Aula 4- Estudo de Caso

Gerencia de Qualidade de

Software

Aula 4 Estudo de Caso.

https://sites.google.com/site/thiagoaalves/

thiago.augusto2@anhanguera.com

Conteúdo Programático



Apresentação da disciplina e metodologia

de trabalho. Apresentação do Plano de

Estudo e Aprendizagem. Introdução à

Qualidade de Software.



Estudo dos fatores técnicos e humanos

que influenciam a qualidade de um

software

.



Garantia da Qualidade de Software

(SQA): conceito, importância e

apresentação das técnicas.

Conteúdo Programático



Garantia da Qualidade de Software (SQA):

Impactos de um sistema de má qualidade.



CMMI. Introdução, diferenciação entre

qualidade de software e de processo. Estudo

dos níveis CMMI. Abordagem das Key

Process Areas (KPA)



CMMI: abordagem dos aspectos práticos de

implantação do modelo. Apresentação de

casos de sucesso na implantação, níveis

obtidos pelas principais empresas de TI ou

não.

Conteúdo Programático



Norma ISO 15504 (Spice): conceituação,

utilização, metodologia de avaliação.



Normas MPS:BR e ISO 12207.



Modelos de Processo Pessoal e de Equipe

na Melhoria da Qualidade do processo de

desenvolvimento de Software

Conteúdo Programático



Métricas de software: conceituação,

motivos para medição de um produto de

software. Principais tipos e utilizações.



Qualidade de código. Programação:

Fatores de qualidade



Atividades de revisão de conteúdo e/ou

Trabalhos



Alguma duvida do Trabalho 1 ?



Já tem o trabalho 2.

Estudo de Caso



Parte 1 Apresentação do Problema;



Parte 2 Analise;

Therac - 25

Cronologia

 1970

AECL e uma companhia francesa, desenvolvem o Therac-6 e o Therac-20

 1983

Anunciado o desenvolvimento do Therac-25

 1984

Implementado o Therac-25

 1985 – 1987

Introdução

 Visto até hoje, como o incidente mais trágico relacionado com a morte ou ferimentos em seres humanos, por causa directa de falhas em software

Therac - 25

 o caso serve para lembrar: no momento em que confiamos a vida e a saúde das pessoas a computadores, a importância da eliminação de bugs é questão de vida ou morte.

 Entre Junho de 1985 e Janeiro de 1987, seis pacientes receberam doses

exageradas de radiação enquanto recebiam tratamento do acelerador linear médico Therac-25.

Conceito

Therac - 25

 A terapia de radiação é usada para tratar tumores e consiste em destruir o cancro entregando uma dose cuidadosamente calculada de radiação ao tumor, enquanto é minimizada a radiação do tecido circunvizinho

 Em tratamentos simples, são

aplicados doses na ordem dos 200 rads (dose de radiação absorvida)

Therac - 25

Funcionamento

 O Therac-25, antecedido da versão 20, aplicou mais de 20.000 radiações com sucesso em cerca de 500 pacientes

 Consistia de uma máquina, instalada numa sala de

tratamento e controlada através de software, monitorizado por um

 Era uma máquina, com funcionamento em ‘modo-dual’, o mesmo acelerador gerava dois tipos diferentes de raios:

Raios-x para tumores profundos

Raios de electrões para tumores superficiais

Therac - 25

 Assentava numa plataforma giratória (que rodava para a posição correcta antes do início do tratamento), com 3 posições:

modo electrões modo raio-x

Therac - 25

 O operador sentado numa mesa de controlo (fora da sala de tratamento) confirmava um a um, os parâmetros previamente inseridos na sala de tratamento

 Uma vez este processo concluído, o operador digitaria o programa de

tratamento previamente prescrito: ´x´ para raios X

Therac - 25

Modo Electrões

 A energia do raio era fixada num valor apropriadamente baixo  Um conjunto de ‘scanning magnets’ era usado para espalhar o raio

Therac - 25

 O problema com os raios de electrões, é que difundem rapidamente e não conseguem penetrar mais profundamente para outro tipo de tratamentos que

não sejam os superficiais

 Para resolver este problema, o Therac-25 funcionava como

referido anteriormente em dual-mode no qual os raios-x (fotões) são usados para tratamentos mais exigentes

Therac - 25

Modo Raios-X

 Para funcionar em modo de raio-x, um direccionador de tungsténio e um ‘aplanador de raio’ eram movidos para a base do raio de electrões

 Debaixo desse feixe de electrões, o aparelho criava os raio-xs

 No entanto, a potência destes raios-x produzidos é muito fraca

 Por isso a intensidade dos electrões tinha que ser massivamente

incrementada em cerca de 100 vezes mais, do que durante um tratamento de electrões

Therac - 25

Acidente – Causa 1

 O operador digitava a tecla ‘X’ em vez da tecla ‘e’

