Carlos Reynoso - Métodos ágiles en arquitectura de software

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Métodos Ágiles en desarrollo de software Carlos Reynoso UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES billyreyno@hotmail.com http://carlosreynoso.com.ar http://www.microsoft.com/spanish/msdn/arquitectura/roadmap_arq/arquitectura_soft.mspx

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Objetivos Proporcionar una reflexión sobre XP y los métodos ágiles orientada a la academia No es un curso introductorio, no es evangelización Examinar los fundamentos formales, la relevancia metodológica y el alcance práctico de los métodos ágiles Identificar recursos para profundizar el tema

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Agenda Contexto de situación Manifiesto ágil Tabla de Métodos ágiles eXtreme Programming (XP) Otros métodos ágiles Métodos ágiles & MSF 3.0 Críticas a Métodos Ágiles Conclusiones – Estado de la cuestión Referencias y recursos http://www.microsoft.com/spanish/msdn/arquitectura

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Contexto de situación Descrédito de los procesos en cascada DOD STD 2167  MIL STD 498 Crisis de confianza en los procesos regidos por metodologías prescriptivas con análisis completo de requerimientos y planificación detallada CMM, CMMI, Spice, Bootstrap, TickIt, ISO 9000 CMM no es una metodología ni un modelo en cascada, pero “coincide con su espíritu” Legislación negativa sobre conformidad con estándares de calidad

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Contexto de situación Surgimiento de ideas caórdicas No linealidad: El mítico hombre-mes (Brooks) Orden a partir del caos (Kauffman, Hock) Sistemas adaptativos complejos (Holland) Dinámica no lineal, sensitividad a las condiciones iniciales (“efecto mariposa”), autómatas celulares, redes booleanas aleatorias (“orden gratis”) Auto-organización (B. Boehm) Modelo y ciclo de vida en Estrategia del Caos (Raccoon, 1995)

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Manifiesto ágil http://agilemanifesto.org Estamos poniendo al descubierto formas mejores de desarrollo de software, haciéndolo y ayudando a otros a que lo hagan. A través de este trabajo hemos llegado a valorar: Los individuos y la interacción por encima de los procesos y herramientas. El software que funciona por encima de la documentación abarcadora. La colaboración con el cliente por encima de la negociación contractual. La respuesta al cambio por encima del seguimiento de un plan. Aunque hay valor en los elementos a la derecha, valorizamos más los de la izquierda.

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Manifiesto ágil http://agilemanifesto.org Kent Beck (XP), Mike Beedle, Arie van Bennekum (DSDM), Alistair Cockburn (Crystal), Ward Cunningham (XP), Martin Fowler (XP), James Grenning (XP), Jim Highsmith (ASD), Andrew Hunt (Pragmatic Programming), Ron Jeffries (XP), Jon Kern (FDD), Brian Marick, Robert C. Martin (XP), Steve Mellor, Ken Schwaber (Scrum), Jeff Sutherland (Scrum) y Dave Thomas (Pragmatic Programming)

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Métodos ágiles

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Híbridos Enterprise XP (DSDM + XP) - Mike Griffiths XP@Scrum - Scrum Xbreed (XP+Scrum) - Mike Beedle Industrial XP - Industrial Logic Dispersed Extreme Programming (DXP) - Michael Kircher, Siemens Dispersed Development - Alan Cameron Wills (MS), FastnLoose - Patrones para desarrollo ágil distribuido Grizzly (“Large Agile”) - Ron Crocker, Motorola Evo+XP, Evo+UP, Evo+Scrum, XP+UP, UP+Scrum

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Constantes de los MAs Surge en libros con impacto en la industria y en el público, no en papers Metodología simple y fácil de aprender Valores, Principios, Prácticas, Roles, Artefactos Equipos no jerárquicos y auto-organizados Comunicación intensiva Minimalismo Prescindencia de arquitectura y modelado Proceso iterativo e incremental Entregas rápidas Capacidad adaptativa Rápida respuesta al cambio

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Ideas caórdicas en MAs Scrum: conceptos de filo del caos y control de caos Scrum: http//www.controlchaos.com Microsoft implementa estrategias de caos controlado en procesos de desarrollo (Microsoft secrets) MSF 3.0: referencia a la naturaleza caórdica de los procesos complejos (Dee Hock)

