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Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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Ítem Fecha Versión Descripción Equipo 1 25/01/2005 1.0 Versión inicial. Karin Melendez Abraham Dávila
La calidad es un concepto complejo y se viene aplicando en el campo de la informática desde hace muchos años. En particular, la aplicación de la calidad al producto software toma cuerpo con la aparición de los primeros modelos de calidad de producto y se fortalece con la propuesta de normas internacionales que comienzan a ser utilizados como marco de referencia para el campo profesional y académico. Este documento presenta las normas internacionales desarrolladas sobre calidad del producto software y los trabajos futuros en este tema.
En el año 1987 la Oficina Internacional para la Estandarización (ISO por sus siglas en inglés de International Organization for Standarization) y la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC por sus siglas en inglés de International Electrotechnical Commission) constituyeron un comité técnico conjunto (JTC1 de sus siglas en inglés de Joint Technical Committee) con la finalidad de proponer normas –internacionales- en el campo de las tecnologías de la información (incluyendo los sistemas de microprocesadores) y los equipos.
En 1985, la JTC1 inició el desarrollo de la norma internacional ISO/IEC 9126 [1] y la publicó en 1991 como “ISO/IEC 9126:1991: Tecnología de la información – Evaluación del producto software – Características de calidad y guía para su aplicación” [2]. Utilizaron como base para la definición de las características, el concepto de calidad que posteriormente aparecería en la norma ISO 8402 y que está basada en las necesidades del usuario. Antes de la publicación de la norma ISO/IEC 9126, los trabajos de McCall [3], Boehm [4] y otros fueron adoptados y mejorados, pero resultaba difícil para el usuario o comprador, comprender la calidad del producto y hacer comparaciones; esta norma constituyó el primer esfuerzo internacional para unificar y uniformizar los términos de calidad referido al producto software y proponer una estructura basada en características y sub-carecterísticas de calidad.
En 1994, se determina la revisión de la norma ISO/IEC 9126 [5] debido a que se estaban desarrollando normas internacionales en el área de evaluación de la calidad de productos. Resultado de la revisión, se producen dos series de normas: ISO/IEC 9126 referida al modelo de calidad del producto software y la ISO/IEC 14598 referida a la evaluación de la calidad del producto. La publicación completa de ambas series, se iniciaron en julio de 1998 y concluyeron en abril del 2004, habiéndose elaborado 4 normas en las serie 9126 y 6 normas en la serie
Serie 14598
14598- Visión General 14598- Planeamiento y gestión
14598- Proceso para desarrolladores
14598- Proceso para adquirientes
14598- Proceso para evaluadores
14598- Documentación de módulos de evaluación
Serie 9126
9126- Modelo de calidad
9126- Métricas externas
9126- Métricas internas
9126- Métricas de calidad en uso
Figura 1: Serie de normas ISO/IEC 9126 Figura 2: Serie de normas ISO/IEC 14598
Figura 3: Relación entre la serie de normas ISO/IEC 9126 y la ISO/IEC 14598
Una nueva propuesta de calidad de producto se plantea en 1999 y se aprueba en el 2000 [6]. La propuesta se denomina proyecto SQuaRE (es la abreviatura en inglés de S oftware producto Q uality RE quirements) con la idea de proponer un nuevo marco de referencia para el tema de calidad de producto software, pero esta vez orientándose a ver la calidad del producto como resultado de un proceso. La serie de normas internacionales tendrán la numeración 25000 y pasarán todavía algunos años para que se termine de publicar por completo.
El software es un componente presente en una gran variedad de actividades y, con frecuencia, su correcta operación es a menudo crítica para el éxito del negocio y/o la seguridad de las personas. El desarrollo o selección de productos software de gran calidad es, por lo tanto, de suma importancia. Una especificación y evaluación detallada de la calidad del producto software es un factor clave para asegurar la calidad adecuada. Esto se puede lograr definiendo de manera apropiada las características de la calidad y teniendo en cuenta el propósito del uso del producto software. Es importante que cada característica relevante de la calidad del producto software sea especificada y evaluada, cuando sea posible, utilizando métricas validadas o de amplia aceptación.
