Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

Kapittel 9 – Programvareevolusjon Carl-Fredrik Sørensen.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "Kapittel 9 – Programvareevolusjon Carl-Fredrik Sørensen."— Utskrift av presentasjonen:

1 Kapittel 9 – Programvareevolusjon Carl-Fredrik Sørensen

2 2 Tema for forelesning Evolusjon (endrings) prosesser Vedlikehold av programvare –Kundespesifikke systemer (ex. Altinn – Kantega/Accenture) –Generiske systemer (ex. MySql) Håndtering av “legacy” systemer –Avgjørelse om programvareendringer Dynamikk i programevolusjon (Lehmans lover) Spesifikasjon Utvikling Validering Evolusjon

3 3 Endring i programvare Nye krav (funksjonelle/ikke-funksjonelle ) dukker opp under bruk –Forbedring av ytelse eller pålitelighet Feil må rettes; Endringer i forretningskrav og -prosesser Nye datamaskiner og nytt utstyr blir lagt til systemet Stor utfordring for alle organisasjoner å implementere og håndtere endringer i eksisterende programvare/systemer.

4 4 Viktighet av evolusjon Store investeringer i programvare – kritisk aktiva i forretningen. Må oppdatere og endre for å beholde verdien til aktiva. Hoveddelen av programvarebudsjett i store selskaper er forbeholdt endringer og utvikling av eksisterende programvare fremfor nyutvikling.

5 5 Capers Jones, Chief Scientist Emeritus, Software Productivity Research, Inc. THE ECONOMICS OF SOFTWARE MAINTENANCE IN THE TWENTY FIRST CENTURY THE ECONOMICS OF SOFTWARE MAINTENANCE IN THE TWENTY FIRST CENTURY

6 6 Spiralmodell for utvikling og evolusjon

7 7 Evolusjon: Steget i livssyklusen hvor systemet er i operasjonell bruk og utvikler seg etter hvert som nye krav blir foreslått og implementer i systemet. Utfasing: Programvaren kan fortsatt bli benyttet, men ingen flere endringer blir utført. Vedlikehold: Programvaren er fortsatt nyttig, men de eneste endringene som blir gjort er de som er påkrevd for å holde det operasjonelt. F.eks. Fjerning av feil og endringer utløst av endringer i systemmiljøet. Ingen ny funksjonalitet blir lagt til.

8 8 Evolusjonsprosesser Evolusjonsprosesser avhenger av –Typen programvare som skal vedlikeholdes; –Utviklingsprosess som er benyttet; –Dyktighet og erfaring på de involverte. Endringsforslag er driver for systemevolusjon. –Bør lenkes med komponentene som er påvirket av endringen. Gir mulighet til estimering av kostnad og påvirkning av endringen. Identifisering av endringer og evolusjon fortsetter gjennom hele livsløpet til et system.

9 9 Prosesser for identifisering av endringer og evolusjon

10 10 Prosess for evolusjon Change analysis Adapted from Artur 1988 Software Evolution

11 11 Implementering av endringer

12 12 Implementering av endringer Iterasjon av utviklingsprosessen hvor revisjonene til systemet er designet, implementert og testet. Kritisk forskjell at første steget av endringsimplementering kan involvere programforståelse, spesielt dersom nye utviklere blir ansvarlig. Må forstå programstruktur, hvordan funksjonalitet er levert og hvordan endringer vil påvirke programmet.

13 13 Presserende endringsbehov Kan bli implementert uten å gå gjennom alle steg i en utviklingsprosess –Seriøse systemfeil som må repareres for å få til normal operasjon; –Sideeffekter knyttet til systemmiljøet (f.eks. OS-oppgradering); –Forretningsendringer som krever svært rask respons (konkurrerende produkter o.l.).

14 14 Repareringsprosess ved krise

15 15 Vedlikehold av programvare Modifisering av et program etter det er tatt i bruk. Mest bruk om skreddersøm. Generisk programvare sies å utvikle seg/evolusjon ved å lage nye versjoner. Vedlikehold vil normalt sett ikke medføre store endringer i systemarkitekturen. Endringer er implementert ved å modifisere eksisterende komponenter og legge til nye komponenter til systemet.

16 16 Vedlikeholdstyper Reparere feil –Korrigere avvik for å møte krav. Tilpasse programvare til et annet operasjonsmiljø –Nye datamaskiner, OS, databaser etc. Legge til eller modifisere funksjonalitet –Tilfredsstille nye krav

17 17 John Krogstie, Arthur Jahr, Dag I.K. Sjøberg, A longitudinal study of development and maintenance in Norway: Report from the 2003 investigation, Information and Software Technology, Volume 48, Issue 11, November 2006, Pages , Basert på flere empiriske studier

18 18 Vedlikeholdskostnader Normalt høyere enn utviklingskostnader (2* til 100* avhengig av applikasjon). Påvirket av både funksjonelle og ikke-funksjonelle faktorer. Øker etterhvert som programvare blir vedlikeholdt. Vedlikehold korrumperer struktur i programvaren så videre vedlikehold blir vanskelig. Eldre programvare kan ha høye supportkostnader (e.g. gamle programmeringsspråk, kompilatorer osv.).

