en ciertos
índices de desempeño
Contenido del Plan
1. Resumen de Porcentajes
2. Porcentaje libre de defectos (PDF)
3. Defectos por Página
4. Defectos por KLOC
5. Proporción de defectos (Ratio)
6. Proporción de tiempos de desarrollo
Plan de Calidad (2)
33

Contenido del Plan
7. A/FR
8. Porcentaje de revisión e inspección
9. Porcentaje de inyección de defectos
10. Porcentaje de eliminación de defectos
11. Rendimiento (yield) de fase
12. Rendimiento (yield) de proceso
Plan de Calidad (3)
34
1.
Resumen de Porcentajes
 Las
tres medidas del resumen dan una perspectiva
global de la calidad del Proceso:
 LOC/Horas:
mide la productividad global del grupo. Un
número grande indica gran productividad y bajos costos
 % Reutilización: mide el porcentaje global de este
producto que fue reutilizado de proyectos anteriores
 % Reutilización nuevo: mide la contribución de este ciclo
al mejoramiento de la productividad en ciclos posteriores
o proyectos
Plan de Calidad (4)
35
2.
Porcentaje libre de defectos (PDF)
Mide el porcentaje de los componentes de un producto que
no tiene defectos en una fase dada.
 Ejemplo:

Un componente con 5 partes y cuatro tenían defectos en la fase de
compilación, el PDF del componente en la fase de compilación es
del 20% (no se tiene en cuenta el número de defectos)
 Entre mayor el número de partes, mayor la precisión del PDF para
medir la calidad del componente.


Datos de PDF en todas las fases de eliminación de defectos
permite ver el mejoramiento de la calidad a través del
proceso de desarrollo.
Plan de Calidad (5)
36
3.
Defectos por página
 Muestra
el número de defectos removidos de cada
página del documento de requerimientos y del
diseño de alto nivel
Plan de Calidad (6)
37
4.
Defectos por KLOC
 Un
defecto es cualquier elemento asociado con los
requerimientos, el diseño o la implementación que de
no ser cambiado puede causar un diseño,
implementación, prueba, uso o mantenimiento del
producto no adecuados
 Un defecto mayor es cualquier problema que cuando
se arregla cambia el código ejecutable
 Defectos en formatos o comentarios son considerados
menores
Plan de Calidad (7)
38
4.
Defectos por KLOC (cont...)
 El
número de defectos encontrados en una fase de
pruebas indica la calidad del producto entrando y
saliendo de esa fase
 Cuando un producto tiene muchos defectos, una fase
de pruebas encontrará muchos de ellos poro también
dejará sin encontrar muchos
 Si hay muchos defectos en pruebas unitarias,
probablemente habrá todavía muchos terminada esa
fase
Plan de Calidad (8)
39
4.
Defectos por KLOC (cont...)
 La
experiencia muestra que cuando un producto tiene
menos de 0.5 defectos/KLOC en construcción y
pruebas de integración y menos de 0.2
defectos/KLOC en pruebas de sistema, generalmente
no habrá defectos para que encuentre el usuario
(producto de alta calidad)
Pruebas de
Sistema
Integración
Pruebas
Unitarias
Compilación
Revisión
Código
4.
Revision DD
Plan de Calidad (9)
Defectos por KLOC (cont...)
70
60
50
40
30
A
B
20
10
0
40
Plan de Calidad (10)
41
5.
Proporción de defectos (Ratio)
 Provee
un mayor detalle de la calidad de las
revisiones de diseño y de código
 La experiencia muestra que cuando se encuentra el
doble de defectos en revisión de código que en
compilación, la revisión de código fue realizada a
conciencia. En este caso la proporción de defectos es
2.0
 Número de defectos encontrados en revisión de diseño
contra número de defectos encontrados en pruebas
unitarias. Esta proporción debería ser más de 2.0
Plan de Calidad (11)
42
6.
Proporción de tiempos de desarrollo
 Según
la experiencia, las siguientes proporciones dan
una idea de la buena calidad del producto (no es una
garantía poro la probabilidad es alta):
 25%
del tiempo de requerimientos debe ser en
inspección de requerimientos
 50% del tiempo de diseño de alto nivel debe ser en
revisiones e inspecciones
 >100% del tiempo de diseño detallado debería ser en
revisiones e inspecciones
Plan de Calidad (12)
43
7.
A/FR (Appraisal to Failure Ratio)
(Revisión/Pruebas)
 Para programas pequeños debería ser alrededor de
2.0
 Para programas grandes debería ser alrededor de
1.0 porque aun si los programas tienen pocos
defectos en pruebas, probarlos es dispendioso
Plan de Calidad (13)
44
8.
Porcentaje de revisión e inspección
 Requerimientos:
<2.0 páginas de texto a espacio
simple por hora
 Diseño de alto nivel: <5.0 páginas de diseño por
hora
 Diseño detallado: <100 líneas de pseudocódigo por
hora
 Código: <200 líneas de código por hora
Plan de Calidad (14)
45
9.
Porcentaje de inyección de defectos
 De
acuerdo con datos de varios cientos de
programas escritos por estudiantes y por ingenieros
experimentados en un curso de PSP, se tiene que:
 La
proporción de inyección de defectos durante diseño
detallado es de 2 defectos por hora
 Y es de 6 defectos por hora en codificación
Plan de Calidad (15)
46
10.
Porcentaje de eliminación de defectos
 Tomando
la misma muestra, los datos fueron más
variados:
 En
revisión de código va de 0 a 20 defectos por hora,
el resultado fue de 6 defectos por hora para el 61.5%
de los ingenieros
 En revisión de diseño, 2 o más defectos por hora para el
57.9% de los ingenieros
Plan de Calidad (16)
47
11.
Rendimiento (yield) de fase
 Porcentaje
de defectos en un programa que fueron
removidos durante una fase dada
 Ejemplo:
 19
defectos en el programa a la entrada de la revisión de
código
 Se inyectó un defecto durante la revisión de código
 Se encontraron 15 durante la revisión
 yield = 100 * (defectos encontrados)/(defectos en el
producto) = 100* 15/(19+1) = 75%
 Se
puede calcular sólo cuando se ha terminado el
programa y se sabe el número total de defectos
Plan de Calidad (17)
48
12.
Rendimiento (yield) de proceso
 El
porcentaje de defectos removidos antes de una
fase dada
 Ejemplo: antes de pruebas de sistema debería ser
de 99%