software reengineering

Software Reengineering

Juan Carlos Olivares Rojas

MSN: [email protected]@itmorelia.edu.mx

http://antares.itmorelia.edu.mx/~jcolivar/@jcolivares

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http://antares.itmorelia.edu.mx/~jcolivar/

• Específica: conoce los términos básicos de la reingeniería de software y aplica técnicas de reingeniería para el mejoramiento de software existente así mismo utiliza mejores prácticas para el desarrollo de software.

• Genéricas

• Instrumentales: Capacidad de análisis y síntesis, Solución de problemas, Toma de decisiones.

Competencias

• Interpersonales: Capacidad crítica y autocrítica, Capacidad de trabajar en equipo interdisciplinario, Habilidad para trabajar en un ambiente laboral, Compromiso ético.

• Sistémicas: Capacidad de aprender, Capacidad de adaptarse a nuevas situaciones, Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad), Habilidad para trabajar en forma autónoma, Preocupación por la calidad.

Competencias

Software Hoy en Día•Mito: los

programadores de ahora ya no programan como los de antes.

•Herramientas más fáciles y productivas

•El software es cada día más complejo

• ¿Si su software fuera un edificio, se parecería mas a uno de la izquierda o de la derecha?

Reingeniería del Software

• Reducir

• Reusar

• Reciclar

• 80% Desarrollo de Software es para mantenimiento. Por lo tanto se necesita de un código simple, legible y bien diseñado para que en un futuro pueda ser extensible.

Software Sustentable

• En el pasado las prioridades eran tener un código rápido, pequeño (ocupa poca memoria), optimizado, utilizando los algoritmos mas eficaces etc...

• Hoy en día el software es más complejo pero a la vez hay herramientas más poderosas, por lo que actualmente el enfoque es que este código tiene que ser simple.

Software Hoy en Día

• El código es mas fácil de cambiar, evolucionar o arreglar (más del 60% de desarrollo de sw es darle mantenimiento a software existente)

• Es más fácil desarrollar de un modo iterativo e incrementando

• El código es más fácil de leer (entender).

Beneficios Código Simple

• Se originó a finales de la década de 1980 aunque se popularizó en la década de 1990.

• La reingeniería es un proceso que trata de dar respuesta a una interrogante: ¿Estamos acaso haciendo las cosas bien o podríamos hacerlas mejor?

• Es el rediseño o cambio drastico de un proceso en un negocio (deriva hacia el producto). Es comenzar de cero, cambio de todo o nada.

Reingeniería

Ejemplo de Reingeniería

• La reingeniería de software es costosa y consumidora de tiempo.

• La reingeniería es una actividad de reconstrucción, preferible de realizar antes de que se “derrumbe” la obra.

• Antes de derribar una casa, quizás se necesita corroborar que está mal.


• La reingeniería es un proceso que altera los elementos internos de toda obra, no es una sola remodelación de la fallada.

• La reingeniería ayuda a la evolución y mantenimiento del software

• Generalmente se siguen los siguientes pasos para aplicar reingeniería:


La gran foto

• Refactoring (Reestructuración) es modificar el comportamiento interno (generalmente código fuente) sin modificar su comportamiento externo (apariencia, funcionalidad).

• Un cambio al sistema que deja su comportamiento inalterable (sin cambios), pero aumenta alguna cualidad no funcional como simplicidad, flexibilidad, comprensión, … [Beck, 1999]

Definición

• El término se creó como analogía con la factorización de números y polinomios. Por ejemplo, x² − 1 puede ser factorizado como (x + 1)(x − 1), revelando una estructura interna que no era visible previamente (como las dos raíces en -1 y +1)

• El libro de Martin Fowler Refactoring es la referencia clásica (1999).

Definición

• Aplicaciones como el edificio de la derecha padecen de malas prácticas en el desarrollo de software como:

• “Código mutante”• “Diseño roto”• El código es antiguo y muy grande• Falta de planeación y documentación

• ¿El softwre sufre degeneración?• Sí

Uso de Refactoring

• Es correcto el siguiente modelo

• ¿Se puede mejorar?¿cómo?

Ejemplo de Refactoring

• Si. Subiendo el método a la clase padre

• ¿En qué casos no sería conveniente esta refactorización?

• Cuando los métodos difieren en su implementación. ¿Pero aun así es mala?

Ejemplo de Refactoring

• ¿Cuál de los dos códigos siguientes es lo más correcto?

• Caso1:double calcRngMaxPer() { .... }

• Caso 2:double calcularRangoMaximoPermitido() { .... }

Ejemplo Renombrar Métodos

• ¿Por qué?• Cómo puede observarse en algunas

situaciones las recomendaciones de refactoring pueden ser algo subjetivas.

• Para este caso se recomienda el caso 2 ya que es más representativo el nombre del método. Se abreviaba generalmente en el pasado debido a las restricciones de los lenguajes con el tamaño de los identificadores, actualmente ya no es tanto problema.