 Administrava assim uma dose de radiação cerca de 100 vezes superior ao máximo, que o corpo humano podia aguentar naquela zona de acção  Apercebendo-se do facto e para corrigir o problema, o operador, movia o

cursor para cima no monitor com a tecla ‘seta para cima’ e em modo de edição corrigia as entradas erradas

o campo modo, tecla ‘e’ o campo energia

Therac - 25

 Depois de tudo verificado era dado início ao tratamento  Aparentemente tudo funcionava na perfeição

Acidente – Parte Técnica

Therac - 25

 Definir na posição correcta as várias partes do scanning magnet levava cerca de 8 segundos

 A rotina Ptime era executada tantas vezes quantas as partes do scanning magnet a

posicionar

 A flag Bending Magnet era iniciada na sub-rotina Magnet e limpa no final da sub-rotina Ptime

 Ptime verificava uma variável partilhada que indicava a presença de algum pedido de edição por parte do operador

 Se houvesse uma alteração do modo de operação de ´x´ para ´e´ o posicionamento dos magnets era interrompido

Therac - 25

 O problema é que Ptime aquando da sua primeira execução (tantas quantos os magnets a posicionar), limpava a flag e dessa forma, tornava-se impossível

entrar no ciclo e verificar alguma alteração

 Como o operador corrigia os dados em menos de 8 seg. (o tempo que levava a configurar os scanning magnets), o

software não aceitava o valor de energia corrigido e deixava-o em 25MeV

 A “limpeza” da flag bending magnet deveria pois ser feita no fim do

posicionamento de todos os magnets ao invés de ser feito no final de cada ciclio de ptime.

Therac - 25

Acidente – Causa 2

 Havia no software uma parte do programa (tarefa Hkeper) que continuamente verificava o correcto posicionamento da plataforma giratória

(turntable/collimator).

 Essa verificação era feita com base numa variável partilhada (Class3),

incrementada (tarefa Treat) a cada fase da verificação das várias rotinas

 Valor zero no contador (variável Class3), indicava ao operador a correcta

Therac - 25

Mestrado em Eng.ª Informática

Sistemas Distribuídos e Tolerância a Falhas

 Depois de definir a variável Class3, a rotina verifica por alguma “Malfunction” (valor diferente de zero) no sistema usando outra variável partilhada (FSmal)

 A questão é que esta verificação só era feita se o valor da variável

Acidente – Causa 2

Therac - 25

 Como a variável do contador (Classe3) tinha apenas 1 byte, 255 era o valor decimal mais elevado que o contador (incrementado a cada fase da verificação das várias routinas) poderia registar

 Se o programa fizesse 256 verificações, o contador

automaticamente ficava com o valor zero

 A verificação Chkcol não era feita e o software passava a ideia de uma

 A plataforma não estaria na posição correcta e o operador se iniciasse o tratamento naquele momento injectaria no paciente uma dose demasiado elevada de electrões

Therac - 25

Conclusão

 O Therac-25 era olhado como uma máquina extremamente fiável, que custava milhões de dólares, ocupava uma sala inteira, e tida como o sonho de

qualquer médico.

 Gradualmente, os médicos foram tirando impressões entre eles e chegaram à conclusão do mau funcionamento da máquina

 Este triste exemplo ilustra bem o perigo de software defeituoso

 Em cada um dos diferentes tipos de acidentes, o raio de electrões foi aplicado na máxima força (25 MeV, como seria apropriado para modo de raio-X)

Therac - 25

 A aplicação de doses excessivas, apesar de envolver erros por parte do

operador ocorriam por causa de erros no software Therac-25 e porque a equipa de desenvolvimento não seguiu as práticas correntes da engenharia de software

 O desenho do software do Therac-25, suportava um ambiente multi-tarefa e o software permitia acesso concorrente a variáveis partilhadas

 Esta precária implementação, causou a falha da máquina perante determinadas condições

 O sistema da máquina tinha erros ocasionados por execuções concorrentes de tarefas.

Therac - 25

 A programação concorrente é muito utilizada mas extremamente propensa a erros (maioritariamente devido a uma cultura de programação sequencial)

 Desde o princípio dos anos 90, particularmente após o despenho do Ariane 5, o interesse em tácticas de desenvolvimento que previnam bugs, renovou-se

 Implementaram-se assim: técnicas de programação; metodologias de desenvolvimento e melhorias nas linguagens de programação

Therac - 25

Baseado nos problemas levantados do Therac-25, faça um levantamento dos

possíveis problemas de qualidade que podem ter acontecido no desenvolvimento do therac-25.

Em paralelo pense nas possíveis soluções que poderiam ter evitado a maioria dos problemas.

On-line http://infotech.fanshawec.on.ca/gsantor/Computing/FamousBugs.htm http://courses.cs.vt.edu/%7Ecs3604/lib/Therac_25/Therac_1.html http://computingcases.org http://courses.cs.vt.edu/~cs3604/lib/Therac_25/

Bibliografia