Pomiary w

Pomiary w

inżynierii

inżynierii

oprogramowania

oprogramowania

Jarosław Kuchta

Jarosław Kuchta

Dokumentacja i Jakość

Dokumentacja i Jakość

Oprogramowania

Oprogramowania

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

2

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Cel pomiarów

Cel pomiarów



ocena jakości produktu

ocena jakości produktu



ocena procesów (produktywności ludzi)

ocena procesów (produktywności ludzi)



stworzenie podstawy dla szacowania

stworzenie podstawy dla szacowania



ocena korzyści (nowe techniki i narzędzia)

ocena korzyści (nowe techniki i narzędzia)



ocena potrzeby nowych narzędzi lub szkoleń

ocena potrzeby nowych narzędzi lub szkoleń

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

3

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Kategorie pomiarów

Kategorie pomiarów



pomiary bezpośrednie (np. długość, czas)

pomiary bezpośrednie (np. długość, czas)



pomiary pośrednie

pomiary pośrednie

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

4

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Kategorie pomiarów w

Kategorie pomiarów w

inżynierii

inżynierii

oprogramowania

oprogramowania



Metryki techniczne

Metryki techniczne



złożoność, modularność

złożoność, modularność



Metryki jakości

Metryki jakości



spełnienie wymagań

spełnienie wymagań

użytkownika

użytkownika



Metryki produktywności

Metryki produktywności



wydajność procesu

wydajność procesu

wytwarzania

wytwarzania



Metryki zorientowane na rozmiar

Metryki zorientowane na rozmiar



odnoszą się do rozmiaru kodu

odnoszą się do rozmiaru kodu



Metryki zorientowane na funkcje

Metryki zorientowane na funkcje



odnoszą się do liczby funkcji

odnoszą się do liczby funkcji



Metryki zorientowane na ludzi

Metryki zorientowane na ludzi



odnoszą się do pracy ludzkiej

odnoszą się do pracy ludzkiej

Metryki

techniczne

Metryki jakości

Metryki

produktywności

Metryki

zorientowane na

rozmiar

Metryki

zorientowane na

funkcje

Metryki

zorientowane na

ludzi

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

5

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Metryki zorientowane

Metryki zorientowane

na rozmiar (1)

na rozmiar (1)



Metryki bezpośrednie

Metryki bezpośrednie



wielkość kodu [KLOC]

wielkość kodu [KLOC]



wielkość dokumentacji [strony]

wielkość dokumentacji [strony]



pracochłonność [osobomiesiące]

pracochłonność [osobomiesiące]



koszt

koszt



liczba defektów

liczba defektów

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

6

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Metryki zorientowane

Metryki zorientowane

na rozmiar (2)

na rozmiar (2)



Metryki pośrednie

Metryki pośrednie



produktywność = wielkość

produktywność = wielkość

kodu/pracochłonność

kodu/pracochłonność



awaryjność = ilość defektów/wielkość kodu

awaryjność = ilość defektów/wielkość kodu



kosztowność = koszt/wielkość kodu

kosztowność = koszt/wielkość kodu



udokumentowanie = wielkość

udokumentowanie = wielkość

dokumentacji/wielkość kodu

dokumentacji/wielkość kodu

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

7

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Metryki zorientowane

Metryki zorientowane

na rozmiar (za i

na rozmiar (za i

przeciw)

przeciw)



Za

Za



wielkość kodu może

wielkość kodu może

być łatwo policzona

być łatwo policzona



wielkość kodu jest

wielkość kodu jest

używana w wielu

używana w wielu

modelach szacowania

modelach szacowania

oprogramowania

oprogramowania



wpływ wielkości kodu

wpływ wielkości kodu

jest dobrze

jest dobrze

udokumentowany

udokumentowany



Przeciw

Przeciw



wielkość kodu jest

wielkość kodu jest

zależna od języka

zależna od języka

programowania

programowania



zwięzłe, krótkie

zwięzłe, krótkie

programy mają gorsze

programy mają gorsze

wskaźniki

wskaźniki



nie nadają się dla

nie nadają się dla

języków

języków

nieproceduralnych

nieproceduralnych



szacowanie wielkości

szacowanie wielkości

kodu jest konieczne

kodu jest konieczne

przed rozpoczęciem

przed rozpoczęciem

kodowania

kodowania

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

8

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Metryki zorientowane

Metryki zorientowane

na funkcje

na funkcje



punkty funkcyjne (FP – Function Points)

punkty funkcyjne (FP – Function Points)



punkty funkcjonalne (FP – Feature Points)

punkty funkcjonalne (FP – Feature Points)