Ejemplo Renombrar Métodos

• Cambiar números mágicos por constantes.

• El cambio de valor de un número mágico implica un cambio en todo el código con su pérdida de tiempo.

class CalculoSimple { public static double CalcularCincunferencia

(double diametro) { return 3.14 * diametro; } }

Ejemplo números mágicos

• ¿Cómo debe de quedar la reestructuración?

class CalculoSimple { public const double PI = 3.14;public static double CalcularCincunferencia

(double diametro) { return PI * diametro; } }

• ¿En qué lenguaje está este código?

Ejemplo números mágicos

• Par Problema-Solución. Mejores prácticas.

• Patrón Singletón• Problema: se admite exactamente una

instancia de una clase. Los objetos necesitan un único punto de acceso global.

• Solución: Defina un método estático de la clase que devuelva el Singleton

Patrón de Diseño

Singleton

public class Singleton { private static Singleton INSTANCE =

null; private Singleton() {} private synchronized static Singleton

createInstance() { if (INSTANCE == null){ INSTANCE = new Singleton(); }

return INSTANCE; }}

Singleton

Patrón de Diseño de un Menú

Patrón MVC

• Algunas ideas sobre que reestructuraBad Smells

BAD SMELL REFACTORING PROPUESTO

CODIGO DUPLICADO EXTRAER EL MÉTODOSUBIR VARIABLESSUSTITUIR EL ALGORITMO

MÉTODOS LARGOS EXTRAER EL MÉTODOINTRODUCIR OBJETOS COMO PARÁMETROSREEMPLAZAR EL MÉTODO CON UN OBJETO MÉTODO

CLASES GRANDES EXTRAER CLASESEXTRAER SUBCLASES

CARACTERÍSTICA DE LA “ENVIDIA” MOVER MÉTODO

CLASES “PEREZOSAS” COLAPSAR JERARQUÍAS

• Existen muchas herramientas de reestructuración de códigos para los principales lenguajes:

• Java– Xrefactory, RefactorIT, jFactor, IntelliJ IDEA

• C++– CppRefactory, Xrefactory

• C#– C# Refactoring Tool, C# Refactory

Herramientas de Refactoring

• Los principales IDE’s las contienen de forma natica

• NetBeans: RefactorIT• Oracle Jdeveloper: RefactorIT• Borland Jbuilder: RefactorIT

• Eclipse: built-in (propia)• Emacs: Xrefactory• Visual Studio .NET: C# Refactory


• Sólo soportan refactoring primitivo:

• Refactorización de clases (Añade (sub)clases a la jerarquía, renombra, elimina clases).

• Reestructuración de métodos (añade a una clase, renombra, elimina, mueve hacia abajo, hacia arriba, añade parámetros, extrae código.

• Reestructuración de variables (añade a una clase, renombra, elimina, cambia modificadores, mueve de lugar.


• Antipatrón es un patrón de diseño que invariablemente conduce a una mala solución para un problema.

• Al documentarse los antipatrones, además de los patrones de diseño, se dan argumentos a los diseñadores de sistemas para no escoger malos caminos, partiendo de documentación disponible en lugar de simplemente la intuición.

Antipatrones de Diseño

• El estudio de los antipatrones es muy útil porque sirve para no escoger malos caminos en el desarrollo de sistemas, teniendo para ello una base documental y así evitar usar simplemente la intuición. Además proporciona una denominación común a problemas que facilita la comunicación entre diferentes desarrolladores.


• Mejor conocido como “objeto todopoderoso”. Se presenta cuando una clase es muy grande tanto en atributos y/o en métodos.

• Entre más grande son las clases es más difíciles de mantener, reusar y probar. Su gran tamaño puede perjudicar el tiempo de carga. Generalmente son el resultado de un mal diseño o de sistemas legados.

Antipatrón BLOB

Antipatrón BLOB

• Algunos autores consideran al Singleton (Simplicidad) un ejemplo de un antipatrón ¿por que?

• Se tiene que estudiar el código para ver las dependencias en lugar de simplemente ver las interfaces de nuestras clases.

• Dificulta las pruebas de código ya que promueve un alto acoplamiento.


• Los singleton permiten controlar las instancias de nuestras clases, esto no está bien porque una clase solo debe tener responsabilidades de negocio. Para controlar la creación de clases deberemos usar un patrón Factoría sobre las clases de negocio.

• En general su naturaleza estática y pública no son del todo bien vistas.


• Renombrar (Rename)– Cambia el nombre de una clase

• Mover (move)– Mueve de forma segura una clase a otra

ubicación

• Copiar (copy)– Copia una clase a otra ubicación

• Eliminar de forma segura (Safely Delete)– Borra una clases y las referencias a ésta.

Catálogo de Ref. de NetBeans

• Cambiar los parámetros del método (Change Method Parameters)– Modifica parámetros de un método

• Ascender (Pull Up)– Mueve los métodos y campos a una clase que

hereda de su clase actual.

