Proces vývoje SW. Metodika Unified Process. Agilní vývoj SW. Fáze testování a typy testů. Softwarové metriky, refaktoring kódu. Kvalita softwaru. Odhadování nákladů a času vývoje SW. Údržba a znovupoužitelnost.

Zpracovaná otázka na 60 stran

Fáze životního cyklu SW

• Specifikace - dokument specifikace požadavků na software
  1. Požadované vlastnosti dokumentu
     1. Jednoznačtnost
     2. Úplnost
     3. Verifikovatelnost
     4. Konzistence
     5. Modifikovatelnost
     6. Tracovaltelnost
• Vývoj
  1. Návrh
  2. Implementace
• Validace
• Evoluce
  1. Nasazeni
  2. Vlastni evoluce
  3. Servisovani
  4. Phase-out (dožívání)

Modely životního cyklu

• Vodopád
• Inkrementální model
• Prototypování
• Výzkumník
• Spirálový model

Lehmanovy zákony

Zákony se zabývají fází evoluce, popisují rovnováhu mezi novými požadavky a údržbou na straně jedné a zvyšující se složitostí, snižující se “business value” na straně druhé.

Zákon trvalé proměny Systém používaný v reálném prostředí se neustále mění, dokud není levnější systém restrukturalizovat nebo nahradit zcela novou verzí.
Zákon rostoucí složitosti Při evolučních změnách je program stále méně strukturovaný a vzrůstá jeho vnitřní složitost. Odstranění složitosti vyžaduje dodatečné úsilí.
Zákon vývoje programu Rychlost globálních změn atributů systému se může jevit v omezeném časovém intervalu jako náhodná. V dlouhodobém pohledu se však jedná o seberegulující proces, který lze statisticky sledovat a předvídat.
Zákon invariantní spotřeby práce Celkový pokrok při vývoji projektů je statisticky invariantní. Jinak řečeno, rychlost vývoje programu je přibližně konstantní a nekoreluje s vynaloženými prostředky
Zákon omezené velikosti přírůstku Systém určuje přípustnou velikost přírůstku v nových verzích. Pokud je limita překročena, objeví se závažné problémy týkající se kvality a použitelnosti systému.

Brooksův zákon Týká se začlenění nového člena týmu do zpožděného projektu (ten, který s ním neměl zatím žádný styk :D). Zákon říká, že “Přidání řešitelské kapacity u opožděného projektu může zvětšit jeho zpoždění (náklady na začlenění nového pracovníka do týmu jsou zpravidla větší, než jeho přínos)”.

UP je generický proces pro UML specifikaci (postup vývoje určující jaké UML diagramy použít).

Diagramy UP dělí na ty, které ukazují statickou strukturu (Diagram tříd, Use Case diagram, Diagram objektů, Diagram komponent, Diagram nasazení) a dynamickou strukturu (Diagram aktivit, Diagram komunikace, Stavový diagram, Sekvenční diagram).

Hlavní rysy UP:
Iterace a inkrementy Hlavní pohled udává Use Case diagram, snažíme se vždy dokončit jeden případ užití a pak pokračujeme dále. Každou iteraci lze chápat jako mini-projekt (fáze: Plánování, Analýza a návrh, Implementace, Integrace a testování).
Soustředění se na architekturu UP jasně udává, že volba a vybudování dobré architektury systému je hlavním cílem projektového týmu.
Řízení rizik Unified Process také vyžaduje, aby se projektový tým zaměřil na řešení nejvážnějších rizik v rané fázi životního cyklu projektu (největší rizika jsou vždy řešena jako první).

Vazba mezi fází UP a UML diagramy
Inception: Use Case diagram, Diagram aktivit, Diagram komunikace, Stavový diagram, Sekvenční diagram
Elaboration: Diagram tříd, Diagram aktivit, Diagram komunikace, Stavový diagram, Sekvenční diagram
Construction: Diagram nasazení, Diagram komponent. Sekvenční diagram, ale pozor UML neřeší testování, dává pohled na systém (test není součástí výsledného SW)
Transition: Žádné UML diagramy už se nepoužívají.

Metodika Rational Unified Process (RUP)
Metodika RUP je komerční verzí metodiky UP. V podstatě se dá říci, že obě metodiky jsou postaveny na stejném základu a liší se pouze v tom, že v mnoha případech je metodika RUP propracována více do detailů a v některých případech se nepatrně liší s syntaxí.

