METRICAS DEL SOFTWARE

MSc. I.S Judith del Pilar Rodrguez Tenjo

Estimacin del costo y el esfuerzo Acumulacin de datos Medicin de la productividad Elaboracin de modelos de seguridad Valoracin de capacidades de

madurez

C O N C E P T O S C L A V E

S

Definiciones claras Definir el modelo Establecer criterio de conteo Decidir que es bueno Reporte de la mtrica Clasificaciones adicionales Simple y fcil de calcular

Emprica e intuitiva Consistente en el empleo de

unidades y tamao. Independiente del lenguaje de

programacin. Un mecanismo para la

realimentacin de calidad.

Directa Indirecta

Medicin

Medida

Mtrica

Permite resolver problemas

Caractersticas de un proceso de medicin

Formulacin Coleccin Anlisis Interpretacin Realimentacin

Atributos internos Atributos externos

Actividades

Valorar

Estimar

Diseo

Calidad y fiabilidad

Tiempo y esfuerzo

Caractersticas

MEDIDAS

Medicin y Mtricas

Medicin es el acto de determinar una medida

Una medida proporciona una indicacin cuantitativa de la extensin, la cantidad, la dimensin, la capacidad o el tamao de algn atributo del producto o proceso.

Mtrica, es la medida cuantitativa del grado de en que un sistema, componente o proceso posee un atributo determinado.

Un indicador es una mtrica o una combinacin de mtricas que proporciona conocimiento acerca del proceso de software, un proyecto de software o el propio producto

El proceso de medicin- actividades

Formulacin

Coleccin

Anlisis Interpretacin

Retroalimentacin

Actividades de la

medicin

Formulacin: Obtencin de medidas y mtricas del software apropiadas para la presentacin del software en cuestin. Coleccin: Mecanismo empleado para acumular datos necesarios para obtener las mtricas formuladas. Anlisis: Clculo de las mtricas y la aplicacin de herramientas matemticas. Interpretacin: La evaluacin de los resultados de las mtricas en un esfuerzo por conseguir una visin interna de la calidad de la presentacin. Retroalimentacin: Recomendaciones obtenidas de la interpretacin de mtricas y tcnicas transmitidas al equipo de desarrollo de software.

El proceso de medicin

Mtricas del modelo del anlisis En esta fase es deseable que las mtricas tcnicas proporcionen una visin interna a la calidad del

modelo de anlisis.

Estas mtricas examinan el modelo de anlisis con la intencin de predecir el tamao del sistema

resultante; es probable que el tamao y la complejidad del diseo estn directamente

relacionadas.

Otras Mtricas :

Mtrica Bang Modelo de Anlisis

Mtrica de Especificacin

METRICAS BASADAS EN LA FUNCION

La mtrica de punto de funcin PF se usa para medir la funcionalidad que entrega un sistema , empleando datos histricos el PF se usa para estimar el costo o el esfuerzo requerido para disear codificar y probar el software Predecir el numero de errores que se encontraran durante la prueba Pronosticar el numero de componentes, de lneas de cdigo proyectadas o ambas en el sistema implementado.

Mtricas orientadas al tamao

Se derivan al normalizar las medidas de calidad y/o productividad para considerar el tamao que se produjo.

No se aceptan universalmente como la mejor forma de medir el proceso de software.

METRICAS BANG Y Mtricas de cakidad de ka especificacin

BANG: Se aplica para desarrollar una indicacin del tamao del software a implementar como consecuencia del modelo de anlisis.

ESPECIFICACION: Davis y colegas proponen una lista de caractersticas que pueden emplearse para valorar la calidad del modelo de anlisis y la correspondiente especificacin de requisitos.

METRICAS ?

Qu son las mtricas?

Es la medicin es esencial para cualquier disciplina de ingeniera y la ingeniera de software no es una excepcin. Las mtricas de software se refieren aun amplio rango de medidas para el software dentro del contexto de la planificacin del proyecto de software, las mtricas de calidad pueden ser aplicadas a organizaciones, procesos y productos los cuales directamente afectan a la estimacin. Existen mtricas que podemos utilizar para evaluar lo que estamos haciendo en ingeniera de software.

