Este artigo inclui uma avaliao quantitativa do valor do portfolio de um conjunto de aplicaJes legadas numa grande empresa nacional. Esta avaliao 6 uma das peas accessas a concepVo de um modelo de custeio das operaJes de manuteno dessas aplicaBes, na fundamentao de acJes de reengenharia ou mesmo na avaliao de serviVos de desenvolvimento em "outsourcing". So utilizados dois modelos de estimaVo de recursos especialmente concebidos para o planeamento de projectos de Engenharia de Software e analisam-se as diverg8ncias AvaliaGa-odo Portfolio do SistemasIogados Usando Modelos de Estimao Algoritmicos
"num grande projecto cada programador produz, em meia, 150 linhas de cozgo fonte testadas por me^s ft 'cadaprogramador de manutena-o mantem, em me"dia,quatro caas de carto-es"
S6 no final dos anos 70 e inicio dos 80, comearam a ser desenvolvidos modelos matemticos que constitufram um salto qualitativo import&riteno estado da &rteda ea. Este tipo de modelos necessitam de ser afinados ("calibrados") para cada ambiente especIfico, por form& a representar a influncia de varios factores que influenciam a produtividade. Isso traduz-Se no aparecimento de "constantes" ou "paretros"
Para al6m do sen papel crucial no planeamento de novos projectos, estes modelos podem ser igualmente utilizados para estimar o valor de um sistema leg&do.Tal pode ser necesso seja para reengenharia por migrao em vez de substituio, ou mesmo para av&liarsistemas desenvolvidos em "outsourcing".
Neste artigo sero utilizados doismodelos de estimao adequados para sistemas leg&dos,o COCOMO (Constructive COst Model) e os Pontos de Funo (Function Points). Nas pr6ximas secV6esser efectuada uma breve introduo a cada um destes modelos,~simultanearnente com a sua instanciao para um caso de estudo. A finalizar so comparados e discutidos os result&dosobtidos com cada um.
2 30 Encontro Nacional para a Qualidade nas Tecnologias de Informa!;:do e ComunicaCSes Universidade12d0o Minho 46 de Novembro 1998
AvaliaCgo do Portfolio de Sistemas Legados Usando Modelos de Estimao Algoritmicos
O caso de estudo refere-Se estimao dos recursos necessOs para conceber um conjunto de aplica5es Jegadas, produzidas numa grande empresa nacional. For outras palavras, pretende-se estimar quanto esforo e quanto tempo foram necessOs para criar essas aplica6es, dado Que, como habitualmente acontece, no foram efectuados registos dessas grandezas durante a sua
As aplicaJes legadas em causa est&oescritas em COBOL com SQL embutido e, na vers&o estudada, tinham 74693 linhas de c6digo fonte, no considerando linhas de Coventos e linhas em branco. A Foro dessas aplica6es relativa s interfaces (formulios e relat6rios) produzidos com as ferramentas disponibilizadas pela ORACLE, no considerada neste estudo.
2.1 Introduo
Este modelo foi proposto por B Boehm [Boehm8l, Boehm84l, tendo sido construfdo e calibrado iniciaJmente a partir de informao de um ndmero considervel de projectos concluidos. O autor afirma Que a sua utilizaVo tern permitido estimativas com um erro inferior a 20% em 70% dos projectos. O interesse em tomo deste modelo levou criao nos EUA de um "COCOMO Users' Group" Que organiza reuni5es desde 1985. Na Europa existe tambm um grupo de utilizadores, denominado EuroCOCOMO.
O COCOMO cOnsiderada trs modos de desenvolvimento: * Modo orgco - aplicvel a ambientes de desenvolvimento estveis, com pouca inovao projectos com equipas de dimenso relativamente pequena; * Modo semi-destacado - aplicavel a projectos com caracteristicas entre o modo orgnico embutido e a e o 30 EncontroNacionaf para a Quafidade nas Tecnologias de Informa(;;5o e ComunicaCSes u4n-6ivderesiNdoadveemdboroM1in9k9e8 121 , . .-~ , - ,.
