Investigación y caracterización de modelos de calidad para componentes web

Andrés Leonardo Martínez Ortiz

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Investigación y caracterización de modelos de calidad para componentes web

Autores: Andrés Leonardo Martínez Ortiz
Directores de la Tesis: David Lizcano Casas (codir. tes.) , Genoveva López Gómez (codir. tes.)
Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2020
Idioma: español
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Resumen
- Las tecnologías web son el pilar del desarrollo de Internet, haciendo de la red una de las mayores contribuciones a la innovación social, económica y cultural, pero sin duda también tecnológica, de la historia de la humanidad. Desde la introducción en 1991 del protocolo http [1] y el lenguaje de etiquetado html [2], seguidos muy pronto de las primeras aplicaciones web, la tecnología ha facilitado el desarrollo y validación de novedosas propuestas. Estas, no solo han trasladado a la red ideas preexistentes, sino que han creado toda una plétora de nuevas formas de uso, y lo que es más importante desde el punto de vista de la ingeniería del software, nuevos modelos de desarrollo de la tecnología. Siguiendo una aproximación ágil, y aun a costa de introducir deuda técnica, la propuesta y evaluación de nuevos productos web se ha priorizado, convirtiendo el “release soon, release often”, el desarrollo en ecosistemas abiertos y la distribución en repositorios públicos bajo licenciamiento libre, en los principios que rigen la innovación y el desarrollo web, y que lo sitúa en muchos aspectos en extremos alejados de la ingeniería del software mas convencional.
  
  A lo largo de las dos últimas décadas se ha producido un acercamiento entre ambas posturas: por un lado, la investigación dentro del campo de la ingeniería del software ha proporcionado un mejor entendimiento de las técnicas ágiles y los ecosistemas de desarrollo abierto, recibiendo el reconocimiento y la adopción por parte de la industria; por otro, la labor llevada a cabo por el World Wide Web Consurtium (W3C) [3], coordinando el esfuerzo conjunto de empresas, academia y otros agentes del mundo de Internet como la Fundación Mozilla [4], ha conducido entre otras cosas a la estandarización de ECMAScript [5], aportaciones destacadas de la industria como TypeScript [6] o la introducción de tecnologías como los componentes web [7], donde resulta clara la influencia de paradigmas adoptados desde hace décadas en el mundo de la ingeniería del software. Los componentes, de reciente introducción, mejoran la cohesión y el acoplamiento de los elementos declarativos (html), lógicos (JavaScript) y de estilo (css) de las aplicaciones web, facilitando su reusabilidad y distribución. No obstante, la proliferación de librerías de componentes web distribuidas en repositorios públicos, ha visto limitada su adopción por parte de la industria debido a la ausencia de modelos que permitan evaluar las características de calidad de producto y calidad en uso de acuerdo con los estándares al uso. La ausencia de garantía de calidad es tal, que gran parte de la industria limita o incluso prohíbe el uso repositorios de componentes tan populares como Github [8], Bower [9] or Npm [10].
  
  Esta tesis aporta como novedad el desarrollo de un modelo de calidad de componentes web resultado del uso de técnicas mixtas que combinan investigación cualitativa y cuantitativa, y que aplicadas a la calidad software, introducen elementos de valoración objetiva y reproducibles en la definición de modelos, la validación de métricas software, estáticas (intrínsecas) y dinámicas (extrínsecas), y la evaluación de la cobertura que estas proporcionan de las características de calidad de producto y calidad de uso definidas en el estándar ISO/IEC 25000 [11].
  
  La primera contribución introduce un paradigma de investigación mixta [12] aplicado al ámbito de los modelos de calidad software, para a continuación adaptarlo al caso particular de los componentes web. La combinación de técnicas de investigación cualitativa permite acotar los elementos de valoración subjetiva siempre presentes de los modelos de calidad, produciendo instrumentos de validación cuantitativa, requisito ineludible en el desarrollo de software moderno y que, desbordando el ámbito académico, impactará de manera significativa en los escenarios industriales de desarrollo de aplicaciones web.
  
