Principi di Progettazione del Software a.a " Processi di sviluppo del software! Prof. Luca Mainetti! Università del Salento!

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1 Principi di Progettazione del Software a.a " Processi di sviluppo del software! Prof. Luca Mainetti! Università del Salento!

2 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! 2"

3 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, www-306.ibm.com/software/awdtools/rup/) che ben si accoppia con UML! 3"

4 Ciclo di vita a cascata" Studio di fattibilità! Analisi e specifica dei requisiti! Progettazione! Programmazione e test di unità! Integrazione e test di sistema! Manutenzione! Sequenza di fasi percorsa in un solo verso! Le fasi producono dei semilavorati, alcuni dei quali non sono programmi! Il modello a cascata definisce sia le fasi sia la struttura e i tempi dei semilavorati! 4"

5 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! 5"

6 Modello a spirale" Il raggio della spirale indica il costo accumulato nello svolgimento del progetto! Parte dall idea della valutazione dei rischi nella scelta del modello di sviluppo! E in realtà un meta-modello! Può descrivere un modello incrementale oppure un modello a cascata! 6"

7 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! 7"

8 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! 8"

9 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! Collaborazione spontanea nel team di sviluppo! IEEE Computer, Vol. 38, N. 9, Settembre 2005! 9"

10 An Introduction to Scrum! (by Mike Cohn)! Presented by! Prof. Luca Mainetti! a.a !

11 Scrum 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.!

12 Scrum 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!

13 Scrum has been used by" Microsoft! Yahoo! Google! Electronic Arts! High Moon Studios! Lockheed Martin! Philips! Siemens! Nokia! Capital One! BBC! Intuit! Nielsen Media! First American Real Estate! BMC Software! Ipswitch! John Deere! Lexis Nexis! Sabre! Salesforce.com! Time Warner! Turner Broadcasting! Oce!

14 Scrum has been used for" Commercial software! In-house development! Contract development! Fixed-price projects! Financial applications! ISO 9001-certified applications! Embedded systems! 24x7 systems with % uptime requirements! the Joint Strike Fighter! Video game development! FDA-approved, life-critical systems! Satellite-control software! Websites! Handheld software! Mobile phones! Network switching applications! ISV applications! Some of the largest applications in use!

15 Self-organizing teams! Characteristics" 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!

16 Scrum in a picture" Image available at

17 Sprints" 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!

18 Sequential 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.!

19 No changes during a sprint" Change Plan sprint durations around how long you can commit to keeping change out of the sprint!

20 Scrum framework" Roles! Product owner! ScrumMaster! Team! Ceremonies! Sprint planning! Sprint review! Sprint retrospective! Daily scrum meeting! Artifacts! Product backlog! Sprint backlog! Burndown charts!

22 Product 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!

23 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!

24 The 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!

26 Team capacity Product backlog Business conditions Current product Technology Sprint planning meeting! Sprint prioritization! Analyze and evaluate product backlog! Select sprint goal! Sprint planning! Decide how to achieve sprint goal (design)! Create sprint backlog (tasks) from product backlog items (user stories / features)! Estimate sprint backlog in hours! Sprint goal Sprint backlog

27 Sprint 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)!

28 The 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!

29 Everyone answers 3 questions" What did you do yesterday? What will you do today? Is anything in your way? These are not status for the ScrumMaster! They are commitments in front of peers!

30 The 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!

31 Sprint retrospective" Periodically take a look at what is and is not working! Typically minutes! Done after every sprint! Whole team participates! ScrumMaster! Product owner! Team! Possibly customers and others!

32 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 do a sprint retrospective. Continue doing

34 Product backlog" This is the product 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 each sprint!

35 A 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 reservation. As a hotel employee, I can run RevPAR reports (revenue-per-available-room) 3 8 Improve exception handling

36 The sprint goal" A short statement of what the work will be focused on during the sprint! Database Application! Life Sciences! Support features necessary for 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.!

37 Managing 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!

38 A 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!

39 A sprint burndown chart" Hours!

40 Tasks Code the user interface! Mon 8! Tue 4! Wed Thu Fri 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!

41 DevOps" 41"

42 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! 42"

43 DevOps in un immagine" 43"

44 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! 44"

45 DevOps" 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! 45"

46 Il 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! 46"

47 Collaborazione 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)! 47"

48 Uso 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! 48"

49 Esempio: metriche" 49"

50 Esempio: configurazione" 50"

51 Esempio: configurazione" 51"

52 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! 52"

53 Il 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)! 53"

54 Il 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! 54"