Abstract— El
mundo actual atraviesa cambios de una manera vertiginosa, todo cuanto
por mucho tiempo
se ha realizado de forma manual,
en estos momentos se ha automatizado por medio del software. En virtud de este
nuevo contexto, la mayoría de las empresas dedicadas al desarrollo de software
invierten grandes esfuerzos para obtener productos con mayor calidad, al mismo
tiempo aspiran a ser un referente en el mercado mundial. Las herramientas de
desarrollo de software, se han vuelto imprescindibles para automatizar la
ejecución de las pruebas, medir y controlar los procesos dentro del desarrollo
del software, para con ello conseguir un
producto de software de mejor
calidad.
La integración de productos, es uno de los
problemas comunes en el desarrollo de software, pues para hacer funcionar un
sistema es necesario integrar cada
uno de los componentes, los cuales se desarrollan de
manera independiente. En el Centro de Gobierno Electrónico, por sus siglas,
CEGEL de la Universidad de las Ciencias Informáticas (UCI) se presentan
diversos problemas causados por la deficiente gestión de las pruebas de
integración de los
productos desarrollados en
el centro.
La
presente investigación tiene
como objetivo dar a
conocer la estrategia de pruebas
que se utiliza
en el Centro de Gobierno
Electrónico (CEGEL) de la Universidad de las
Ciencias Informáticas (UCI)
para las aplicaciones de gobierno
que se desarrollan en dicho centro, permitiendo garantizar la calidad de sus
productos.
Keywords— calidad,
herramientas, integración, pruebas,
software, gobierno digital.
Abstract— Today's world is going through changes in a dizzying
way, everything that for a long time has been done manually, now it has been
automated through software. By virtue of this new context, most of the
companies dedicated to software development invest great efforts to obtain
products with higher quality, at the same time they aspire to be a reference in
the world market. Software development tools have become essential to automate
the execution of tests, measure and control the processes within software
development, in order to achieve a better-quality software product.
Product
integration is one of the common problems in software development, since to
make a system work it is necessary to integrate each of the components, which
are developed independently. In the Center for Electronic Government, for its
acronym, CEGEL of the University of Computer Sciences (UCI) there are various
problems caused by poor management of the integration tests of the products
developed at the center.
The
present research aims to present the test strategy used in the Electronic
Government Center (CEGEL) of the University of Computer Sciences (UCI) for the
government applications that are developed in said center, allowing to
guarantee the quality of its products.
Keywords— quality, tools, integration, testing, software,
digital government.
I. INTRODUCCIÓN
La
calidad del software se ha convertido en un eje dentro de las empresas que
utilizan procesos de desarrollo de software, en los cuales se invierten grandes
esfuerzos para lograr obtener productos de alta
calidad, con el fin de
convertirse en un referente en el mercado de la producción de software.
Actualmente, el desarrollo de aplicaciones se encuentra apoyado por diferentes
normas, certificaciones de procesos, prácticas y herramientas que aportan
mejoras en el
diseño, implementación y
desarrollo de aplicaciones (Rodríguez, 2015). Las herramientas de desarrollo de
software, se han vuelto imprescindibles para
automatizar la ejecución
de las pruebas, tanto para medir, así como controlar los procesos dentro
del desarrollo del software, para con ello conseguir un producto de software de
mejor calidad.
Cabe
preguntarse entonces, ¿qué es la
calidad? Por un lado la Real
Academia Española la define como: “propiedad o conjunto de propiedades
inherente a algo, que
permite juzgar su
valor, definición que
está orientada al mercado” (Española, 2019) por otro lado, la
International Standards Organization, ISO
en la norma 8402:1994, la define
como la “Totalidad de propiedades y características de un producto, proceso o servicio que le confiere su aptitud para
satisfacer unas necesidades expresadas o implícitas.” En la
actualización de la Norma ISO 9000:2000, la definición de calidad indica:
“Grado en el que un conjunto de características inherentes cumple con los requisitos”. En suma, la definición de
calidad enfocada al software, según la IEEE es “el grado con el que un sistema,
componente o proceso cumple los requerimientos
especificados y las
necesidades o expectativas del cliente
o usuario” (Standardization, 2016).