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Ideas caórdicas en MAs Fred Brooks: no linealidad [MMM] Jeff DeLuca (FDD): afinidad con caos determinista y teoría de la complejidad Larman sobre Scrum: referencias a John Holland sobre auto-organización y procesos adaptativos Jim Highsmith (Adaptive Software Development): control laxo, equilibrio en el filo del caos Lean Development: analogía con sociedades de insectos y modelos de agentes adaptativos

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Ideas caórdicas en MAs Kent Beck: “las raíces de XP se encuentran en la teoría de los sistemas complejos” Barry Boehm: “la ingeniería de software deberá estudiar los sistemas adaptativos, el orden emergente, los agentes que se auto-organizan…” Ideas de complejidad y caos en management y consultoría organizativa Idem, en predicción financiera

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Acrónimos y jerga Scrum, gallinas, cerdos, corridas (sprints), pre-juego, juego y pos-juego (Scrum) - Púas (spikes) (Scrum, XP) “El minimalismo es esencial”, “Todo se puede cambiar”, “Mejor 80% hoy que 100% mañana” (LD), “Mirando basura (LSD), “Refactorización implacable” (XP) El Cono del Silencio, El Esqueleto Ambulante (CC) YAGNI “You Aren’t Gonna Need It”; TETCPB, “Test Everything That Can Possibly Broke”; DTSTTCPW, “Do The Simplest Thing That Can Possibly Work”; BUFD, “Big Upfront Design”. GoF, POSA “Lo lamento por su vaca; no sabía que era sagrada” (Ron Jeffries) “Si funciona bien, arréglelo de todos modos” (Beck)

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eXtreme Programming Método ágil basado en cuatro principios: simplicidad, comunicación, retroalimentación, valor Y varias prácticas: juego de planeamiento, entregas pequeñas, metáforas, diseño simple, pruebas continuas, refactorización, programación por pares, propiedad colectiva, integración continua, semana de 40 horas, cliente en el sitio, estándares de codificación

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¿Prácticas independientes?

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Programación por pares (pair programming) Todo el código es escrito por parejas de programadores una sola máquina con un teclado y un mouse No es un programador trabajando y el otro mirando No es una sesión de aprendizaje para un programador junior El que no está escribiendo piensa más estratégicamente revisa el código en tiempo real Los roles se pueden cambiar varias veces durante el día Fundamentos: dos programadores trabajando juntos son más efectivos que por separado el conocimiento grupal crece más rápido trabajar es más divertido

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Pruebas Test Driven Development Diseño e implementación de las pruebas antes de programar la funcionalidad El programador crea sus propios tests de unidad Integración continua Integración diaria Disponer de una máquina para integración Tests funcionales Cliente

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Semana de 40 horas El desarrollo de software es un ejercicio creativo hay que estar fresco y descansado Sin “héroes” Se reduce la rotación de personal Mejora la calidad del producto Se permiten excepciones, con cuidado más de una semana de horas extra: problema

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Lugar de trabajo Sala amplia (mejor, sin divisiones) Centro: pares de programadores Periferia: máquinas individuales Ventajas del espacio abierto: mayor comunicación agenda dinámica

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Juego de planificación (planning game) Determinar rápidamente el alcance de la próxima versión prioridades de negocio (cliente) estimaciones técnicas (desarrolladores) ¿Por qué juego? Objetivo: maximizar el valor del software producido Estrategia: poner en producción las características más importantes lo antes posible Piezas: story cards Jugadores: desarrolladores y cliente Movidas: Exploración, Selección y Actualización

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Story Cards

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Cliente en el sitio Interacción continua No siempre se consigue muy junior, no sirve muy senior, no quiere Actualmente se pide un “analista”

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Propiedad colectiva del código Cualquier integrante del grupo tiene autoridad para cambiar cualquier parte del código fuente Todos son dueños del código Siempre se utilizan estándares Los tests siempre deben funcionar al 100% Se integra con todo el sistema permanentemente Manejo de configuración

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Diseño simple, entregas pequeñas Se debe mantener el diseño lo mas simple posible (YAGNI): “No vas a necesitarlo” Tarjetas CRC Design for change vs Design for today Características útiles en términos del negocio No implementar características que no son necesarias Poner en producción lo antes posible Unas pocas semanas por entrega

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Tarjetas CRC Clase – Responsabilidad – Colaboración