Why? Una mtrica es una medida efectuada sobre algn aspecto del sistema en desarrollo o del proceso empleado que permite, previa comparacin con unos valores (medidas) de referencia, obtener conclusiones sobre el aspecto medido con el fin de adoptar las decisiones necesarias. Con esta definicin, la definicin y aplicacin de una mtrica no es un objetivo en s mismo sino un medio para controlar el desarrollo de un sistema de software.

Qu son las mtricas? Se definen las mtricas de software como "La aplicacin continua de mediciones basadas en tcnicas para el proceso de desarrollo del software y sus productos, para suministrar informacin relevante a tiempo, as el administrador junto con el empleo de estas tcnicas mejorar el proceso y sus productos" .

Figura . Concepto de Mtricas.

Para que sea til en el contexto del mundo real, una mtrica del software debe ser objetiva, simple y calculable, consistente en el empleo de unidades y tamaos, persuasiva, adems debera ser independiente del lenguaje de programacin y proporcionar una realimentacin eficaz para el desarrollador de software

Por qu asegurarnos de que las mtricas cumplen estas condiciones?

Las mtricas deben ser un instrumento que ayude a mejorar el proceso, producto o proyecto de software, no tiene mucho sentido aplicar mtricas que lejos de ayudar a los desarrolladores constituyan un problema; bien por ser demasiado complejas, porque no se entiendan correctamente los objetivos que persiguen o porque arrojen resultados imprecisos que no puedan ser interpretados por los ingenieros de software.

Es importante entonces que una mtrica pueda obtenerse fcilmente, que se entienda por qu y para qu se utiliza, que los clculos no produzcan resultados ambiguos o en los que existan extraas combinaciones de unidades, y que la interpretacin de valores obtenidos est acorde a las nociones intuitivas del ingeniero de software.

Fuente: CHOQUE, Aspiazu. Ingeniera del software, principios y conceptos. Mxico: Mc Graw Hill, 1994. p.123.

Who ?

Producto

Las mtricas sobre el producto estn orientadas a estimar las caractersticas del mismo antes de su desarrollo.

Estas estimaciones se basan en el conocimiento que los desarrolladores adquieren a partir de datos obtenidos de proyectos anteriores.

A) Tamao estimado del cdigo B) Complejidad estimada C) Robustez

Proceso

Las mtricas del proceso se recopilan de todos los proyectos y durante un largo perodo de tiempo.

Su intento es proporcionar indicadores que lleven a mejoras de los procesos de software a largo plazo.. Un indicador es una mtrica o una combinacin de mtricas que proporcionan una visin profunda del proceso del software, del proyecto de software o del producto en si.

Proyecto

Engloba todos los recursos, actividades y artefactos, que se organizan para lograr un producto de software de calidad, es de vital importancia definir algunas mediciones que ayuden al mejoramiento del mismo.

A nivel de proyecto se minimiza la planificacin de desarrollo haciendo los ajustes necesarios para evitar retrasos o riesgos potenciales, minimizar los defectos, y por tanto la cantidad de trabajo que ha de rehacerse, lo que ocasiona una reduccin del coste global del proyecto, adems puede evaluarse la calidad de los productos en el momento actual y cuando sea necesario.

Mtricas del Proyecto

La primera aplicacin de mtricas de proyectos en la mayora de los proyectos de software ocurre durante la estimacin. Las mtricas recopiladas de proyectos anteriores se utilizan como una base desde la que se realizan las estimaciones del esfuerzo y del tiempo para el actual trabajo del software. A medida que avanza un proyecto, las medidas del esfuerzo y del tiempo consumido se comparan con las estimaciones originales (y la planificacin de proyectos).

Mtricas del Proyecto El gestor utiliza estos datos para supervisar y controlar el avance. A medida que comienza el trabajo tcnico, otras mtricas de proyectos comienzan a tener significado. Se miden los ndices de produccin representados mediante pginas de documentacin, las horas de revisin, los puntos de funcin y las lneas fuentes entregadas, en el proyecto se sigue la pista de los errores detectados durante todas las tareas de ingeniera del software. Cuando va evolucionando el software desde la especificacin del diseo, se recopilan las mtricas tcnicas para evaluar la calidad del mismo y para proporcionar indicadores que influirn en el enfoque tomado para la generacin y prueba del cdigo.