Para poder comprender la calidad del producto software, es necesario recurrir a un modelo de calidad de producto software, que es en esencia una representación abstracta de la caracterización del producto software. En la norma ISO/IEC 14598 [7] se define al modelo de calidad como un conjunto de características y la relación entre las mismas, que conforman la base para especificar requerimientos de calidad y evaluar la calidad; la figura 4 representa un modelo de calidad de dos niveles para las características y sub características y en el tercer nivel presenta las métricas; estas últimas se pueden obtener de la medición de los diversos atributos que tiene el producto y que influyen en cada sub característica.
Un enfoque interesante y muy influyente, presentado por Garvín en [8], son las cinco visiones de la calidad: (i) la visión trascendental que puede ser reconocida pero no definida, (ii) la visión del usuario como la adecuación al propósito del usuario, (iii) la visión del productor como conformidad con la especificación, (iv) la visión del producto basada en las características observables del producto, y (v) la visión basada en el valor que el cliente está dispuesto a pagar por ella.
Recursos y entorno
Proceso de evaluación
Producto software
Efecto del producto software
Soporte para las evaluaciones
14598-
14598-
14598-
14598-
14598-
9126-3 9126-2 9126-
14598-
9126-
Proceso de evaluación
Métricas internas
Métricas externas
Métricas de calidad en uso
Figura 6. Calidad en el ciclo de vida del software, adaptado de la norma [5]
La norma ISO/IEC 9126 presenta dos modelos de calidad, la primera referida a la calidad interna y externa y el segundo modelo referido a la calidad en uso. En las secciones siguientes se describirá cada uno de ellos.
La norma ISO/IEC 9126 [5] define la calidad interna como: “ la totalidad de las características del producto software desde una perspectiva interna. La calidad interna es medida y evaluada en base a los requerimientos de calidad interna. Los detalles de la calidad del producto software pueden ser mejorados durante la implementación, revisión y prueba del código software, pero la naturaleza fundamental de la calidad del producto software representada por la calidad interna permanece sin cambios a menos que sea re diseñado” ; y a la calidad externa como: “ la totalidad de las características del producto software desde una perspectiva externa. Es la calidad cuando el software es ejecutado, la cual es típicamente medida y evaluada mientras se prueba en un ambiente simulado con datos simulados y usando métricas externas. Durante las pruebas, muchas fallas serán descubiertas y eliminadas. Sin embargo, algunas fallas todavía pueden permanecer después de las pruebas. Como es difícil corregir la arquitectura de software u otros aspectos fundamentales del diseño del software, el diseño fundamental permanece sin cambios a través de las pruebas”.
La figura 7 representa el modelo de calidad interna o externa (ver figura 7) se muestra un conjunto de 6 características: funcionalidad, fiabilidad, usabilidad, eficiencia, facilidad de mantenimiento y portabilidad. En el cuadro 1 se presenta las definiciones de cada una de las características y en el cuadro 2 se presenta las definiciones de cada sub-características.
Figura 7. Modelo de calidad del producto software para la calidad externa e interna.
Característica Definición Funcionalidad La capacidad del producto software para proveer las funciones que satisfacen las necesidades explícitas e implícitas cuando el software se utiliza bajo condiciones específicas. Fiabilidad La capacidad del producto software para mantener un nivel especificado de funcionamiento cuando se está utilizando bajo condiciones especificadas. Usabilidad La capacidad del producto software de ser entendido, aprendido, usado y atractivo al usuario, cuando es usado bajo las condiciones especificadas. Eficiencia La capacidad del producto software para proveer un desempeño apropiado, de acuerdo a la cantidad de recursos utilizados y bajo las condiciones planteadas. Facilidad de mantenimiento
Capacidad del producto software para ser modificado. Las modificaciones pueden incluir correcciones, mejoras o adaptación del software a cambios en el entorno, y en requerimientos y especificaciones funcionales. Portabilidad La capacidad del software para ser trasladado de un entorno a otro.
Cuadro 1: Características de la calidad interna y externa, definido en ISO/IEC 9126-1.