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Refactorización Si el código se está volviendo complicado modificar el diseño, volver a uno más simple Refactoring: modificar la forma del código sin cambiar su funcionamiento Ejemplos: extraer método, renombrar (clase, método, variable, etc.), reemplazar Hay herramientas C#Refactory (Xtreme Simplicity)

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Metáfora Reemplaza a la arquitectura “Historia compartida sobre cómo funciona todo el sistema” Lenguaje común que todos puedan entender cliente desarrolladores La metáfora puede cambiar permanentemente

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Ciclo de vida

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XP - Síntesis

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Scrum Primera referencia: Takeuchi-Nonaka, 1986, The New Product Development Game En software, Jeff Sutherland, Ken Schwaber, 1995 Aplica principios de procesos de control industrial, junto con experiencias metodológicas de Microsoft, Borland y Hewlett-Packard No es método independiente, sino complemento de otras metodologías (XP, MSF, RUP) Enfatiza valores y prácticas de gestión, no cuestiones técnicas de desarrollo

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Principios de Scrum ·     Equipos auto-dirigidos y auto-organizados. No hay manager que decida, ni otros títulos que “miembros del equipo” o “cerdos”; la excepción es el Scrum Master que debe ser 50% programador y que resuelve problemas, pero no manda. Los observadores externos se llaman “gallinas”; pueden observar, pero no interferir ni opinar. ·      Una vez elegida una tarea, no se agrega trabajo extra. En caso que se agregue algo, se recomienda quitar alguna otra cosa. Encuentros diarios con las tres preguntas … Se realizan siempre en el mismo lugar, en círculo. El encuentro diario impide caer en el dilema señalado por Fred Brooks: “¿Cómo es que un proyecto puede atrasarse un año?: Un día a la vez” [Bro95]. Iteraciones de treinta días; se admite que sean más frecuentes. Demostración a participantes externos al fin de cada iteración. Al principio de cada iteración, planeamiento adaptativo guiado por el cliente.

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Ciclo de Scrum

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Artefactos de Scrum Acumulación (backlog) de producto Acumulación de carrera (o “corrida”)

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Prácticas de Scrum Al fin de cada iteración de treinta días hay una demostración a cargo del Scrum Master. Las presentaciones en PowerPoint están prohibidas. En los encuentros diarios, las gallinas deben estar fuera del círculo. Todos tienen que ser puntuales; si alguien llega tarde, se le cobra una multa que se destinará a obras de caridad. Es permitido usar artefactos de los métodos a los que Scrum acompañe, p. Ej. Listas de Riesgos si se utiliza UP, Planguage si el método es Evo, o los Planes de Proyecto sugeridos en la disciplina de Gestión de Proyectos de MSF. No es legal el uso de instrumentos como diagramas PERT, porque parten del supuesto de que las tareas de un proyecto se pueden identificar y ordenar El supuesto dominante es que el desarrollo es semi-caótico, cambiante y tiene demasiado ruido como para que se le aplique un proceso definido.

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Otros métodos: FDD Feature Driven Development (FDD) [DeLuca, Coad] No FOP, pero sí Desarrollo por Rasgo El seguimiento del progreso se realiza mediante examen de pequeñas funcionalidades descompuestas y funciones valoradas por el cliente. Un rasgo es una función pequeña expresada en la forma <acción> <resultado> <por | para | de | a> <objeto> con los operadores adecuados entre los términos. Por ejemplo, calcular el importe total de una venta; determinar la última operación de un cajero; validar la contraseña de un usuario.

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Feature Driven Development (FDD) No cubre todo el ciclo de vida, sino diseño y construcción Se considera apto para proyectos mayores o de misión crítica Hay arquitectos en FDD Numerosos artefactos para el control del proceso

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Feature Driven Development (FDD) Ciclo de vida

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Feature Driven Development (FDD)

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Feature Driven Development (FDD) FDD es un método de desarrollo de ciclos cortos que se concentra en la fase de diseño y construcción. En la primera fase, el modelo global de dominio es elaborado por expertos del dominio y desarrolladores; El modelo de dominio consiste en diagramas de clases con clases, relaciones, métodos y atributos. Los métodos no reflejan conveniencias de programación sino rasgos funcionales.