• Descender (Pull Down)– Mueve las clases internas, métodos y campos

para todas las subclases de la claseactual (a las clases hijas).


• Mover de nivel interior a exterior(move inner to outer level)– Toma una clase interna (que se encuentre

dentro de otra) y la saca de ésta para colocarla en su propio archivo

• Convertir anónimo en miembro (convert annonymus to inner)– Sirve para cambiar una clase miembro

anónima (no instanciable) a una clase miembro actual.


• Introducir variable (introduce variable)– Permite introducir una variable e inicializarla

a partir de la selección.

• Introducir constante (introduce constant)– Introduce una constante al código con su

referente valor y tipo.

• Introducir campo (introduce field)– Toma una expresión seleccionada y crea un

campo con el valor de la expresión; la cual será reemplazada con el nombre del campo.


• Introducir método (replace block code with a field) – A partir de varias líneas de código

seleccionadas, el reestructurador declara un nuevo método y también se encarga de aplicarlo en lugar de las líneas.

• Encapsular campos (encapsulate fields)– Toma las variables seleccionadas y crea

métodos set y get para dicha variable.


• Pull Up & Push Down (Ascender y Descender)– Aplica las dos refactorizaciones en un solo

paso

• Extract Interface (Extraer Interface)– Crea una nueva Interface de los métodos

públicos no estáticos dentro de una Clase o Interface.


• Extract Superclass (Extraer superclase)– Crea una nueva Clase Abstracta, extiende a

la Clase actual la nueva Clase, y mueve los métodos seleccionados y campos a la nueva Clase.

• Use Supertype Where Possible (usar supertipo cuando sea psible)– Convierte el uso de una Subclase a una

Superclase


• Reemplazar una Temp con un Query

• Reemplazar

Refactorización Pequeña

• Cuando pienses que es necesario. No sobre una base periódica

• Aplicar la regla de Tres– Primera vez: Implementar la solución a partir

de cero– Segunda vez: Aplicar algo similar por la

duplicación de código– Tercera vez: No reimplementar o duplicar,

sino Factorizar!!

Consejos para Reestructurar

• Consolidar después de añadir nueva Funcionalidad, especialmente cuando la funcionalidad es difícil de integrar en el código base existente.

• Durante la depuración (debugging)– Si es difícil seguir la pista a un error,

reestructure para hacer el código más comprensible.

• Durante la inspección formal del código (revisiones de código)

Consejos para Reestructurar

• Para la reestructuración de códigos se pueden seguir convenciones ya definidas las más importantes son la notación húngara y la notación de camello.

• La notación húngara fue creada por Charles Simonyi de Microsoft, el cual es húngaro y por eso recibió ese nombre.

Estándares de Codificación

• Es un método ampliamente usado sobre todo para convención de nombres de variables.

• Consiste en tener variables autodocumentadas agregando un prefijo de tres caracteres o menos para indicar su tipo.

• Las abreviaturas de los tipos de datos puede variar dependiendo del lenguaje de programación.

Notación Húngara

Notación Húngara

Descripción Abr

Carácter con signo c

Carácter sin signo b

Entero n

Palabra (entero sin signo)

w

Doble palabra (entero 32 bits)

dw

Largo l

Flotante f

Doble d

Cadena terminada en /0

sz

Estructura Abc sA

Descripción Abr

Objeto (parecido a las estructuras)

o*

Manejador (handler)

h

Puntero a entero de 16 bits

p

Puntero largo (32 bits)

lp

Enumeraciones e

Puntero largo a una cadena terminado en nulo

lpsz

Puntero largo a una función que devuelve un entero

lpfn

Descripción Abr

Formulario frm

CheckBox chk

Botón cmd

Imagen img

Etiqueta lbl

Menú mnu

PictureBox pic

TextBox txt

ComboBox cbo

Línea lin

• int nTest;• long lTemp;• char *szString = "Prueba";

• struct Rect srRect;• int nMiVariableEjemplo;• char szEjemploString;

• int NNOMBREINVALIDO;• int nNombre_Incorrecto;

Notación Húngara

• Es la utilizada por Java y herramientas afines. Su uso está creciendo en popularidad mientras que la notación húngara va en desuso.

• Su principal característica consiste en que no separa nombres de identificadores (variables, métodos, objetos) con “_” para palabras compuestas.

Notación de Camello

• Los identificadores tienen la forma de la joroba de un camello. No se indican tipos de datos. Sigue respetando mucho de la Notación C.

• Los métodos inician en minúsculas y si hay una palabra compuesta esta inicia con mayúscula dando la apariencia de una joroba.


• Las clases inician con mayúscula siguiendo el mismo método.

• Los métodos para acceder a atributos de las clases no públicos deben llamarse por convención set y get.


• Algunas compañías como Google proponen sus propios estándares de codificación: http://code.google.com/p/google-styleguide/

• Los lenguajes que maneja son C/C++, Python, Perl, Objective-C, XML, entre otros.

• Estos estándares son manejados en forma obligatoria para el desarrollo de sus proyectos.