El
mejoramiento de los procesos de desarrollo de software busca reducir los
costos, incrementar la productividad y aumentar la calidad de los productos y
servicios resultantes de la ejecución de los procesos. El mejoramiento de los procesos,
persigue alinear las
organizaciones con referentes de la industria del software, tales como la
International Organization for Standardization (ISO) 9001 o el
Capability Maturity Model
Integration (CMMI), para poder competir en los mercados globalizados donde, en
muchos casos, son requeridas certificaciones y/o evaluaciones. Según Crosby,
Deming, Juran y Humphrey (S.E.I., 2017) definen el CMMI como una representación
simplificada del mundo que contiene los elementos esenciales de los procesos
eficaces de una o más disciplinas, y describen un camino evolutivo desde
procesos ad hoc e inmaduros a procesos disciplinados y maduros
con calidad y
eficiencia mejoradas.
El
diccionario Cambridge lo define como un método de 5 etapas para desarrollar y
mejorar programas informáticos o procesos de gestión con el fin de cumplir con
altos estándares. El Software Engineering Institute (SEI, 2010).
En
consideración a la bibliografía
consultada se puede definir, que
CMMI es un conjunto de modelos elaborados por
el Software Engineering
Institute (SEI) que permite obtener un diagnóstico preciso de la madurez
de los procesos relacionados con las tecnologías de la información de
una organización, y
describe las tareas a llevar a
cabo para mejorar esos procesos.
En Cuba, varias organizaciones tratan
de mejorar sus procesos de desarrollo en la rama de
la industria del software, aplicando técnicas, herramientas
y metodologías para mejorar la gestión de los mismos. La Universidad de la
Ciencias Informáticas (UCI), uno de los centros líderes para el proceso de
informatización de la sociedad cubana no está exenta de esto, y para lograr un
mejor funcionamiento de sus procesos productivos está inmersa en el proceso de
certificación de CMMI nivel 3.
Este
modelo define un conjunto de buenas prácticas de ingeniería del software que
facilitan el mejoramiento gradual de los procesos de gestión de proyectos,
gestión de procesos, ingeniería y soporte. Dentro del área de ingeniería se
encuentra el área de Integración del Producto (que es un área de proceso de
ingeniería en el nivel de madurez 3 de CMMI) que establece las expectativas de
una organización para desarrollar las estrategias de integración de productos,
los procedimientos y un entorno de integración; asegura la compatibilidad entre
las interfaces de los componentes del producto; para ensamblar los componentes
del producto; y para entregar el producto y sus componentes con calidad.
El
Centro de Gobierno Electrónico CEGEL
de la UCI
durante el proceso
de desarrollo de
software no lleva a cabo una
correcta aplicación de
esta área de proceso pues, al
aplicar una encuesta a programadores, jefes
de proyectos, administradores de calidad y arquitectos de
software de los diferentes proyectos del
centro se identificó
lo siguiente: El f lujo de
actividades que deben desarrollarse cuando un componente necesita integrarse no
está debidamente documentado. Esto provoca en cada proyecto del centro que
los artefactos existentes
relacionados con la integración
de los componentes
de productos, e interfaces no brindan
la información suficiente para que el proceso
se desarrolle satisfactoriamente.
Según
lo anterior, resulta muy difícil conocer cuáles
son todos los servicios que brinda y consume un componente; pues, cuando
existen cambios en un componente y en sus servicios es muy complicado
determinar el impacto
del cambio en
el sistema.
Tampoco
cuentan con un registro de dependencia, por ello, cuando un componente no
funciona correctamente; es habitual que no se conozca en principio si el
problema es propio de él, o de algún servicio de los cuales consume.
No
se definen las pruebas para determinar el correcto funcionamiento de la
integración, ocasionando que la
ocurrencia de defectos en las últimas etapas del desarrollo sea habitual. La
solución de estos errores eleva los costos del proyecto y aumentan el tiempo de
desarrollo porque se hace más complicada
su solución.