Umožňují rychlý vývoj a zároveň dokáží reagovat na změnu požadavků v průběhu vývojového cyklu.
Princip agilního vývoje
Individuality a interakce mají přednost před procesy a nástroji: Dělejme to iterativně, komunikujme se zákazníkem a ověřujme (hodně o spirálách).
Fungující software má přednost před obsáhlou dokumentací (nejvýznamnější bod): Dokumentují méně (čím agilnější tím více dá na slovo zákazníka), protože dochází peníze (dokumentuje se především na konci).
Spolupráce se zákazníkem má přednost před sjednáváním smluv
Reakce na změnu má přednost před (striktním) plněním plánu

Agilní metodiky

• Extreme programming (XP)
• Feature-Driven Development (FDD)
• SCRUM Process Development
• Test-Driven Development (TDD)

Proces spuštění (části) programu s cílem nalézt chyby. Nemůže ukázat nepřítomnost defektů, může pouze ukázat, že v softwaru jsou chyby. Testování také ukazuje funkce a výkon. A je také ukazatelem kvality software.Testování je destruktivní činnost, není vhodné, aby vývojář a tester byla ta samá osoba.

• Verifikace - test proti vnitřní činnosti (unit testy)
• Validace - test proti specifikaci

BlackBox vs. WhiteBox (vidím/nevidím do struktury programu)

Typy testů

• Unit testy - hledají defekty uvnitř softwarových komponent a verifikují fungování softwarových komponent (např. modulů, programů, objektů, tříd, atd.), které jsou testovatelné samostatně.
• Assembly testy - mají za úkol ověřit, že jednotlivé části kódu, testované v rámci unit testů, spolu fungují.
• Integrační testy - Integrační testování testuje rozhraní mezi komponentami, interakce s různými částmi systému jako jsou operační systém, souborový systém, hardware anebo rozhraní mezi systémy.
• Systémové testy - Systémové testování se zabývá chováním celého systému/produktu, jak byl definován rozsahem vyvíjeného projektu nebo programu. Měly by pokrýt jak funkční tak nefunkční požadavky.
• Akceptační testy - jsou hlavní částí testování z pohledu dodávky aplikace zákazníkovi.

Další testy

• Funkční testy – slouží k nalezení rozdílů mezi aktuální aplikací proti funkční specifikaci (funkční požadavky)
• Nefunkční testy - zahrnují testování výkonu, zátěžové testování, stres testování, testování použitelnosti, testování udržovatelnosti, testování spolehlivosti a testování přenositelnosti. Je testováním toho, “jak“ systém pracuje (jako celek).
• Statické testy – provádí manuální prozkoumání (revidování) a automatizovanou analýzu (statickou analýzu) kódu nebo jiné projektové dokumentace (uživ.příručky, apod.)
• Dynamické testy - znamenají provádění testování na již běžící systému, aplikaci
• Regresní testy - testy na ověření stávající funkcionality (provádí se po opravení chyb či novem release)
• Progresní testy - testy na ověření nové funkcionality
• Smoke test - je krátký test, který slouží jako ověření, že vyvíjená aplikace je „způsobilá“ pro další fázi testování.

Softwarová metrika je nějaký údaj (měření, atribut softwaru), který lze nakonec převést na číselné hodnocení.
Metrika
Kvantitativní (číselně vyjádřená) míra, tj. ukazatel do jaké míry se nějaký atribut vyskytuje v systému, komponentě nebo procesu nebo kvalitativní charakter, tj. nečíselné vyjádření.
Dělíme na:

• Produktové: zdrojový kód, dokumentace, cyklomatická složitost (počet cest programem), počty funkčních bodů
• Procesní: činnosti spojené s vývojem, doba strávená na jednotlivých úlohách, původní odhad a skutečná reálná doba
• Metriky zdrojů: HW, lidé, čas, nemocnost, výkonnost
  

nebo na

• Implicitní (in proces) – zjistitelné pouze během vývoje
• Explicitní (after proces) – zjistí se kdykoliv i po skončení vývoje (z artefaktů produktů systému)

Velikostně orientované metriky Lines Of Code (LOC), 1000 Lines Of Code (KLOC), počet chyb/KLOC, počet defektů/KLOC, cena/LOC, velikost dokumentace/KLOC

Funkčně orientované metriky počet uživatelských vstupů, počet už. výstupů, počet dotazů, počet souborů, počet spojení s jinými systémy

Metriky složitosti
Halsteadova metrika Program je věta, která vznikla na určité slovní zásobě. Na základě poměru délky věty (programu) a velikosti slovní zásoby (počet operátorů a operandů) získáme složitost.

McCabe odhad složitosti
Vnímá program jako graf. Dochází k výpočtu cyklomatické složitosti: Kolik je možných průchodů grafem nebo kolik je tam nezávislých větví. Funguje také jako indikátor spolehlivosti. Pokud V(G) je větší než 10 má velký chybový potenciál a zle se testuje. V(G) je v podstatě počet uzavřených oblastí v rovinném grafu.

McClure odhad složitost
Také založen na cyklomatické složitosti. Odvozeno od počtu větvení (C) a počtu řídících proměnných (V), především zohledňuje složitost podmínek tj. samotných uzlů!