Finalmente los indicadores de proyecto permiten: Evaluar el estado del proyecto en curso. Seguir la pista de los riesgos potenciales. Detectar las reas de problemas antes de que se

conviertan en "crticas". Ajustar el flujo y las tareas del trabajo. Evaluar la habilidad del equipo del proyecto en

controlar la calidad de los productos de trabajo del software.

Mtricas proceso

La medicin del proceso implica las mediciones de las actividades relacionadas con el software siendo algunos de sus atributos tpicos el esfuerzo, el coste y los defectos encontrados.

Las mtricas permiten tener una visin profunda del proceso de software que ayudar a tomar decisiones ms fundamentadas, ayudan a analizar el trabajo desarrollado, conocer si se ha mejorado o no con respecto a proyectos anteriores, ayudan a detectar reas con problemas para poder remediarlos a tiempo y a realizar mejores estimaciones.

Para mejorar un proceso se deben medir los atributos del mismo, desarrollar mtricas de acuerdo a estos atributos y utilizarlas para proporcionar indicadores que conduzcan la mejora del proceso.

Los errores detectados antes de la entrega del software, la productividad, recursos y tiempo consumido y ajuste con la planificacin son algunos de los resultados que pueden medirse en el proceso, as como las tareas especficas de la ingeniera del software.

Actualmente existen muchas mtricas, y stas deben usarse conforme se ajusten al proceso.

Las mtricas del proceso se caracterizan por:

El control y ejecucin del proyecto.

Medicin de tiempos del anlisis, diseo, implementacin, implantacin y posti- mplantacin.

Medicin de las pruebas (errores, cubrimiento, resultado en nmero de defectos y nmero de xito).

Medicin de la transformacin o evolucin del producto

existen varios factores que determinan la calidad del software y la eficiencia de la organizacin, entre ellos estn la complejidad del producto, las tecnologas y las personas, as como algunas condiciones de entorno que tambin tienen su impacto, estas pueden ser condiciones de gestin (Ej.: plazo de entrega, regla de empresa), entornos de desarrollo y caractersticas del cliente, sin embargo en el centro de todas ellas se encuentra el proceso pues es el nico factor de los controlables al mejorar la calidad del software y su rendimiento como organizacin. Analizando y mejorando el proceso se puede obtener mejores productos.

Por qu el proceso?

Mtricas del Producto

Las mtricas del producto se centran en las caractersticas del software y no en cmo fue producido. Un producto no es solo el software o sistema funcionando sino tambin los artefactos, documentos, modelos, mdulos, o componentes que lo conforman, por tanto, las mtricas del producto deben hacerse sobre la base de medir cada uno de estos. En los artefactos del producto se mide, entre otras cosas, el tamao, la calidad (teniendo en cuenta los defectos, la complejidad, la primitividad, entre otros), la totalidad, rastreabilidad, volatilidad, esfuerzo.

METRICAS- SOFTWARE

Tiempo y costo de

desarrollo. Reusabilidad Productividad

Proceso

Mtricas del Software

Tamao. Estructura lgica Estructura de datos Puntos de funcin

............

Producto

Fuente: EJIOGU, L. Software engineering with formal mectrics. Brasilia: Pearson, 1996.

Otras clasificaciones de las mtricas

Uno puede distinguir el objetivo de las propiedades subjetivas (la mtrica).

Generalmente hablando, el indicador de la mtrica siempre debe producir los valores idnticos para una mtrica dada. Incluso para la mtrica subjetiva, son las medidas del proceso de software, como el tiempo de desarrollo global, el tipo de metodologa usado el nivel de experiencia del personal de la programacin. Los observadores calificados pueden medir los diferentes valores dados para una mtrica, desde que su juicio subjetivo este involucrado llegando al valor moderado.

