Misure oggettive e soggettive

Introduzione alla Misurazione e il suo legame con la Qualità

• Approfondimenti con "Software Metrics a rigorous and practical approach" di Fenton, Capitoli 1, 2, 3.

Cosa si intende per Misurazione?

• La misurazione aiuta a comprendere il mondo, a interagire con l'ambiente e a migliorare la vita.
• La misurazione dovrebbe essere una parte naturale dello sviluppo e della manutenzione del software.
• Gli sviluppatori software misurano le caratteristiche del software per capire se i requisiti sono coerenti e completi, il design è di alta qualità e il codice può essere testato.
• I project manager misurano il processo e gli attributi del prodotto per valutare la prontezza del software, il rispetto del budget e del piano di progetto.
• I clienti misurano gli aspetti del prodotto finale per valutarne la conformità alle aspettative di qualità e la soddisfazione dei requisiti.
• I manutentori valutano il prodotto finale per decidere cosa aggiornare o migliorare.
• La misurazione assegna numeri a entità del mondo reale per determinarne il valore secondo regole definite.

Attributi di entità nella Misurazione

• La misurazione cattura informazioni sugli attributi di entità.
• Un'entità è un oggetto o evento del mondo reale, come una persona in una stanza o una fase di test di un progetto software.
• Un attributo è un aspetto o caratteristica dell'entità, come l'area di una stanza o il costo di un viaggio.
• La misurazione descrive l'entità identificando le caratteristiche importanti per distinguerla da altre.

Astrarre attraverso la Misurazione

• Quando si definiscono entità attraverso attributi, questi sono definiti usando numeri e simboli.
• Esempi includono prezzo in dollari, altezza in centimetri, taglie di vestiti e tipi di carburante.
• Numeri e simboli sono astrazioni usate per rappresentare percezioni del mondo reale.
• Si possono trarre conclusioni su un'entità basandosi sui valori dei suoi attributi (caratteristiche di qualità).

Rendere le cose Misurabili

• "Ciò che non è misurabile, rendilo misurabile" - Galileo Galilei
• La misurazione rende i concetti più visibili, comprensibili e controllabili.
• Nelle scienze fisiche, mediche, economiche e ingegneristiche, la misurazione è una procedura radicata.
• La misurazione di attributi come l'intelligenza umana, la qualità dell'aria e l'inflazione influenza le decisioni quotidiane.
• Gli attributi del software come affidabilità, usabilità e manutenibilità vengono quantificati attraverso indicatori/metriche specifici.

Due tipi di quantificazioni

• Misurazione: Quantificazione diretta, come l'altezza di un albero o la dimensione di un programma software in LOC.
• Calcolo: Quantificazione indiretta. Si considerano le misure e le loro combinazioni che riflettono l'attributo che si sta cercando di capire; la valutazione è una quantificazione, non una misurazione.
• Esempi includono la media dei voti di uno studente o la valutazione di una casa per calcolare le tasse.

Misurazione nel Software Engineering

• Il calcolo e la misurazione in software engineering portano a un punteggio complessivo basato su una serie di misure, ciascuna delle quali cattura un aspetto di ciò che vogliamo misurare.
• Si può misurare cosa sta succedendo nel progetto, se il prodotto è buono o valutare la capacità di una società di software di produrre un buon software.
• L'Ingegneria del software è una disciplina uomocentrica, a differenza di altre che usano metodi basati su modelli e teorie.
• L'ingegneria del software descrive l'insieme delle tecniche che adottano un approccio ingegneristico per la costruzione e il supporto del software.
• Un approccio ingegneristico fa sì che ogni attività sia compresa e controllata per ridurre sorprese man mano che il software è specificato, progettato, sviluppato e mantenuto.
• Le attività di Software Engineering includono gestione, costi, pianificazione, modellazione, analisi, specifica, progettazione, implementazione, verifica e manutenzione.

Problemi nella Misurazione del Software

• La misurazione è spesso considerata un "lusso" e non è applicata sistematicamente.
• Spesso, è impossibile prefissare obiettivi misurabili per i prodotti software.
• Promesse di caratteristiche come facilità d'uso, affidabilità e manutenibilità non sono specificate oggettivamente.
• Spesso, è impossibile comprendere e quantificare i costi di un progetto software e di distinguere tra costi di progettazione e costi di codifica o di test.
• È difficile controllare i costi senza conoscere i costi relativi ai componenti.
• Non si quantifica o predice la qualità dei prodotti che si producono.
• È impossibile affermare quanto un prodotto sarà affidabile in termini di probabilità di guasto in un certo periodo.
• Spesso, le evidenze sono aneddotiche per provare nuove tecnologie senza studi preliminari controllati.
• Nella maggior parte dei casi, le misurazioni sono infrequenti, incoerenti e incomplete.
• È difficile utilizzare i risultati se non si sa come sono stati ottenuti e applicare le misure senza conoscere i dettagli o ripetere le misurazioni in un altro ambiente.
• La mancanza di misurazione è aggravata dalla mancanza di un approccio rigoroso.