Při odhadování se reflektuje:

• Minulý podobný projekt (velmi dobrý výchozí bod)
• Použití dekompoziční techniky
• Použití empirických modelů
• Odhad se zpožděním (nutný určitý buffer, pokud by se něco pokazilo)

2 základní techniky: zhora-dolu nebo zdola-nahoru

Funkční bod
Metrika, říkající kolik toho funkční jednotka umí. Měří aplikační oblast, nezkoumá technickou oblast.

Putnam T - usílí (člověkodny)
D - doba řešení
c - hodnota podle předchozích projektů
N - Délka programu

Cocomo (COnstructive COst MOdel)
Odhadování pracnosti shora-dolů. Vychází z Putnama a odhadu délky programů KSLOC, zdroj empirických dat je větší počet předchozích projektů a pozorování.
Model - přesnot výpočtu
Mód (jak je projekt obtížný) - určující koeficient

a,b,c,d - parametry volené podle úrovně modelu a módu
T - doba řešení
E = úsilí
F = korekční faktor, ekvivalence s „c“ v Putnamovi tedy produktivita

Cocomo II
Nemá smysl dělat přesné výpočty na začátku projektu → korekční faktor vždy 1 a základní model. Důvod změny? Nové SW procesy, nové jevy měření, nové možnosti jako znovupoužití SW.

Obecný model kvality (Quality model)
Operation: Dělá to, to co má? Týká se splnění specifikace, standardů a uživatelského očekávání. – Pohled uživatele
Revision: Je dobře navržený? (dobře testovatelný, rozšiřitelný apod.) Týká se vývoje. – Pohled vývojářů
Transition: Je dobře nasaditelný? (přenositelnost, nezávislost na HW, pohodlná instalace) – Celkový pohled obou stran

Kvalita dle IEEE
Stupeň, do jaké míry systém, komponenta nebo proces splňuje specifikované požadavky. (spíše u SW na zakázku)
Stupeň, do jaké míry systém, komponenta nebo proces splňuje zákazníkovy nebo uživatelovy potřeby nebo jeho očekávání. (spíše u krabicového SW)

Techniky zajištění kvality software
Obecně lze mluvit o testování, validaci a verifikaci produktu. Validací se rozumí otázka, zda jsme vytvořili správný produkt tj. jestli produkt odpovídá potřebám uživatele. Verifikací se rozumí, zda jsme produkt vytvořili správně tj. zda produkt odpovídá specifikaci. Testováním se pak pokoušíme zmíněné předchozí dokázat pro omezenou sadu příkladů.

• Inspekce, recenze
• Testování
• Měření
• Standardy a procedury

Velmi nákladná v čase, finance odpovídají tomu jak dlouho ho chceme udržet. Náklady jsou 2x -100x větší než na vývoj. Na údržbu se mělo myslet již při vývoji.

• Oprava softwarových chyb
• Adaptace softwaru na jiné operační prostředí
• Přidat nebo měnit systémovou funkcionalitu → každá implementace degraduje kvalitu systému

Systémový re-engineering
Znovu napsání celé části systému bez účelu změnit její funkcionalitu, když subsystémy vyššího systému vyžadují častou údržbu. Cílem je vytvoření nového systému, který by se lépe udržoval (i snížení ceny za údržbu).

Refactoring
Refactoring je kontinuální proces vylepšení skrze vývojový a evoluční proces. Jeho záměrem je vyhnout se degradaci struktury a kódu, která zvyšuje cenu za údržbu.

„Code smells“

• Duplikovaný kód - kód se opakuje na různých místech programu
• Dlouhé metody
• Long Parameter List - dlouhý seznam parametrů
• Shotgun Surgery - abychom udělali jednoduchou změnu v kódu, je nutné sahat na mnoho míst, indikátor toho, že máme špatný model, že třídy mají špatnou zodpovědnost
• Middle Man - zprostředkované volání objektu zbytečně přes prostředníka
• Lazy Class - prázdná skořápka, třída, která nic nedělá
• Spekulativní obecnost - kód, který je v programu obsažen, aby sloužil někdy do budoucna

Znovupoužitelnost
Hlavní výhodou je několikanásobné finanční ohodnocení jednou vyvinuté komponenty.

Úrovně znovupoužitelnosti (reuse levels)

• Abstrakce (The abstraction level): analytické prvky
• Objekty (The object level): třídy
• Komponenty (The component level): kolekce tříd
• Systém (The system level): celý systém a různé platformy

Reuse-Oriented software engineering
Model vývoje SW, založen na systematickém znovuužití, kde jsou systémy integrovány z existujících komponent (commercial-off-the-shelf = COTS). Zbylou funkcionalitu (kterou ještě nemáme) doprogramujme, především proxy, adaptéry a GUI. Jedná se o standardní budování business systémů.

Velká většina z https://docs.google.com/document/d/1JVC34-jBqK-hnyxty9YNelID_LChUsvREdgS9NaEjvI