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DSDM Método estándar en Gran Bretaña Prácticas escalables - Reglas MoSCoW [Must, Should, Could, Want]

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Adaptive Software Development James Highsmith III, consultor de Cutter Consortium, desarrolló ASD hacia el 2000 Alternativa a la idea, propia de CMM Nivel 5, de que la optimización es la única solución para problemas de complejidad creciente. Tercera vía entre el “desarrollo monumental de software” y el “desarrollo accidental”, o entre la burocracia y la adhocracia. Deberíamos buscar más bien, afirma Highsmith, “el rigor estrictamente necesario” Para ello hay que situarse en coordenadas apenas un poco fuera del caos y ejercer menos control que el que se cree necesario.

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Ciclo de ASD

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Adaptive Software Development Auto-organización, adaptación al cambio y orden emergente Analogías con los sistemas adaptativos complejos por excelencia: los organismos vivientes (o sus análogos digitales: redes neuronales auto-organizativas de Teuvo Kohonen y autómatas celulares). Los proyectos de software son sistemas adaptativos complejos y la optimización no hace más que sofocar la emergencia necesaria para afrontar el cambio. Highsmith interpreta la organización empresarial que emprende un desarrollo como si fuera un ambiente, sus miembros como agentes y el producto como el resultado emergente de relaciones de competencia y cooperación. En los sistemas complejos no es aplicable el análisis, porque no puede deducirse el comportamiento del todo a partir de la conducta de las partes, ni sumarse las propiedades individuales para determinar las características del conjunto (ejemplo del agua)

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Lean Development Lean: magro, enjuto – James Womack, 1990, La máquina que cambió al mundo Patrones organizacionales Herramientas de TQM( Edward Deming) Software: Bob Charette, 2001 No se limita al proceso de desarrollo – Hay que conocer el negocio de punta a punta

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Lean Development Igual que Agile Modeling, que cubría aspectos de modelado y documentación, LD y LSD han sido pensados como complemento de otros métodos, y no como una metodología excluyente. LD prefiere concentrarse en las premisas y modelos derivados de Lean Production (canon de la Escuela de Negocios de Harvard). Para las técnicas concretas de programación, LD promueve el uso de otros MAs que sean consistentes con su visión, como XP

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Evo Competitive Engineering – Tom & Kai Gilb Planguage Vincula todas las disciplinas de SE Expresa objetivos, estrategia, diseño y riesgo Basado en Plan-Do-Study-Act (Deming, Juran, Shewhart) Lenguaje de especificación Planguage Descripción de requerimientos, diseños y planes Métodos Planguage Especificación de requerimiento, con atributos cuantificados Estimación de impacto: implementación vs requerimiento y evaluación de progreso Control de calidad de especificación (SQC - Excel) Evolutionary Project Management: pasos pequeños (2%) evolutivos de alto valor

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Evo

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Planguage CUSTOMER.SATISFACTION SCALE: evaluación promedio de la satisfacción de un cliente, de 1 a 5, siendo 1 la peor y 5 la mejor PAST [2003] 2.5 GOAL [2004] 3.5 Tom Gilb es el creador de la idea de “métricas de software”

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Métodos ágiles en MSF Fuerte tradición de desarrollo ágil en MS Steve McConnell, Code Complete (1993) Programación en pares Steve McConnell, Rapid Development (1996) Modelo de ciclo de vida evolutivo, encuentros y talleres de equipo, revisiones frecuentes, diseño para el cambio, entrega evolutiva, reutilización, prototipado evolutivo, comunicación intensa, desarrollo iterativo e incremental No ágil: recomendación de establecer metas fijas de antemano, contratar a terceros para realizar parte del código (outsourcing), trabajar en oficinas privadas, ofrecerse a permanecer horas extraordinarias - Oposición de McConnell a XP Ron Jeffries & Ward Cunningham

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Métodos ágiles en MSF Microsoft Solutions Framework En evolución desde 1994 “Conjunto de principios, modelos, disciplinas, conceptos, lineamientos y prácticas probadas” http://www.microsoft.com/technet/itsolutions/techguide/msf/msfovrvw.mspx Explícitamente definido como framework apto para métodos ágiles Modelo de Procesos iterativo e incremental, con participación activa del cliente Probado en combinación con métodos ágiles Agile Modeling (Ambler) DSDM - Documento conjunto de coordinación RUP Evolutionary Project Management - Best practices

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Métodos ágiles en MSF 8 principios: Alentar comunicaciones abiertas (Brooks) Trabajar hacia una visión compartida (Highsmith) Otorgar poder a los miembros del equipo Establecer responsabilidad clara y compartida Concentrarse en la entrega de valor de negocios Permanecer ágil, esperar el cambio (Highsmith) Invertir en calidad Aprender de todas las experiencias

