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APLICACIÓN DEL DESARROLLO GUIADO POR PRUEBAS COMO UNA
PRÁCTICA DE LA INGENIERÍA DE SOFTWARE
Application test-driven development as software engineering practice
Mayra Alejandra Oñate Andino*, Eduardo Rolando Villa Villa, Raúl Hernán Rosero Miranda, Mó-
nica Andrea Zabala Haro, Tupac Amaruc Tisalema Poaquiza
Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.
*mayra.onate@espoch.edu.ec
R
esumen
El diseño de aplicaciones móviles es considerado como una de las prioridades tecnológicas en
el mundo moderno. Estas se encaminan a satisfacer la demanda de los usuarios para garantizar
eficiencia y productividad empresarial mediante la automatización de sus procesos. El objetivo de esta
investigación fue desarrollar una aplicación web móvil para el registro de lectura de los medidores
del consumo de agua y cobros por servicios prestados. Para su desarrollo se utilizó la metodología
ágil, en particular Scrum, que permitió ejecutar las tareas de manera eficaz con participación activa
del cliente; se aplicó el Desarrollo Dirigido por Pruebas para la realización de pruebas unitarias en
las tareas de programación y pruebas de aceptación para validar funcionalidades. Como principal
resultado se obtuvo el diseño y ejecución de una aplicación web/ móvil que cumple con el objetivo
previsto y que superó las primeras pruebas de calidad y funcionamiento, estando pendiente en un
segundo momento su implementación a escala funcional. La Metodología Scrum y el Desarrollo
Dirigido por Pruebas TDD, constituyen herramientas de invaluable valor en el diseño y elaboración
de aplicaciones web para ser implementadas en el sector empresarial
Palabras claves: Aplicaciones web; Norma de evaluación ISO/IEC 25000; Metodología Scrum.
A
bstract
The design of mobile applications is considered one of the technological priorities in the modern
world. These are aimed at satisfying the demand of users to ensure efficiency and business
productivity through the automation of their processes. The objective of this research was to
develop a mobile web application for the reading of water consumption meters and charges for
services rendered. For its development, the agile methodology was used, , the Scrum method,
which allowed executing the tasks efficiently with active participation of the client; Test-Driven
Development was applied to perform unit tests in programming tasks and acceptance tests to
validate functionalities. The main result was the design and execution of a web application that
meets the target and exceeded the first quality and performance tests, pending implementation at
a functional scale. The Scrum method and Test Driven Development are tools of invaluable value
in the design and development of web applications to be implemented in the business sector.
Key words: Web applications; ISO / IEC 25000 evaluation standard; Scrum methodology.
Fecha de recepción: 13-05-2019 Fecha de aceptación: 18-01-2020
I. INTRODUCCIÓN
La ingeniería de software abre la posibilidad de
desarrollar sistemas web móviles de gran alcance
y fácil manejo para el usuario.(1) Estos son ca-
paces de permitir el control y manejo de infor-
mación generada en las instituciones; a su vez
garantizan agilidad y optimización de los pro-
cedimientos implicados en la gestión operaria y
administrativa.(2) El desarrollo de software se ha
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incrementado en los últimos años y se ha conver-
tido en un proceso cuidadoso y ordenado con el
propósito de obtener productos de gran calidad,
que perduren en el tiempo y por sobre todo que
sean confiables y seguros. (3,4)
El uso de métodos ágiles ha sido señalado como
de gran utilidad y se reportan variados benefi-
cios por su implementación en el desarrollo de
sistemas web móviles; dentro de estos destacan
las facilidades de un diseño sencillo y rápido por
la prioridad que ofrece a la aplicación de pruebas
durante su desarrollo que favorece la mejora de
las historias de usuario.(5,6) Se considera que las
prácticas ágiles simplifican el desarrollo de apli-
caciones móviles, además de que son adaptables
incluso después de realizado su lanzamiento o
puesta en funcionamiento.(4)
Dentro de las metodologías ágiles destaca la me-
todología Scrum, esta es considerada como un
proceso donde se aplican un conjunto de buenas
prácticas y se basa en el trabajo en equipo para
aumentar la productividad. Una característica de
esta metodología es la entrega parcial y regular
del producto final; Scrum se aplica fundamen-
talmente en entornos complejos con requisitos
cambiantes o poco definidos, donde se necesita
obtener resultados de forma rápida basándose en
la competitividad, innovación, productividad y
flexibilidad.(7,8)
La metodología Scrum también se aplica en
aquellos procesos donde no se está entregando al
cliente lo que necesita o las entregas se prolon-
gan demasiado en el tiempo; con aumento en los
costos y disminución de la calidad del servicio.