19 19

20 20 Endringsprediksjon Forutsigelse av antall endringer krever en forståelse av relasjonene mellom et system og dets omgivelser. Tett koblede systemer krever endringer hver gang omgivelsene endres. Faktorer som påvirker relasjonen er –Antall og kompleksitet i systemgrensesnitt; –Antall av innebygde flyktige (fundamentalt ustabile) systemkrav; –Forretningsprosessene der systemet blir benyttet.

21 21 Kompleksitetsmetrikk Prediksjon på vedlikeholdbarhet kan bli utført ved å måle kompleksitet på systemkomponenter. Studier viser at mest vedlikholdsarbeid er brukt på et relativt lite antall av systemkompenter (ref. clustering av feil som i Kantega-foredrag). Kompleksitet avhenger av –Kompleksitet på kontrollstrukturer; –Kompleksitet på datastrukturer; –Objekt-, metode- (prosedyre) og modulstørrelse.

22 22 Prosessmetrikker Kan bli brukt til å måle vedlikeholdbarhet –Antall forespørsler om korrektivt vedlikehold; –Gjennomsnittlig tid påkrevd for analyse av påvirkning; –Gjennomsnittlig tid for å implementere en endringsforespørsel; –Antall gjenstående endringsforespørsler. Hvis noen eller alle disse øker, så kan dette bety at vedlikeholdbarheten minsker.

23 23 System re-engineering Re-engineering = forbedre design og kode uavhengig av endringsforespørsler Legacy/arv = noe som er levert av eller mottatt fra en forgjenger eller fra fortiden Legacy system = gammel programvare / metode

24 24 Fordeler med reengineering Redusert risiko –Høy risiko med ny programvareutvikling. Utviklingsproblemer, bemanningsproblemer, spesifikasjonsproblemer. Redusert kostnad –Kostnaden med re-engineering er ofte signifikant lavere enn kostnader med å utvikle ny programvare.

25 25 Reengineering prosess

26 26 ‘Bad smells’ i programkode Duplisert kode –Den samme eller veldig lik kode kan være inkludert forskjellige plasser i et program. Dette kan fjernes og implementeres som en enkel metode eller funksjon som bli kalt hvor behov. –Feil i duplikater er vanlige (copy-paste feilutbredelse) Lange metoder –Hvis en metode er for lang så bør den bli redesignet som et antall kortere metoder. (Høy kohesjon/lim) Switch (case) statements –Disse involverer ofte duplisering hvor en «switch» avhenger av typen til en verdi. Switch statements kan være spredt rundt I et program. I OO-språk kan polymorfisme benyttes for å oppnå det samme. Navngivning på klasser, metoder, pakker, etc.

27 27 Håndtering av legacy systemer Avhengighet av legacy systemer gir behov for en strategi for evolusjon –Skrape systemet helt og modifisere forretningsprosesser som ikke er påkrevd lengre; –Fortsette å vedlikeholde systemet; –Transformere system gjennom re-engineering for å forbedre vedlikeholdbarhet; –Erstatte med et nytt system. Valg strategi avhenger av systemkvalitet og forretningsverdi.

28 28 Faktorer benyttet i vurdering av applikasjoner FaktorSpørsmål UnderstandabilityHvor vanskelig er det å forstå kildekoden i det eksisterende systemet? Hvor kompleks er kontrollstrukturene benyttet? Har variabler meningsfulle navn som reflekterer funksjon? DocumentationHvilken dokumentasjon er tilgjengelig? Er dokumentasjonen komplett, konsistent og oppdatert? DataFinnes det en eksplisitt data modell for systemet? I hvilken utstrekning er data duplisert over mange filer? Er data benyttet av systemet oppdatert og konsistent? PerformanceEr ytelsen til systemet tilfredsstillende? Har ytelsesproblemer en signifikant effekt på brukerne?

