Principi di Progettazione del Software a.a. 2018-2019 - Processi di sviluppo del software Prof. Luca Mainetti Università del Salento
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Principi di Progettazione del Software
a.a. 2018-2019
Processi di sviluppo del software
Prof. Luca Mainetti
Università del Salento
Obiettivi della lezione ■ Discutere le caratteristiche di diversi processo di sviluppo del software ■ Approfondire i processi di sviluppo agili ■ Introdurre i concetti fondamentali di DevOps Processi di sviluppo 2 Luca Mainetti
Ciclo di vita del software
■ Il ciclo di vita è il processo produttivo con cui si giunge allo sviluppo di
artefatti software
■ Sono stati proposti vari modelli di ciclo di vita
– Modello a cascata
– Modelli evolutivi
• Modello trasformazionale
• Modello a spirale
• Modello incrementale
• Modello “Agile”
■ Così come esistono strumenti a supporto dello sviluppo del prodotto,
così esistono strumenti (concettuali e tecnici) a supporto della gestione
del processo
■ Un esempio di tali strumenti è il RUP (Rational Unified Process, http://
www-306.ibm.com/software/awdtools/rup/) che ben si accoppia con
UML
Processi di sviluppo 3 Luca Mainetti
Ciclo di vita a cascata
■ Sequenza di
Studio di fattibilità fasi percorsa
in un solo
Analisi e specifica dei
verso
requisiti ■ Le fasi
producono dei
Progettazione semilavorati,
alcuni dei quali
non sono
Programmazione e programmi
test di unità
■ Il modello a
Integrazione e test di
cascata
sistema definisce sia le
fasi sia la
struttura e i
Manutenzione tempi dei
semilavorati
Processi di sviluppo 4 Luca Mainetti
Modelli evolutivi
■ Con questi modelli si cerca di anticipare l’evoluzione del
sistema; si parte quindi dall’ipotesi delle necessità della
manutenzione
■ Si arriva al prodotto finale per incrementi successivi
■ L’aspetto critico è la valutazione dell’entità dell’incremento
■ Un tipico modello evolutivo è quello basato sulla tecnica di
prototipazione
– Un prototipo è un modello del sistema finale ad un certo stadio di
sviluppo
– Viene discusso con lo stakeholder
– Prototipo usa e getta: viene utilizzato esclusivamente per ottenere
dei feedback (tipico esempio: il mockup)
– Prototipo evolutivo: trasformazione del prototipo precedente (che
deve avere quindi requisiti di modificabilità)
– Ovviamente anche i singoli prototipi devono essere pianificati
Processi di sviluppo 5 Luca Mainetti
Modello a spirale
■ Parte dall’idea
della
valutazione
dei rischi nella
scelta del
modello di
sviluppo
■ E’ in realtà un
meta-modello
■ Può descri-
vere un
modello
incrementale
oppure un
Il raggio della spirale indica il costo accumulato nello modello a
svolgimento del progetto cascata
Processi di sviluppo 6 Luca Mainetti
Modello iterativo
■ Si suppone che i requisiti e il
design dell’architettura siano
sufficientemente stabili
■ Si parte dall’idea di definire con
anticipo le “build” del sistema da
rilasciare e si dà supporto a
– Integrazione continua e
validazione del sistema
– Dimostrazione frequente delle
evoluzioni al committente
– Pianificazione attenta nelle varie
build delle funzionalità che
inevitabilmente vengono
modificate/riscritte IEEE Computer, Vol. 38, N. 9, Settembre 2005
Processi di sviluppo 7 Luca Mainetti
Modello iterativo (cont.)