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Críticas a Métodos Ágiles Rakitin, 2001 – Argumento hacker Pete McBreen, 2002 – Questioning XP McConnell, 2002 – Hipnosis colectiva, one size fits all, programación sin diseño Stephens-Rosenberg, 2003 – XP Refactored Ed Berard, 2003 – “Falacias” Gerold Keffer, 2003 – XP considered harmful.. (Escalabilidad, casos, programación de garage, TDD caro, reusabilidad, pero no COTS) Mellor, Smith – Consignas estridentes, artefactos no reconocidos

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Herramientas para desarrollo ágil Patterns & Practices Prueba de Unidad COMUnit - SourceForge, VB.NET & C# Nunit 2.1.4 csUnit vbUnit 3 - Visual Basic .NET .TEST - Parasoft Software - Soporta NUnit HarnessIt™ - UnitTesting.com - Prueba de unidad para lenguajes CLR Unite.NET - Ascentiv - Prueba de unidad e integración - Independiente de lenguaje

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Herramientas para desarrollo ágil Refactorización C# Refactoring Tool 1.5.1 Opnieuw - SourceForge, C# Extreme Simplicity C# Refactory - VB Refactory ReSharper - JetBrains! C# Refactoring Tool C# 2.0 Whidbey - Refactoring nativo GeneXus

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Creencias insostenibles Es posible diagramar a priori y en detalle la totalidad del ciclo de vida y sus artefactos El seguimiento de un plan garantiza la excelencia de un proceso de desarrollo El diseño previo implica corrección arquitectónica y/o mejora las cualidades no-funcionales El diseño previo incide sobre la calidad del código La semántica de los lenguajes de diseño mapea punto a punto sobre la semántica de los frameworks de programación El diseño y el plan documentan el desarrollo real y/o facilitan su mantenimiento o transferencia

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Conclusiones Distintas categorías de métodos ágiles Los métodos ágiles son fundamentalmente combinables MSF marco general, Planguage como lenguaje de especificación de requerimiento, Scrum (con sus patrones organizacionales) como método de management, XP (con patrones de diseño, programación guiada por pruebas y refactorización) como metodología de desarrollo, RUP como abastecedor de artefactos, ASD como cultura empresarial y (si se requiere) CMM como metodología de evaluación de madurez Desarrollo de conceptos y técnicas de uso general Patrones organizacionales (Scrum, Lean Software Development), refactorización, TDD, Testing Patterns Democratización de las metodologías - Ahora los métodos son mainstream

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Estado de la cuestión Los métodos ágiles llegaron para quedarse, aunque la histeria se está moderando El BUFD también llegó para quedarse CMU/SEI está desarrollando ambas estrategias simultáneamente El departamento de Ingeniería está más cerca de los métodos tradicionales (CMM, CMMI, etc) Pero hay fuertes críticas respecto de la adecuación de UML para ese propósito – Arquitectura de software no es diseño OO El debate está lejos de resolverse en el mediano plazo No se puede negar el valor de la auto-organización (Internet, 9/11, Toyota) … pero nadie sabe cómo se organiza lo que se auto-organiza No hay balas de plata Los grandes jugadores en la industria de software todavía no están ni a favor ni en contra. Yo tampoco

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Vínculos y referencias Reynoso/Kicillof en MSDN en Español: http://www.microsoft.com/spanish/msdn/arquitectura Martin Fowler, Kent Beck, John Brant, William Opdyke y Don Roberts. Refactoring: Improving the design of existing code. Addison Wesley, 1999 Kent Beck. Extreme Programming Explained: Embrace Change. Addison Wesley, 1999

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Vínculos y referencias Ron Jeffries - Extreme Programming adventures in C#. MS Press, 2004 Tom Gilb. Competitive Engineering, 2003. Will Stott, James Newkirk - “Test-driven C#”. MSDN Magazine, Abril de 2004. Andy Hunt, Dave Thomas - Pragmatic Unit Testing in C# with NUnit, 2004.

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¿Preguntas? Billy Reynoso UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES billyr@microsoft.com.ar

Summary: Métodos agiles en desarrollo de software: SCRUM, Extreme Programmins, Evo, DSDM

Tags: scrum xp métodos ágiles

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