Obiettivi della misurazione del software

• La misurazione serve per valutare lo stato dei progetti, dei prodotti, dei processi e delle risorse ("non puoi prevedere né controllare ciò che non puoi misurare" - Tom DeMarco 1982).
• È importante misurare e registrare le caratteristiche di progetti buoni e cattivi per interpretare i risultati, individuare i problemi, applicare azioni correttive e ottenere evidenze sui cambiamenti.
• L'obiettivo è controllare i progetti e non solo eseguirli.
• Le iniziative di misurazione devono essere motivate da uno scopo o esigenza specifica.
• Un obiettivo (measurement goal) deve essere specifico, legato a ciò che manager, sviluppatori e utenti devono sapere.
• Gli obiettivi possono differire in base agli stakeholder coinvolti, al livello di sviluppo e di utilizzo del software.

Prospettive di Misurazione: Manager

• I manager si interessano di costo e produttività.
• È importante misurare il tempo e l'effort coinvolti nei processi di sviluppo software.
• Comprendere l'intero progetto e come contribuisce ogni attività.
• È necessario misurare il tempo impiegato dal personale per specificare, progettare, codificare e testare il sistema.
• Raccogliere misure di dimensioni delle specifiche, del progetto, del codice e dei piani di test.
• Si possono utilizzare grafici sulla produttività per stimare costi e durata delle attività o modifiche da pianificare.
• Si registra dati di misura quali i faults, failures e modifiche.
• È importante utilizzare i dati per confrontare i diversi prodotti e prevedere gli effetti della modifica.
• Occorre misurare l'usabilità, l'affidabilità e il tempo di risposta e impiegare i dati per valutare la soddisfazione dei clienti.

Prospettive di Misurazione: Ingegnere

• Gli ingegneri si interessano sugli aspetti legati ai prodotti software sviluppati.
• Analizzare i requisiti per determinare se la loro soddisfazione è espressa in modo misurabile.
• Misurare il numero di difetti nei manufatti (specifica, test) e tracciarli rispetto alle loro cause.
• Verificare se le aspettative riguardanti le caratteristiche dei processi e del prodotto sono state raggiunte, monitorando e controllando la qualità.
• Misurare gli attributi dei prodotti esistenti o dei processi in atto per fare previsioni.

Scopi della Misurazione Software

• Comprendere: Le misure aiutano a capire cosa accade durante le attività di sviluppo e manutenzione.
• La situazione attuale viene valutata e le baselines sono stabilite per strategie future.
• Controllare: Le misure aiutano a controllare cosa accade nei progetti, determinando le relazioni tra variabili di processo.
• Sulla base delle baselines, degli obiettivi e della relazione tra valori rilevati e valori obiettivo, si possono fare previsioni e cambiamenti per soddisfare gli obiettivi di qualità.
• Migliorare: Le misure incoraggiano a migliorare processi e prodotti basati sui risultati ottenuti e tendenze nel tempo.
• Le misure sono usate per valutare il processo e identificare le aree problematiche.

Sfaccettature della misurazione

• Stima di Costo ed Effort: Modelli per la stima dei costi e dell'effort per prevedere i costi di progetto nelle fasi iniziali. Esistono modelli come COCOMO, SLIM, Albrecht FP.
• L'effort è espresso come funzione di variabili come dimensione del prodotto e capacità degli sviluppatori, mentre la dimensione può essere linee di codice o function points.
• Modelli e misure di Produttività: proposte per valutare la produttività del personale durante diversi processi software e in diversi ambienti.
• Raccolta dei Dati: Le misure devono essere definite in modo inequivocabile, la raccolta deve essere consistente e completa per garantire l'integrità dei dati; la raccolta deve essere attentamente pianificata ed eseguita.
• I dati raccolti possono essere rappresentati in grafici ed evidenziare i problemi. È essenziale per l'indagine scientifica sui rapporti causali e sulle tendenze.
• Modelli e misure di qualità: La produttività è strettamente legata alla qualità del prodotto. I modelli di qualità sono strutturati gerarchicamente.
• Management attraverso metriche: La misurazione sta diventando una parte fondamentale del project management; i manager si affidano a tabelle e grafici per tracciare il progresso.
• Le aziende definiscono standard di misura e metodi di reporting per controllare e confrontare i progetti.