■ Durante la fase di
implementazione delle build, il
design complessivo viene
partizionato
■ Ogni build aggiunge nuove
funzionalità al sistema
■ Gli sviluppi delle build si
sovrappongono nel tempo: ad
esempio, uno sviluppatore può
iniziare il progetto dettagliato
della build successiva mentre
valida la build corrente
■ Tipicamente si produce una
nuova versione dimostrabile del
sistema ogni settimana IEEE Computer, Vol. 38, N. 9, Settembre 2005
Processi di sviluppo 8 Luca Mainetti
Modelli “Agili”
■ I punti cardine di tali metodologie
(XP – Extreme Programming,
SCRUM, DSDM, FDD) sono
– Coinvolgimento continuo di un
committente
– Sviluppo di casi di test prima
dello sviluppo della versione
successiva del sistema
– Dimostrazione di ogni nuova
versione del sistema al
committente e raccolta di nuovi
requisiti
IEEE Computer, Vol. 38, N. 9, Settembre 2005
– Collaborazione “spontanea” nel
team di sviluppo
Processi di sviluppo 9 Luca MainettiAn Introduction to Scrum
(by Mike Cohn)
Presented by
Prof. Luca Mainetti
Processi di sviluppo Luca MainettiScrum in 100 words
• Scrum is an agile process that allows us to focus on
delivering the highest business value in the shortest time.
• It allows us to rapidly and repeatedly inspect actual
working software (every two weeks to one month).
• The business sets the priorities. Teams self-organize to
determine the best way to deliver the highest priority
features.
• Every two weeks to a month anyone can see real working
software and decide to release it as is or continue to
enhance it for another sprint.
Processi di sviluppo Luca MainettiScrum origins
■ Jeff Sutherland
– Initial scrums at Easel Corp in 1993
– IDX and 500+ people doing Scrum
■ Ken Schwaber
– ADM
– Scrum presented at OOPSLA 96 with Sutherland
– Author of three books on Scrum
■ Mike Beedle
– Scrum patterns in PLOPD4
■ Ken Schwaber and Mike Cohn
– Co-founded Scrum Alliance in 2002, initially
within the Agile Alliance
Processi di sviluppo Luca MainettiScrum has been used by ■ Microsoft ■ Nielsen Media ■ Yahoo ■ First American Real Estate ■ Google ■ BMC Software ■ Electronic Arts ■ Ipswitch ■ High Moon Studios ■ John Deere ■ Lockheed Martin ■ Lexis Nexis ■ Philips ■ Sabre ■ Siemens ■ Salesforce.com ■ Nokia ■ Time Warner ■ Capital One ■ Turner Broadcasting ■ BBC ■ Oce ■ Intuit Processi di sviluppo Luca Mainetti
Scrum has been used for
■ Commercial software ■ Video game development
■ In-house development ■ FDA-approved, life-critical
■ Contract development systems
■ Fixed-price projects ■ Satellite-control software
■ Financial applications ■ Websites
■ ISO 9001-certified ■ Handheld software
applications ■ Mobile phones
■ Embedded systems ■ Network switching applications
■ 24x7 systems with 99.999% ■ ISV applications
uptime requirements
■ Some of the largest applications
■ the Joint Strike Fighter in use
Processi di sviluppo Luca MainettiCharacteristics ■ Self-organizing teams ■ Product progresses in a series of month-long “sprints” ■ Requirements are captured as items in a list of “product backlog” ■ No specific engineering practices prescribed ■ Uses generative rules to create an agile environment for delivering projects ■ One of the “agile processes” Processi di sviluppo Luca Mainetti
Scrum in a picture
Image available at
www.mountaingoatsoftware.com/scrum
Processi di sviluppo Luca MainettiSprints
■ Scrum projects make progress in a series of “sprints”
– Analogous to Extreme Programming iterations
■ Typical duration is 2–4 weeks or a calendar month at most
■ A constant duration leads to a better rhythm
■ Product is designed, coded, and tested during the sprint
Processi di sviluppo Luca MainettiSequential vs. overlapping development
Requirements Design Code Test
Rather than doing all of
one thing at a time...