Volviendo mtricas del Producto Mtricas orientadas al tamao. Provienen de la normalizacin de las medidas de calidad y/o productividad considerando el tamao del software que se haya producido. Varias mtricas intentan cuantificar el software por el tamao. La mtrica que usa ms esto ampliamente es LOC; padece la deficiencia obvia que su valor no puede medirse hasta despus que el proceso codificacin se haya completado. Los puntos funcin del sistema y el Bang tienen la ventaja de ser predecibles en la fase del plan en el proceso de desarrollo y, se puede decir que posiblemente antes. Algunas mtricas definidas por Halstead tambin usadas miden el tamao del software (longitud y

volumen del programa) (Vase la Figura ).

Mtricas del producto segn

el tamao

Lneas de cdigo

Punto de funcin

C. Bang

Mtricas de halstead

LOC KLOC DSI NCSS NSLOC

Volumen del programa

Longitud del programa

Vocabulario del programa

Dificultad del programa

VENTAJAS DE LAS MTRICAS DESVENTAJAS DE LAS MTRICAS

Son fciles de calcular Muchos modelos de

estimacin de software usan LOC o KLOC como datos de entrada.

Son dependientes del lenguaje de programacin. Perjudica a los programas cortos pero bien

diseados. Su uso en estimacin es difcil porque hay que

estimar las LOC a producirse mucho antes de que se complete el anlisis y el diseo.

Fuente: FENTON, Norman. Software mectrics. London: Chapman & Hall, 1991. p.63

Lneas de cdigo (LOC). Las mtricas de las lneas de cdigo (LOC), posiblemente son las ms altamente usadas para hallar el tamao del programa. involucran tratamiento de lneas plidas y lneas del comentario, declaraciones no ejecutables, las declaraciones mltiples lnea, y lneas mltiples por declaracin, as como la pregunta de cmo contar las lneas de cdigo rehusadas. La definicin ms comn de LOC parece contar cualquier lnea que no sea un espacio en blanco o lnea de comentario, sin tener en cuenta el nmero de declaraciones por lnea.

LOC. Lneas de cdigo es la ms habitual y antigua KLOC. Miles de lneas de cdigo. Es la unidad de medida que adoptan la mayora de modelos clsicos de estimacin de costos, en la calificacin de un proyecto informtico. DSI. Instrucciones de cdigo fuente realmente entregados, y su mltiplo KDSI, que surgieron para que se tuviera en cuenta que, en los nuevos entornos de desarrollo y construccin de software NCSS. Lneas de cdigo fuente sin tener en cuenta los comentarios, y su mltiplo KNCSS. Por el hecho de considerar que en un buen proceso de construccin los programas incluyen lneas de comentario o que una lnea de tratamiento se puede escribir en diferentes lneas de cdigo para aumentar la legibilidad y mejorar la mantenibilidad del software. NSLOC. Nuevas lneas de cdigo fuente, tal como se realiza en el modelo COCOMO 2 para que se tenga en cuenta que slo deben contarse las lneas de cdigo nuevas sin contar las que incorpore automticamente el entorno de programacin.

Definiciones importantes LOC

Punto de funcin.

Sugiere un acercamiento a la medida de productividad.

Se obtienen utilizando una relacin emprica basada en

medidas cuantitativas del dominio de informacin de software y valorizaciones

subjetivas de la complejidad del software.

Esta tcnica aporta una medida estndar del

tamao de los sistemas de informacin, y sirve de base

para la estimacin del esfuerzo requerido para el

desarrollo de los proyectos.

Esto quiere decir que la estimacin se refiere a los resultados que se obtienen de un software y no cmo se producen internamente

estos resultados.

La medida de los SI mediante los puntos de funcin proporciona una

estimacin del tamao del software independiente de la tecnologa utilizada en su

desarrollo y dependiente nicamente de la

funcionalidad que el sistema proporciona al usuario.

Los Puntos Funcionales pueden ser entendidos y evaluados por usuarios que no son tcnicos

Estas medidas aslan el tamao intrnseco del sistema de los factores del medio, facilitando el

estudio de factores que influyen en la produccin.

Estas medidas pueden determinarse al inicio del ciclo de desarrollo, lo que permite utilizar

los Puntos Funcionales en la estimacin de procesos.

Estas medidas estn basadas; en las observaciones de los usuarios externos del

sistema, y es tecnologa independiente.