Riepilogo

• Discipline come le scienze fisiche e l'ingegneria sottolineano che la misurazione deve avere un ruolo più significativo nell'ingegneria del software.
• È necessario avere obiettivi chiaramente definiti per la misurazione, tenendo conto delle diverse prospettive degli stakeholder.
• Aspetti di qualità: si considerano i fondamenti di qualità del software, la qualità del prodotto (ISO/IEC 9126), la qualità del processo, la qualità dei servizi e la qualità delle persone.

Concetti generali

• Quattro motivi principali per misurare processi, prodotti o risorse software:
• Caratterizzare, comprendere, valutare e migliorare.
• È necessario fare previsioni, raccogliere informazioni quantitative per individuare le inefficienze e migliorare a qualità, grazie a stime di costo, tempo e qualità.
• Gli elementi della misurazione includono l'entità, gli attributi e le regole/metriche.
• Perché si possa misurare è necessario identificare le entità e gli attributi da considerare, insieme alle regole per assegnare i valori.
• Un entità possono essere gruppi o insiemi di altre entità (subprocesses, flowpaths, by-products)
• Gli attributi sono caratteristiche o proprietà delle entità. L'arte della misurazione consiste nel decidere quali attributi usare per dare un'idea delle entità.
• Ciascuna entità è legata agli attributi che la caratterizzano e alle misure che quantificano gli attributi stessi.

Scale di Misurazione

• La scala di misurazione fornisce i valori e le unità per descrivere gli attributi.
• Vi deve essere una Scala ben definita per rilevare e registrare i valori misurati.
• Nominale: ogni valore della scala rappresenta una classe o una categoria di appartenenza senza ordinamento o significato di grandezza associato.
• Ordinale: scala nominale che esprime un ordine tra i valori.
• Vi è una classificazione di appartenenza ordinate rispetto all'attributo, pertanto non ha senso applicare su essi gli operatori aritmetici
• Intervallo: esprime sia l'ordinamento, sia la misura dell'intervallo che separa le classi ed una misurazione degli incrementi esatti tra i valori.
• Valori hanno senso somma e sottrazione, ma non hanno senso la moltiplicazioni e la divisione.
• Non c'è un origine nella scala (valore di zero assoluto)
• Aggiunge un origine alla scala:
• Ratio: Preserva l'ordinamento, dimensione degli intervalli e il rapporto tra entità.
• Esiste un elemento zero significativo, che indica l'assenza di quell'attributo
• Valore della misura, a partire da zero, deve aumentare di intervalli uguali, detti unità della misura.
• Tutte le operazioni aritmetiche sono significative
• Assoluta: caso della scala ratio dove l'unico moltiplicatore ammissibile è 1.
• Il suo valore si ottiene semplicemente "conteggiando" gli elementi di una entità
• Tutte le operazioni aritmetiche sono significative

Significatività delle Funzioni Statistiche

• Le funzioni statistiche ad un tipo di scala deve essere invariante rispetto alla scala utilizzata
• Tipo scala ed esempio:
• Nominale: Moda
• Ordinale: Moda, Mediana
• Ratio: Tutte
• Le scale di misurazione possono cambiare man mano che si matura esperienza.
• Misure Soggettive dipendono dal misuratore e sono strettamente legate al contesto (programmer experiece, quiality of requirements)
• Le Misure Oggettive sono indipendenti dal misuratore (Development time, number of defects etc)

Modelli per le misure

• Al fine di "limitare e contenere" la soggettività delle misure soggettive si definisce e associa un Modello Descrittivo, alla metrica, ad esempio sulla Criticità di un requisito.
• 2. low importance (impacts on few users): le conseguenze hanno un impatto su pochi utenti
• In caso delle misure Oggettive è necessario fornire un Modello Quantitativo (equazioni, modello di calcolo, formula) associato alla metrica
• Non conformance = (nr of violations / nr of times the technqiues have been applied) * 100

Distinzioni delle Misure

• Misure Dirette non implicano altri attributi: Length of source code
• Altre che non ricado sotto questa definizione sono Misure Indirette: Programmer productivity

Questo articolo esplora l'influenza dell'esperienza sulle scale di misurazione. Confronta e contrasta le misure oggettive e soggettive, fornendo esempi. Spiega come ridurre la soggettività nelle misure, offrendo una comprensione più chiara della misurazione.