Av,aliao ddoPoo/io de 5/sremas Legados Usando MadeJas de Esbmao AJgorifrnicos * Modo embutido - aplicvel no desenvolvimento de sistemas complexos embutidos em hardware 2.2 Modelo Bsicc O dc dj ul o d{ E
Enquanto se vai apresentando o modelo vamos, simultaneamente, aplicando-o ao caso de a Modo orgkmco 2.4 Modo semi- 3.0 destacado Modo embudo .O-I
Estes valores so considerados tipicos da indtistria de software. nevero polm ser sucessivamente refinados com base em projectos passados, por forma a obter um melhor ajustamento das curvas (calibrao do modelo). Considera-Se Que um homem.ms corresponde em m6dia a 152 bolas de trabalho pol cada ms de calendario Este valor toma em considerao Os dias de frias, forma5o e faltas For doena. Tern-Se ento Que um homem.ano corresponde a 152 * 12 = 1824 homem.horn .
E - 2.4 * (74.693)1'05 - 222.4 homem.me"'s
18.5 homem.ano
Note-Se Que este valor s6 toma em considerao a dimensko dos sistemas produzidos e no todas as outras facetas (humanas, tecnol6gicas e organizacionais) da complexidade que condicionaram a sua produo. Estas sero consideradas adiante quando utilizarmos o modelo onterrn6dio, pelo Que a estimativa do esforo ser substituida For outras consideradas mais crealvelS. 2.2.2 Esb-ma-0 do Pram Nominal
Um calendio excessivamente dilatado provoca o efeito conhecido For Lei de Parkz"nson (expanso do trabalho at ao limite permitido), no promove hons hbitos de trabalho (se levado a sofisticar em excesso o sistema em desenvolvimento) e diminui a produtividade. Segundo B. Boehm, alargar o prazo a 150% do nominal, aumenta os custos de 1l0%. For outro lado, um ca}endio excessivamente curio pode ser simplesmente impraticve}. H um limite para aqum do qual 6 impossvel reduzir o prazo de desenvolvimento. Segundo B. Boehm, comprimir o prazo a 75% do noruinal, aumenta os custos de 125%.
0 modelo COCOMO considera assim existir um plazo de desenvolvimento 6ptimo, desiado pol prazo noHal, dado For : T = 2.5
)c [meses] 30 EncontroNacional para a Qualidade nas Tecnologias de Informao Universidade do Minke 4-6 de Novembro 1998 e Comunica(;;Ses 123 Avor/ia-o do Poruo/io de Sismmas Legados Usando Modelos de Fmao Algoribnicos Tal como as anteriores constantes, tarnbm esta dever ser sucessivamente refinada com base em projectos pass&dos.
T - 2.5 * (222.4)0.38 - 19.5 meses Este prazo ser adiante recalculado para o modelo intermdio (Queinclui mais inform&o). \s 2.3 Modelo Internddio 2.3.1 Determine-o dos Factores Influenciadores do Custo
O Modelo Bico necessariamente simplista, pol considerar apenas um modelo baseado na dimenso e em tr8s nfneis discretos da complexidade dos sistemas a produzir. A fase Seguinte de sofistica0 do modelo, a Que Se chama Modelo Intermdio, corresponde a considerar a influncia de um conjunto de vios factores, relativos quer ao sistema a produzir (produto) propriamente dito, quer ao suporte computacional (tecnologia utilizada), factor humano e organizao do processo de desenvolvimento de software. A influncia destes factores, em nl:imero de 15 no modelo originalmente proposto, deve ser avaliada numa escala discreta e ponderada, expressa na seguinte tabela: 6 30 Enconbo Nacional para a Qualidade nas Tecnologias de InformaCSo e Comunicac6es Universidade12d4o Minho 4-6 de Novembro 1998
TIVOS AO PRODUTO * Nfvel de fiabiEdade reque * Dimenso da base de dados * Complexidade do produto ,SUPORTE COMPUTACIONAL * Reso~es ao tempo de execuco * Restri5es ao espao
armazenamento * Volatilidade da mquina vi * Tempo de resposta do computador PESSOAL * Capacidade dos istas * Experincia no donio da aplicao * Capacidade dos proadores * Experi8ncia utilizao
virtual * Experincia na linguagem
programaV PRoCESSo * Adopo prcas de proaVo
acs * USOde feent actus * Cumpmento com pro denido de de LE
LY
CPLX T
AC PC XP X
30 EncontmNacional para a Qualidade masTecnologias de Inform@o e Comunica6es Universidade do Minho 4-6 de Novembro 1998
W 1.65
Para reduzir a subjectividade inerente atribui5o de um valor da escala aplicaram-se as heurfsticas descritas em oehm84]. Para alguns dos factores apenas indicado um valor da escala (a sombreado), enquanto que para outros so indicados dois distintos. Esta ti}tima situao corresponde a casos onde a dl:ividasubsistia na escolha do valor mais apropriado. Tal ser utilizado para traar dois cenOs, um optimista e outro pessimista.