Convenciones de Desarrollo

http://code.google.com/p/google-styleguide/

http://code.google.com/p/google-styleguide/

• Se aplica para obtener un modelo detallado de análisis, ingeniería de requerimientos, diseño y en algunos casos implementación teniendo una solución, la cual es una actividad consumidora de tiempo.

• Tanto la Ingeniería Inversa como la Reingeniería en la mayoría de las licencias de Software se encuentran penadas por la ley.

Ingeniería Inversa

• Los archivos ejecutables pueden ser desemsamblados obteniendo su código fuente en ensamblador.

• Los archivos ejecutables con código portable (Java, .NET) pueden ser desemsamblados para obtener su código fuente.

Ingeniería Inversa

Rediseño

• El reuso es una de las técnicas de resolución de problemas que más utilizamos los humanos. De hecho es lo primero que verifica nuestro cerebro.

• El reuso en software nos ayuda a mejorar la producción y calidad del software al “no reinventar la rueda”.

• Desafortunadamente no todo se puede reutilizar.

Reuso de Software

• La reutilización es la propiedad de utilizar conocimiento, procesos, metodologías o componentes de software ya existente para adaptarlo a una nueva necesidad, incrementando significativamente la calidad y productividad del desarrollo.

• Para que un objeto pueda ser reusable se necesita de un alto nivel de abstracción. Entre mayor es su nivel de abstracción, mayor es su nivel de reuso.

Reuso de Software

Ofuscación

La ofuscación permite ocultar código y en algunos casos reducir el tamaño del mismo, lo cual es muy útil en lenguajes de script (HTML por ejemplo)

Remover Asignación Parámetros

Substitución de Algoritmo

• El método de la clase original de preferencia debe desaparecer o bien hacer referencia al de la nueva clase.

• Una clase es responsable de una cosa

Mover Método

• ¿Qué tiene de malo este código?

• Lab 1: Ejercicio de Fowler

Ejemplo de Mover Método

• El método amountFor utiliza muchas referencias a métodos de la clase Rental.

• Haciendo un análisis a mayor profundidad se puede determinar que la clase cliente no debe de tener la responsabilidad de calcular el costo de una renta, que realmentele corresponde a la clase Renta.

• ¿Cómo debe de quedar la refactorización?


• ¿Qué le hace falta?


• Actualizar la referencia

• Nótese que el método no se eleminó de la clase original. Se escogió una mejor forma de llamarlo.


• Hay un clase que está haciendo el trabajo de dos. Se soluciona creando una nueva clase colocando los métodos y atributos pertinentes en la nueva clase.

Extract Class

• Una clase no está haciendo nada. Se soluciona fusionando en una nueva clase los métodos y atributos de las dos clases anteriores.

• Cuando se tengan comportamientos diferentes, se deberán manejar clases aparte.

Inline Class

• Problema: una variable está actuando como un indicador de control para una serie de expresiones lógicas.

• Solución: sustituir por breaks o returns

Remover Bandera de Control

¿Cómo debe de quedar este código reestructurado?

• Malor olor: un código hace un asunción sobre el estado del programa.

• Desodorante: hacer explícita la asunción

a través de un aserción.

• Por ejemplo en cierto tipo de validaciones como la raíz cuadrada asumimos que el dato introducido es positivo.

Introducir Aserción

• ¿Hay aserciones en java?Introducir Aserción

• Si. El código anterior es en C#

• Cuando una aserción falla se produce una excepción “unchecked”

• Indican errores de programación (que deben ser corregidos, no capturados).

• De hecho, normalmente las aserciones se desactivan en el código de producción.

Introducir Aserción

• Las aserciones sólo están disponibles a partir de JDK1.4, si se desea hacer una aserción se deberá de lanzar una excepción:

• if (! (estamos_como_queremos) ) throw new Error("fallo en tal zona del programa");

• Pero este esquema maneja banderas lo cual se acaba de ver que no es nada bueno.

Aserciones en Java

• En su lugar se puede manejar:

• assert estamos_como_queremos;

• El cual evaluará la expresión indicada para obtener un valor de verdad.

• Las aserciones han caído en desuso con la extensa proliferación de frameworks para pruebas unitarias donde se hacen aserciones: assertEquals() por ejemplo.

Aserciones en Java

• IMPORTANTE: las validaciones de datos no son aserciones!!!

• Las validaciones de datos se deben de hacer. Una aserción en teoría es para indicar una porción de código que no debiera de ejecutarse.

• Para indicar la versión de java al momento de compilar se deberá habilitar la opción –source seguido del numero de versión.

Aserciones en Java

• IMPORTANTE: el contenido colocado en assert no debe de ser vital para la ejecución del código.

• Suponga el siguiente código:

public int calcularSalario(int comisiones){ assert comisiones >=0; return 1000+(comisiones*20);}

Aserciones en Java

• Y el siguiente método para probarlo:

public static void main(String args[]){ int comisiones = 5; int sueldo = calcularSalario(comisiones); System.out.println(“Sueldo=”+ sueldo); }

• Si se corre tanto para valores de 5 y -5 para comisiones no sucede nada. ¿Por qué?