Los
programadores y arquitectos de software
no utilizan las herramientas de
pruebas establecidas en la UCI para la integración continua, pues,
cuando los productos son revisados por el grupo de calidad del centro, el
número de no conformidades correspondiente tanto a los casos de pruebas como a
opciones que no funcionan es muy elevado. Esto atenta a la planificación
de los
proyectos, pues si
los programadores no
tienen tiempo en la resolución de las No
Conformidades (NC) se atrasa el
proyecto en ser enviado al laboratorio de pruebas de calidad UCI,
adicionalmente siempre se quedan algunas NC sin resolver, por ello el número de
iteraciones es siempre de tres y en ocasiones de cuatro.
Como resultado del
análisis de la situación antes
mencionada se decide:
Desarrollar
y ejecutar una estrategia de pruebas para la aplicación de la práctica de
integración continua para mejorar la integración de los productos desarrollados en el
Centro de Gobierno
Electrónico CEGEL hasta contribuir a perfeccionar la
compatibilidad entre los componentes de producto e interfaces.
II. MÉTODOS
Para
llevar a cabo la investigación de una población de 50 especialistas entre 30 programadores, 20
arquitectos y 10 probadores, se realizó un muestreo por conveniencia,
obteniendounamuestrade 12 arquitectos y 10 programadores y 5
probadores. Los métodos científicos utilizados para realizar la investigación se
citan a continuación:
Entre
los métodos teóricos se utilizó el
histórico- lógico para el estudio crítico de los trabajos anteriores y para utilizarlos como
punto de referencia y comparación
con los
resultados alcanzados.
El analítico-sintético al
descomponer el problema
de investigación en elementos por separado y profundizar en el estudio
de cada uno de ellos, para luego sintetizarlos en la solución de la propuesta.
La inducción para la identificación
de la problemática
y de las soluciones.
Entre
los empíricos se realizó la entrevista para realizar un levantamiento
de las características del
proceso de Integración del
Producto en la
UCI. La encuesta para identificar como se realizaba
el proceso de Integración del
Producto en los
proyectos del centro. El
método experimental para comprobar
la utilidad. de
los resultados obtenidos
a partir de la
estrategia.
Para una
correcta elaboración de
la estrategia, se determinó el
uso de una metodología ligera,
escogiéndose el Proceso Unificado Ágil (AUP, por sus siglas en inglés, Agile
Unified Process) dado que cuenta con siete f lujos de trabajos, cuatro: ingenieriles
y tres de apoyo Modelado, Implementación, Prueba, Despliegue, Gestión de
configuración, Gestión de Proyectos y Ambiente. El f lujo de trabajo de Prueba
tiene como objetivo realizar una evaluación objetiva para garantizar la
calidad, esto incluye la búsqueda de defectos y validar que el sistema funciona
tal como está establecido, tras verificar que se cumplan los requerimientos.
Además de promover el desarrollo dirigido por pruebas (Test Driven
Development-TDD) y ser la metodología de software definida para
los proyectos de
desarrollo en la UCI.
III. DESARROLLO DE CONTENIDOS
Para
llevar a cabo la estrategia de pruebas se hace necesario definir que es una estrategia, según el diccionario
de la Real Academia Española una estrategia es una serie de acciones muy
meditadas, encaminadas hacia un fin determinado (Española, 2019). Por otro
lado, las pruebas de software son las investigaciones empíricas y técnicas cuyo
objetivo es proporcionar información objetiva e independiente sobre la calidad
del producto a
la parte interesada
o stakeholder. Es una actividad
más, en el proceso de control de la calidad que puede ser ejecutada en
cualquier momento del desarrollo del
software (Rodríguez, 2015).
Para
la ejecución de la
estrategia el grupo
de calidad de dicho centro se usó la familia de normas
ISO/IEC 25000, normas de referente para la calidad del producto
de software cuyo objetivo principal es guiar el desarrollo de los
productos de software mediante la especificación
de requisitos y
evaluación de características de calidad.