Su aplicación se basa en la capacidad de realizar
variadas actividades de análisis, diseño, desa-
rrollo e implementación. Busca hacer frente a la
competencia, aumentar la estima de los equipos
de trabajo y aumentar la identificación y solución
de ineficiencias que se presentan de forma siste-
mática.(8)
Relacionado con los métodos ágiles se han desa-
rrollado prácticas dirigidas a resolver problemas
de los usuarios, tal es el caso de desarrollo di-
rigido por pruebas (Test Driven Development)
(TDD); que admite el diseño y desarrollo de apli-
caciones para cambios apremiantes que surgen,
en la medida que tributa seguridad, códigos fac-
tibles de conservar y notificación de efectos se-
cundarios no deseados antes de la liberación de
un código.(9,10)
En tal sentido resulta importante señalar que
La Junta Administradora de Agua Potable An-
gahuana Alto, no contaba con un sistema auto-
matizado de registro de lectura de los medidores
del consumo de agua, así como tampoco disponía
de sistema automatizado para registrar el control
de las recaudaciones recibidas como retribución
a los rubros generados por el consumo de agua.
Al no disponer de sistemas de lectura y control
automatizados todos los procesos se realizaban
de forma manual. Esta situación imposibilitaba
al personal operativo y administrativo obtener,
generar y brindar información precisa e inme-
diata al momento que los usuarios se acercaban a
formalizar los pagos correspondientes.
La demora e imprecisión en el servicio brinda-
do generaba desconcierto e insatisfacción tanto
a los prestadores del servicio como a los clientes,
repercutiendo negativamente en el estado finan-
ciero de la empresa y en la satisfacción de los
clientes.
Es por esto que teniendo en cuenta la necesidad
de implementar un sistema automatizado que
permita a los funcionarios realizar el proceso de
lectura de medidores, determinación de consu-
mo y cálculo del monto financiero a pagar de for-
ma ágil y precisa, así como las ventajas que ofrece
la utilización de la metodología Scrum y el TDD
para la realización de software que cumplan con
estas especificaciones; se decidió realizar una in-
vestigación con el objetivo de diseñar una apli-
cación web móvil para el registro de lectura de
los medidores del consumo de agua y cobros por
servicios prestados.
II. MATERIALES Y MÉTODOS
Se procedió al desarrollo de una aplicación mó-
vil para facilitar, agilizar y optimizar las accio-
nes relacionadas con la medición del consumo de
agua y cobro por servicios prestados. Se utilizó el
Burn Down Chart para realizar la comparación
del tiempo de trabajo real y el tiempo de trabajo
estimado al inicio de la investigación, elemento
que permitió estimar el cumplimiento del crono-
grama establecido para la investigación.
Para el diseño de la investigación se utilizaron la
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metodología ágil Scrum (para realizar el diseño
de la aplicación) y el método TDD para la reali-
zación de pruebas de comprobación de las carac-
terísticas de la aplicación diseñada. En este senti-
do se tuvieron en cuenta las normas ISO 25000,
especificamente las ISO 25010 que se relacionan
especificamente con la seguridad.(11)
Para la realización de las pruebas de control de
tiempo de medición y de seguridad de la aplica-
ción se seleccionaron 30 usuarios del sistema. Se
procedió a medir el tiempo con un cronómetro,
primeramente, en la forma manual y posterior-
mente mediante la aplicación creada. Los resul-
tados de las mediciones fueron expresados en
segundos.