Aserciones en Java

• Se ocupa activar las directivas del manejo de aserciones:

• -ea: activa aserciones• -da: desactiva aserciones

• CONSEJO: en caso de duda siempre meter aserciones.

Aserciones en Java

• Problemática: Una clase tiene características que son usadas sólo en algunas instancias.

• Solución: Crear una subclase para este subconjunto de características.

Extract Subclass

Trabajo

getTotalPricegetUnitPricegetEmployee

TrabajogetTotalPricegetUnitPrice

Labor

getUnitPricegetEmployee

• Motivación: El principal motivo para utilizar esta refactorización, es que una clase tenga comportamiento que es usado por algunas instancias de la clase y no se use para el resto.

• La principal alternativa para esta refactorización es Extract Class. Esto significa seleccionar entre delegación y herencia.

• Extract subclass es usualmente simple para realizar, pero tiene sus limitaciones.

Extract Subclass

• Problema: Varios clientes usan el mismo subconjunto de una interface, o dos clases tienen parte de sus interfaces en común

• Solución: Extraer el subconjunto dentro de una interface

Extract Interface

• Extract Interface

EmployeegetRate()

hasSpecialSkill()getName()

getDepartment()

<<interface>>Billable

getRate( )hasSpecialSkill( )

EmployeegetRate()

hasSpecialSkill()getName()

getDepartment()

• Motivación: • Las clases son usadas por otras en

diferentes maneras, por lo que son implementadas de forma diferente para cada clase.

• Cuando una clase necesita comportamientos de más de una clase, se soporta con lo que se llama Herencia múltiple. Java tiene herencia simple, pero permite establecer e implementar esta clase de requerimientos usando interfaces.

Extract Interface

• Las clases abstractas como su nombre lo indica son clases que no pueden instanciar objetos. Por este motivo sólo se utilizan para definir taxonomía de clases.

• Las interfaces definen las carácterísticas de una clase pero no la implementan. Las interfaces sirven para manejar “herencia múltiple”.

Interfaz vs Clase Abstracta

• Un futbolista tiene ciertas carácterísticas que no necesariamente definen su personalidad. Una persona puede tener el comportamiento de un futbolista. Por este motivo no heredan sino que implementan una interfaz.

• Las clases abstractas pueden tener métodos abstractos o no. Cuando un método es abstracto debe ser redefinido en la subclase.


• Las interfaces todos sus métodos son abstractos. Una interface no encapsula datos.

• ¿Cómo se implementaría en Java?


• Problema: Una superclase y una subclase no son muy diferentes

• Solución: mezclar las clases

Colapse Hierarchy

Empleado

Vendedor

Empleado

• Motivación: Refactorizar una jerarquía a menudo involucra subir métodos y campos, así como bajar la jerarquía en cuanto a niveles.

• Se tienen que encontrar las subclases que no están añadiendo algún valor, y es necesario mezclarlas con otra.

Colapse Hierarchy

• MECANISMO:

• Selecciona que clase será eliminada: la superclase o alguna subclase.

• Utilizar subir campo o método, bajar campo o método, para mover comportamientos y datos, de la clase eliminada a la clase con la que será mezclada.

Colapse Hierarchy

• Compilar y probar cada movimiento.

• Ajustar las referencias a la clase que será eliminada para usar la clase mezclada. Esto afectará declaraciones de variables, tipos de parámetros y constructores.

• Eliminar la clase vacía.

• Compilar y probar

Colapse Hierarchy

• State es un patrón que resuelve la problemática de que el comportamiento de un objeto depende de su estado, y sus métodos contienen la lógica de casos que reflejan las acciones condicionales dependiendo del estado.

• Solución: cree clases de estado para cada estado que implementan una interfaz común.

Patrón Estado

• Utiliza una superclase abstracta (clase de estado), la cual contiene métodos que describen los comportamientos para los estados de un objeto.

• Se maneja una clase de contexto que es la que sirve de interfaz al cliente.

Patrón Estado

• El patrón de diseño Fábrica o Factoría: se basa en el principio de diseño para mantener una separación de interfaces (separation of concerns).

• Los objetos factoría separan las responsabilidad de la creación compleja de objetos de apoyo, ocultan la lógica de creación de la parte compleja.

Factory Pattern

• En su versión más simple o pura se indica el objeto que se desea construir. Se tiene un método llamado create o createInstance al cual se le pasa como parámetro el tipo de dato a construir.

static Employee create(int type) { switch (type) { case ENGINEER: return new Engineer(); case SALESMAN: return new Salesman(); case MANAGER: return new Manager();

Factory Pattern

default: throw new IllegalArgumentException("Incorrect type code value");

• Nótese que esta implementación es elegante aunque con frecuencia se crea generalmente un método por cada tipo de objeto.

class Person... static Person createMale(){

Factory Pattern

return new Male();} static Person createFemale() {return new Female();}

• Reemplazar: Person kent = new Male();

• Con: Person kent = Person.createMale();

Factory Pattern

Factory Pattern

Pruebas y depuración• La fase de prueba se realiza una vez

integrado cada uno de los módulos del sistema.