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

9

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Punkty funkcyjne (1)

Punkty funkcyjne (1)

Parametr pomiarowy

Liczb

a

Współczynnik wagowy

Liczba

ważona

Prosty

Średni

Złożony

Liczba wejść od

użytkownika

× 3

4

6 =

Liczba wyjść do

użytkownika

× 4

5

7 =

Liczba interakcji z

użytkownikiem

× 3

4

6 =

Liczba plików

× 7

10

15 =

Liczba interfejsów

zewnętrznych

× 5

7

10 =

Liczba punktów

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

10

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Punkty funkcyjne (2)

Punkty funkcyjne (2)

1.

1.

Czy system wymaga wiarygodnego zachowywania i odzyskiwania danych?

Czy system wymaga wiarygodnego zachowywania i odzyskiwania danych?

2.

2.

Czy wymagane jest przekazywanie danych?

Czy wymagane jest przekazywanie danych?

3.

3.

Czy występują funkcje przetwarzania rozproszonego?

Czy występują funkcje przetwarzania rozproszonego?

4.

4.

Czy wydajność jest krytyczna?

Czy wydajność jest krytyczna?

5.

5.

Czy system ma pracować w istniejącym, trudnym środowisku operacyjnym?

Czy system ma pracować w istniejącym, trudnym środowisku operacyjnym?

6.

6.

Czy system wymaga wprowadzania danych

Czy system wymaga wprowadzania danych

on-line

on-line

?

?

7.

7.

Czy dane wprowadzane

Czy dane wprowadzane

on-line

on-line

wymagają transakcji wejściowych

wymagają transakcji wejściowych

zbudowanych na wielu ekranach lub operacjach?

zbudowanych na wielu ekranach lub operacjach?

8.

8.

Czy główne pliki są aktualizowane

Czy główne pliki są aktualizowane

on-line

on-line

?

?

9.

9.

Czy wejścia, wyjścia, pliki lub interakcje są złożone?

Czy wejścia, wyjścia, pliki lub interakcje są złożone?

10.

10.

Czy wewnętrzne przetwarzanie jest złożone?

Czy wewnętrzne przetwarzanie jest złożone?

11.

11.

Czy kod jest zaprojektowany do powtórnego wykorzystania?

Czy kod jest zaprojektowany do powtórnego wykorzystania?

12.

12.

Czy konwersja i instalacja jest zawarta w projekcie?

Czy konwersja i instalacja jest zawarta w projekcie?

13.

13.

Czy system został zaprojektowany dla wielu instalacji w różnych

Czy system został zaprojektowany dla wielu instalacji w różnych

organizacjach?

organizacjach?

14.

14.

Czy aplikacja jest zaprojektowana w sposób przyjazny dla użytkownika i

Czy aplikacja jest zaprojektowana w sposób przyjazny dla użytkownika i

tak, by ułatwiać wprowadzanie zmian?

tak, by ułatwiać wprowadzanie zmian?

F

i

:

brak wpływu incydentalnie

umiarkowanieśrednio znacząco zasadniczo

0

1

2

3

4

5

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

11

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Punkty funkcyjne (3)

Punkty funkcyjne (3)

FP = liczba punktów × [0,65 + 0,01 x

FP = liczba punktów × [0,65 + 0,01 x

Sum(F

Sum(F

i

i

)]

)]