Con los datos obtenidos en cada medición se
confeccionó una base de datos en Microsoft Ex-
cel y posteriormente se procedió a realizar el pro-
cesamiento de la información de forma automa-
tizada mediante el paquete estadístico SPSS en su
versión 19,5 para Windows.
Se estableció el nivel de significación en una
p<0,05, con un margen de error en el 5 % y el
porcentaje de confianza en el 95 %. Se utilizó t de
Student para determinar distribución de proba-
bilidades. Se determinaron medidas de tendencia
central y de dispersión para las variables cuanti-
tativas y frecuencias y porcentajes para variables
cualitativas. Los resultados fueron expresados
mediante tablas y gráficos para facilitar la inter-
pretación de los resultados obtenidos.
III. RESULTADOS
Después de realizada la investigación se obtuvo
como producto final, que da respuesta y cumpli-
miento al objetivo principal de la investigación
una aplicación móvil denominada SOLRIF.
Figura 1. Burn Down Chart del proyecto SOLRIF.
Fuente: elaboración propia con datos de la investigación
Como parte del monitoreo sistemático de los
avances del proyecto se analizó la velocidad del
proyecto y la eficiencia aplicada a través de la he-
rramienta Burn Down Chart. En la figura 1 se
muestra el resultado comparativo entre el tiem-
po real utilizado en las tareas para el desarrollo
del software y el tiempo estimado al inicio de la
investigación. Durante los 4 primeros sprint se
cumplió con la planificación realizada; desde el
sprint 4 hasta el 6, la línea de tiempo se extendió
como consecuencia de cumplir horarios no in-
cluidos en los tiempos estimados.
Forma de
medición
Tiempo en segundos prome-
dio por cada usuario n=30
Porcentaje
representado
*p
Manual 319,83 (DE 45,43) 100,0 -------
Sistema
SOLRIF
162,30 (DE 13,09) 50,74 0,032
Tabla 1. Comparación de tiempo de medición de medidor de consumo de
agua de forma manual y con el sistema SOLRIF.
Fuente: datos de registro control de la investigación *p<0.05
Figura 2. Comparación de tiempo de medición de medidor de consumo de agua de forma manual y
con el sistema SOLRIF.
Fuente: elaboración propia con datos de la investigación (tabla 1)
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La tabla 1 y figura 2 muestran la comparación del
tiempo utilizado por un funcionario en realizar
la medición del consumo de agua mensual uti-
lizando los dos sistemas; al utilizar la medición
tradicional manual se demora, como promedio
en los 30 usuarios, incorporados en el estudio, un
total de 319,83 segundos (DE 45,43 segundos), lo
que significa el 100,0 % del tiempo utilizado.
Al realizar la medición de forma automatizada
por el sistema SOLRIF el promedio de duración
en segundos fue de 162,30 (DE 13,09 segundos),
significando solamente el 50,74 % del tiempo
utilizado con el sistema manual; lo que significa
una disminución promedio de 157,53 (DE 28,18)
segundos que representa una disminución del
49,25 % del tiempo total utilizado originalmente
(tabla 1, gráfico 2) Este dato fue estadísticamente
significativo con una p=0,032.
Se calculó la t de Student la cual arrojó un valor
de 30.61, superior al valor crítico t que es 2.75;
por lo cual se acepta la hipótesis alternativa y se
rechaza la hipótesis nula.
ID Métrica Resultado Resultado (%)
C Condencialidad 0,5 50,0
I Integridad 0,6667 66,67
NR No repudio 0,5 50,0
R Responsabilidad 0,5 50,0
A Autenticidad 0,5 50,0
SG Seguridad general 0,53334 53,33
Tabla 2. Resultados de las sub características de seguridad de la aplicación
SOLRIF.