• La fase de pruebas se realiza de distintas formas tratando de encontrar la mayoría de los errores que se encuentran de manera inherente en el software.

Depuración• Una vez identificado los errores en la fase

de pruebas, se procede a corregirlos. A esta fase se le llama depuración.

• En la fase de depuración también se arreglan detalles superficiales del software además de optimizar y mejorar algunos procesos.

Pruebas y depuración• La fase de prueba se realiza una vez

integrado cada uno de los módulos del sistema.

• La fase de pruebas se realiza de distintas formas tratando de encontrar la mayoría de los errores que se encuentran de manera inherente en el software.

Depuración• Una vez identificado los errores en la fase

de pruebas, se procede a corregirlos. A esta fase se le llama depuración.

• En la fase de depuración también se arreglan detalles superficiales del software además de optimizar y mejorar algunos procesos.

Depuración• Es la detección, corrección y eliminación

de errores de software.

• El tener un plan de pruebas ayuda a clarificar el proceso de depuración.

• El plan de pruebas debe de estar mucho antes de la construcción del software.

Depuración• Existen muchos tipos de pruebas dependiendo

de la labor y características de cada una de ellas.

• Pruebas Alfa: se realizan por el usuario final en un ambiente controlado.

• Pruebas Beta: se realizan por el usuario sin controlar el ambiente.

Depuración• A continuación se mencionan algunas

características deseables que deben contener los planes de prueba:

• Diseñar un caso de prueba para cada funcionalidad del software.

• Establecer como mínimo un caso de prueba de datos correcto.

Depuración• Establecer como mínimo un caso de

prueba de datos incorrecto.

• Ejemplo: Caso de Prueba de un módulo de raíz cuadrada.

• Qué el usuario ingrese un número mayor que 0.

Depuración• Qué el usuario ingrese un número 0

• Qué el usuario ingrese un número menor que 0.

• Toda actividad de construcción (codificación) es susceptible de cometer errores dado que se trata de una actividad humana.

Depuración• Al realizar la depuración de un programa

existe la posibilidad de un 50% de cometer otro error.

• Es recomendable realizar pruebas de trazado (assert) para visualizar en donde ocurren los errores.

Depuración• Se recomienda probar lo antes posible

cualquier fragmento de código.

• Las pruebas ayudan al aseguramiento de calidad pero no garantizan que un software esté 100% libre de errores.

Depuración• Las pruebas de caja blanca también

llamadas transparentes se concentran en lo que es el código fuente.

• No se pueden tener pruebas que abarquen el 100% de los casos de uso. Se deben realizar pruebas de segmentos

Depuración• Las pruebas de segmentos son bloques

de instrucciones.

• Las pruebas de caja negra están orientadas a lo que se espera realicen los componentes modulares del sistema.

Depuración• Son pruebas funcionales y no interesa como se

realizan las cosas sólo que el resultado obtenido sea el correcto.

• Se recomienda que sean los usuarios quienes las realicen.

• Existen diversas filosofías de pruebas como la programación defensiva.

Depuración• La programación defensiva es una

técnica de probar primero. Es considerada una técnica de codificación. Se basa en el principio de divide y vencerás.

• Se codifica el esqueleto de la aplicación.

• Se realizan pruebas.

Depuración• Se corrigen los errores y se vuelven a

hacer pruebas.

• Las pruebas de estrés se encargan de observar el rendimiento de la aplicación sobre cargas demandantes de trabajo: grandes volúmenes de datos con poco espacio en disco, 90% de uso de CPU, múltiples conexiones, etc.

Depuración• Existen otros tipos de prueba como:

• Pruebas de unidad: se encargan de un módulo de software en particular.

• Pruebas de Integración: son pruebas que se realizan con dos o más módulos trabajando en conjunto.

Depuración• Existen otro tipos de prueba como las de

aceptación que están más involucradas en el concepto en sí que en el desarrollo.

• También se pueden aplicar pruebas aleatorias. Lo ideal es poder utilizar un framework de pruebas.

Depuración• La mayoría de los IDEs modernos

presentan frameworks para la depuración desde el clásico step by step o step over sobre cada uno de los módulos hasta la realización de pruebas de unidad.

• Entre las más famosas destacan JUnit para realizar pruebas de unidad en Java.

Guía Prueba de Programas• Se necesita especificar las salidas o

resultados esperados.

• Un programador debe de evitar probar sus propios programas.

• Una organización no debe de probar sus propios programas.

Guía Prueba de Programas• Inspeccionar los resultados obtenidos de

cada prueba.

• Los casos de prueba deben escribirse con condiciones de entrada que son inválidas e inesperadas, así como también aquellas que son válidas y esperadas.

