laadun vaikutusketju - university of helsinki · 2015. 3. 17. · ohjelmistoprosessit ja...

Ohjelmistoprosessit ja ohjelmistojen laatu Kevät 2015

1

LAADUN VAIKUTUSKETJUKäytön laadun ja tuotelaadun väliset riippuvuudet eli

Kevät 2015 Ohjelmistoprosessit ja ohjelmistojenlaatu

49

Laadun vaikutusketju


50

Prosessin laatu

Sisäisetlaatu-tekijät

Ulkoisetlaatu-tekijät

Käytönaikainen

laatu

Prosessinmitat

Sisäiset mitat Ulkoiset mitat Käytön aikaisetmitat

Prosessi Ohjelmiston laatu Ohjelmistotuotteenvaikutus

vaikuttaa vaikuttaa vaikuttaa

riippuu riippuu riiippuu Määritellytkäyttötilanteet

[Nev13] Risto Nevalaisen esitys ”Järjestelmän ja ohjelmiston mittaaminen”.http://www.sfsedu.fi/materiaalit (kts. IT-Standardit)


2


Lähtökohtana ovat käyttäjän tarpeet ja käytöntilanteetEsimerkki: joukkoliikenteen aikataulutiedonhakeminen on-line palvelusta mobiililaitteellaKäyttäjän tarpeet ja odotukset (käytönaikainen laatu):

Tehokkuus (eli vaikuttavuus), tyytyväisyys -Tietojen pitää olla täsmällisiä ja ajan tasallaTehollisuus, tyytyväisyys - Halutun linjan ja vuorontietojen löytäminen pitää olla intuitiivista ja nopeaa


51


Käytön laatuun vaikuttavat palvelun ulkoisetlaatupiirteet (järjestelmän black-box tarkastelu)

Käytettävyys - esimerkiksiKuinka monen askelen (klikkauksen, muun syötteen) takana halututtiedot ovat?Kuinka selvän ja nopean palautteen käli antaa käyttäjän toiminnoista?

Suorituskyky (tehokkuus) - esimerkiksiKuinka kauan koko käyttötapaus kestää?Kuinka kauan yksittäisten tietonäyttöjen tai sivujen latautuminenkestää?Kuinka nopeasti sovellus käynnistyy?Kuinka nopea tietoliikenneyhteys tarvitaan jne.

(Data quality – ei käsitellä tällä kurssilla)


52


3


Sisäinen laatu mahdollistaa (tai estää!) halutunulkoisen laadun saavuttamisen (järjestelmän white-box eli lasilaatikkotarkastelu)

Suorituskyky (esim. tiedonhakujen kesto) määräytyy pitkälleohjelmiston (ja laitteiston) arkkitehtuurista jateknologiavalinnoista sekä tekniikoiden oikeasta käytöstäKäytettävyyteen vaikuttavat suoraan käyttöliittymänsuunnittelu (esim. useimmin tarvittujen toimintojennostaminen aloitusnäyttöön sekä niiden suorittamiseentarvittavien vuorovaikutusten määrän minimointi) jaepäsuoremmin palvelun eri toimintojen käytön monitorointi-ja tilastointikyvykkyys (instrumentointi, logit)


53


Palvelun toteutuksessa käytettävät resurssitja menetelmät vaikuttavat kaikkiin laadunalueisiin

Käytettävyyssuunnittelijoiden ja ohjelmisto-arkkitehtien sekä –kehittäjien tiedot, taidot jakokemus - ja ennen muuta asenne (myös johdon)Aikataulu ja budjetti suhteessa toim. määräänKäyttäjien osallistaminen kehitykseen ja käyttäjienpalautteen systeemaattinen kerääminen jahyödyntäminenLaatutavoitteiden esilletuonti ja jatkuva arviointi