29 29 Faktorer benyttet i vurdering av applikasjoner FaktorSpørsmål ProgrammeringsspråkEr moderne kompilatorer tilgjengelig for det brukte programmeringsspråket? Blir programmeringsspråket fortsatt benyttet til utvikling av nye systemer? KonfigurasjonsstyringEr alle versjoner av alle deler av systemet håndtert av et konfigurasjonsstyringssystem? Er det en eksplisitt beskrivelse av komponentversjonene som blir benyttet i det nåværende systemet? TestdataEksisterer det testdata for systemet? Finnes det en oversikt over regresjonstester som er gjennomført når ny funksjonalitet er lagt til systemet? KunnskapFinnes det tilgjengelig personell som har kunnskap til å vedlikeholde applikasjonen? Finnes det tilgjengelig folk som har erfaring med systemet?

30 30 Dynamikk i programevolusjon Program evolution dynamics er studie av endringsprosesser. Lehman and Belady, ha etter mange store empiriske studier, foreslått at det er et antall “lover” som gjelder alle systemer under evolusjon. En empirisk studie er en vitenskapelig undersøkelse med mål om å produsere validert kunnskap gjennom å observere virkelige fenomener. Intervjuer med interessenter Web-undersøkelser Observasjoner Eksperimenter

31 31 Lehman’s laws LawDescription Continuing changeA program that is used in a real-world environment must necessarily change, or else become progressively less useful in that environment. Increasing complexity As an evolving program changes, its structure tends to become more complex. Extra resources must be devoted to preserving and simplifying the structure. Large program evolution Program evolution is a self-regulating process. System attributes such as size, time between releases, and the number of reported errors is approximately invariant for each system release. Organizational stability Over a program’s lifetime, its rate of development is approximately constant and independent of the resources devoted to system development.

32 32 Lehman’s laws LawDescription Conservation of familiarityOver the lifetime of a system, the incremental change in each release is approximately constant. Continuing growthThe functionality offered by systems has to continually increase to maintain user satisfaction. Declining qualityThe quality of systems will decline unless they are modified to reflect changes in their operational environment. Feedback systemEvolution processes incorporate multiagent, multiloop feedback systems and you have to treat them as feedback systems to achieve significant product improvement.

33 33 Applicability of Lehman’s laws Lehman’s laws seem to be generally applicable to large, tailored systems developed by large organisations. –Confirmed in early 2000’s by work by Lehman on the FEAST project. It is not clear how they should be modified for –Shrink-wrapped software products; –Systems that incorporate a significant number of COTS components; –Small organisations; –Medium sized systems.

34 Kapittel 9 Mer om evolusjon av programvare Ian Sommerville

35 35 Agile methods and evolution Agile methods are based on incremental development so the transition from development to evolution is a seamless one. –Evolution is simply a continuation of the development process based on frequent system releases. Automated regression testing is particularly valuable when changes are made to a system. Changes may be expressed as additional user stories.

36 36 Handover problems Where the development team have used an agile approach but the evolution team is unfamiliar with agile methods and prefer a plan-based approach. –The evolution team may expect detailed documentation to support evolution and this is not produced in agile processes. Where a plan-based approach has been used for development but the evolution team prefer to use agile methods. –The evolution team may have to start from scratch developing automated tests and the code in the system may not have been refactored and simplified as is expected in agile development.

37 37 Change is inevitable The system requirements are likely to change while the system is being developed because the environment is changing. Therefore a delivered system won't meet its requirements! Systems are tightly coupled with their environment. When a system is installed in an environment it changes that environment and therefore changes the system requirements. Systems MUST be changed if they are to remain useful in an environment.

38 38 Figure 9.9 Development and maintenance costs

39 39 Maintenance cost factors Team stability –Maintenance costs are reduced if the same staff are involved with them for some time. Contractual responsibility –The developers of a system may have no contractual responsibility for maintenance so there is no incentive to design for future change. Staff skills –Maintenance staff are often inexperienced and have limited domain knowledge. Program age and structure –As programs age, their structure is degraded and they become harder to understand and change.

40 40 Maintenance prediction Maintenance prediction is concerned with assessing which parts of the system may cause problems and have high maintenance costs –Change acceptance depends on the maintainability of the components affected by the change; –Implementing changes degrades the system and reduces its maintainability; –Maintenance costs depend on the number of changes and costs of change depend on maintainability.

41 41 Maintenance prediction

42 42 Reengineering process activities Source code translation –Convert code to a new language. Reverse engineering –Analyse the program to understand it; Program structure improvement –Restructure automatically for understandability; Program modularisation –Reorganise the program structure; Data reengineering –Clean-up and restructure system data.

43 43 Figure 9.12 Reengineering approaches

44 44 Reengineering cost factors The quality of the software to be reengineered. The tool support available for reengineering. The extent of the data conversion which is required. The availability of expert staff for reengineering. –This can be a problem with old systems based on technology that is no longer widely used.