...Scrum teams do a little
of everything all the time
Source: “The New New Product Development Game” by
Takeuchi and Nonaka. Harvard Business Review, January 1986.
Processi di sviluppo Luca MainettiNo changes during a sprint
Change
■ Plan sprint durations around how long you can commit to
keeping change out of the sprint
Processi di sviluppo Luca MainettiScrum framework
Roles
•Product owner
•ScrumMaster
•Team Ceremonies
•Sprint planning
•Sprint review
•Sprint retrospective
•Daily scrum meeting
Artifacts
•Product backlog
•Sprint backlog
•Burndown charts
Processi di sviluppo Luca MainettiScrum framework
Roles
•Product owner
•ScrumMaster
•Team Ceremonies
•Sprint planning
•Sprint review
•Sprint retrospective
•Daily scrum meeting
Artifacts
•Product backlog
•Sprint backlog
•Burndown charts
Processi di sviluppo Luca MainettiProduct owner ■ Define the features of the product ■ Decide on release date and content ■ Be responsible for the profitability of the product (ROI) ■ Prioritize features according to market value ■ Adjust features and priority every iteration, as needed ■ Accept or reject work results Processi di sviluppo Luca Mainetti
The ScrumMaster
■ Represents management to the project
■ Responsible for enacting Scrum values and
practices
■ Removes impediments
■ Ensure that the team is fully functional and
productive
■ Enable close cooperation across all roles and
functions
■ Shield the team from external interferences
Processi di sviluppo Luca MainettiThe team
■ Typically 5-9 people
■ Cross-functional:
– Programmers, testers, user experience designers, etc.
■ Members should be full-time
– May be exceptions (e.g., database administrator)
■ Teams are self-organizing
– Ideally, no titles but rarely a possibility
■ Membership should change only between sprints
Processi di sviluppo Luca MainettiScrum framework
Roles
•Product owner
•ScrumMaster
•Team Ceremonies
•Sprint planning
•Sprint review
•Sprint retrospective
•Daily scrum meeting
Artifacts
•Product backlog
•Sprint backlog
•Burndown charts
Processi di sviluppo Luca MainettiTeam
Sprint planning meeting
capacity
Sprint prioritization
Product • Analyze and evaluate product Sprint
backlog goal
backlog
• Select sprint goal
Business
Sprint planning
conditions
• Decide how to achieve sprint
Current goal (design)
product • Create sprint backlog (tasks) Sprint
backlog
from product backlog items
(user stories / features)
Techno- • Estimate sprint backlog in
logy hours
Processi di sviluppo Luca MainettiSprint planning
■ Team selects items from the product backlog they can
commit to completing
■ Sprint backlog is created
– Tasks are identified and each is estimated (1-16 hours)
– Collaboratively, not done alone by the ScrumMaster
■ High-level design is considered
As a vacation planner, I want to
see photos of the hotels. Code the middle tier (8 hours)
Code the user interface (4)
Write test fixtures (4)
Code the foo class (6)
Update performance tests (4)
Processi di sviluppo Luca MainettiThe daily scrum
■ Parameters
– Daily
– 15-minutes
– Stand-up
■ Not for problem solving
– Whole world is invited
– Only team members, ScrumMaster, product owner, can talk
■ Helps avoid other unnecessary meetings
Processi di sviluppo Luca MainettiEveryone answers 3 questions
1
What did you do yesterday?
2
What will you do today?
3
Is anything in your way?
■ These are not status for the ScrumMaster
– They are commitments in front of peers
Processi di sviluppo Luca MainettiThe sprint review
■ Team presents what it accomplished during the sprint
■ Typically takes the form of a demo of new features or
underlying architecture
■ Informal
– 2-hour prep time rule
– No slides
■ Whole team participates
■ Invite the world
Processi di sviluppo Luca MainettiSprint retrospective ■ Periodically take a look at what is and is not working ■ Typically 15–30 minutes ■ Done after every sprint ■ Whole team participates – ScrumMaster – Product owner – Team – Possibly customers and others Processi di sviluppo Luca Mainetti
Start / Stop / Continue
■ Whole team gathers and discusses what they’d like to:
Start doing
Stop doing
This is just one
of many ways to Continue doing
do a sprint
retrospective.