Fuente: datos resultantes de la investigación
Al evaluar las características de seguridad de la
aplicación SOLRIF se obtuvo de forma general
un de 0.5333 que expresado en % corresponde
al 53.33 %. La integridad fue la sub característi-
ca que mayor resultado obtuvo (0,6667, para un
66,67 %). Las demás sub características (confi-
dencialidad, no repudio, responsabilidad y au-
tenticidad) recibieron idénticos resultados de 0,5
que son equivalentes al 50,0 % (tabla 2).
IV. DISCUSIÓN
Medir el consumo de agua constituye un impor-
tante factor tanto para la institución como para
sus clientes. La existencia de medidores de agua
garantiza el control de consumo de cada uno de
los consumidores. El desarrollo de un sistema
informático que ayude a registrar la cantidad de
agua que consuma un usuario en determinado
mes y su respectivo pago facilita y optimiza la
función empresarial e incrementa el control de-
bido a que el sistema automatizado ofrece infor-
mación relevante, actualizada, inmediata y nece-
saria para una óptima gestión administrativa.
Sin embargo, el desarrollo de cualquier sistema
informático requiere controlar y evaluar cuánto
se agilizan los procesos en la institución que la
implementa. La ingeniería de software garantiza
mayor productividad de los operarios. Se trata
de que el equipo de desarrollo tenga la posibili-
dad de incorporar mejoras y corregir bugs de los
clientes de una forma más rápida, fiable y repeti-
ble con bajos costos.(7)
Antes de realizar el análisis de los tiempos de
medición se procedió a revisar la ejecución del
proyecto según la planificación realizada. En
este sentido se pudo observar que durante los
primeros cuatro sprint se mantuvo un tiempo de
desarrollo acorde a lo planificado; este periodo
estuvo matizado por los elementos de creación y
desarrollo de la aplicación móvil.
A partir del cuarto al sexto sprint se observó
una ligera demora en relación a los tiempos esti-
mados; una posible explicación a este fenómeno
puede estar dada por la realización de pruebas
de implementación, cumpliendo con el TDD, las
cuales no estuvieron contempladas en la planifi-
cación inicial del proyecto.(12)
La implementación de tecnología Scrum y del
TDD permite dinamizar el proceso de diseño
de software.(13) El trabajo en equipo y la imple-
mentación permanente de pruebas a modos de
examen de los resultados; permiten una rápida
corrección de posibles deficiencias que se pue-
dan haber obviado durante el proceso de diseño.
(14,15) El TTD se basa en trabajar en varias face-
tas al unísono, lo que permite disminuir tiempos,
costos y magnificar la eficiencia del software de-
sarrollado.(16,17)
Al realizar la comparación de los tiempos nece-
sarios por un operador para realizar la lectura
del medidor de agua y conocer el consumo men-
sual se obtuvo una reducción importante y sig-
nificativa de este indicador. La optimización de
45
recursos y tiempo influyen positivamente en el
rendimiento y operatividad de cualquier proceso
productivo, lo que se traduce en mayor rentabi-
lidad para la empresa y seguridad, confianza y
satisfacción para los usuarios.(18,19)
La reducción significativa del tiempo de medi-
ción repercute favorablemente en el rendimiento
productivo del trabajador encargado de esa fun-
ción; además agiliza los tiempos de facturación
por parte del personal administrativo al dispo-
ner de los datos de medición con mayor agilidad.
La disminución de cerca de la mitad del tiempo
necesario, así como la presencia de significación
estadística y de una t de Student favorable permi-
ten afirmar que la aplicación desarrollada mejora
el tiempo de necesario para realizar la medición
del consumo de agua en los medidores.