54


4



55

Kehittämis-prosessin laatu

Ohjelmistonlaatu

Järjestelmänlaatu

Resurssienlaatu

Järjestelmänkäytön aikainen

laatu

Määriteltykäyttötilanne

Muidenosajärjestelmien

laatu

A BA vaikuttaa B:hen, tai

B seuraa A:sta Sidosryhmät Tehtävä Ympäristö

[Nev13] Risto Nevalaisen esitys ”Järjestelmän ja ohjelmiston mittaaminen”.http://www.sfsedu.fi/materiaalit (kts. IT-Standardit)

Käyttäjäryhmät ja laatu

ISO/IEC 25010 tunnistaa 3 käyttäjäryhmää1. Pääasiallinen käyttäjä (primary user)

Henkilö, joka on järjestelmän kanssa vuorovaikutuksessajärjestelmän pääkäyttötarkoituksen mukaisesti

2. Toissijainen, pääkäyttöä tukeva käyttäjä(secondary user)

Sisällön tuottaja, järjestelmävalvoja, turvallisuusvalvojaYlläpitäjä, asentaja, suunnittelija (analyst), testaaja

3. Epäsuora käyttäjä (indirect usr)Vastaanottaa järjestelmän tuottamia tulostietoja, mutta eiitse ole vuorovaikutuksessa sen kanssa


56


5


Jokaisella käyttäjäryhmällä on omattarpeensa, jotka tulee ottaa huomioonjärjestelmän määrittelyssä, suunnittelussa jatoteutuksessaTuotelaadun piirteet ovat eri tavalla tärkeitäeri käyttäjäryhmilleOhjelmiston ja sitä suorittavan järjestelmänominaisuudet määräävät tuotelaadun erikäyttöyhteyksissä (ja eri käyttäjäryhmille)

Taulukko seuraavalla diallaKevät 2015 Ohjelmistoprosessit ja ohjelmistojen

laatu57


Tuotelaatu-piirre

Vaikuttaapääkäyttäjänkokemaankäytön laatuun

Vaikuttaaylläpitotehtä-vissä koettuunlaatuun

Muidensidosryhmiennäkemä laatu

Toiminnallinensopivuus

X

Tehokkuus X XYhteensopivuus XKäytettävyys XLuotettavuus X XTurvallisuus X XYlläpidettävyys XSiirrettävyys X


58


6

Sisäisen ja ulkoisen laadunpiirteet

Toiminnal-linensopivuus

Tehokkuus Yhteen-sopivuus

Käytettä-vyys

Luotetta-vuus

Turvalli-suus

Ylläpidet-tävyys

Siirrettä-vyys

Toiminnal-linenkattavuus

Toiminnal-linen oikeel-lisuus

Toiminnal-linen sovel-tuvuus

Vasteaika

Resurssienkäyttösuhde

Kapasiteetti

Rinnakkais-elo

Yhteensopi-vuus

Soveltuvuu-den selkeys

Opittavuus

Helppokäyt-töisyys

Käyttövirhei-denestäminen

Käyttöliitty-män miellyt-tävyys

Matalakynnys

Ohjelmisto-tuotteen kyp-syys

Saatavuus

Vikasietoi-suus

Toipumis-valmius

Tietosuoja

Koskemat-tomuus

Kiistämättö-myys

Aitous

Todenperäi-syys

Rakenteel-linen selkeys

Uudelleen-käytettävyys

Analysoita-vuus

Muunnelta-vuus

Testattavuus

Sovitetta-vuus

Asennetta-vuus

Korvattavuus


59Ulkoinen, pääasiassa ulkoinen, sekä sisäinen että ulkoinen, pääasiassa sisäinen

OHJELMISTOJEN VIOISTAMistä ne tulevat?


60


7

”Blue screen of death”


61

Vioista

Vikojen vähäinen määrä on perinteisesti ollut yksi tärkeimpiälaadun indikaattoreitaEsimerkiksi ohjelmistojen laadun ja kehitysprojektientuottavuuden parissa pitkän päivätyön tehnyt Capers Jones onmääritellyt [Jon08] laadun seuraavasti

“The absence of defects that would make software either stopcompletely or produce unacceptable results. Defects can be tracedto requirements, to design, to code, to documentation, or to badfixes of previous defects.”