Las razones de Albrecht, para proponer los Puntos

Funcionales como medidas de tamao de un sistema

tomadas de Pressman 98,

Mtrica de

flujo de

informacin Mtricas de complejidad del proceso

Mtricas del esfuerzo de desarrollo

Mtricas de estructura lgica o de control

Mtricas de estructura de datos

MTRICAS DEL

PROCESO

Mtrica

ciclmatica de

complejidad

Variables vivas

cantidad de

datos

Mtrica de

flujo de

informacin

Nmero de

decisiones

Mtrica de

spans

Mtrica de costo

MTRICAS DEL PROCESO

Que paso con .

Mtrica ciclomtica de complejidad. Esta medida se deriva del grafo de flujo de control de un

programa y mide el nmero de caminos independientes a travs de un programa. Lo que

est relacionado con la facilidad para probar y mantener el cdigo. Una aproximacin al valor del

nmero ciclomtico se obtiene de la siguiente expresin:

Donde e es el nmero de lneas del diagrama de flujo, n es el nmero de nodos, y p el total de

elementos interconectados. Otra aproximacin sugiere que el nmero de elementos

interconectados es siempre dos (inicio y final), por lo que:

El nmero de complejidad ciclomtica puede asimilarse al nmero de lneas que constituiran el

esqueleto de un diagrama cuyo flujo se ha simplificado al mximo.

diagrama ms simple, que es aquel que posee un slo camino, presenta un ,un posible lmite de

complejidad estara en torno a , ms all de esta cifra, las tareas de prueba y mantenimiento resultan muy complicadas. Si t representa el

nmero de predicados, se puede demostrar que:

|2)( pneGV

1 tne

12)( tneGV

Mtricas de complejidad del proceso

Dado que t y DE son prcticamente la misma cosa:

Por otra parte, tambin se puede demostrar que la complejidad ciclomtica de un programa formado por varios mdulos, es igual a la suma de las distintas complejidades. Si

m es el nmero de mdulos:

Y de aqu:

La entropa es otra medida relacionada con la complejidad y el anlisis de diagramas de flujo. La expresin general es:

Donde Qi es la probabilidad de que el elemento de decisin i-simo (smbolo IFTHEN) est en serie con el anterior. Por su

parte pi es igual a 1 menos la cantidad anterior.

Zn est relacionada con MIN, el nmero de regiones delimitadas por un diagrama de flujo. En una sola lnea de

flujo MIN vale 1, con un bucle o una decisin es 2, con varias decisiones anidadas su clculo se complica y la entropa da

una expresin ms exacta que el clculo manual.

La entropa ha querido ser la mtrica de unin entre complejidad y actualmente varias herramientas de medida

del software la emplean para valorar la complejidad frente a mtricas ms clsicas como el nmero de complejidad

ciclomtica. En la cuadro10 se pueden apreciar las dificultades de esta mtrica.

1)( DEGV

)(GprogV

m

i

GiV1

)(

m

i

mni1

2

= )(GprogV

m

i

mDEi1

1

1

2);(2n

i

xQjpiXLognZ

Mtricas de complejidad del proceso

DIFICULTADES DE LAS MTRICAS CICLOMTICAS

La mtrica ha sido asociada con la tasa de errores en mdulos, sin embargo no ha sido demostrado que

provee mejor informacin que otros mtodos.

Hay dificultades prcticas cuando se trata de el grafo de algunos programas y que es a menudo el grafo de un

programa equivalente se obtiene ms rpido que el del original. Esto hace pensar sobre que es lo que

realmente se esta calculando.

La mtrica resulta muy superficial tratando ciertos tipos de problemas, por ejemplo se obtiene el mismo

valor en con tres bucles en secuencia que con tres bucles anidados.

Un problema fundamental con el uso de la mtrica como medida de la testeabilidad del programa es que se

basa exclusivamente en el flujo de control y obvia el flujo de datos. Hay muchos programas que pueden ser

escritos el uso de estructuras de control, mediante tablas y arrays u otras prcticas de programacin

orientada a datos, por lo tanto el valor de la mtrica puede estar muy influido por el estilo del programador.

Todo software se crea fundamentalmente para procesar datos. Datos que entran

son procesados y salen. Por lo tanto es importante dar una breve descripcin de

las de mtricas para estos datos del sistema.