De igual manera fue importante determinar el
cumplimiento de los criterios estándar de cali-
dad. La seguridad del sistema es esencial, pues
es importante y necesario tener aplicaciones de
alta calidad, pero también que tengan seguridad,
pues las aplicaciones están sometidas en gran
medida a los ataques informáticos. Con la Nor-
ma de evaluación ISO/IEC 25000 (2018a) se eva-
lúa el cumplimiento de la seguridad, siguiendo
los lineamientos de sus parámetros.(20,21)
La seguridad debe estar presente desde la con-
cepción del software, es un error dejarla para fa-
ses posteriores del desarrollo. Lo primero que se
debe hacer para comenzar a implementar seguri-
dad con la metodología Scrum en aplicaciones es
identificar cuáles son los activos de información
a proteger y cómo protegerlos, las vulnerabilida-
des de los elementos que interactúan con la infor-
mación y cómo mitigarlas.(22) Se debe conseguir
reducirlas a un nivel de riesgo aceptable; acción
que se lleva a efecto durante todo el proceso de
desarrollo de la aplicación.(23)
El sistema evaluado, según la aplicación de crite-
rios y escala utilizados, muestran que la sub ca-
racterística Integridad se encuentra en el rango
objetivo, por lo que satisface considerablemente.
La confidencialidad, no-repudio, responsabi-
lidad y autenticidad están en el rango mínima-
mente aceptable.
Según la escala de aceptación definida, la evalua-
ción de la característica seguridad es aceptable, si
todas las sub características se encuentran entre
los rangos mínimamente aceptables y excede los
requerimientos, a pesar de que las sub caracte-
rísticas confidencialidad, no-repudio, responsa-
bilidad y autenticidad muestran una aceptación
mínimamente aceptable, se considera que el
sistema implementado está dentro del rango de
aceptación, en cuanto a la calidad del producto
software.(24,25)
No obstante, el sistema implementado pese a
encontrarse en el rango de aceptación, presenta
falencias con respecto a la seguridad, dado fun-
damentalmente a que inicialmente la aplicación
fue pensaba específicamente para cumplir con
los procesos descritos por el cliente; tales como
registro de lecturas de medidor y de los respec-
tivos pagos.
Asimismo, se debe referir que, en el desarrollo
del sistema, se realizaron pruebas aplicando mé-
todos de gran relevancia, impacto y alto riesgo
en el funcionamiento del sistema, en su gran ma-
yoría métodos de acceso a datos; lo que tal vez,
por la poca experiencia del equipo en trabajo con
TDD incidió en que el tiempo de implementa-
ción y ejecución de las pruebas excedió del esti-
mado inicialmente.
Estos aspectos limitantes coinciden, en alguna
medida con las conclusiones del experimento re-
plicado, realizado por Dieste y otros (2015), don-
de plantean que TDD no produce beneficios en
calidad o productividad, o al menos no de forma
inmediata.(23) Parece necesario que los sujetos
experimentales reciban entrenamiento intensivo
para que los efectos de TDD sean evidentes.(26)
V. CONCLUSIONES
La utilización de la metodología ágil Scrum para
el desarrollo del sistema web/móvil contribuyó a
la coordinación y organización conveniente de
las tareas planteadas por el equipo de trabajo pu-
diendo lograr una acertada implementación de
los requerimientos. La capacitación y prepara-
ción exhaustiva del equipo para el desarrollo de
aplicaciones con la utilización de TDD constitu-
ye una prioridad para eliminar vulnerabilidades
y conseguir resultados favorables en la calidad
del producto.
Oñate, Villa, Rosero, Zabala, Tisalema
46
ISSN 2477-9105 Número 23 Vol.1 (2020)
Con la aplicación móvil se reduce considerable-
mente el tiempo del proceso de lectura de medi-
dor, lo que contribuye a aumentar la productivi-
dad de la institución. Sin embargo, con respecto
a la calidad del producto en lo referente a la segu-
ridad, se encuentra en un rango aceptable, según
la escala de aceptación utilizada, que advierte la
presencia de posibles inseguridades en el sistema.
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