do esforo para o Modelo Interm6dio passa a ser:
Modo orgco Modo destaeado Modo embuOdo semi3.2 3.0 2.8
Cenan`o Optimism: homem.ano
Cenan.oPessimista: homem.ano
Cenan~o optirnista: Cena-n.opessimista: 263.200 cantos 648.800 conies E - 3.2 * (74.693)1"05 * 1.33 394.4 homem.mes 32.9 E - 3.2 * (74.693)1'05 * 3.28 - 972.7 homem.ffzgS _8/.I de 8.000 contos pol homem.ano (valor total dos encargos 8
e ComunicaC8es Ava|lao do Portfolio de Slsfemas Legados Usando Mode/as de EsUmao Algaritmicos A este valor h que adicionar os relatinos, entre outras coisas, a: * custos de arrendamento ou amortizaVo de instalaBes, equiparnento operativo, software de rede, ferramentas, SGBDs, ...) utilizados * custos de manuteno de hardware e software (sistem o transportes e comunica5es 2.3.3 Estime-o
do Pmzo Nomina ~
Cenao
Opdmista:
T -_2.5 * (394.4)0.38 _- 24.2 meses Cen6r,ioPessimista: T - 2.5 * (972.7)0.38 -_34.1 meses
Note-se que a expanso do prazo menor Que a expanso do esforo. Com efeito o modelo COCOMO advoga que a produo de sistemas mais complexos envolva eqmpas mais numerosas, isto , urns distribuio temporal de esforVomais intensa. 2.4 Modelo Completo
Na sua verso mais completa, o modelo COCOMO introduz facetas adicionais como a decomposio de um sistema de grande dimenso em subsistemas. Outras facetas correspondem distribuio das estimativas de esforVo e de prazo For fase e For actividade e influncia diferenciada de cada factor influenciador do custo por fase. Para mais detalhes sobre este modelo consulte-Se [Abreu98c, Abreu98d]. No vamos considerar, neste estudo, o modelo completo. 30 EncontroNacionai para a Quaiidade nas Tecnologias de Informso Universidade do Minho 4-6 de Nonembro 1998 e ComunicaCSes 127 Avail..a!pa-odo Ponb,olio de Sisremas Legados Usando Modelos de Estimao Algoritmicos 3. O Modelo de Pontos de Funl!;;:5(o"Function Points Analysis") ][njcialmenteproposto por A!an Albrecht Cento na fBM) [Albrecht8!] um dos modelos de estimao de maior aceitao, sobre o qua! quer a comunidade acadmica, quer a industrial, tm reflectido regularmente [Behrens83, Knaf!86, Dreger89, Low9O, Jones9l, Davis92, Betteridge92, Abreu94l. Inicialmente divulgado atravs dos grupos de utilizadores Guide e Share, foi posteriormente (1986) criado um "fnternationa! Function Point Users' Group" (IFPUG), com sede em Westervi!le (Ohio, EUA), qua pub!ica normas e especifica6es sobre como efectuar contagens de pontos de funo. Mais recentemente foi criado um "European Function Point Users` Group" Esta modelo permite estimar a dimens / comp!exidade de um sistema a desenvo1ver a partir do ntimero de caracteristicas visfveis - funcionalidades - do ponto de vista do uti!izador on dos outros sistemas a Queaque!e esteja !igado. Tern assim a vantagem de poder ser aplicdvel numa fase inicial do ciclo de Vida dos sistemas, a partir da especificao dos requisitos, desde Queesta esteja suficientemente detalhada. Outra vantagem geraJmente imputvel a este mode]o a da independncia face a metodoJogia de anise e !inguagem de programao.