Processi di sviluppo Luca MainettiScrum framework
Roles
•Product owner
•ScrumMaster
•Team Ceremonies
•Sprint planning
•Sprint review
•Sprint retrospective
•Daily scrum meeting
Artifacts
•Product backlog
•Sprint backlog
•Burndown charts
Processi di sviluppo Luca MainettiProduct backlog
■ The requirements
■ A list of all desired work on
the project
■ Ideally expressed such that
each item has value to the
users or customers of the
product
■ Prioritized by the product
owner
■ Reprioritized at the start of
This is the each sprint
product backlog
Processi di sviluppo Luca MainettiA sample product backlog
Backlog item Estimate
Allow a guest to make a reservation 3
As a guest, I want to cancel a reservation. 5
As a guest, I want to change the dates of a
3
reservation.
As a hotel employee, I can run RevPAR reports
8
(revenue-per-available-room)
Improve exception handling 8
... 30
... 50
Processi di sviluppo Luca MainettiThe sprint goal
■ A short statement of what the work will be focused on
during the sprint
Life Sciences
Support features necessary for
Database Application population genetics studies.
Make the application run on
SQL Server in addition to Oracle.
Financial services
Support more technical
indicators than company ABC
with real-time, streaming data.
Processi di sviluppo Luca MainettiManaging the sprint backlog
■ Individuals sign up for work of their own choosing
– Work is never assigned
■ Estimated work remaining is updated daily
■ Any team member can add, delete or change the sprint
backlog
■ Work for the sprint emerges
■ If work is unclear, define a sprint backlog item with a
larger amount of time and break it down later
■ Update work remaining as more becomes known
Processi di sviluppo Luca MainettiA sprint backlog
Tasks Mon Tue Wed Thu Fri
Code the user interface 8 4 8
Code the middle tier 16 12 10 4
Test the middle tier 8 16 16 11 8
Write online help 12
Write the foo class 8 8 8 8 8
Add error logging 8 4
Processi di sviluppo Luca MainettiA sprint burndown chart Hours Processi di sviluppo Luca Mainetti
Tasks Mon Tue Wed Thu Fri
Code the user interface 8 4 8
Code the middle tier 16 12 10 7
Test the middle tier 8 16 16 11 8
Write online help 12
50
40
30
20
Hours
10
0
Mon Tue Wed Thu Fri
Processi di sviluppo Luca MainettiDevOps Processi di sviluppo 41 Luca Mainetti
Il problema che anche con i metodi agili permane
(anzi diventa più evidente)
■ Gli addetti allo sviluppo (“Dev”) sono concentrati sui rilasci e
sul continuo test e cambiamento del software
■ Gli addetti ai sistemi (“Ops”) sono concentrati sulla stabilità
dei servizi
■ Evidentemente gli obiettivi sono conflittuali
■ Il conflitto è ancora più forte se i rilasci di nuovo software
sono frequenti
■ Va inoltre osservato che quasi sempre i team degli
sviluppatori e quello dei sistemisti sono separati, anche da
un punto di vista logistico
Processi di sviluppo 42 Luca MainettiDevOps in un’immagine Processi di sviluppo 43 Luca Mainetti
Motivazioni ed effetti del problema
■ Disconnessione tra i gruppi (per alcuni versi anche
necessaria, poiché sono richieste specializzazioni verticali
molto differenti)
■ Spesso gli sviluppatori (Dev) rilasciano software
inconsistente
■ Come reazione, i sistemisti (Ops) sono diffidenti, quindi
fanno resistenza ai continui cambiamenti
■ Il processo di sviluppo (Dev) è agile