Cantidad de datos. Una variable es un string de caracteres alfanumricos que es

definido por un programador y que es usado para representar algn valor durante

compilacin o ejecucin. La cantidad de variables se conoce como VARS, y puede

ser obtenida mediante una lista de referencias cruzadas, excluyendo variables

definidas pero nunca usadas.

Cmo se relaciona VARS con los operando definidos anteriormente?

labelsnicastesconsVARSN tan2

Esta mtrica slo refleja el nmero de variables nicas, sin indicar su grado de uso. Las

mtricas siguientes cubren ese aspecto.

M

trica

s d

e e

stru

ctu

ra d

e d

ato

s.

Variables vivas. Una variable est viva desde la primera a la ltima referencia dentro de un procedimiento, por lo tanto, el nmero promedio de variables vivas (lv promedio) es la suma de la contabilizacin de variables vivas dividido el nmero de sentencias ejecutables en el procedimiento.

Mtricas de estructura de datos.

Mtricas de estructura lgica o de control. La estructura lgica de un programa es el mecanismo que le permite realizar las distintas funciones para las que fue construido. La estructura lgica del programa representa los algoritmos empleados en su diseo y procesa los datos (la expresin Algoritmos + Estructuras de Datos = Programas WIRT76 es una estupenda definicin de programa).

Spans (separacin o amplitudes) de variables. La mtrica spans de variables (SP) captura la frecuencia con la cual una variable es usada dentro de un programa o procedimiento. Una variable referenciada n veces tiene n-1 spans.

Mtricas de estructura lgica o de control

Mtricas de esfuerzo de desarrollo. El esfuerzo requerido para construir un sistema puede ser medido con muchas unidades. Desde las discriminaciones mentales de Halstead, hasta el nmero real de horas y minutos que invierte un programador, la variedad es enorme, sin embargo hay una medida que destaca por su universalidad: la persona- mes o meses -hombre. Por otra parte, aunque el esfuerzo es muy importante, en realidad la ms importante mtrica del esfuerzo es el costo. La importancia de la medida del esfuerzo y coste responde ms a necesidades de tipo administrativo y de gestin que estrictamente tcnicas. Pero por ello no deben menospreciarse: el aspecto econmico del software, que es el que subyace a la gestin, determina la viabilidad de los proyectos. El conocimiento del esfuerzo invertido ayuda a valorar la productividad y a preparar las medidas de correccin oportunas para mejorar el trabajo del equipo y, estimar las necesidades de futuros proyectos.

Mtricas de esfuerzo de desarrollo

Where ? Proceso de desarrollo

METRICAS PARA EL MODELO DE ANALISIS Funcionalidad entregada Tamao del sistema Calidad de la especificacin METRICAS PARA EL MODELO DE DISEO Mtricas arquitectnicas Mtricas a nivel de componentes Mtricas del diseo de la interfaz Mtricas especializadas en diseo orientado a objetos

MTRICAS PARA EL CDIGO FUENTE Mtricas de Halstead Mtricas de complejidad Mtricas de longitud MTRICAS PARA PRUEBAS Mtricas de cobertura de instrucciones y ramas Mtricas relacionadas con los defectos Efectividad de la prueba Mtricas en el proceso

Mtricas de calidad. Son todas las mtricas de software que definen de una u otra forma la calidad del software; en la figura, se observa tales mtricas como exactitud, estructuracin o modularidad, pruebas, mantenimiento, reusabilidad, cohesin del mdulo, acoplamiento del mdulo, etc. Estas son los puntos crticos en el diseo, codificacin, pruebas y mantenimiento.

Mtricas y Calidad

MTRICAS DE

CALIDAD

Mtricas de mantenibilidad.

Mtricas de Testeabilidad.

Mtrica de flexibilidad.

Mtrica de correccin.

Mtricas de defectos.

Mtricas de facilidad de uso.

Medicin de remocin de

defectos de software.

Medicin de la eficacia de

la remocin de defectos.

Defectos informados por los

clientes

Mtricas integridad.

Mtricas de facilidad de mantenimiento.

Medicin de la eficacia de

la eliminacin de defectos.

El ndice de mantenibilidad

(IM).