  Como segunda contribución, se presentan un conjunto de técnicas que, mejorando el Método Delphi [13], permiten una mayor comprensión analítica de los procesos de formación de consenso entre expertos, y que facilitan los métodos cualitativos para el desarrollo y validación de un modelo de calidad de componentes web. Fruto de esta aproximación se presentan técnicas obtenidas de valoración analítica del nivel de cobertura de características de calidad de producto y calidad en uso por parte de métricas intrínsecas y extrínsecas, el análisis diferencial entre iteraciones y la técnica que denominamos de conglomerados de Kendall y que permite la caracterización de los procesos de formación de consenso, categorizando los contextos posibles de aplicación alternativa de los modelos de calidad.
  
  Como tercera contribución, se presenta el modelo de calidad de componentes web obtenido mediante las técnicas ya mencionadas. La importancia del modelo reside en varios puntos: por un lado, se trata de un modelo que, sustanciado a partir de la experiencia de expertos web, ofrece cobertura en términos de métricas de las características de calidad contempladas por el estándar ISO/IEC 25000, y por tanto en este sentido introduce la calidad de los componentes web en un lenguaje reconocido por la industria. Por otro, las métricas identificadas permiten el análisis automatizado de componentes web alojados en repositorios públicos, que traducidos en umbrales (benchmarks) de calidad, facilitarán sin duda la adopción a nivel masivo.
  
  Por último, la cuarta contribución la constituye el desarrollo de un entorno de evaluación experimental que emplea algunas de las métricas de cobertura señaladas, para llevar a cabo procesos de validación automatizada de componentes web. La plataforma, utilizada en un proceso experimental con usuarios reales, ha permitido obtener evidencia estadística cuantitativa que relaciona la calidad percibida por usuario final con la evaluación realizada a partir de la aplicación de las métricas. Esta parte final aborda la evaluación cuantitativa, completando el proceso de investigación mixto, y sienta las bases de plataformas de evaluación automatizada de componentes web.
  
  En resumen, las contribuciones realizadas por esta tesis validan la idoneidad de las técnicas mixta de investigación aplicadas al dominio de la calidad software, refuta la imposibilidad de conectar estándares de calidad con aproximaciones ágiles y presentan las bases para facilitar la adopción de tecnología desarrollada en ecosistemas abiertos.
  
  [1] Internet Engineering Task Force, “Hypertext Transfer Protocol Version 2,” Internet Engineering Task Force, [Online]. Available: https://bit.ly/32mNzGz. [Accessed 12 July 2020].
  
  [2] World Wide Web Consortium (W3C), “Hypertext Markup Language 5.2,” World Wide Web Consortium (W3C), 2017. [Online]. Available: https://bit.ly/2DuTZIZ. [Accessed 12 July 2020].
  
  [3] World Wide Web Consurtium (W3C), «World Wide Web Consurtium,» [En línea]. Available: https://bit.ly/2W5Lv1p. [Último acceso: 10 July 2020].
  
  [4] Mozilla Foundation, “Mozilla Foundation,” [Online]. Available: https://mzl.la/2Co6CVG. [Accessed 10 July 2020].
  
  [5] Ecma International, “ECMAScript 2020 Language Specification,” 2020. [Online]. Available: https://bit.ly/2DwqSoZ. [Accessed 10 July 2020].
  
  [6] “TypeScript Language Organization,” Microsoft Inc, [Online]. Available: https://bit.ly/2Duiczl. [Accessed 10 July 2020].
  
  [7] Mozilla Developer Network, "Web Components.," [Online]. Available: https://mzl.la/2svVka0. [Accessed January 2019].
  
  [8] GitHub, Inc, «GitHub,» GitHub, [En línea]. Available: https://bit.ly/3gRBywN. [Último acceso: 2020 July 2020].
  
  [9] Twitter, Inc, «Bower,» Twitter, [En línea]. Available: http://bit.ly/2Mz177O. [Último acceso: 10 July 2020].
  
  [10] NPM, Inc., «NPM,» npm, Inc., [En línea]. Available: https://bit.ly/3iJWtnb. [Último acceso: 10 July 2020].
  
  [11] ISO/IEC, “System and Software Engineering. System and Software Quality Requirement and Evaluation. System and Software Quality Model ISO/IEC 25010,” 2011.
  
  [12] J. W. Creswell and V. L. Plano Clark, Designing and Conducting Mixed Methods Research, 3rd ed., SAGE, 2018.
  
  [13] N. Dalkey and O. Helmer, “An Experimental Application of the Delphi Method to the use of experts,” Management Science, vol. 9, no. 3, pp. 458-467, 1963.