En
la primera etapa de ejecución de la
estrategia, el grupo de calidad estableció para los
proyectos del centro implementar el proceso de integración continua,
práctica de desarrollo de software
que consiste en
automatizar el proceso de
integración de código con determinada frecuencia, permitiendo identificar en
etapas tempranas del desarrollo de
la solución errores
de integración entre componentes, códigos
inestables y errores
de validación. La integración continua, funciona realizando
comprobaciones interconectadas entre diferentes herramientas que miden o
controlan un proceso dentro del desarrollo de
Software. Para determinar las herramientas a emplear se realizó un estudio de varias
herramientas, tanto privativas como Open Source (código abierto o libre) entre
las más conocidas, algunas de las estudiadas fueron: el CruiseControl (Open
Source), AntHill (privativa/ Open Source) y el DamageControl (privativa),
Jenkins (Open Source), GitLab(Open Source)
(Tello, 2016).
En la
segunda etapa de
la estrategia se
definieron los siguientes procesos
a seguir para llevar
a cabo la
integración continua:
1. Proceso de control de versiones
2. Proceso de automatización de pruebas
unitarias
3. Proceso de Construcción de Código Fuente
4. Proceso de Automatización Pruebas
Funcionales
5. Proceso de Despliegues
6. Proceso de Integración Continua
El
proceso de control de versiones es el proceso de gestionar los cambios que
se realizan a
una aplicación de software, ya
sean modificaciones al código
fuente o la configuración de la misma.
Dentro de las herramientas estudiadas para el control de versiones están
Concurrent Versions System (CVS) (Open Source), Subversion (Open Source),
AccuRev(Propietario), GIT Lab(Open Source), Team Foundation Server(Propietario)
etc (Salomón, 2015). El proceso de pruebas unitarias es la forma de comprobar
el correcto funcionamiento de una unidad de código, para estas pruebas el uso de
herramientas agiliza actividades
de pruebas atómicas como probar una clase, o un módulo en particular. La
mayoría de ellas funcionan como un framework para la automatización de las
pruebas unitarias, y de integración. Contienen clases y métodos que facilitan
la tarea de realizar pruebas en el sistema para asegurar la consistencia y
funcionalidad. Las herramientas estudiadas fueron JUnit (Open Source), PHPUnit
(Open Source), SimpleTest (Propietario) y TestNG (Open Source) (Torrado, 2017).
El
proceso de construcción de código fuente permite realizar pruebas estáticas de
código, por eso se debe contar con unos lineamientos para la codificación. En la realización de estas pruebas es
fundamental contar con una herramienta que facilite el encontrar errores como:
código muerto, código quemado, código no documentado, ciclos mal construidos,
errores de sintaxis, etc. Las herramientas estudiadas para la construcción de código fueron: PHPLint (Propietario), YASCA (Open
Source), PMD (Propietario) y SonarQube (Open Source). Para la elección de la
herramienta de pruebas estáticas de código las características más relevantes son el los lenguajes de
programación y las plataformas que se utilizan en la compañía y la integración
con las demás herramientas con las que se desee trabajar.
El
proceso de pruebas funcionales requiere de una inversión en recurso humano y
tiempo para el diseño y ejecución de las pruebas, sin contar con el tiempo
de capacitación, si las pruebas las realizará un tercero. La automatización
de Pruebas de software, se realiza a través de una herramienta diseñada para
ese fin. Las herramientas estudiadas fueron Unified functional testing (HP)
(Propietario), Selenium By SeleniumHQ (Open Source), QMatic by QVision(Open
purce) etc (Salomón, 2015).
El
proceso de Integración Continua busca principalmente verificar que cada
modificación que se realice al código de
una aplicación no genere problemas al momento del despliegue en los
ambientes de pruebas
o Productivo. La Integración
Continua permite al desarrollador tener
la totalidad de la aplicación y su comportamiento ante cualquier cambio.
Las herramientas estudiadas fueron (Cruise Control (Open Source),
Jenkins/Hudson (Open Source), Continuum (Open Source) y Bamboo (privativa)
(Salomón, 2015).