■ Il processo di gestione dei servizi (Ops) è statico
■ Questi conflitti portano a inefficienze che hanno effetti sulle
prestazioni e sul business
Processi di sviluppo 44 Luca MainettiDevOps
■ DevOps nasce proprio per dare una risposta al problema
evidenziato
■ In altre parole, DevOps è un approccio pensato per colmare
il gap esistente tra lo sviluppo agile del software e le
“operations”
■ L’idea di base, molto banale, è di favorire la collaborazione
tra sviluppatori e sistemisti
■ La sola collaborazione non è sufficiente se non è supportata
da precise pratiche e strumenti automatici
■ In entrambi i casi, DevOps detta precise prescrizioni
Processi di sviluppo 45 Luca MainettiIl cambiamento
■ Il cambiamento è richiesto dal business
■ E’ fonte di possibili guadagni
■ E’ necessario per riuscire ad adattare correttamente il
prodotto software alle necessità del mercato
■ Il cambiamento non va combattuto
■ Il cambiamento va favorito
■ Tuttavia il cambiamento va gestito
■ Esiste una differenza sostanziale tra cambiamento
“motivato” e cambiamento “immotivato”
Processi di sviluppo 46 Luca MainettiCollaborazione tra Dev e Ops
■ I sistemisti troppo spesso risultano esclusi dalle fasi iniziali
e centrali del processo di sviluppo del software
■ Di contro, gli sviluppatori troppo spesso sono all’oscuro
degli strumenti e delle operazioni di configurazione e
manutenzione dei servizi che i sistemisti eseguono
■ Coinvolgere tutti fin da subito (nei daily meeting, negli sprint
planning meeting, nelle retrospective)
■ Comunicare a tutti le decisioni (la comunicazione non costa
nulla, correggere problemi per mancanza di comunicazione
invece costa tempo e denaro)
Processi di sviluppo 47 Luca MainettiUso di strumenti automatici
■ Ripetere la stessa operazione per 5 minuti al giorni significa
occupare 2,6 giorni all’anno
■ Cosa deve essere necessariamente automatizzato?
– Build
– Deployment
– Testing
– Monitoring (con uso di metriche)
– Configurazione dei servizi
– Messa in produzione dei servizi
■ Anche l’infrastruttura è codice software
Processi di sviluppo 48 Luca MainettiEsempio: metriche Processi di sviluppo 49 Luca Mainetti
Esempio: configurazione Processi di sviluppo 50 Luca Mainetti
Esempio: configurazione Processi di sviluppo 51 Luca Mainetti
Il ciclo di vita DevOps: prima dello sviluppo
■ Coinvolgere Ops nell’analisi dei requisiti funzionali
■ Coinvolgere Ops nell’analisi dei requisiti non funzionali
– Sicurezza
– Disponibilità
– Facilità di aggiornamento
– Manutenibilità
– Configurabilità
– Monitoraggio
– Logging
– Metriche
Processi di sviluppo 52 Luca MainettiIl ciclo di vita DevOps: durante lo sviluppo
■ Favorire la comunicazione tra Dev e Ops
■ Usare sistemi per il controllo del codice sorgente (CVS)
■ Automatizzare le build
■ Automatizzare i test
■ Automatizzare i rilasci (sui sistemi di sviluppo, di test e di
produzione)
■ Raccogliere le misure ottenute dalle metriche sulle
applicazioni e sui sistemi (per fare calcoli di regressione)
Processi di sviluppo 53 Luca MainettiIl ciclo di vita DevOps: dopo lo sviluppo
■ Coinvolgere Ops nei meeting di retrospective
■ Continuare ad eseguire i test
■ Continuare a raccogliere le misure sulle applicazioni e sui
sistemi
■ Riferimenti
– http://www.devopsdays.org
Processi di sviluppo 54 Luca MainettiPuoi anche leggere