Neste artigo Sela nti!izado um refinamento dos Pontos de Funo com o acr6nimo de MKn [Syrnons88] que resu!tou do traba!ho da Nolan, Norton & Co. (uma empresa de Tecno!ogias de Informao da Peat Marwick McLintock) no bito de um contrato com a Civil Aviation Authority do Reino Unido. As melhorias desta variante referem-Se adaptao das regras de contagem dos pontos de funo, no sentido de inc!uir mtodos e ferramentas actua!mente utilizados (bases de dados re!acionais, metodo!ogias de anise estruturada, geradores de aplica5es, etc.). Em [Symons9lJ, para a!m da descriVo das regras de contagem, descreve-se a caJibrao do modelo com base em dados de uma centena de projectos recentes e descrita uma ferramenta denominada "Before You Leap", Quesuporta o sen c!cu!o com essa calibrao. Para mais detalhes sobre este mode!o consu!te-se [Abreu98a, Abreu98bJ.
10 30 Encontro Nacional para a Qualidade nas Tecnologias de Informao Universidade1d2o8 Minho 4-6 de Novembro 1998
e ComunicaBes Aliao do Poofio Usando Mode(Os de de Simas mao
Legados Algori!ms Para o cculo da dimenso so consideradas as seguintes caracteri"sticasdo sistema: . Nmero de entradas externas (cyans de entrada ou alteraAo de dados); - Nmero de sdas extern (6crans de sda ou listagens de dados); - Ntimero de interrogaJes (transacBes de entradsaida desencadeadas pelo utilizador); . Nmero de ficheiros l6gicos infernos (acessiveis pelo utilizador). . Ndrnero de interfaces extemas (com outros sistemas, com outras aplica5es, etc.)
Inicialmente construfda uma soma ponderada dos nmorns acima referenciados. A ponderago feita de acordo com Gritrios de complexidade ( por exemplo o tipo e dimenso dos ficheiros de entrada e saida, o ntimero de Campos num cran, etc"), sendo a sua atribuio um exercicio no trivial e moroso. A essa soma chama-Se Total Ndo Ajustado de Pontos de Funao (TNF)"
externas No caso em apreo, devido a constrangimentos temporais, fol utilizado o mtodo expedito a seguir desc to. 30 EncontroNacionaf para a Quafidade nas Tecnofogias de Informao Universidade do Minho 4-6 de Novembro 1998 e ComunicaV8es 129 Avalia-o do PooJio de Sisosmas Legados Usamdo Modelos de EsSmao Algorihmicos 3.3 C8IlcuIoExpedito de Pontos de Funo
Ali=suDS autores [Jones9l, Davis92] afirmam existir uma proporcionalidade entre o total no ajustado de pontos de funo (TNAPF) e o nl:imero de linhas de c6digo fonte (LOC). Esta proporcionalidade dependeria da linguagem usada tal como consta na seguinte tabela:
Repare-se Que esta abordagem expedita ao calculo de Pontos de FunVo, conhecida pol "bacring", s6 6 passfvel de aplicao para projectos j conclufdos, em que Se conhece, portanto, o nl:imerode linhas de c6digo. Vamos ensaiar esta abordagem para o caso das aplica5es legadas em estudo, comparando os resultados com os obtidos atravs do modelo COCOMO e dai extrair as possi"veisconclus5es.
12 30 Enconbo Nacional para a Qualidade masTecnologias de Informao Universidade13d0o Minho 4-6 de Novembro 1998
e Comunica(;Bes AvaliaCSo do Port:f:oliode Sietemas Legados Usando Modelos de EsNmao
Algorifrnicos
Para o caso das aplica5es consideradas, que na verso disponibilizada tern 74693 linhas de c6digo em COBOL, tern-Se Que os Pornos de Funo no ajustados devero variar entre 74693/105 e 74693/91. Assim tern-se: TNAPF e [711, 8211 3.4 Ajus;tamenW da Con1tagem L do -e e OptSta
PessiSm comicaVo
de dados nJes disbufd desempenho tipo de con5guraiio entrada interactiva de dados eflciSncia dos udlidores acizaVo
interacva complexidade do processarnento facilidade de inslao facilidade de ulizao disperso ffsica das instala6es facilidade de terao GT! 3 4 3 4 3 3 3 3 3 2 3 3 4 3 5 3 5 4 4 4 ^ 3 4 42
1 30 EncontmNacional para a Qualidade nas Tecnologias de Informao Universidade do Minho 4-6 de Nonembro 1998 e ComunicacSes NAopresente ou nenlluma influSncia =0 Influencia insicante = 1 Iuncia moderada = 2 O Grau Total de Infue`-ncia(GTI), Tecnol6gz"ca(PCT), por sua vez,
o somat6rio das vias dado pol: FCT - 0.65 + C * GT! inBuSncias. O Factor de Complexidade em que C, o Coeciente por Grau de Influe"ncia, tern de ser calibrado com base em projectos passados. Como ponto de partida podera usar-se o valor tj[picopara a indtistria ( C= 0.01 ).