Calidad externa e interna
Funcionalidad Fiabilidad Usabilidad Eficiencia mantenimientoFacilidad de Portabilidad
Aplicabilidad Precisión Interoperabilidad Seguridad Conformidad de funcionalidad
Comportamiento en el tiempo Utilización de recursos Conformidad de eficiencia
Analizabilidad Cambiabilidad Estabilidad Testeabilidad Conformidad de facilidad de mantenimiento
Adaptabilidad Instalabilidad Co existencia Reemplazabilidad Conformidad de Portabilidad
Entendibilidad Facilidad de aprendizaje Operabilidad Atractividad Conformidad de usabilidad
Madurez Tolerancia a fallos Recuperabilidad Conformidad de fiabilidad
extensión para la cual los usuarios pueden conseguir sus metas en un ambiente particular, en vez de medir las propiedades del software en sí mismo ”,
se hace la aclaración que un usuario es cualquier tipo de posible usuario y cuyos requerimientos pueden ser diferentes; por ejemplo un operador del software tiene un requerimiento diferente que un responsable del mantenimiento del software.
En la figura 8 se presenta el modelo de calidad en uso que muestra un conjunto de 4 características: efectividad, productividad, integridad y satisfacción; cuyas definiciones están resumidas en el cuadro 3.
Figura 8. Modelo de calidad del producto software para la calidad en uso.
Cuadro 3: Características de la calidad en uso, definido en ISO/IEC 9126-
Las métricas de calidad de producto se aplican a las diversos atributos del producto y que permiten determinar posteriormente los niveles de calidad del producto. Las métricas que se pueden aplicar de acuerdo a los atributos están definidos en las normas ISO/IEC 9126-2 [9] para el caso de la calidad externa, la ISO/IEC 9126-3 [10] para el caso de la calidad interna y la ISO/IEC 9126-4 [11] para el caso de la calidad en uso. En todos los casos, las normas señalan que las métricas presentadas no pretenden ser exhaustivas (ser completas), ni limita la posibilidad de usar otras métricas de acuerdo a las necesidades del usuario. El anexo A de la norma ISO/IEC 9126-1 [5] se señala que:
“se han encontrado que los niveles de ciertos atributos internos influyen los niveles de algunos atributos externos, de modo que haya un aspecto externo y un aspecto interno a la mayoría de las características. Por ejemplo, la confiabilidad puede ser medida externamente observando el número de fallas en un período de tiempo de ejecución dado durante un ensayo del software, e internamente examinando las especificaciones detalladas y el código fuente para determinar el nivel de la tolerancia a fallas. Los atributos internos serían los indicadores de los atributos externos. Un atributo interno puede influenciar a una o más características, y una
Calidad en uso
Efectividad Productividad Integridad Satisfacción
Característica Definición Efectividad La capacidad del producto software para permitir a los usuarios lograr las metas especificadas con precisión y completitud en un contexto de uso específico. Productividad La capacidad del producto software para permitir a los usuarios emplear cantidades apropiadas de recursos en relación a la efectividad lograda en un contexto de uso específico. Integridad La capacidad del producto software para lograr niveles aceptables de riesgo de daño a las personas, negocio, software, propiedad o entorno en un contexto de uso específico. Satisfacción La capacidad del producto software para satisfacer a los usuarios en un contexto de uso específico.
característica puede ser influenciada por más de un atributo. En este modelo la totalidad de atributos de la calidad del producto software son clasificados en una estructura arborescente jerárquica de características y sub características. El nivel más alto de esta estructura consiste en características de calidad y el nivel más bajo consiste en atributos de calidad de software. La jerarquía no es perfecta, porque algunos atributos pueden contribuir a más de una sub característica”.
Las métricas internas pueden ser aplicadas durante el diseño y la codificación del producto software no ejecutable (por ejemplo código fuente) y proporciona a todos los involucrados el beneficio de conocer la calidad del producto durante su construcción y tomar decisiones sobre esa base para conseguir el producto con la calidad esperada. La norma ISO/IEC 9126-1 [5] señala que:
“ Las métricas internas miden atributos internos o indican los atributos externos a través del análisis de las propiedades estáticas de productos intermedios o entregables del producto software. Las medidas de las métricas internas usan números o frecuencias de elementos de composición de software los cuales aparecen por ejemplo en las sentencias de código fuente, gráficos de control, flujo de datos y representaciones de estado de transición ”.