Tällä tavoin määritelty laatu on kvantifioitavissa melkosuoraviivaisesti (sekä mittaamista että ennustamista varten),mutta on muuten kovin suppea

Jones on myöhemmin laajentanutkin laadun määritelmäänsäkattamaan mm. käytettävyyden


62[Jon08] Capers Jones, Applied Software Measurement. McGraw-Hill, 2008.


8


63

Virhe – vika - häiriö

Ohjelmistojen laadun kannalta on oleellista erotellatoisistaan (kehitys-) virhe eli erehdys (error, mistake),(ohjelmisto-) vika (fault) ja (toiminta-) häiriö(failure/defect).

Koodin kirjoittajat tekevät virheitä. Virhe voikoskea rakennetta (esim. viittaus vääräänmuuttujaan) tai koodin logiikkaa (esim. vaatimuson tulkittu väärin, käytetään jotain APIa väärällätavalla) jne.Kun erehdyksessä kirjoitettu koodi saa ohjelmistontoimimaan väärin, kyse on (ohjelmisto-) viasta.Kaikki viat eivät tee näin, sillä vikaa seuraavatkoodirivit saattavat ”neutraloida” vian vaikutuksen,tai vika voi peittyä toisten vikojen vaikutuksesta.


64

Virhe – vika - häiriö

Kun viallista koodia suoritetaan, syntyy häiriö.Kaikista ohjelmistovioista ei seuraatoimintahäiriöitä. Vika saattaa olla hautautuneenakoodiin sellaiseen paikkaan, että sitä ei suoritetakoskaan (esimerkiksi harvinaiseenpoikkeuskäsittelijään tai käytännössämahdottomaan parametrien kombinaatioon).

Puhekielen bugi (bug) tarkoittaa yleensävirhettä tai vikaaDefekti (defect) voi tarkoittaa myös vikaa


9


65

Virheet, viat ja häiriöt

Vain osa kaikista virheistä näkyy vikoina ja osavioista häiriöinä loppukäyttäjälle asti (ohjemistontuotantoversiossa)

Suuri osa häiriöistä tulee ilmi jo kehitysaikana testauksen jamuun laadunvarmistuksen ansioista

Kuitenkin mikä tahansa koodiin jäänyt passiivinenvika saattaa koodia muutettaessa aktivoitua ja mikätahansa vika saattaa sopivassa käytössä aiheuttaahäiriön.Kehitystiimille laadukas tuote tarkoittaa vähäistävikojen määrää. Loppukäyttäjän kannalta setarkoittaa vähäistä häiriöiden määrää.


66

Virheet, viat ja häiriöt

Yleensä ohjelmistoista raportoitujen häiriöiden määrä on välillä0,1 – 5,0 häiriötä tuhatta koodiriviä kohdenCapers Jones on kerännyt vuosikymmeniä asiakkaidensaprojekteista (n. 13000 kpl) tietoja häiriöpotentiaaleista (defectpotentials) ja häiriöiden poistamistehokkuudesta (defect removalefficiency)Jonesin data[Jon13] osoittaa keskimääräiseksi häiriöpotentiaaliksi5,0 häiriötä per toimintopiste (~ 50-60 riviä Javan tasoistaohjelmointikieltä) ja keskim. häiriöiden poistamistehokkuudeksi85%

Eli noin 15 häiriötä per 1 KLOCParhailla projekteilla luvut ovat 2,5 ja 96% eli 2,6 per 1 KLOCKts. diat 23 – 25 [Jon13]

[Jon13] Capers Jones, Software Quality: A Survey of the State of the Art, 2013.http://namcookanalytics.com/software-quality-survey-state-art/ (haettu 16.3.2015)