S- TAPF - TNAPF * PCT e Comunica(;:6es Avalia55o do PorNolio de Simas Legados Usando Modelos de EsUmao AlgoHhmicos . PLa produtividade em grandes projectos
Para s > 1000 P -PL modelo, dada ento por: Para S < 1000 Na ausncia de calibraVo pode usar-se o valor tipico para a indstria (PL= A * 0.06 ) Para projectos de menor dimenso a produtividade tern um maximo para 250 pontos de funo, decrescendo para um e outro }ado desse ponto. A equao da produtividade , Segundo o autor do em que A
um factor de escala a ser calibrado. Os valores tfpicos para a inddstria so A=1.0 (para ~linguagens 3GL) ou A=1.6 (para linguagens 4GL).
Para o caso das aplicaJes legadas em QueA = 1.0 e S e [761, 952] obtm-Se: Usando Modelos de Estimao
Algoritmicos
P-SI
E on
E - S IP Tomando por base os factores de converso considerados para o caso do modelo""COCOMO: * 1 homem.mes = 152 homem.bola * 1 homem.ano = 12 homem.ms =1824 homem.bola
E e [9726, 15610} homem.hora = [63.99, 102.69}homem.ms = [5.33, 8.56} homem.ano 3.6 DeterminaV5o do Caiendario . T o penodo de tempo necessio
para construir um sistema [semanasJ . D o ritmo mdio (deLz"ve rate) a que um sistema construfdo [pontos de funo por semana] *
KBuma constante de calibrao
(valor tipico para a indstria = 0.45 ) D `- KD*S
legadas tern-Se S e [761, 952]. de onde Se obtm finalmente: T e [61.30 , 68.57] semanas = [14.15 , 15.82}meses._____________________________ 30 Encontro Nacional para a Qualidade nas Tecnologias de Informal!;;5o e Comunica96es Universidade do Minho 4-6 de Novem13b4ro /998 Usando Modelos de Eating1!;:doAlgoritmicos 4. Conclus6es
A tabela seguinte resume os resultados obtidos com os dais modelos: ^. .^"
Coma Se pode veriflcar, existe uma acentuada discrepcia nas estimativas, muito particularmente nas do esforo. Selia Form expectvel que o modelo de Pontos de Funa perrnjtisse a obteno de estimativas pr6ximas das obtidas com o modelo COCOMO as quais foram, coma j se disse, validadas. Vamos seguidamente levantar e discutir trs hip6teses para corrigir esta aparente anomalia.
Hip6tese 1 - Os valores tipicos para a inddstria assumidos para as constantes C, A e KD sa-o aceimveis, mas o factor de conversko de Lmftas de C6digo para Pontos de Funo proposto em [Jones9l] e [Davis92] esni incorrecto.
Fundamento te6rico; o factor de converso atrs utilizado pressupunha a utilizao de linguagem COBOL apenas~Contudo, no caso em apreo, uma percentagem relativamente Brande das linhas de c6digo fonte do sistema em anise, esto expressas em SQL. Esta dItima linguagem, eminentemente declarativa, tem um yodel expressivo superior ao COBOL, pelo que com o mesmo nmero de linhas, permute obter um maior funcionalidade, logo um maior nmero de Pontos de Funo.