45 45 Refactoring and reengineering Re-engineering takes place after a system has been maintained for some time and maintenance costs are increasing. You use automated tools to process and re- engineer a legacy system to create a new system that is more maintainable. Refactoring is a continuous process of improvement throughout the development and evolution process. It is intended to avoid the structure and code degradation that increases the costs and difficulties of maintaining a system.

46 46 Preventative maintenance by refactoring Refactoring is the process of making improvements to a program to slow down degradation through change. You can think of refactoring as ‘preventative maintenance’ that reduces the problems of future change. Refactoring involves modifying a program to improve its structure, reduce its complexity or make it easier to understand. When you refactor a program, you should not add functionality but rather concentrate on program improvement.

47 47 ‘Bad smells’ in program code Data clumping –Data clumps occur when the same group of data items (fields in classes, parameters in methods) re-occur in several places in a program. These can often be replaced with an object that encapsulates all of the data. Speculative generality –This occurs when developers include generality in a program in case it is required in the future. This can often simply be removed.

48 48 Legacy system management Organisations that rely on legacy systems must choose a strategy for evolving these systems –Scrap the system completely and modify business processes so that it is no longer required; –Continue maintaining the system; –Transform the system by re-engineering to improve its maintainability; –Replace the system with a new system. The strategy chosen should depend on the system quality and its business value.

49 49 Figure 9.13 An example of a legacy system assessment

50 50 Legacy system categories Low quality, low business value –These systems should be scrapped. Low-quality, high-business value –These make an important business contribution but are expensive to maintain. Should be re-engineered or replaced if a suitable system is available. High-quality, low-business value –Replace with COTS, scrap completely or maintain. High-quality, high business value –Continue in operation using normal system maintenance.

51 51 Business value assessment Assessment should take different viewpoints into account –System end-users; –Business customers; –Line managers; –IT managers; –Senior managers. Interview different stakeholders and collate results.

52 52 Issues in business value assessment The use of the system –If systems are only used occasionally or by a small number of people, they may have a low business value. The business processes that are supported –A system may have a low business value if it forces the use of inefficient business processes. System dependability –If a system is not dependable and the problems directly affect business customers, the system has a low business value. The system outputs –If the business depends on system outputs, then the system has a high business value.

53 53 System quality assessment Business process assessment –How well does the business process support the current goals of the business? Environment assessment –How effective is the system’s environment and how expensive is it to maintain? Application assessment –What is the quality of the application software system?

54 54 Business process assessment Use a viewpoint-oriented approach and seek answers from system stakeholders –Is there a defined process model and is it followed? –Do different parts of the organisation use different processes for the same function? –How has the process been adapted? –What are the relationships with other business processes and are these necessary? –Is the process effectively supported by the legacy application software? Example - a travel ordering system may have a low business value because of the widespread use of web- based ordering.

55 55 Factors used in environment assessment FactorQuestions Supplier stabilityIs the supplier still in existence? Is the supplier financially stable and likely to continue in existence? If the supplier is no longer in business, does someone else maintain the systems? Failure rateDoes the hardware have a high rate of reported failures? Does the support software crash and force system restarts? AgeHow old is the hardware and software? The older the hardware and support software, the more obsolete it will be. It may still function correctly but there could be significant economic and business benefits to moving to a more modern system. PerformanceIs the performance of the system adequate? Do performance problems have a significant effect on system users?

56 56 Factors used in environment assessment FactorQuestions Support requirementsWhat local support is required by the hardware and software? If there are high costs associated with this support, it may be worth considering system replacement. Maintenance costsWhat are the costs of hardware maintenance and support software licences? Older hardware may have higher maintenance costs than modern systems. Support software may have high annual licensing costs. InteroperabilityAre there problems interfacing the system to other systems? Can compilers, for example, be used with current versions of the operating system? Is hardware emulation required?

57 57 System measurement You may collect quantitative data to make an assessment of the quality of the application system –The number of system change requests; –The number of different user interfaces used by the system; –The volume of data used by the system.

58 58 Key points Software development and evolution can be thought of as an integrated, iterative process that can be represented using a spiral model. For custom systems, the costs of software maintenance usually exceed the software development costs. The process of software evolution is driven by requests for changes and includes change impact analysis, release planning and change implementation. Lehman’s laws, such as the notion that change is continuous, describe a number of insights derived from long-term studies of system evolution.

59 59 Key points There are 3 types of software maintenance, namely bug fixing, modifying software to work in a new environment, and implementing new or changed requirements. Software re-engineering is concerned with re-structuring and re-documenting software to make it easier to understand and change. Refactoring, making program changes that preserve functionality, is a form of preventative maintenance. The business value of a legacy system and the quality of the application should be assessed to help decide if a system should be replaced, transformed or maintained.


Laste ned ppt "Kapittel 9 – Programvareevolusjon Carl-Fredrik Sørensen."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google