La figura 9 presenta la relación anteriormente descrita.
Figura 9. Características y sub-características de calidad y atributos
Las métricas externas pueden ser aplicadas durante la prueba y operación del producto software ejecutable (se evalúa el comportamiento) y proporciona a todos los involucrados el beneficio de conocer la calidad del producto software durante las pruebas u operación y saber si cumple con la calidad esperada. La norma [5] señala que
“ antes de adquirir o usar un producto software este debería ser evaluado usando la métrica basadas en los objetivos del negocio relacionados al uso, explotación y administración del producto en una organización y un ambiente técnico específico ”.
Las métricas de calidad en uso miden el nivel en que un producto software cumple con las necesidades específicas de los usuarios en un contexto de uso determinado y son el resultado del uso del software, en lugar de las propiedades de éste. El contexto de uso está determinado por los escenarios en los que el usuario realiza sus tareas.
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Atributo
Atributos internos Sub características Atributos externos Características
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Producto software Tareas de usuario(efecto)
25030
(^25001 ) 25022 25023
25041 25042 25043 25044
25030
(^25001 ) 25022 25024
25041 25042 25043 25044
25030 25020 25040 25030 25020 25040
25010
25000
Especificación de requerimientos Planeamiento Medición Evaluación Especificación derequerimientos Planeamiento^ Medición Evaluación
Procesoobjetivo
Proceso
Ejecución
Guía particular
Guía General
Figura 11. Modelo de referencia para la arquitectura SquaRE adaptado de Scalet [6]
La calidad del producto es un tema que cada vez se exige más en los proyectos de desarrollo de software y que encuentra en internet, un escenario donde dicha calidad puede afectar significativamente la relación entre los usuarios y las organizaciones que proporcionan el software para la interacción. La calidad debe ser definida según las recomendaciones de las normas, durante las primeras etapas del desarrollo y basada en ellas se debe de planificar las actividades de control de la calidad. Las métricas internas obtenidas durante la medición del software deben servir de base para las decisiones de las actividades del plan de trabajo, en caso haya desviaciones de la calidad esperada. Las métricas externas permitirán la confirmación de la calidad planificada en la pruebas y operación y finalmente la calidad del producto desde el punto de vista del usuario debe evaluarse usando para ello las métricas de calidad en uso. Las normas proponen un conjunto de métricas, pero se indica que no todas pueden ser necesarias para todos los casos, y también señala que es posible utilizar un conjunto de métricas diferentes; la determinación de que métricas usar es responsabilidad de los desarrolladores.
Las normas han introducido la percepción del usuario como un enfoque importante para la determinación final de la calidad y han establecido la dependencia entre la calidad interna, externa y en uso; dejando claro que relación existente entre las características internas, externas y en uso es un tema complejo y no presentan ningún esquema para ello.
A los desarrolladores les toca la responsabilidad de trasladar las normas a las acciones correspondientes para que los procesos que siguen para la construcción de software lo lleven a conseguir el producto con la calidad deseada. Debe seguir un enfoque de ingeniería para no verse afectado con la aparente sobre carga de trabajo que puede significar el aplicar estas normas.
línea]. 1 Edición. Alemania. Mayo 1998. PNO-Suppliers Technical Interface. Deliverable
[7] ISO, ISO/IEC 14598-1:1999 Information Technology – Software Product Evaluation. Part 1: General Overview , Secretaría General de ISO, Ginebra, 1999. [8] D.A. Garvin, “What Does 'Product Quality' Really Mean”, Sloan Management Review , 1984, pp 25-43. [9] ISO/IEC, ISO/IEC 9126-2:2003 Software Engineering – Product quality. Part 2: External Metrics , Secretaría General de ISO, Ginebra, 2003. [10] ISO/IEC, ISO/IEC 9126-3:2003 Software Engineering – Product quality. Part 3: Internal Metrics , Secretaría General de ISO, Ginebra, 2003. [11] ISO/IEC, ISO/IEC 9126-4:2004 Software Engineering – Product quality. Part 4: Quality in Use Metrics , Secretaría General de ISO, Ginebra, 2004.