30 EncontroNacional para a Qualidade nas Tecnologias de Informa(;;do e ComunicaC8es Universidade do Minho 4-6 de Novembro 1998 * Ensaio: atravs do mtodo de aproxima6es sucessivas foram determinados valores do factor de converso Que permitem obter intervalos de estimativa Que esto contidos nos calculados com be no modelo COCOMO. Obtiver Seos Seintes vores:
Censrio
LOG\FP FP Optimista 22 Pessimista 20 Discussko: como se pode observar na tabela precedente conseguiu-'se uma sobreposio de ambos os intervalos (esforo e calendio), o Queno nos perlnite, priori, refutar esta hip6tese; contudo isso fol conseguido custa de um considerveI aumento do ntimero de Pontos de FunV:o (inicialmente tinha-se FP e [76/, 9521) obtido custa de uma grande reduo do factor com que esta hip6tese no se re inteircute sasfat6a.
Hip6tese 2 - O factor de conversAo proposto em [Jones9l} e [Davis92] constes C, A e Kn tem de ser cbmd aceinivel, mas as * Fm:xdamento te6rico; a constante "C" (Coeficiente por Oran de influncia) afecta o Factor de Complexidade Tecnol6gica Que, ao influenciar a contagem de Pontos de Funo, vai ter impacto nas duas estimativas (Esforo e Calendo); a constants "A" afecta a Produtividade, logo a estimativa do Esforo; a constante " KD" (delive rate) afecta a estimativa do Calendo. Todas estas constantes devem ser ajustadas com base em projectos passados. A esta operao de ajuste * Ensaio: atravs do mtodo de aproximaV5es sucessivas foram determinados valores das trs constantes que permitiram obter intervalos de estimativa Que esto contidos nos calculados com base no modelo COCOMO. Obver se assim os Seintes vores: 18 30 Encontro Nacional para a Qualidade nas Tecnologias de Informal;:8o e ComunicaC6es Universidade13d6o Minho 4-6 de Novembro 1998 * Discuss5o: embora se tenha conseguido uma sobreposiVo de ambos Os intervalos (esforo e calendo), o Que no nos permite, h priori, refutar esta hip6tese, Os valores das constantes Que permitem este ajustamento s80 consideravelmente distintos (em particular A Que 6 relativa produtividade) dos valores tipicos da indtistria sugeridos na literatura, pelo Que esta hip6tese tamb6m no se afigura inteiramente satisfat6ria.
Hip6tese 3 - Quer as constantes C, A e Kn, quer o factor de conversAo de Linbas de C6digo para Pontos de FunVko tam de ser calibrados. . Fundamento te6rico: reunio dos fundamentos alegados para as duas hip6teses precedentes. * Ensaio: atrav6s do mtodo de aproxima5es sucessivas foram deterlninados valores do factor de converso e das trs constantes de calibrao Que permitem obter intervalos de estimativa Que esto contidos nos calculados com base no modelo COCOMO. Obtiveram"se os seguintes vores: Gena io LOG/F C
P Optimista 61 Pessimista 51
FCT
FP
A . Discuss5o: as constantes, se hem Que calibradas, so mais pr6ximas dos valores tipicos da indl:istriaQueno caso da hip6tese 2. 0 factor de converso 6 menor Que o sugerido para COBOL, 3o EncontroNacional para a Qualidade mas Tecnologias de Inform&o Universidade do Minke 4-6 de Novembro 1998 e ComunicaJes dada a utilizao
de SQL embutido. Esta 6 uma hip6tese de compromisso, provavelmente
Note-se qua em quaJquer uma das hip6teses, a estimatina pessimista do esforgo fomecida pelo modelo COCOMO sempre bastante superior (cerca do dobro) obtidas por via do modelo de Pontos de Funo. Qualquer tentativa para obter valores semelhantes daquela estimativa atrav6s deste Itimo modelo obrigavam utilizao de constantes de calibrao e/ou factores de converso com valores decididamente irrealistas. A explicao para taI facto poder residir em algum exagero na determinao dos Factores Influenciadores do Custo no Geno (excessivamente) pessimista traVadocom base no modelo COCOMO.
FunV:o atravs da forma convencional (referida na seco 3.2). Esse resultado permitir melhor discusso da equivalncia e grau de preciso destes dois modelos. uma Usando Modelos de Es6macSo Algoritmicos
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Temas da conferncia * Modelos de estimao de recursos em projectos de desenvolvimento