Metryki pośrednie

Metryki pośrednie



produktywność = FP/pracochłonność

produktywność = FP/pracochłonność



awaryjność = ilość defektów/FP

awaryjność = ilość defektów/FP



kosztowność = koszt/FP

kosztowność = koszt/FP



udokumentowanie = wielkość

udokumentowanie = wielkość

dokumentacji/FP

dokumentacji/FP

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

12

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Punkty funkcjonalne

Punkty funkcjonalne

Parametr pomiarowy

Liczb

a

Waga

Liczba

ważona

Liczba wejść od

użytkownika

×

4

=

Liczba wyjść do

użytkownika

×

5

=

Liczba interakcji z

użytkownikiem

×

4

=

Liczba plików

×

7

=

Liczba interfejsów

zewnętrznych

×

7

=

Algorytmy

×

3

=

Liczba punktów

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

13

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Punkty funkcyjne/

Punkty funkcyjne/

funkcjonalne

funkcjonalne

(za i przeciw)

(za i przeciw)



Za

Za



są niezależne od języka

są niezależne od języka

programowania

programowania



nadają się zarówno dla

nadają się zarówno dla

języków

języków

proceduralnych jak i

proceduralnych jak i

nieproceduralnych

nieproceduralnych



mogą być stosowane

mogą być stosowane

we wczesnych fazach

we wczesnych fazach

planowania

planowania



Przeciw

Przeciw



obliczenia mają

obliczenia mają

charakter częściowo

charakter częściowo

subiektywny

subiektywny



dane są trudne do

dane są trudne do

zebrania

zebrania



nie mają

nie mają

bezpośredniego

bezpośredniego

znaczenia fizycznego

znaczenia fizycznego

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

14

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Zależność LOC/FP dla

Zależność LOC/FP dla

różnych języków

różnych języków

programowania

programowania

Język programowania

Język programowania

LOC/FP

LOC/FP

Asembler

Asembler

300

300

COBOL

COBOL

100

100

FORTRAN

FORTRAN

100

100

PASCAL

PASCAL

90

90

ADA

ADA

70

70

Języki obiektowe

Języki obiektowe

30

30

Języki czwartej

Języki czwartej

generacji

generacji

20

20

Generatory kodu

Generatory kodu

15

15

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

15

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Metryki złożoności

Metryki złożoności



metryka Halsteada

metryka Halsteada



metryka cyklometryczna McCabe’a

metryka cyklometryczna McCabe’a

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

16

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Metryki Halsteada (1)

Metryki Halsteada (1)

n

n

1

1

– liczba różnych operatorów w programie

– liczba różnych operatorów w programie

n

n

2

2

– liczba różnych operandów w programie

– liczba różnych operandów w programie

N

N

1

1

– całkowita liczba operatorów

– całkowita liczba operatorów

N

N

2

2

– całkowita liczba operandów

– całkowita liczba operandów

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

17

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Metryki Halsteada –

Metryki Halsteada –

przykład (1)

przykład (1)

Sub

Sub

Sort(X,N)

Sort(X,N)

Dim

Dim

X(N)

X(N)

If

If

N<2

N<2

Return

Return

For

For

I = 2

I = 2

To

To

N

N

For

For

J = 1

J = 1

To

To

I

I

IF

IF

X(I)<X(J)

X(I)<X(J)

Then

Then

Save = X(I)

Save = X(I)

X(I) = X(J)

X(I) = X(J)

X(J) = Save

X(J) = Save

End If

End If

Next

Next

Next

Next

End Sub

End Sub

Lp

Lp

Operator

Operator

Liczba

Liczba

1

1

koniec instrukcji

koniec instrukcji

7

7

2

2

indeksowanie

indeksowanie

6

6

3

3

=

=

5

5

4

4

IF

IF

2

2

5

5

FOR

FOR

2

2

6

6

,

,

2

2

7

7

<

<

2

2

8

8

RETURN

RETURN

1

1

9

9

koniec programu

koniec programu

1

1

n

n

1

1

=9

=9

N

N

1

1

=28

=28

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

18

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Metryki Halsteada –

Metryki Halsteada –

przykład (2)

przykład (2)

Sub

Sub

Sort(X,N)

Sort(X,N)

Dim

Dim

X(N)

X(N)

If

If

N<2

N<2

Return

Return

For

For

I = 2

I = 2

To

To

N

N

For

For

J = 1

J = 1

To

To

I

I

IF

IF

X(I)<X(J)