10


67

Ohjelmistojen virhetyypit 1

Koska ohjelmistohankkeissa tehdyt virheetvaikuttavat ohjelmiston laatuun, on tärkeää tietää,minkä tyyppisiä virheitä tehdään.Galin[Gal04] listaa yhdeksän virhetyyppiä ja antaakustakin esimerkkejä:

1. Väärin määritellyt vaatimuksetVaatimusten määrittelytavassa on virheitäPuuttuvia vaatimuksiaEpätäydellisiä vaatimuksiaYlimääräisiä vaatimuksia

2. Asiakkaan ja kehittäjän väliset kommunikaatiokatkoksetAsiakkaan vaatimukset ymmärretään väärinAsiakkaan muutostoiveet ymmärretään väärinAsiakkaan vastaukset kysymyksiin ymmärretään väärin

[Gal04] Daniel Galin: Software Quality Assurance - From Theory to Implementation. Pearson Education, 2004


68


3. Tahalliset poikkeamat vaatimuksistaOhjelmistossa uudelleenkäytetään koodia ilman kunnollistaanalyysia vaadittavista muutoksistaOsa vaatimuksista jää toteuttamatta budjetin tai aikataulunylittymisen johdostaKehitystiimi muuttaa vaatimuksia kysymättä asiastaasiakkaalta

4. Ohjelmiston logiikan suunnitteluvirheetVäärien tai tilanteeseen sopimattomien algoritmien käyttöTilasiirtymävirheetRaja-arvovirheet

5. KoodausvirheetPainovirheetKielioppivirheetVaatimusten tai suunnittelun tulkintavirheet


11


69


6. Dokumentointi- ja koodausohjeiden noudattamattajättämiset

Vaikealukuiset dokumentitVaikeaselkoinen ohjelmakoodi

7. Testausprosessissa oikomisetVajaa testaussuunnitelmaLöydettyjen vikojen ja virheiden kehno dokumentointiTiukan aikataulun johdosta tapahtuva puutteellinen vikojen javirheiden korjaus

8. ToimintatapavirheetVäärin tulkittu ohjelmiston tarkoitettu käyttötapa (käyttötapaus)

9. DokumentointivirheetDokumentoimattomat toiminnotVirheelliset toimintaohjeetYlimääräiset ja puuttuvat toiminnot

Häiriöiden lähteet Jonesin mukaan

Capers Jones on kerännyt vuosikymmeniäasiakkaidensa erityyppisistä projekteistatietoja häiriötiheyksistä ja niiden synty-yhteyksistä (eli virhetyypeistä)

Katso dia 58 esityksessä [Jon13]Jones & Bonsignour[JoB11]

“For large systems, requirements defects,architectural defects, and design defects are themain sources of quality problems” (Ch. 2)


70[JoB11] C. Jones, O. Bonsignour, The Economics of Software Quality. Addison-Wesley Professional, 2011

[Jon13] Capers Jones, Software Quality: A Survey of the State of the Art, 2013.http://namcookanalytics.com/software-quality-survey-state-art/ (haettu 16.3.2015)


12

Vikojen estäminen ja poistaminen

Monet ohjelmistokehityksen menetelmät, työtavat jatyökalut tähtäävät vikojen syntymisen estämiseen taivikojen tehokkaaseen poistamiseenTehokkuus, jolla kehityksen aikana poistetaan vikojaohjelmistosta, on perinteisesti ollut keskeinen mittarikehitysprosessin laadulle

Tehokkuuden mittaaminen vaatii kirjanpitoa havaituistavioista, niiden vakavuudesta ja lähteestä/syntyvaiheestaNopeaa reagointia korostavissa web-projekteissapainotetaan pikemmin häiriöiden nopeaa havaitsemistatuotannossa ja korjausten pikaista julkaisua

Tästä lisää myöhemmin kurssillaKevät 2015 Ohjelmistoprosessit ja ohjelmistojen

laatu71

OHJELMISTOJEN LAADUNTALOUDELLINEN MERKITYS

Show me the money


72


13

Laatu, kustannukset ja tuotot

Ohjelmistoja tuottavia ja käyttäviä organisaatioitakiinnostaa taloudellisesta näkökulmasta laadunvaikutus seuraaviin asioihin[JoB11]