Guía Prueba de Programas• Examinar un programa para verificar que

hace lo que deba de hacer es sólo parte de la prueba, la otra mitad es asegurarse que el programa no haga lo que no deba de hacer.

• No realizar planeaciones asumiendo que no se encontrarán errores.

Guía Prueba de Programas• La probabilidad de la existencia de mas

errores en una sección de un programa es proporcional al número de errores encontrados en esa sección.

• La realización de pruebas es una actividad extremadamente creativa e intelectualmente retadora.

Guía Prueba de Programas• Se debe de realizar una lista de

verificación para inspecciones de prueba que contenga los siguientes puntos:

• Datos• Declaración de datos• Errores computacionales• Errores de comparación

Guía Prueba de Programas• Errores de control de flujo• Errores de Interface• Errores de Entrada/Salida

• Se pueden utilizar métodos deductivos e inductivos para la prueba de software.

Depuración por Inducción• Se siguen los siguientes pasos:

• Localizar los datos pertinentes• Organizar los datos• Estudiar las relaciones• Divisar las hipótesis• Probar las hipótesis• Corregir el error

Depuración por Deducción• Enumerar las posibles causas• Usar procedimientos de eliminación• Refinar las hipótesis restantes• Probar las hipótesis restantes• Si no se pueden probar las hipótesis

entonces coleccionar más datos y repetir el proceso

• En caso contrario corregir el error

XP eXtreme Programming• Se tienen doce principios básicos:

• Planeación y requerimientos• Entregas pequeñas e incrementales• Metáforas de Sistemas• Diseños simples• Pruebas continuas• Refactorización

XP eXtreme Programming• Programación en pares• Propiedad colectiva del código• Integración Continua• Semanas de 40 horas• Clientes como miembros del equipo• Codificar con estándares

Extreme Testing• Las programación extrema tienen las

siguientes ventajas en lo que respecta al proceso de pruebas:

• Se gana confianza ya que el código debe cumplir las especificaciones.

• Se tiene el resultado final del código antes de codificar

Extreme Testing• Se entiende mucho mejor las

especificaciones y requerimientos de la aplicación.

• Se inicia con diseños simples y se refactoriza el código después para mejorar el desempeño sin preocuparse de que se estén rompiendo las especificaciones.

Plan de Pruebas• Se recomienda utilizar la metodología y

formatos del estándar IEEE 829 para documentación de pruebas de software:

• Pasos que incluye:

• Identificador de plan de pruebas (se muestra el estándar a seguir para el nombre de las pruebas)

Plan de Pruebas• Introducción (en que consiste las pruebas

del sistema)• Elementos a probar• Características a ser probadas• Características que no se probarán• Enfoque• Criterio de fallo o aceptación de los

elementos

Plan de Pruebas• Criterio de Suspensión y Reanudación de

requerimientos• Entregables de las pruebas• Tareas de las pruebas• Necesidades del entorno• Responsabilidades• Equipo y necesidades de capacitación• Agenda

Plan de Pruebas• Riesgos y contingencias• Acuerdos

• A las pruebas se les ha empezado a llamar de manera formal verificación y validación.

• Existen metodologías más robustas como el TMMI (Test Maturity Model)

Plan de pruebas

Formato Plan de Pruebas ID: 1 Nombre: Enviar artículo Probado por: Fulanito Descripción: Se introducen los datos del artículo y de los autores.

Condiciones de Entrada: nombreArticulo=“Calidad del Sw” … emailAutor=“[email protected]”

Resultado Esperado: El sistema confirma la correcta recepción del artículo enviando un e-mail al autor de contacto con un userid y password para que el autor pueda posteriormente acceder al artículo.

Resultado Obtenido: Se generan bien userid y password pero el correo no llegó.

Criterio de Aceptación: No.

Práctica de Laboratorio• Realizar un programa que permita

calcular el área de un triángulo conociendo tres lados utilizando la fórmula de herón.

• Realizar el plan de pruebas que garantice que el programa está libre de errores

Arquitectura

Casos de Pruebas• ¿Con cuantos casos de prueba valido que el

software está correcto?

• Para cada caso de prueba sólo indicar las posibles entradas.

• Por ejemplo:

• Caso de Prueba 1: A=3 B=4 C=5, el resultado esperado debe de ser 6.

• ¿Es diferente el caso A=4 B=3 C=5?

Casos de Prueba• Tipos de Triángulo en Base a sus lados:

• Se deben tener al menos un caso de cada uno de ellos y al menos un caso no válido: A=0 B=-1 C=“Hola”.

Caso de Prueba• ¿Cuál es el resultado esperado para el

caso de prueba A=1 B=2 C=3?

• Area=0

• ¿Qué pasó?

• !Exento este parcial quien pueda dibujar un triangulo de dimensiones 1, 2 y 3 cm para cada lado!

• Es el framework de pruebas unitarias para Java más utilizado en el mundo.