X(I)<X(J)

Then

Then

Save = X(I)

Save = X(I)

X(I) = X(J)

X(I) = X(J)

X(J) = Save

X(J) = Save

End If

End If

Next

Next

Next

Next

End Sub

End Sub

Lp

Lp

Operand

Operand

Liczba

Liczba

1

1

X

X

6

6

2

2

I

I

5

5

3

3

J

J

4

4

4

4

N

N

2

2

5

5

2

2

2

2

6

6

Save

Save

2

2

7

7

1

1

1

1

n

n

2

2

=7

=7

N

N

2

2

=22

=22

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

19

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Metryki Halsteada (3)

Metryki Halsteada (3)



długość programu:

długość programu:

N

N

=

=

N1 + N2

N1 + N2



rozmiar słownika:

rozmiar słownika:

n = n

n = n

1

1

+ n

+ n

2

2



objętość algorytmu:

objętość algorytmu:

V

V

=

=

N

N

log

log

2

2

(

(

n

n

)

)



stosowana zamiast LOC

stosowana zamiast LOC



objętość funkcji powinna być od 20 do 1000

objętość funkcji powinna być od 20 do 1000



objętość pliku powinna być od 100 do 8000

objętość pliku powinna być od 100 do 8000



poziom trudności:

poziom trudności:

D = (n

D = (n

1

1

/2)*(N

/2)*(N

2

2

/n

/n

2

2

)

)



wyznacza stopień odporności na błędy

wyznacza stopień odporności na błędy



poziom programu:

poziom programu:

L = 1/D

L = 1/D



wysiłek implementacyjny

wysiłek implementacyjny

:

:

E = V*D

E = V*D



czas na implementację:

czas na implementację:

T = E/18

T = E/18

(w sekundach)

(w sekundach)



liczba potencjalnych błędów

liczba potencjalnych błędów

:

:

B = E

B = E

(2/3)

(2/3)

/ 3000

/ 3000

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

20

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Metryka złożoności

Metryka złożoności

cyklometrycznej

cyklometrycznej

McCabe’a

McCabe’a

R

1

R

2

R

3

R

4

R

5

v(G) = 5

oznacza liczbę potencjalnych ścieżek wykonania
dla funkcji powinna nie większa niż 15
dla plików powinna nie większa niż 100

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

21

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Spójność grafów

Spójność grafów



Spójność grafu

Spójność grafu



spójność słaba

spójność słaba



nierozdzielność (węzłowa, krawędziowa)

nierozdzielność (węzłowa, krawędziowa)



spójność silna

spójność silna

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

22

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Ankiety

Ankiety

(kwestionariusze)

(kwestionariusze)



Brak metryk obiektywnych

Brak metryk obiektywnych



Duża subiektywność

Duża subiektywność



Wymuszenie obiektywności – pytania

Wymuszenie obiektywności – pytania

tak/nie

tak/nie



Duża liczba pytań

Duża liczba pytań



niechęć do odpowiedzi

niechęć do odpowiedzi



nierzetelność odpowiedzi

nierzetelność odpowiedzi



Wiarygodność oceny

Wiarygodność oceny



Duża liczba oceniających

Duża liczba oceniających

Dokumentacja i Jakość
Oprogramowania

23

Pomiary w inżynierii

oprogramowania

Bibliografia

Bibliografia



Pressman R.S.,

Pressman R.S.,

Software engineering. A

Software engineering. A

practitioner’s approach

practitioner’s approach

, McGraw-Hill,

, McGraw-Hill,

International Edition, 1992

International Edition, 1992



Halstead Maurice,

Halstead Maurice,

Elements of Software

Elements of Software

Science

Science

, Elsevier Science Ltd, 1977

, Elsevier Science Ltd, 1977



http://www-ivs.cs.uni-magdeburg.de/sw-en

http://www-ivs.cs.uni-magdeburg.de/sw-en

g/us/experiments/hals/

g/us/experiments/hals/



http://yunus.hacettepe.edu.tr/~sencer/co

http://yunus.hacettepe.edu.tr/~sencer/co

mplexity.html

mplexity.html