Kehityksen, ylläpidon, parannuksen ja tuen kustannukset.Kehityksen, ylläpidon, parannuksen ja tuen aikataulutOhjelmiston suorat myyntitulotLiitännäispalveluista ja –tuotteista saatavat tulotO:n käytön oppimiskäyräO:n käytöstä seuraavat operationaaliset säästötUudet liiketoimintamahdollisuudet, jotka o:n käyttö tuo mukanaan

Liiketoiminnan ja yrityksen johdon näkökulmasta ontärkeää, että käytetty laadun määritelmä ja laatumittaritmahdollistavat laadun vaikutusten kvantifioinnin


73

Laadun taloudellinen merkitys

Tiivistettynä, laatu vaikuttaa neljääntaloudellisesti merkittävään alueeseenohjelmistojen tuotannossa ja käytössä1. Ohjelmistojen kehittämisen ja ylläpidon

kustannukset ja työmäärä2. Kaupallisten ohjelmistojen kannattavuus3. Inhimillisen työn tuottavuus4. Ohjelmistojen rooli uusissa ja innovatiivisissa

tuotteissa ja palveluissa


74


14

Huonon laadun vaikutuskehitykseen ja ylläpitoon

Huono laatuVenyttää testausta ja aiheuttaa epävarmuuttatoimitusaikatauluunKorjaukset ja uudelleen tekeminen aiheuttavatsuurimman kustannuspaineenAiheuttaa ylitöitä ja budjetin pettämisenVaatii julkaisun jälkeen kallista asiakastukeaLisää julkaisun jälkeisen ylläpidon kustannuksiaVoi viedä oikeudenkäyntiin sopimusrikkomuksesta


75

Hyvän laadun vaikutuskehitykseen ja ylläpitoon

Hyvä laatuLyhentää testaukseen käytettyä aikaa ja parantaatoimitusaikataulun ennustettavuuttaVähentää korjausten ja uudelleen tekemisenmäärää jopa 50%Vähentää yllättäviä ylitöitä ja pienentääkuluylityksiäVähentää julkaisun jälkeistä asiakastuen tarvettaVähentää julkaisun jälkeisen ylläpidonkustannuksiaPienentää oikeudenkäyntien riskiä


76


15

Huonon laadun vaikutusinhimillisen työn tuottavuuteenHuono laatu

Lisää toimintahäiriöistä johtuvaa odottelua jatoimettomuuttaVoi hidastaa toimenpiteiden suoritusta japienentää työpanoksen tuottavuuttaVoi johtaa onnettomuuksiin tai transaktiovirheisiinHäiriöiden seurausten korjaaminen aiheuttaaylimääräistä työtäLisää myös väärien häiriöraporttien määrääJohtaa välillisiin vahinkoihin ja kalliisiinliiketoiminnan ongelmiin


77

Hyvän laadun vaikutusinhimillisen työn tuottavuuteenHyvä laatu

Vähentää toimintahäiriöitä ja niistä johtuvaatoimettomuuttaAuttaa optimoimaan työntekijöiden työsuorituksiaVähentää onnettomuuksien tai transaktiovirheidentodennäköisyyksiäPienentää häiriöiden seurausten korjaamistarvettaVähentää väärien ja aiheettomien häiriöraporttienmäärääVähentää välillisiä vahinkoja ja liiketoiminnanongelmia


78


16

”Quality is free”

Philip Crosby“It is always cheaper to do the job right the firsttime”“Quality is free, but no one is ever going to know itif there isn't some sort of agreed-on system ofmeasurement”http://www.philipcrosby.com/25years/read.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/Philip_B._Crosby


79

laadun vaikutusketju - university of helsinki · 2015. 3. 17. · ohjelmistoprosessit ja...

Documents