De
las herramientas estudiadas para la estrategia de pruebas para las aplicaciones
de gobierno electrónico de CEGEL se seleccionó la herramienta GIT Lab, debido a
que integra en una sola herramienta varias de las herramientas estudiada, es
necesaria para llevar a cabo los
diferentes procesos de pruebas
para manejar nuestro
código, compilarlo, y realizarle diferentes acciones y pruebas
al resultado (Martínez, 2018).
El
proceso que se siguió para aplicar la integración continua en el centro fue el
siguiente:
Los
desarrollares envían sus modificaciones al repositorio gestionado por un
sistema de control de versiones (Git). • El servidor de integración continua
(Git Lab) monitoriza el repositorio buscando cambios y ejecuta automáticamente el build cada vez
que se produzca algún cambio. • Una vez finalizado el proceso de build
(integración, construcción, pruebas y despliegue) el servidor envía a los
responsables un email con el resultado del proceso para obtener feedback de
posibles errores que se estén produciendo. • El servidor realiza el paso 2
continuamente. Las ventajas de usar un servidor de integración continua son: •
Posibilidad de monitorizar el control de versiones y actuar ante cualquier
cambio y aplicación de herramientas de integración continua, en proyectos
software.
Además,
se identificaron los roles involucrados para el proceso de pruebas como fueron
los que se muestran a continuación:
1.
Administrador
de la configuración: Encargado de la administración de la configuración del
servidor de integración.
2.
Probador
de pruebas automatizadas: Encargado de desarrollar los casos de pruebas.
3.
Probador
de script: Encargado de ejecutar los scripts cada cierto tiempo en el proyecto
para la integración continua.
4.
Probadores:
Son los encargados de realizar las pruebas estáticas a las aplicaciones
desarrolladas en el centro.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Como
resultado final de la investigación se realizó un experimento para determinar
el efecto causado por la aplicación de la estrategia propuesta. El experimento
se desarrolló en condiciones
naturales. Para perfeccionar la compatibilidad entre los componentes
de producto e interfaces se tuvieron en cuenta los siguientes indicadores:
·
Tiempo
promedio de implementación de componentes: Significa el tiempo promedio de
implementación de los servicios de un componente, medido en días.
·
Tiempo
promedio de gestión de componente: Se refiere al tiempo transcurrido
desde que se
detecta la necesidad de un nuevo componente hasta que se notifica la
disponibilidad del mismo.
·
Índice
de desviaciones: Es la razón entre la
cantidad de desviaciones por integración en un proyecto sobre la
cantidad de componentes consumidos.
·
Índice
de no conformidades por servicios brindados: Es la razón entre el
número de no
conformidades de integración en
los servicios brindados de un componente y el total de servicios brindados.
A continuación, se muestra un gráfico con el
comportamiento de las tareas correspondiente a los indicadores mencionado con
anterioridad y como se puede observar el número de no conformidades de
integración, las desviaciones y las no conformidades disminuyeron, aunque para
ello se aumentó el número de tareas en el desarrollo para lograr productos con
mayor calidad y estabilidad en sus procesos.
V. CONCLUSIONES
La
ejecución del experimento permite presentar el impacto positivo que tiene la
aplicación de la práctica de integración
continua en los proyectos de desarrollo del centro CEGEL como
guía para otras
entidades. A través de la
integración continua se logró que el equipo de desarrollo se desentendiera del
proceso de compilación e integración de los componentes y que pudieran
visualizar en que momento fallan
las integraciones. Por otra parte, la sincronización de los
equipos de trabajo permitió tanto identificar en el
momento que los desarrolladores
están actualizando componentes
dependientes entre sí, así como alertar esta situación para evitar
conflictos, propiciando así
el reúso de componentes
en los proyectos
de software. Todos los indicadores mejoraron con la aplicación de
la propuesta, destacándose la reducción del tiempo promedio de
implementación de componente, el índice de desviaciones y el índice de no conformidades.
VI. REFERENCIAS
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