• En IDEs como Netbeans y Eclipse viene de manera predeterminada.

• Para crearlo en Netbeans es muy fácil sólo se escoge la opción de crear una prueba unitaria de una clase existente y crea un bosquejo de prueba con cada método impelementado.

JUnit

• Existen dos versiones populares a manejar la 3.x (anticuada pero ampliamente utilizada) y la 4.x (que maneja anotaciones pero no es compatible con versiones viejas).

• La ventaja de utilizar pruebas unitarias es que nos permite corroborar nuestro código sin necesidad de crear una aplicación.

JUnit

• En la versión 3.x las pruebas unitarias tienen la siguiente forma:

• Se importa la clase junit.framework.TestCase;

• La clase de prueba hereda de TestCase

• Se puede utilizar utilizar un constructor para inicializar datos.

JUnit

• Se utiliza el método setUp() para realizar un conjunto de acciones antes de evaluar un caso de prueba.

• Se utiliza el método tearDown() para realizar acciones una vez finalizado el caso de prueba

• Se utiliza el método fail() que recibe una cadena de mensaje de error para forzar a una falla.

JUnit

• Se utiliza el método assertEquals(valoresperado, valorresultante) para saber si el método se ejecutó de manera exitosa.

• Se puede utilizar el método assertNotNull(objeto) para saber si un objeto no es nullo.

• Para tipos de datos flotantes el método assertEquals utiliza un parámetro adicional delta para indicar la presición.

JUnit

• La diferencia con la versión 4.x de Junit radica en lo siguiente:

• Se importan las siguientes clases: org.junit.After, org.junit.AfterClass, org.junit.Before, org.junit.BeforeClass, org.junit.Test, org.junit.Assert.*;

• Se utilizan las anotaciones @BeforeClass, @AfterClass, @Before, @After para indicar cuando se utilizan los métodos auxiliares

JUnit

• La clase de prueba no extiende de ninguna otra pero cada caso de prueba debe utilizar la anotación @Test

• Se recomienda realizar los casos de prueba de manera separada uno por uno y dejarlos siempre presente.

JUnit

• Contratos en software (Math.sqrt): Obligaciones del cliente - pasar un entero positivo Derechos del cliente - obtener la raíz cuadrada

Derechos del implementador - asume que el argumento es positivo Obligaciones del implementador -Se debe computar la raíz cuadrada

Diseño por Contratos

• Java Modeling Language (JML) puede ser usada para especificar el diseño detllado de las clases e interfaces de Java agregando anotaciones a los archivos fuentes.

• Las anotaciones se hacen con comentarios /**seguidos de una arroba con una palabra clave.

JML

• Una precondición es un requerimiento previo.

• Ejemplo: //@ requires y >= 0;

• Una postcondición es un requerimiento posterior.

• Ejemplo:• //@ ensures \result * \result == y;

Pre y Postcondiciones

• //@ requires y >= 0; /*@ ensures -y <= \result @ && \result <= y @ && \result * \result <= y @ && y < (Math.abs(\result) + 1) @ * (Math.abs(\result) + 1); @*/ public static int isqrt(int y) { ... }

Contratos como Documentación

• Otro ejemplo:

/*@ requires a != null @ && (* a is sorted *); @*/ int binarySearch(Thing [] a, Thing x) { ... }

JML

public class Person {

private String name; private int weight;

/*@ also @ ensures \result != null @ && (* \result is a display @ form of this person *); @*/

Otro Ejemplo

public String toString() {return "Person(\""

+ name + "\"," + weight + ")"; }

/*@ ensures (* \result is @ this person's weight *); @*/ public int getWeight() {

Otro ejemplo

return weight; }

/*@ requires kgs >= 0; @ ensures (* this person's weight @ is their old weight plus @ kgs *); @*/ public void addKgs(int kgs) { if (kgs >= 0) {

Otro ejemplo

weight += kgs; } else throw new IllegalArgumentException(); } }

/*@ requires n != null; @ ensures (* This person has @ name n and weight 0 *); @*/

Otro ejemplo

public Person(String n) { name = n; weight = 0; }}

Otro ejemplo

Compilador: jmlc

Pruebas Unitarias: jmlunit

Generador de Documentación: jmldoc

Revisor de tipos: jml

Herramientas JML

• (Weitzenfeld, 2007) Ingeniería de Software Orientada a Objetos con UML, Java e Intrnet, Thomson.

• (ITM 2007) Material de Libro de Texto de la materia de Planificación y Modelado, Instituto Tecnológico de Morelia.

• (Sánchez, M. 2009) Material del Curso de Planificación y Modelado.

Referencias

• Roger S. Pressman, Ingeniería de software un enfoque práctico.Ed. McGraw Hill.

• • Piattini M.G. y F.O, Calidad en el

desarrollo y mantenimiento del software. Ed. RAMA.

• • Fowler, M. (1999), Refactoring, Adison-

Wesley.

Referencias

¿Preguntas?

software reengineering

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